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金の密度とは?金純度別の密度や測定方法を徹底解説

#金・貴金属

金の密度とは?金純度別の密度や測定方法を徹底解説
金の密度を知ると、真贋を見分ける手がかりになったり、その特性を理解したりできます。手元にある金製品の純度が不明な場合は密度を測定すれば、どの程度の金を含んでいるか判断する有力な手がかりとなるでしょう。

そこでこの記事では、以下の内容を解説していきます。

  • この記事で解説していること
  • 金の密度はどれくらい?
  • 金以外の金属の密度
  • 金の密度を自分で測定する方法

金の密度とは何かや、金の純度を確認する上で役立つ内容を知りたい方は、ぜひこの記事を最後までご覧ください。

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1.金の密度はどれくらい?


金の密度は純度と密接に関係しており、純度が高いほど密度も大きくなります。この性質を利用することで、未知の金製品のおおよその純度を推定することが可能です。

以下では、金の密度について詳しく解説します。

1-1.そもそも金属の密度とは?

金属の密度とは、単位体積あたりの質量のことです。一般的に、密度は「質量÷体積」で計算され、単位としてはグラム毎立方センチメートル(g/cm³)などが用いられます。

水の場合は約1g/cm³、鉄は約7.8g/cm³など、物質によって密度は異なります。同じ体積であれば、密度が大きい物質ほど質量が重くなるのです。そのため密度が大きい金属ほど、同じ大きさでも手にしたときに重く感じます。

金属の密度を知ることは、その金属が何であるかを特定したり、合金の場合には含まれる金属の種類や比率を推定したりする上で役立ちます。鉄やアルミニウム、金、銀など、それぞれの金属は固有の密度を持っており、この密度の違いは物質を特定したり、性質を理解したりする上でとても大切な情報となります。

1-2.金の密度=金の比重

金の「密度」と「比重」という言葉は、厳密には定義が異なりますが、実用上はほぼ同じ数値として扱われるのが一般的です。

密度は、前述の通り「単位体積あたりの質量」のことで、通常g/cm³という単位で表されます。一方、比重とは「ある物質の密度を、基準となる物質(通常は4℃の純粋な水)の密度と比較したときの値(比率)」のことを指し、特定の単位を持ちません。

4℃における水の密度はほぼ1g/cm³であるため、ある物質の密度がたとえば19.32g/cm³であれば、その物質の比重は約19.32となります。

このように、水の密度を基準にすると、密度の数値と比重の数値が近似するため、金の特性を語る際には「密度」と「比重」が同じような意味合いで用いられることが多いのです。

1-3.【純度別】金の密度一覧

純金の密度は、ほかの金属に比べて非常に大きい値を示します。一方ジュエリーやアクセサリーに使われる金は、強度を向上させるために、銀や銅、パラジウムなどの金属と混ぜ合わせた合金となります。そのため、金の純度によって比重が変化するのです。

以下に、金の純度別に密度がどのくらいなのかをまとめました。

金の純度 金の含有率 金の密度(g/cm3)
24金(K24) 約99.999% 約19.13~19.51 (一般的に約19.32)
22金(K22) 約91.7% 約17.45~18.24
20金(K20) 約81.3% 約16.03~17.11
18金(K18) 約75% 約14.84~16.12
14金(K14) 約58.5% 約12.91~14.44
10金(K10) 約42% 約11.42~13.09
9金(K9) 約37.5% 約10.9~12.7
8金(K8) 約33.3% 約10.4~11.9

金の純度が低くなるほど、密度も小さくなっていくことがわかります。

1-4.金以外の金属の密度

ここでは、金以外の代表的な金属であるプラチナ、銀、銅、鉄について、それぞれの簡単な説明とともにその密度を紹介します。

1-4-1.プラチナ

プラチナは、金と同様に非常に希少価値の高い貴金属です。化学的に安定しており、酸化や腐食に強い性質を持っています。

密度は金よりもさらに大きく、約21.45g/cm³です。これは、主要な金属の中でもトップクラスの密度であり、同じ体積であれば金よりもプラチナの方が重いといえます。非常に高い密度も、プラチナの物理的な特徴の一つです。

1-4-2.銀

銀は、美しい光沢を持つ金属で、古くから宝飾品や通貨として使用されてきました。電気伝導率や熱伝導率が全ての金属の中で最も高いという優れた性質を持ちます。

銀の密度は約10.5g/cm³です。これは金やプラチナと比較するとかなり小さい値のため、銀製品は金やプラチナよりも軽く感じられます。

1-4-3.銅

銅は、赤褐色の光沢を持つ金属で、展延性に富み、電気伝導率が高いです。

電線や配管、調理器具など、非常に幅広い用途で利用されています。銅と銅以外の金属との合金である真鍮(銅と亜鉛の合金)や青銅(銅と錫の合金)なども、古くから使われているなじみ深いものです。

