ストーン博士: プラチナがどのようにして硝酸を生成できるのか

千空は、プラチナを使えば無制限に供給される硝酸とそれを使った復活液を作ることができるだろうと言う。 これがその背後にある基礎科学です。

ドクターストーン シーズン 2 の終わりに、科学王国は唯一の硝酸源である奇跡の洞窟を失いました。 この化学物質がなければ、彼らは復活液を生成する唯一の既知の手段を失ってしまいます。 しかし、千空によれば、今度の宝島でプラチナを手に入れることができれば、硝酸はいくらでも作れるという。

千空が言及しているのは、20世紀初頭にフリードリヒ・ヴィルヘルム・オストワルドによって開拓されたオストワルド・プロセスと呼ばれるものである。 肥料や爆発物を製造するための原料として硝酸を生成する工業プロセスとして一般的に使用されています。 これは一般的にハーバー・ボッシュ法と関連付けられており、これは物語のかなり後半で関連することになります。 しかし今のところ重要なのは、オストワルドプロセスとプラチナがどのようにそれを可能にするかだ。

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オストワルド法の最初のステップは、アンモニアの酸化です。 プラチナは、10％のロジウム、シリカウール、銅、またはニッケルと組み合わせてプロセスの触媒として使用されます。 科学王国にはまだロジウムもニッケルもありませんし、シリカをウールに変換したこともありませんが、銅は豊富にあるはずです。 適切な触媒の存在下でアンモニアを酸素とともに加熱すると、一酸化窒素と水蒸気が生成されるはずです。 式は 4NH3 + 5O2 ↔ 4NO + 6H2O となります。

ここから、白金を使用せずに硝酸を生成できます。 一酸化窒素は再び酸素と反応して二酸化窒素 (2NO + O2 ↔ 2 NO2) を形成し、さらに水と反応して希硝酸を形成します (3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO)。 追加の蒸留が行われます (4NO2+O2+2H2O→4HNO3)。 最終的に得られる硝酸の収率は 98% です。

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プラチナのような触媒は化学プロセスの最初と最後の両方に存在するため、理論的には無期限に使用できます。 しかし、実際には、触媒は時間の経過とともに劣化し、壊れることが予想されます。 遺体を注意深く収集し、元の形に作り直した場合にのみ再利用できます。 ストーン博士は、プラチナ触媒のこの側面について詳しく説明しませんが、実用的な目的のために現実世界の科学を念頭に置くことは依然として重要です。

もちろん、これはすべて科学王国が最初にプラチナを手に入れることに成功するかどうかにかかっています。 彼らはプラチナが入っている宝箱を見つけなければならないだけでなく、島の潜在的に敵対的な地元住民にも対処しなければなりません。 彼らがこれらの要素を適切に考慮し、それらに備えることができれば、無限の復活液を獲得する新しい手段も同様に優れたものとなるでしょう。

マーク・ヨークはCBRのライターです。 彼は漫画、ビデオゲーム、映画に造詣が深く、アニメや漫画の話題になると真の専門知識が発揮されます。 彼の知識はアニメとマンガ業界の過去、現在、未来に広がり、特に少年ジャンプのタイトルに関する知識は多岐にわたります。 マークは、映画館で観た映画について書くことも好きです。 これらは公式に公開された記事ではありませんが、彼の Facebook ページ https://www.facebook.com/marc.york.7 で見ることができます。