外見 銀白色 一般特性 名称 ,記号 ,番号 白金, Pt, 78 分類 遷移金属 族 ,周期 ,ブロック 10 ,6 ,d 原子量 195.084 電子配置 [Xe ] 4f14 5d9 6s1 電子殻 2, 8, 18, 32, 17, 1(画像 ) 物理特性 相 固体 密度 (室温 付近)21.45 g/cm3 融点 での液体密度19.77 g/cm3 融点 2041.4K , 1768.3°C , 3214.9°F 沸点 4098K , 3825°C , 6917°F 融解熱 22.17 kJ/mol 蒸発熱 469 kJ/mol 熱容量 (25°C ) 25.86 J/(mol·K) 蒸気圧 圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温度 (K) 2330 (2550) 2815 3143 3556 4094
原子特性 酸化数 6, 5,4 , 3 , 2, 1, -1, -2(弱塩基性酸化物 ) 電気陰性度 2.28(ポーリングの値) イオン化エネルギー 第1: 870 kJ/mol 第2: 1791 kJ/mol 原子半径 139 pm共有結合半径 136±5 pmファンデルワールス半径 175 pmその他 結晶構造 面心立方格子構造 磁性 常磁性 電気抵抗率 (20°C ) 105 nΩ⋅m 熱伝導率 (300 K) 71.6 W/(m⋅K) 熱膨張率 (25°C ) 8.8 μm/(m⋅K) 強度 125-240 MPa ヤング率 168 GPa 剛性率 61 GPa 体積弾性率 230 GPa ポアソン比 0.38 モース硬度 4–4.5 ビッカース硬度 549 MPa ブリネル硬度 392 MPa CAS登録番号 7440-06-4 主な同位体 詳細は白金の同位体 を参照
白金 (はっきん、英 :platinum [ˈplætɪnəm] 、羅 :platinum [ 1] )は原子番号 78の元素 。元素記号 はPt 。白金族元素 の一つ。プラチナ と呼ばれることもある。
単体 では、白い光沢 (銀色)を持つ金属 として存在する。化学的に非常に安定であるため、装飾品 に多く利用される一方、触媒 としても自動車の排気ガスの浄化 をはじめ多方面で使用されている。酸 に対して強い耐食性を示し、金 と同じく王水 以外には溶けないことで知られている。
なお、同じく装飾品として使われるホワイトゴールド (白色金)は、金 をベースとした合金 であり、単体である白金(プラチナ)とは異なる。
スペイン人達は、白金を「ピント川の小さな銀 (西 :platina del Pinto )」と呼んだ。これが元素名platinum の語源 である[ 注釈 1] 。
白金という言葉は、オランダ語 のwitgoud (wit = 白、goud = 金)の日本語 訳である。江戸時代の蘭学者、宇田川榕庵 が著した化学書「遠西医方名物考補遺巻八」(えんせいいほうみょうぶつこうほい まきのはち)に、白金(一種銀色の金属、原名プラチナ)の訳語があり、榕庵が命名し日本で最初に使われた用語と言われている。尚、現代中国語ではこの元素に一文字の「鉑」という文字が当てられている。
これまでに人類によって産出された白金の総量は約4000トン 、体積にして約200立方メートル (一辺が6メートル 弱の立方体 )ほどである。稀少な貴金属なため、「プラチナチケット 」などのように、入手し難い貴重な物の比喩として使われることもある。
「白金」の表記は「白い金」と解釈されてしまう事、また英語に逐字訳すると「ホワイトゴールド 」 (white gold ) となることなどから、白金=ホワイトゴールドとされる事がよくあるが、これは誤りである。ホワイトゴールドは金 をベースに割金としてパラジウム、銀、ニッケルといった白い金属を混ぜた合金 であり、本項で言及している白金とは全く異なる金属である。
一方、「白金」を逐字訓読みしたかの様な「しろがね」は、漢字「銀 」の訓読みであることからわかるように元素Agの大和言葉であり、やはり異なる金属である。
古くは古代エジプト 第18王朝時代にファラオ の装身具としてわずかながら利用されていた。
現存する最古の白金製品は、ルーブル美術館 収蔵の、通称「テーベの小箱」である。これはエジプトのテーベにある女性神官シェペヌペットの墓から出土した小箱で、紀元前720年 から紀元前659年 頃のものと思われる。また、10世紀 頃には、南米 でも装身具として利用されていた。これは純度80% 以上もあるもので、当時すでに高度な精錬技術があったことを示す。ただ合金状のものでも融点 まで加熱するのは当時の技術水準では不可能であったが、貴金属ゆえに酸素 では酸化 されない性質を利用し粉末状・粒状のものを現在の粉末冶金 などと呼ばれる方法で成型していたものと考えられている。