銅の密度は約8.9g/cm³であり、銀よりもわずかに小さい値として知られています。

1-4-4.鉄

鉄は、地球の地殻に豊富に存在する金属であり、非常に強度が高く加工しやすいという特徴を持っています。建築材料や自動車、機械など、現代社会を支える上で不可欠な金属です。

鉄の密度は約7.8g/cm³しかありません。これは先に述べた金、プラチナ、銀、銅と比較すると最も小さい値といえるでしょう。

2.金の密度を自分で測定する方法


ここでは、金の密度を自分で測定するために必要なものと具体的な測定手順、そして測定する際の注意点について詳しく解説します。

2-1.必要なもの

最低限必要なのは、正確な質量を測定できる秤(はかり)と、物体の体積を測定するための道具です。秤は、できれば0.1グラム単位まで測定できる精密な電子スケールを選んでください。

体積を測定するためには、目盛りが付いたメスシリンダーやビーカー、または溢水法を用いるための容器などが必要です。測定対象の金製品が十分に収まるサイズの容器を選びましょう。

測定の際には清潔な水も準備してください。金製品を吊るすための細い糸なども必要に応じ用意しましょう。

2-2.測定の手順

金の密度測定の手順は、以下の5ステップです。

①金製品の質量を測定する 準備した秤の上に金を置き、質量を正確に測定する。
②水の体積を測定するか 測定したい体積の範囲に応じて適切な量の水を入れる。
水面の目盛りを正確に読み取って記録する。
③金製品を水中に沈める 金製品に気泡が付着しないように注意して沈める。
④体積を測定する 金製品を沈めた後の水面の目盛りを読み取る。
沈める前の水の体積と沈めた後の水の体積の差が、金製品の体積となる。
⑤密度を算出する ①で測定した金製品の質量を、④で求めた金製品の体積で割る(① ÷ ④)と体積がわかる

密度が気になる金製品がある場合は、ぜひ上記の手順で密度を調べてみてください。

2-3.密度を測定する際の注意点

密度を測定する際は、いくつかの注意点があります。

まず、測定に使用する秤や体積測定器具は、精度が高いものにしてください。家庭用の秤では精度に限界がある場合があります。

次に、金製品を水中に沈める際には、表面に汚れや気泡が付着しないように細心の注意を払ってください。気泡や汚れは金製品の一部として体積に加算されてしまい、実際の体積よりも大きく測定される原因となるからです。

なお、この方法で測定できるのはあくまで製品全体の密度です。もしその製品が金以外の物質を含んでいる場合は注意しましょう。それらを含めた全体の密度が測定されてしまいます。

なお、温度によって水の密度はわずかに変化するため、室温の安定した環境で測定は行いましょう。

3.金の純度がわからないときは密度を参考にしよう

一覧表でもご紹介したように、金の純度が高いほど密度も大きくなります。そのため、もし純度が分からない金製品がある場合は、密度を参考にすると良いです。

たとえば、ある金製品の密度を測定した結果が約19.3g/cm³に非常に近い値であった場合、その製品は純金(24K)である可能性が高いと判断できます。また、約13g/cm³程度であれば14金(K14)、約11.5g/cm³程度であれば10金(K10)と推測できるでしょう。

ご自宅で密度を測定するのが難しい方は、買取専門店で査定をお願いするのも一つの手段です。買取専門店であれば、経験豊富な査定士が、その知識と専門器具を駆使して金製品の純度を明らかにしてくれます。

純度を知りたい金製品がある方は、ぜひお近くの買取専門店に査定を依頼してみてください。

4.まとめ

金属の密度は物質固有の物理的な性質であり、単位体積あたりの質量として定義されるものです。特に金は非常に密度が高い金属であり、純金の場合は約19.3g/cm³という大きな値を示します。

金の密度は純度と密接に関連しており、純金に近いほど密度は大きく、純度が低くなるほど密度が小さくなります。もし純度の分からない金製品をお持ちの方は、記事内でご紹介した方法によって密度を計算し、おおよその純度を把握してみてください。

玉光堂では、以下の2つの方法で金の買取を実施中です。金・貴金属の売却を検討している方は、ぜひ玉光堂の金買取をご利用ください。

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