金属にはそれぞれ製錬方法がある

スマホのような身近な工業製品にレアメタルが使われていると聞いたことがあるでしょうか。高校の化学では鉄や銅など主要な金属の製錬方法について学習しますが、工業的にはさらに多様な金属が利用されており、それぞれについて製錬方法が存在します。また、鉱物資源は循環して利用する必要があるので、鉱石に限らず、スクラップなど多様な原料から金属を抽出してリサイクルする方法が世界中で研究されています。

錯体によって最適な分離方法

ここでは金や白金といった貴金属に注目します。複数の種類の貴金属が混ざった状態から分離するときには、いちど丸ごと酸に溶かしてから、特定のイオンだけを抽出したり沈殿させたりするのが基本です。

金を溶かす酸としては王水が化学の授業に登場しますが、実際にそのような薬品を用いて貴金属を含んだ原料が溶かされます。このとき貴金属は、塩化物イオンが配位した錯体となるので、どのような錯体を形成しているかによって最適な分離方法が変わってきます。

色によって錯体の種類がわかる

酸の中で貴金属がどのような状態になっているかを把握しようとするとき、色が手掛かりになります。硫酸銅水溶液は青色、塩化銅水溶液は黄色と、同じ銅の水溶液でも色が違うことからもわかるとおり、遷移金属イオンに塩化物イオンが配位すると色が変わります。だから色によって錯体の種類がわかりますし、色の濃さから濃度もわかります。

さらに、イオンに色がついて見えるということは、特定の波長の光を吸収しながらイオンの中で電子の状態が変化していることを意味します。そこで、光を上手く利用して錯体の状態を変化させ、貴金属の分離に活かそうというのが私の研究です。