スペイン人 による南米への侵略の際に、当時ヨーロッパ で珍重されていた銀 と勘違いされて略奪され持ち帰られた。しかし、銀よりも融点が高い白金は銀用の加工設備では溶かすことができず、大量に廃棄された。
スペインの軍人、探検家 、天文学者 であるアントニオ・デ・ウジョーア が、フランス科学アカデミー による子午線弧 長の測量 隊の一員として1735年 にホルヘ・フワン (英語版 ) とともにペルー に渡り、1736年 から1744年 まで南米に留まっていた。この間に、コロンビア のピント川河畔で銀に似た白い金属を発見し、本国に帰国後、1748年 にフワンとの共著として『南米諸王国紀行』を出版した際に、白金鉱石について記述している。これが白金の「再発見」となった。
純度を高めたものは金と同様に宝飾、通貨、投資対象としての利用がされる。また、触媒合金材料として利用されるほか、白金ナノ粒子 に加工される事もある。
触媒 触媒として高い活性を持ち、自動車 には排気ガスの浄化触媒として多くの量が使用されており[ 2] 、さらにはその高い耐久性により同じく自動車の点火プラグ や排気センサーなど過酷な環境に晒される部品にも多用される。 その他では化学工業 でも水素化 反応の触媒などとして利用されるほか、燃料電池 への利用も盛んに行われている。なじみ深い所ではハクキンカイロ の発熱装置としても利用されている。過酸化水素 を水 と酸素 に還元させる触媒作用もあり、これを応用してソフトコンタクトレンズ 用過酸化水素消毒システム(商品名エーオーセプト)の中和用ディスクにも用いられている。 化学的安定性を要する分野 化学的に極めて安定しており酸化されにくいこと、融点が1,769°C (理化学辞典)と高いことなどから、電極 、るつぼ 、白金耳 などに利用されている。キログラム原器 やメートル原器 も、白金90 % とイリジウム 10 %からなる合金だった。 温度計 電気抵抗と温度との関係を利用し、白金抵抗温度計 に使われている。13.81 - 1234.93ケルビン までの範囲で標準温度計として利用されている。 磁性体 白金磁石 など磁性体 の材料としても有名である。マンガン との合金はGMR(巨大磁気抵抗効果 )が磁気記録ヘッドに用いられているほか、鉄 やコバルト との合金は、L10 規則相において非常に強い結晶磁気異方性 を示す。通貨 カナダ王室造幣局 からメイプルリーフプラチナ貨が、アメリカ合衆国造幣局 からイーグルプラチナ貨が発行されている。医療分野 アンモニア および塩化物イオン との化合物であるcis -ジクロロジアンミン白金 (cis -[Pt(NH3 )2 Cl2 ] ) がシスプラチン の名で抗ガン剤 として広く用いられている[ 2] 。また、血管内治療 では白金製のコイルが塞栓に用いられる。白金は貴金属 商品であり、その地金には"XPT"というISO通貨コード が設定されている。これは「1トロイオンス の白金」を意味する。コイン、バー、インゴットの形態で取引されたり、収集されたりしている。白金は宝飾品 にも使用されており、その場合、通常は90 - 95 % の合金として使用される。宝飾業界では、白金製品の価値を高めるために、経年使用による表面の微細な傷(これをパティナ という)を好ましい特徴として提示することが推奨されている[ 3] [ 4] 。
時計メーカー (英語版 ) では、ヴァシュロン・コンスタンタン 、パテック・フィリップ 、ロレックス 、ブライトリング などが白金を使用した限定モデルを製造している。時計メーカーは、(金には劣るものの)白金が持つ独特の特性を高く評価している[ 5] 。
経済が安定して成長が続く時期には、白金の価格は金よりも高くなる傾向があり、[ 6] 2倍程度にもなることもある。一方、経済が不安定な時期には、産業需要の減少により白金の価格が下がり、金の価格を下回る傾向がある[ 7] 。金は景気の変動の影響を受けないと考えられており、景気が低迷している時でも金の価格は安定している。金は工業用途、特に導電体として電子機器に使用されているが、その需要は白金ほどは工業用途の影響を受けない。
18世紀には、その希少性から、フランス国王ルイ15世 は「白金は王にふさわしい唯一の金属」と宣言した[ 8] 。
主な産出国は南アフリカ共和国 、ロシア である。南アフリカに偏在している。レアメタル のなかでも特に稀少で、地殻 1トン あたり0.001グラム の産出である。1キログラム あたりの価格は4.2万ドル(2022年)。
白金はパラジウム (Pd) やロジウム (Rh) といった白金と化学的な性質の似た元素と一緒に鉱石に含まれている。これらの元素は白金を含めた6元素で「白金族元素 」と呼ばれる。(白金 Pt、パラジウム Pd、ロジウム Rh、ルテニウム Ru、イリジウム Ir、オスミウム Os)
