カリウムの特性
理系とーくラボラジオ部 『とくおのおと』
みなさん、こんにちは。理系とーくラボラジオ部 『とくおのおと』通称『とくおおと』をお届けします。
パーソナリティは、特に何もなかったマサルと
後輩に性質調査の引き継ぎは無事に終わって、ホッとしているひのえひえと
3月の技術発表会で、なんとか自己アピールしようと 拡作しているカリウムです。
よろしくお願いしまーす。
このラジオは、オンラインコミュニティ 理系とーくラボに所属する研究員たちが
ワクワクするような科学トピックや、 科学を楽しんでいる人のお話をお届けする番組です。
ということで。
私は何もなかったので、一旦置いておいて。
けいさんのホッとしているが、なんか僕ボーッとしているってそらめきれて。
ああ、そうだなって思ってたけど。
それはホッとしますよね。なかなか引き継ぎって大変ですもんね。
今年はあえて2回に分けて引き継いだんで、 結構よかったんですけど。
自分たちの台は1回だけだったんで、 ひやひやしながらやってました。
それは同じような内容を2回やった感じですか?
そうですね。4回しかないので。
秋の3回目で大体を引き継がせて、 今回でやらせてみて、
なんか変なところとか間違っているところを 学校2年生がサポートするって形で引き継ぎをやりました。
素晴らしいですね。
ちゃんと引き継ぎなんかまともに 受けたことなかったから、まあいいや。
引き継ぎは大事だよね。
アリムさんの話はどこか広げられそうな方向性はありますか?
うち一応大学の技術職員なんですけど、
大学の技術職員って目立たない仕事と 目立つ仕事ってのがあって、
私の部署はどっちかというと目立たない方なもんで、
例えばどっかの研究者が、 学生が論文を書いたときに、
一番最後に写事に乗るか乗らないかっていう、 そこでいうと乗らない方の部類なんですよ。
私は今、生き物の世話をしているので、 乗らない方なんです。
その前は分析測定の仕事をしていたから、
その場合は乗せてもらったことが何回かあったんで、
今の仕事でどうやったら、写真に乗るのは無理でも、
私こういうことを仕事してますよっていうのを、
職員の中で存在感を高めるっていうのが 割と生き甲斐なところがあって、
毎年生き物の世話をするようになってから、 ほぼ毎年発表をやってるって言って、
今年も何とか発表しようとしてます。
自己満足なんですけどね、そういうことをやっております。
そうですね。
でも、やってもやっても他の人の目にくれないけど、
なかなかしんどいところもあるだろうと思うので、
それは見ることになったらいいと思います。
ということで、今回のトーマットも是非最後までお楽しみください。
今回は科学系ポッドキャストの日、2月に参加しています。
テーマは性または性が、漢字で書くと女性男性の性になりますね。
こちらのテーマ、ホスト役は35歳、西に行くか左に行くかさんです。
お手前にて、この科学系ポッドキャストの日の企画に参加される 番組のプレイリストが作成されています。
番組の詳細にリンクを付けておきますので、 他のポッドキャスト番組も是非聴いてみてください。
面白かったら是非Twitter、今のXなので、
ハッシュタグ、科学系ポッドキャストの日をつけて、 ご感想を投稿してください。
皆さんのコメントで科学系ポッドキャストを盛り上げていきましょう。
ということで、テーマが性なので、 科学にちなんだ性ということで、性質について扱っていきましょう。
私が今回選んだのは、カリウムです。
カリウムといえば、特大の音パーソナリティの一人のカリウムさんですよね。
私のカリウムは、元祖のカリウムとは直接は関係ないんですが、 名前の一番最後にカがつくので、
それで何か科学っぽい名前にしようかなと思って、 このネームカリウムということをやらせていただいています。
なんとなく、名前の由来、元祖かなとは思っていたんですが、 実は違ったんですね。
カリウムの元祖、これからいろいろ性質をお話ししていただきますので、 詳しくは言いませんけれども、
割と危険な元祖かなというイメージがあって、 私は別に危険な人物ではありませんので、
ただ、カというのにつなげただけなんです。
話を戻しまして、このカリウム、人や動物、植物など身近な生き物には欠かせない栄養素ですね。
飼料に含まれていたり、原原食として食塩の代わりに塩化カリウムが使われていたり。
そんなカリウムですが、単体の金属の状態だと、 実はナイフで切れるほど柔らかい金属です。
普段見かけるカリウムは、大体塩としての化合物がほとんどなので、 なかなか想像がつかないですね。
