Каталог
  

Описание физических свойств золота


Золото

 

Золото

Золото — минерал, являющийся природным твёрдым раствором серебра (следы, до 43%) в золоте; обычны примеси (следы, до 0,9%) меди, железа, свинца, реже — висмута, ртути, платины, марганца и др. Известны разновидности с повышенным содержанием меди — до 20% (медистое золото, купроаурит), висмута — до 4% (висмутистое золото, висмутаурит), платиноидов (платинистое и иридистое золото; порпецит — Au, Pd, родит — Au, Rh), природные амальгамы (Au, Hg).

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура золота

Кристаллизуется в кубической сингонии, в виде октаэдров, ромбододекаэдров, кубов и более сложных по форме кристаллов; нередко они искажены, сильно вытянуты, образуя «проволочки», «волоски», или уплощены параллельно грани октаэдра. Для самородного золота особенно низкопробного, характерно многообразие форм роста, оно обычно в виде скелетных кристаллов, дендритов, нитевидных и скрученно-нитевидных кристаллов. Широко распространены прожилковидные и неправильные комковидные, «крючковатые» выделения; на их поверхности нередко сохраняются отпечатки кристаллов других минералов, агрегаты которых включали скопления самородного золота. Травление выявляет кристаллически-зернистое строение золотых частиц.

СВОЙСТВА

Золотые слитки и самородки

Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Диамагнетик, то есть, магнитное поле в золоте ослабевает. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, рения, платины, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы. Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя). Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.

Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.

mineralpro.ru

Основные свойства золота

Некоторые свойства золота сделали его одним из самых ценных металлов на Земле. Чистое золото — это элемент и минерал. Люди ценят его за привлекательный внешний вид, способность длительное время сохранять яркий цвет и ряд других уникальных свойств. Золото было названо самыми красивым из всех химических элементов. Это первый металл, который люди стали использовать в чистом виде. Он применяется в ювелирном деле, изготовлении монет и произведений искусства на протяжении тысяч лет.

Золото — благородный металл

Распространение в окружающем мире

Золото можно найти главным образом в виде самородков. Следовые количества его встречаются повсеместно, но крупные месторождения находятся лишь в нескольких местах. Оно может находиться как в чистых золоторудных залежах, так и комплексно с иными, родственными металлами. Рудное или жильное золото располагается в первичных залежах, а промывное или рассыпное находится во вторичных. Жильные залежи, в зависимости от того, как глубоко находятся от поверхности земли, делятся на высокотемпературные и низкотемпературные. Присутствие в породе серебра или меди придает разный оттенок: от золотисто-желтого до серебристо-белого. Примесь меди дает ей розоватый тон с металлическим блеском.

Мировой океан содержит золото в количестве 5–10 мг на 1 т воды, поэтому промышленным способом добывать его из морской воды невыгодно. Золото содержится как в виде самородков, так и в составе руд. Кроме того, встречается в виде соединений с сероводородом, которые залегают в геотермальных водах. Получают металл несколькими способами:

  1. вымыванием из золотосодержащей породы;
  2. амальгамным способом;
  3. цианидным способом.

Уровень чистоты золота и присутствия в нем лишних примесей обозначается пробой. Она записывается в промилле (%о) и показывает процент чистого золота. Так, 560 проба означает, что в образце содержится 560%о и 440%о чужих примесей.

Физические характеристики металла

Золото представляет блестящий металл желтого цвета. В процессе нагревания происходит его окисление и появляется красноватый оттенок (червонный). Основные физические свойства золота следующие:

  • температура плавления — 1063ºС;
  • плотность — 19,32 г/см3;
  • твердость (по шкале Мооса) — 2,5–3;
  • температура кипения — 2700ºС.
Золото — очень пластичный металл

Металл имеет достаточно хорошие отражательные свойства, пластичный и легко полируется. 1 г Au возможно раскатать в лист толщиной не более 0,0001 мм или растянуть в длинную проволоку (до 3,5 м). Золото из-за его мягкости в чистом виде почти не применяется. Сплавы с иными металлами снижают температуру плавления, изменяя механические характеристики Au. Это свойство давно используется в производстве: для нанесения позолоты, изготовления зубных протезов и различных изделий.

