金が純粋かどうかをどのようにテストできますか? 一部のメソッドは他のメソッドよりも破壊的です

シドニー工科大学名誉教授

Michael Cortie は、この記事から利益を得るであろういかなる企業や組織で働いたり、コンサルティングしたり、株を所有したり、資金を受け取ったりすることはなく、学術上の任命以外に関連する所属を明らかにしていません。

シドニー工科大学は、The Conversation AU の創設パートナーとして資金を提供しています。

すべてのパートナーを表示

金に関して言えば、純粋とはどの程度の純度なのでしょうか？ そして、誰がどのようにして知っていますか？

パース造幣局に関する最近の暴露が示しているように、金の買い手と売り手は純度を非常に重視しています。 上海金取引所に売却された約90億豪ドル相当の金から不純物が検出されたことを巡り、疑問の声が上がっている。

伝えられるところによると、金は純度99.99％（または「4N」）の業界標準を満たしていましたが、銀のレベルについては合意された追加仕様を満たしていませんでした。

金の純度をテストするという問題は何千年もの間生き続けており、ますます正確な方法が考案されています。 しかし、これらの技術にもかかわらず、ほとんどの場合、金産業は依然として信頼と評判に基づいて運営されています。

古代ギリシャの数学者アルキメデスは、お風呂に入りながら金の純度をテストする方法を思いついたと言われています。

物語によれば、シラキュース王は数学者に、金の冠が純粋な金属で作られているのか、それとも不正な金細工師によって不純物が混入されているのかを判断するよう依頼したという。

アルキメデスは問題について考えた後、風呂に入り、足を踏み入れると水位が上がっていることに気づきました。すぐに飛び降りて、「エウレカ！」と叫びながら通りに飛び出しました。 （または「見つけました！」）。

続きを読む: ゴールドラッシュが現代世界の形成にどのように貢献したか

彼は王冠を水に沈めるとその体積、ひいては密度を測定できることに気づきました。 金は他のほとんどの金属よりも密度が高いため、これをクラウンの純度を測定するために使用できます。

この物語の歴史的正確性や、彼が使用したであろう実験の正確なメカニズムについては議論がありますが、要点はアルキメデスが著書「浮遊体について」で述べた原則と一致しています。

アルキメデスの方法は独創的であったにもかかわらず、今日では使用されていません。 現代の金産業で使用されている最も一般的な方法には、火災分析、蛍光 X 線、誘導結合プラズマ質量分析 (ICP-MS) などがあります。

耐火分析は、品質証明業界で使用される伝統的な方法 (たとえば、ジュエリーの金が 9 カラットまたは 18 カラットであることを証明するため) であり、金鉱山で鉱石の品質をテストするためによく使用されます。

これは破壊的な方法なので、アルキメデスにはうまくいかなかったでしょう。 テストする品目から少量の金属を取り出し、それをさまざまな化学物質と混合し、炉またはるつぼで溶かします。

続きを読む: 医学からナノテクノロジーまで: 金がどのようにして静かに私たちの世界を形作るのか

このプロセスは、金以外のすべてを除去するように設計されています。 したがって、投入したサンプルと取り出した金の重量を量れば、サンプルがどの程度純粋であるかを知ることができます。

ただし、火災分析では金の量のみが検査され、サンプル中に他に何が含まれているかはわかりません。

もう 1 つの一般的な検査 (これは非破壊検査です) には、蛍光 X 線が含まれます。 検査したい項目に X 線を照射すると、サンプル内の原子が励起され、さまざまな波長の X 線が放出されます。 これらの波長を分析すると、サンプル中に何が含まれているかを知ることができます。 機械は金、銀、銅などの量を読み上げます。

実際の精度を得るには、より複雑なさまざまなテストを試すことができます。 オーストラリアでは、「ゴールドスタンダード」は、誘導結合プラズマ質量分析法 (ICP-MS) と呼ばれるものになります。

このプロセスでは、サンプルを効果的に蒸発させ、その中のさまざまな原子の重量を測定します。 10億分の1の精度でサンプルの組成を知ることができます。