ちゃんと金属なので、金属光沢とかがあったりして、
金属、身近な鉄とか銅とかは、 野外にそのままポーンと置いておいても問題ない。
耐久性があるようなイメージがありますが、 このカリウム、なんと水に触れるのは厳禁です。
触れた水を、共演規制の水産化カリウムに変えるだけではなく、 金属カリウム自身が発火します。
そのため、金属カリウムは、 獣類に親戚して保存をしています。
間違って水に漬け込むと、もう大惨事になります。
なので、金属カリウムを保管している容器とかに、 うっかり水をかけて火災が起きました。
その時に、水をバシャーってやったら、余計ひどいことになります。
食消化だったら、よくある粉末の消火器であったり、 炭化炭素の消火器で、迅速消火ができるんですが、
大量に燃え広がったら、手に負えません。
あとは、全部燃え尽きるまで、 炎症しないようにすることしかできなくなります。
この辺は、金属カリウムとは限らず、 危険物の第3類に分類されるような物質が似たような性質を持っていて、
大体中国で、こういう系統の物質の工場の 火災が起こっていたりする印象がありますね。
そうなんだ。
ここから10年に1回ぐらい起きている気がするんですよね。
同意。
しかも、その工場に何が保管されているかを管理していないから、 水をかけてすげえ悪化するみたいな。
そこまでセットで話をよく聞く気がします。
そうなんだ。保管状態がわからない。
火事で保管されている物質が露出しているとかもありますし。
カリウム自体が問題じゃなくても、他のものの火災で水を使って活動すると、 近くにカリウムがあったから、もっとひどくなったとかそういう話になるんだ。
そういう話になるんだ。
カジラはとりあえず水かけろ、バシャーってドーンって言って、 余計広がるって怖いですね。
ちなみに二酸化炭素の消火器で消せるってことは、 水の中にジャボンとつけて酸素がない環境にしてしまえば消火できる気がするんですけど、ダメなんですか?
水はダメでしょ。
二酸化炭素で消火できる。
透析させて露出もさせないようにすればいけますね。
そうですね。酸素と結合しなければ燃えるという現象は起きない。
ただ、溶けてはいくから延期性の液体には変化していくというのは起きるんですかね。
そうですね。なのでうまく消火できても、人の水に触れると手が大惨事になるので。
やっぱり危険だね。
カリウムの歴史
液体には変わりないですね。
なるほど。二酸化炭素ですね。
そんなカリウムのちょっと意外な性質を見てきたところで、
ここで今度はカリウムがどういうふうに利用されてきたか、 歴史について見ていきますと。
昔々、それこそ中世よりだいぶ前とかが、
カリウムは植物を燃やして得られる灰に含まれる炭酸カリウムを使用していました。
石鹸の材料であったり、洗剤としてよくこれが使われていました。
これは灰のまま使ってたみたいですね。
灰をまぶして擦るってそういうこと?
もうそんな感じですね。
初期の石鹸は油の質が悪かったので、すごいベタベタしたりとか。
かえって悪そうだね、それは。
アルカリ分が余計に残ってたりして、ちょっとヌルヌルするとか。
そんな感じで石鹸が利用され始めたのは割と最近だったりします。
今の石鹸が。
熱い油と混ぜるとかそういう話でしたっけ?
喧嘩の話だよね。
そうです、喧嘩の話です。
あれがうまくいくようになったのはここ2、300年の話だった。
2、300年。
もうちょっと。
でも、十何世紀くらいまではあんまり使われてなかったような記憶があります。
ちょっとここははっきり覚えてないですけど。
はい。
中世に入って、この辺を主にヨーロッパを中心に話してるんですけど、
中世ヨーロッパ、戦争がバチバチ起こりますね。
ということで、火薬が盛んに使われ始めると、どんどん森林が燃やされてなくなっていきました。
その結果、ただの草原になったり、植民地のアメリカで今度は森林を燃やしてとかをやり始めたんですが、
1851年にドイツのシタル・ダースフルトでカリウムを含む鉱床が発見されてからは状況が一変しました。
これにより、この鉱石からカリウムが生成されることができるようになったので、
樹木を燃やしてカリウムを手に入れるのが効率だし、資源がなくなるということで、今は行われて、
現在では、カナダやドイツ、中国などでカリウムを含む鉱石が採掘されて、
塩化カリウムに生成後、各国に輸出しています。
こうして得られたカリウム、大体8割ぐらいが肥料として使われています。
地層リン酸カリウムのカリウムなの?