南アフリカのブッシュフェルトには、東西400キロメートル 、南北300キロメートルの広大な岩体がある。その中に、白金族を多く含む厚さ数十センチメートル の地層が見つかっている。この地層には、白金族元素の中でも白金とロジウムが多く含まれている[ 11] 。
日本でも僅かであるが埋蔵されていることが確認されている。北海道 の天塩川 、石狩川 の川砂中で認められた(砂白金 の項を参照)他、新潟県 で発見されている。
2004年の白金産出国ランキング上位6か国は下記のとおり。数値は産出量 (kg)、世界シェア(出典:アメリカ合衆国内務省「ミネラル・イヤーブック2004」)。
南アフリカ共和国 160,013 (74.8 %)ロシア 36,000 (16.8 %)カナダ 7,000 (3.3 %)ジンバブエ 4,438 (2.1 %)アメリカ合衆国 4,040 (1.9 %)コロンビア 1,400 (0.7 %)(世界産出計 214,000 kg)
ブッシュフェルト(南アフリカ) ウラル(ロシア) ノリルスク・タルナフ(ロシア) スティルウォーター(アメリカ) サドベリー(カナダ) グレートダイク(ジンバブエ) マムート(マレーシア) オケテディ(パプアニューギニア) ポルティモ(フィンランド) クッファーシーファ(ポーランド) ブレグイビベス(アルバニア) チョコ(コロンビア) カショエイラ鉱山(ブラジル) 白金鉱石を構成する鉱石鉱物 には、次のようなものがある。
ISO 9202, JIS H 6309により、金、銀、パラジウム同様、ジュエリー用白金合金の純度(品位)は、千分率‰(パーミル) で表記する。この規格には Pt950, Pt900, Pt850 の3区分がある。日本国内では、宝飾品として販売される白金(合金)の品位は、上記のほか、Pt999(最低値をあらわすので999が正しい。2012年4月から造幣局も1000を999に変更)を加えた4区分が一般的である。ISOおよび一般社団法人日本ジュエリー協会は、プラチナジュエリーと呼称できるのは、Pt850 以上とさだめている。また、造幣局の品位証明区分もこの4区分を採用している。
しかし、地金価格高騰の影響を受け、実際には、K18 の品位にあたる Pt750、K14 にあたる Pt585、さらに Pt505 製品が市場に供給され、議論を巻き起こしている。これは、海外でも同じ傾向である。物品税 (貴金属製品とされる Pt700 以上は15%課税)撤廃までは、少ないが Pt700 以下の製品も製造されていた。白金合金の品位の定義は千分率だが、他の金属などの百分率と混同されることがあり、この錯誤を意図的に誘発させる詐欺的な Pt100 製品もあるので注意が必要である。
ゴールドと同じく、白金単体では柔らくてジュエリーとしては強度不足であるため、割金にパラジウム やルテニウム を使うことが一般的である。特に、ルテニウムを使用した合金を「ハードプラチナ」と呼ぶ。
宝飾品へ打刻される、素材などを表す略号に関しては、現在では元素記号と共通のPt という表記が使われるが、以前はPm という表示が用いられることがあった。一説にP latinumm etal の略であったという。「プラチナを使用しています」というほどの意味で、Pm900 のように純度を表す数字を添えるケースが多い。ただし信憑性には欠けるとされる。
東南アジアなどでは「白金」と打刻されることもある。なお、「Pm」「白金」ともにパラジウム の意味でも使われ、パラジウムが主体のジュエリー類にそのように打刻されることもあるので、注意が必要である。
キログラム (記号:kg )は、国際単位系 (SI) における質量 の基本単位 であり、2019年5月までは「国際キログラム原器 の質量 」として定義されていた。国際キログラム原器は化学的に安定な白金90 % とイリジウム 10 %の合金 で作られ、パリの国際度量衡局 に、二重の気密容器で真空中に保護された状態で保管されている。
金属 や宝石 の名称を用いた順位では、金 (Au) やダイヤモンド (炭素〈C〉の同素体 )よりも上の順位として「プラチナ」を用いることがある(ただし、ゴールドディスク やANAマイレージクラブ [ 12] に見られるように、ダイヤモンドがプラチナより上位ランクとされる例もある)。この場合、プラチナは希少な「特 1級」の扱いで、金やダイヤモンドは「平 1級」の扱いになる。
四段階評価 青銅 (3級)→銀 (2級)→金 (1級)→ プラチナ(特 1級 )記念祭 ^ スペイン語 で「銀 」はplata 、これに縮小辞 をつけたのが、プラチナの語源となったplatina で、あえて意訳すれば“銀のようなもの”。物質名の慣例にあわせてこれをラテン語 ・中性名詞化したのがplatinum で、英語 などではこのまま借用している。これの複数形は規則的にplatina で、偶然にも語源と同じ -a の形。ちなみにスペイン語における「プラチナ」はplatinum を自国語化したplatino であり、platina と呼ぶことはない。