金は、その希少性、美しさ、そしてユニークな特性により、何千年もの間、人々の興味を惹きつけてきた金属です。古代の宝飾品から現代の電子機器まで、さまざまな用途に使用されてきました。金の重要な特性の 1 つは、腐食や変色に対する耐性です。この記事では、金が錆びるかどうかについて掘り下げ、その化学的および物理的特性について詳しく説明します。
金の化学的性質を理解する
金は、化学記号 Au で表され、周期表の 11 族に属する遷移金属です。光沢のある黄色の光沢と高密度が特徴です。金は化学的に不活性で、他の元素や化合物と容易に反応しません。この特性が、金が錆びない理由として重要な役割を果たしています。
金の酸化耐性
錆びは、鉄が環境中の酸素や水分と反応して酸化鉄を形成するときに発生する腐食の一種です。このプロセスは酸化として知られています。しかし、金は化学的に安定しているため、この反応は起こりません。この金属は原子構造が電子を失いにくいため、酸化に対して非常に耐性があります。
金の不活性は、その電子配置に由来します。金の外殻の電子はしっかりと結合しているため、金原子が電子を失って酸化反応に参加することが困難です。その結果、金は、他の金属が通常腐食したり錆びたりする環境条件の影響を受けません。
金の原子構造の役割
金は面心立方 (FCC) 結晶構造を持ち、各金原子は 12 個の隣接原子に囲まれています。原子がこのように密集していることが、金の安定性と化学反応に対する耐性に寄与しています。FCC 構造により、金原子は外部の化学攻撃から十分に保護され、腐食に対する耐性がさらに高まります。
金は錆びますか？
金は錆びませんが、特定の条件下では変色することがあります。金の変色は、通常、表面に薄い変色層が形成されることです。この変色は、金のジュエリーに使用されている銅や銀などの合金金属の存在が原因であることが多いです。これらの合金は空気中の硫黄化合物と反応して変色を引き起こす可能性があります。ただし、純金 (24 カラット ゴールド) は金合金よりも変色しにくいです。
詳細については、以下のYouTube動画をご覧ください。
金は錆びませんが、極端な条件下では何らかの形で腐食する可能性があります。
- 王水
- 高温酸化
- 塩化物との化学反応
錆びと変色
金が錆びない理由を理解するには、錆びと変色を区別することが重要です。
| 側面 | 錆び | 変色 |
|---|---|---|
| 反応タイプ | 酸化（酸化還元反応） | 硫黄化合物による腐食 |
| 化学反応 | 鉄は酸素と水分と反応して酸化鉄（錆）を形成します。 | 金属は硫黄または硫黄含有物質と反応して硫化物またはその他の化合物を形成します。 |
| 外観 | 典型的には赤褐色の薄片状の層 | 通常は鈍いまたは変色したフィルムで、金属によっては黒または灰色になることもあります。 |
| 環境要因 | 湿気、酸素、そして時には酸性条件 | 空気やその他の環境要素中の硫黄化合物 |
金合金とその特性
純金は 24 カラットで、多くの実用用途には柔らかすぎるため、耐久性を高めるために他の金属と合金にされることがよくあります。一般的な金合金には次のものがあります。
- 18Kゴールド: 75% の金と 25% の銅や銀などの他の金属で構成されています。この合金は純金よりも耐久性に優れていますが、時間の経過とともに変色する可能性があります。
- 14Kゴールド: 金 58.3%、その他の金属 41.7% が含まれています。この合金は傷や変色に対してより耐性がありますが、それでも摩耗の兆候が見られる場合があります。
なぜ金は腐食しにくいのでしょうか?
金の化学的安定性は、腐食に対する耐性の重要な要素です。他の金属とは異なり、金は酸化物や硫化物を容易に形成しません。これは、金原子のイオン化エネルギーが高く、反応性が低いためです。さらに、金は酸、塩基、その他の一般的な腐食性物質と反応しないため、耐久性と環境要因に対する耐性が重要なさまざまな用途に最適な素材です。
1. 酸との反応性がない
金はほとんどの酸と反応しないことで有名です。他の金属の検査や洗浄によく使用される塩酸、硫酸、硝酸には溶けません。ただし、塩酸と硝酸の混合物である王水には溶けますが、これは日常的な状況では通常見られない特殊なプロセスです。
2. さまざまな環境における安定性
金は、空気、水、さまざまな化学物質にさらされるなど、過酷な環境でもその輝きと外観を維持します。この安定性により、金は美しさを保ち、時間が経っても変色しないため、ジュエリーや装飾品として人気があります。
さまざまな環境における金の挙動
金は、その優れた耐久性とさまざまな環境要因に対する耐性で知られています。ここでは、さまざまな環境での金の挙動について詳しく説明します。
- 放送中： 金は空気中では錆びたり腐食したりしません。酸素にさらされても変化しません。これは、金が常温常圧下では酸素と反応しないからです。
- 水中で： 金は水にも影響を受けません。水分があると酸化する鉄とは異なり、金は淡水でも海水でもその完全性を保ちます。
- 酸性およびアルカリ性環境の場合: 金はほとんどの酸に対して耐性があります。しかし、王水と呼ばれる塩酸と硝酸の混合物によって溶解します。王水は、金と相互作用する塩素やその他の反応性物質を生成するため、金を溶解することができます。
- その他の化学物質への曝露: 金は錆びませんが、特定の化学物質の影響を受けることがあります。たとえば、硫黄を含む物質によって金が変色し、硫化金が形成されます。この変色は錆びるのではなく、表面が変色するものです。
金の実用的応用
金は錆びや腐食に強いため、次のようなさまざまな用途で非常に価値があります。
- ジュエリー： 金は、その美的魅力と耐久性により、高級ジュエリーによく選ばれています。
- エレクトロニクス： 金は優れた導電性と耐腐食性を備えているため、電子部品やコネクタに最適です。
- 医療機器： 金は生体適合性と耐腐食性があるため、医療用インプラントや医療機器に使用されています。
金は変色しますか?