植物の三大栄養素の一つのカリウムです。
焼肌農業をするのって、カリウムが欲しいから、そういう感じなんですかね?
たぶんそうだと思います。ちゃんと調べてないですけど、
地層リン酸カリウム、
地層は植物が取り込んで土中、土の中にやってくれますし、
リン酸は動物とかの死骸から得られて、最後焼くことで植物自身のカリウムを土の中に混ぜ込むことができるみたいなイメージであっていると思います。
たぶん、根っこが土の奥の方まで生えていて、その辺からもカリウムを植物側に吸収していって、
それを燃やすことで地表のカリウム濃度を見るみたいな動きになる気がしますが、
たぶんそんな感じかなという気がします。
森を焼くみたいな話は、焼肌農業っぽいなと思いました。
実際にはちゃんと木を切って、燃やすとこで燃やして、灰にして、掻き集めてみたいな感じだと思います。
それはたぶんヨーロッパの火薬とかにするときのことですか?
そうです。たぶん最初、大部分は火薬に使われたと思うので。
火薬の原料として焼石、焼酸カリウムが使われています。
これ、実は最近のNHKの歴史探偵で取り上げられていたみたいで、
それによると、焼石と灰で、焼酸カリウムと炭酸カリウムを焼酎、アルコール25%の液体に混ぜて、
アルコール浄流してアルコール濃度を70%に濃縮すると、起爆剤が作れるという技術があるみたいで、
これが爆末頃に松本藩の元忍者の技術者が開発したというのが、この番組中で紹介されていました。
なかなか物騒なものを爆末にも作ってたんだなというのが。
カリウムの性質と幕末の科学
これは物騒というか、外国が開国をするためにどんどん寄ってくるわけじゃないですか、爆末だと。
なので日本もちゃんと武力を持たなきゃいけないから、大砲とか撃つときの爆薬として、
それまでの火縄銃のレベルの火薬じゃちょっと無理だねって、もうちょっと強いのが欲しいよねって話になって、こういう方法を編み出したという話が載ってましたね。
そうか、爆末はペリーが来てからの流れですから、その後も、イメージ的に平和なイメージがあったんで。
思えばそうでしたね。
なんかその焼石と灰だと、アルコールには溶けなくても水には溶けるっていう本になるからっていう風に、その番組で言ってたかどうかわからないんだけど、後で旦那に聞いたんですよ。
これどういう意味でアルコールの濃度が上がるのっていうのをもう一回改めて聞いてみたら、それはつまり水の沸点上昇を作るために、
そうすると水とアルコールって水の沸点は100じゃないですか、アルコールはもっと低いじゃないですか、60何度くらいだから、水の沸点を上げればその分アルコールが飛んでいる間に水が飛ぶ量は減らせるので、
それによってアルコールの上流がしやすくなってアルコールの濃度を上げられるっていう話らしいよっていうことを聞きました。
いや、科学的に使っているなと思って。
この頃どれだけ科学の知識が幕末頃日本国内にあったかっていうのは、今ほどじゃないにしてもある程度あったんだなと思って、なかなか感心しちゃう。
このネタを垂れ込んだのは私です。
わかっててやってはないですよね。
わかっててやってはいないですよね。
そうやるとなんかうまくいくぞっていう話なんじゃないかなって。
でも福沢諭吉とかあの人は科学系の人じゃないけど、そういう西洋から入ってきたものを使っていろいろ科学実験とかもやったって話あるから、少なくとも福沢諭吉が若い時に、
ある程度の科学の話は、それこそもうちょっと前のターヘルアナトミア解体新書の頃から西洋の科学の技術ってのは少しずつ日本に入ってきてるわけだし。
サイエンスの科学とチェミストリーの化学が混ざって話してはいませんよね。
特にこだわってはないんだけど。
発見上書っていう題名って発見されてたんでしたっけっていう話をしてるんですけど。
っていう感じですね。まあいいですけど。
これはアルコールの浄流の話としてってことですか。
