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みなさまこんにちは(*^-^*)
私たちが普段よくジュエリーなどで目にする「金」は
実は大半が純金ではなく
純金に銀や銅などのほかの金属を混ぜた
金合金である場合が多いです
例えば有名な「18金」は、純金75％以上に
ほかの金属25％を混ぜ合わせた金属です
でも、見た目だけで言ったら
どの品物がどれくらいの純度があるかなんてわからないですよね
私たちリサイクルショップは、そんな見た目だけではわからない貴金属の純度を
比重という数値をもとにして突き止めています
本日はそんな「比重」について詳しくお話していきます
比重ってなに？
まずは基本中の基本
比重というものがどういったものなのか、からご説明します
比重とは、
ある温度における、ある物質と標準物質の密度の差
のことをいいます
と、これだけでは分りづら過ぎるので
もう少しかみ砕いて説明をすると。
みなさまは学生時代に物理で習った、密度のことを覚えていますでしょうか
軽く復習すると、
密度とは1立方センチメートルあたりの質量
のことです
計算式で言えば質量÷体積ってやつですね
これでいうと、水の密度は約1になります
このことから、水は貴金属の比重を調べる際の標準物質として使われますので
比重とは
ある温度における、ある物質(調べたい金属)と標準物質(水)の密度の差
と言い換えることができますね
さて、標準物質となる水の密度が1なのはわかりましたが
今度は調べたい金属の密度もはかる必要が出てきました
でも、算数の問題によく出てくる立方体なんかと違って
指輪やネックレスの体積を正確にはかることは難しいです
そこで使うのが、次項「水中重量」です
水中重量
水中重量とは、言葉通り
物質が水の中にあるときの重量
のことをいいます
水の中は浮力という浮かぶ力が働いていますので
水の外と比べると物質の質量は小さくなります
プールの中でなら重いものを持ち上げられたり
なんだか体が軽くなったように感じ
るのも、原理としては同じです
そしてこのとき軽くなるのは、浮力によって押しのけた水の体積分だけ、というルールがあります
この原理が、あの有名な『アルキメデスの原理』です
水の1立方センチメートルぶんの重さはおおよそ1ｇですので
物質のもともとの重量から水中重量を引くことによって
物質の体積が求められる、というわけです
水中重量のはかり方
ここで曲者になってくるのが
水中重量のはかり方です
実はこの水中重量、風が吹いて水が揺れてもダメ・平行なところ以外ではかってもダメ・計測中に揺らしてもダメ…と
かなり計測に気を遣う数値なんです
リサイクルショップでは比重計と呼ばれる、比重をはかる専門のはかりを使って計測しますが
一般のご家庭ではなかなか正確に水中重量をはかることは難しいです
そこで簡易的に水中重量をはかるため、使われているのが以下のような装置です
このように、計測したい物質が容器のどこにもつかないように吊り下げて計測すれば
自宅でも比較的正確に水中重量をはかることができます
ちなみに水に中性洗剤を入れるのは、洗剤に含まれている界面活性剤のはたらきを利用して
物質のまわりに気泡をできにくくさせるためです
この装置で出た数値を、もともとの重量から引けば
物質の体積がすぐに計算できます。
比重の計算式
さて、ここまでで比重を導き出すのに必要な
水の比重値
物質の比重値
の求め方がわかりました
水の比重値は1ですから無視が効きますので
比重を求める計算式は
比重＝物質の重量÷体積
＝物質の重量÷(物質の重量－物質の水中重量)
となります
はーーーー長かった！(笑)
で、この比重がわかったからなんだっていうと
金属はその種類や純度によって比重の値が変化するのです
有名どころで言うと
K24比重19.13～19.51
K18比重14.84～16.12
Pt1000比重21.24～21.66
Pt900比重18.61～20.08
と定められています
他の金属の比重値も、調べればすぐに出てきますので
知りたい方は検索してみてくださいね
なので、この計算式と比重値の値さえ知っていれば
いつでも金属の純度を調べることができちゃうんです
最後に
本日は貴金属の正体を調べるのに必要な「比重」についてお話ししました
いかがでしたでしょうか
かなりおおざっぱにかみ砕いて説明しましたので
物理学の視点から見ると「あれ」となるところもあるかと思いますがお見逃し下さい
今回ご紹介した計測方法は、あくまで目安となるご家庭用簡易版です
正確な正体を知りたい方は、ぜひ一度壱六屋にお持ち下さいね
それではまた！
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