純金、つまり 24 カラットの金は、酸素や湿気と反応しないため、変色することはほとんどありません。ただし、金製品の変色耐性は、合金の組成によって異なります。
金は、その特性を高めるために他の金属と合金にされることがよくあります。例:
- ホワイトゴールドプラチナやパラジウムと合金化されたものは、変色に対してより耐性があります。
- ローズゴールド銅が含まれているため、変色しやすくなります。
英国では、金が法的に金と呼ばれるには、少なくとも 37.5% の純度 (9 カラットまたは 375 の純度) が必要です。米国では、法的に最低限必要なのは 10 カラットです。合金の種類によって着用性や外観が異なり、18 カラットや 22 カラットなどの高カラットの金は光沢がありますが、柔らかく、傷がつきやすくなります。
全体的に、純金は変色しませんが、金合金に他の金属を加えると、変色や耐腐食性に影響を与える可能性があります。
金のジュエリーはどのように掃除すればよいですか?
金のジュエリーが少し変色してしまった場合、輝きを取り戻すにはどうすればよいでしょうか。まずは簡単な洗浄方法から始めましょう。温水に中性洗剤を数滴入れて金を洗います。柔らかいブラシまたは布で優しくこすってから、柔らかい布で完全に乾かします。さらに輝きを増すには、磨き布で表面を優しくこすります。届きにくい部分には柔らかい綿棒が役立ちます。
歯磨き粉や重曹を使っても大丈夫ですか? 一般的に、本物の金の場合は、簡単な洗浄で十分です。ただし、貴重な金貨や収集価値のある金貨の場合は、損傷を防ぐために自分で洗浄するのは避けた方がよいでしょう。適切な手入れについては、専門家に相談してください。
偽金は錆びますか？
金メッキや金張りの製品とも呼ばれる偽金は、その成分によっては錆びたり変色したりすることがあります。錆びや変色に非常に強い純金とは異なり、偽金は通常、真鍮や銅などのベースメタルの上に薄い金の層を塗布して作られています。
さまざまな種類の偽金がどのように反応するかを以下に示します。
- 金メッキ製品: ベースメタルの上に薄い金の層がコーティングされています。時間が経つと金メッキが剥がれ、下地の金属が酸化して変色することがあります。特にベースメタルが錆びやすい場合は、錆びや変色につながる可能性があります。
- 金張りアイテム: ベースメタルに厚い金の層が結合されているため、金メッキのアイテムよりも耐久性があります。金張りのアイテムは金メッキのアイテムに比べて変色や錆びに強いですが、ベースメタルが露出している場合は特に、時間の経過とともに変色する可能性があります。
ホワイトゴールドは錆びますか？
ホワイト ゴールドは錆びません。ホワイト ゴールドは、金とニッケル、パラジウム、プラチナなどの他の金属との合金で、白い色をしています。金自体は錆びや腐食に非常に強いです。定期的な洗浄と適切な手入れにより、外観を維持し、変色を防ぐことができます。
まとめ
まとめると、金は鉄のように酸化しないので錆びません。金は本来、安定性と耐腐食性を備えているため、ジュエリー、コイン、さまざまな工業用途に適した素材です。ただし、金合金は他の金属や環境要因の存在により、時間の経過とともに変色したり変色したりすることがあります。適切な手入れとメンテナンスを行うことで、金製品の外観と価値を維持することができます。
金のこれらの側面を理解することで、金のユニークな特性を理解し、金のアイテムが今後何年も美しく価値あるものとなることを保証します。
すべての素晴らしい製品は、完璧に作られた部品から始まります。新しいアイデアを市場に投入するイノベーターであろうと、サプライチェーンを最適化する業界リーダーであろうと、当社の CNC機械加工サービス 成功するために必要な品質を提供します。
その他のリソース:
金の融点 – 出典: BOYI
金は磁性がある – 出典: BOYI
Q＆A
金の赤い変色を取り除くには、中性洗剤と温水を混ぜたもので洗います。柔らかい布で優しくこすり、すすいで乾かします。変色がひどい場合は、重曹ペーストまたは金のジュエリークリーナーを使用します。研磨剤や刺激の強い化学薬品は使用しないでください。
金は海水で腐食しません。酸化と腐食に対する耐性が高いため、純金は海水の影響を受けません。ただし、金と他の金属を混ぜた金合金は、合金の組成によっては変色や腐食の影響を受けやすくなります。
いいえ、24K ゴールドは変色しません。純金なので、酸化や腐食に非常に強いです。ただし、傷がついたり、時間の経過とともに摩耗の兆候が現れたりすることはありますが、他の金属のように変色することはありません。
18K ゴールドは、純金 75% とその他の金属 25% で構成されており、錆びません。金自体は錆びや腐食に対して非常に耐性があります。ただし、合金に含まれるその他の金属が変色耐性に影響を与える可能性があります。
カタログ： マテリアルガイド
この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