それとも混ぜて浄流したものがすでに爆薬ですという話ですか。
いや原料としてアルコールの濃度を上げたいって話だったようですね。
原料の高濃度のアルコールを手に入れるための方法っていう。
そうなんですね。
はいはい。
この症跡自体も確かチリで症跡の大規模な鉱床があって。
リンの回収の課題
はい。
チリの辺りに進出して以降しばらくはそこから採取して火薬製造に使ってたはずですね。
なかなか世界的に見ても高品位の症跡が取れたみたいで。
だいぶ当時は若干採掘が行われてたみたいなんですけど、
今はもう低品位、良くてもちょっと中品位。
含有率が基本的には低くてちょっと高いのがたまにあるよみたいなぐらいまで枯渇してきたらしく。
もう使っちゃったんだ。
原料としてはギリギリ成り立ってる程度みたいですね。
なるほど。
なかなか今度新しいの見つけようみたいな話になってきたりするのかな。
でも今のところカナダとか中国とかあっちの方で大きい鉱床があって、
それがたぶんあと何年間までは調べてないですけど当分枯渇しなさそうではあると思うので、
もう生きてるうちは大丈夫じゃないかなと思います。
むしろリンの方がまずいのでは?っていう。
リンね、最初の方にお話何回も前の時に、
リンで枯渇やばいよって話をしてたもんね。
昔から?昔から?だいぶ前からリン循環がうまくいかないよっていう指摘はあったんですけど、
なかなかうまいことみんな取り組まないインパクトも少ないので、
そのままどうなるのかなっていう感じですね。
もうちょっと身近なところから抽出ができるようになるといいけどね。
技術が発達して。
これも前話した時にも触れたかもしれないですけど、
下水とか鉄鉱石の手ぞかで出るクラッチから取れるみたいですね。
下水がどれくらいうまくいくかはやりますけど、
肥料として剥くと大体は自然の中に流れるんで、どうなのかなっていう感じもします。
今下水で結局最後お出ができるわけじゃないですか。
あれって燃やして灰にして小さくして、それをブロックにして歩道とかに埋め込むようなそういうのを作るって話を前に見たような気がするんだけどテレビで。
あの中にはリン入ってんじゃないのって気は若干するんですけどね。
入ってるか入ってないか、この水処理施設の何の細菌がいるか次第ですね。
細菌ですか。
そうですね。生物学的な処理でいろんな汚れとか取ってたりするので、物理的な方法と合わせて。
リンの除去もそれができる菌がいたりするので、それが導入されているかどうかによって変わってくるとは思います。
燃やし、スラッチを燃やす、スラッチじゃない、汚泥を漏らしてそのまま置いて捨ててる可能性はあるかもしれないですね。
これを今後調べていきたいと思います。
そもそもその下水から投入したリンの量に対して下水から回収できるのってそんなに割合がないから困るっていう話じゃないですか。
含有量。
そもそも農薬としてまいたもののうち、下水から回収できる割合ってそんなに高くないんじゃないですか。
そうですね。どちらかというと植物が吸収した分を人が食べて、その人の体から出たものを回収するっていう感じですね。
植物が吸収できなかった分が回収できない。
土壌から川とかに流れて出てくるとかあったりします。
すごく回収難しいって言ってますね。
かといってどこから持ってこれるわけでもないので、頑張って回収してるんじゃないかっていうのはそういうことです。
一応本当は見つかったらしいんですけど、濃度が低いから採算が取れなさそうみたいな話でしたね。
同量は多いけどみたいな。
アップマークとコロナ音で覚えてください。
コロナ企画のお便りや番組で取り上げてほしいテーマや質問等も大募集しています。
みなさんもグルってご参加ください。
ということで今回のトコロの音はここまでです。
お聞きくださりありがとうございました。
お相手はリケーポークラブアジオ部のまさきと
カリウムと
井上ひゆでした。
ありがとうございました。
楽しみに。