Виды сплавов

В золотых сплавах дополнительными компонентами могут выступать: серебро, медь, никель, палладий, платина, цинк, кадмий. Каждое из веществ имеет свое влияние на золото и свойства сплава:

  1. Серебро несколько понижает температуру плавления, при этом изменяя цвет Au, но сохраняет прочность на прежнем уровне. Высокое содержание Ag влечет за собой изменение цвета от желтого к более светлому.
  2. Медь несколько повышает твердость соединения, сохраняя при этом пластичность и ковкость. Когда содержание Cu достигает 14,6%, сплав приобретает ярко-красный тон. Основным недостатком такого легирования является понижение антикоррозионных свойств. Сплав может потемнеть, если меди содержится слишком много.
  3. Никель тоже меняет твердость соединений, повышая ее, и придает соединению белый цвет с едва уловимым желтым оттенком.
  4. Палладий изменяет (повышает) температуру плавления Au и придает сплаву белый цвет со стальным оттенком. Такое золото качественно превосходит прочие соединения и считается более благородным.
  5. Платина придает золоту совершенный белый цвет, удаляя желтизну.
Золото — один из самых редких металлов в природе

Золото считается одним из самых тяжелых металлов. Поэтому часто для объемных изделий используется золочение — покрытие тонким слоем драгметалла. Проводится оно накатыванием фольги или методом гальваники с применением электролита, а также способом автокаталитической реакции. Подобные покрытия отличают высокая стойкость и светоотражающие свойства. Золоченые детали используются в радиоаппаратуре, на рентгеновских аппаратах.

Химические свойства

Au, как все благородные металлы, пассивный химический элемент. Вещество не окисляется на воздухе, проявляет инертность к большинству как неорганических, так и органических веществ. На золото не действуют концентрированные кислоты и щелочи. Исключение составляют нагретая селеновая кислота и «царская водка» (соединение концентрированных соляной и азотной кислот), растворяясь в которой Au образует кислоту — золотохлористоводородную. Валентность металла может изменяться по типу соединения и составляет +1 или +3. Au легко восстанавливается из соединений. При нагревании оно вступает в химическую реакцию с галогенами, при нормальной температуре образует связи с хлорной и бромной водой. С прочими неметаллами золото не взаимодействует.

Золото взаимодействует с хлором и соляной кислотой

При воздействии на тонкие листы или порошок данного металла хлором при 200ºС образуется хлорид золота со степенью окисления +3. При растворении в воде красные иглы данного соединения образуют комплексное соединение с кислотными свойствами, окрашивающее раствор в красно-коричневый цвет. Воздействуя на хлорид золота едкой щелочью, можно получить гидроксид металла желто-коричневого цвета, который имеет свойства кислоты и потому носит название золотой кислоты, его соли — аураты. Последние неустойчивы и разлагаются при повышении температуры, с рядом органических веществ они образуют взрывчатые смеси.

Химические свойств элемента дают возможность определять подлинность золота в домашних условиях. Капля водно-спиртового йода оставляет на металле 585 и 583 пробы темные трудновыводимые пятна. Золото высоких проб не реагирует с йодом.

Золото в медицинских целях

Драгоценный металл применяется в терапии как масляная взвесь (кризанил) и водный раствор (санкризин и солганал). Препараты назначаются в виде инъекций для лечения ревматического артрита, эритематозной волчанки.

После открытия радиоактивных изотопов роль Au для медицины возросла. Коллоидные растворы применяют для терапии раковых опухолей, а также для обследования печени, селезенки и других органов.

Похожие статьи

ometallah.com

Золото и его характеристики

Золото встречается в природе почти исключительно в самородном состоянии, главным образом в виде мелких зерен, вкрапленных в кварц или содержащихся в кварцевом песке. В небольших количествах золото встречается в сульфидных рудах железа, свинца и меди. Следы его открыты в морской воде. Общее содержание золота в земной коре составляет всего 5×10-7% (масс.).

Золото – ярко-желтый блестящий металл (рис. 1). Оно очень ковко и пластично; путем прокатки из него можно получить листочки толщиной менее 0,0002 мм, а из 1 г золота можно вытянуть проволоку длиной 3,5 км. Золото – прекрасный проводник теплоты и электрического тока, уступающий в этом отношении только серебру и меди.

Рис. 1. Золото. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса золота

Относительной молекулярная масса вещества (Mr) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (Ar) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии золото существует в виде одноатомных молекул Au, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 196,9699.

Изотопы золота

Известно, что в природе золото может находиться в виде единственного стабильного изотопа 197Au. Массовое число равно 197, ядро атома содержит семьдесят девять протонов и сто восемнадцать нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы золота с массовыми числами от 169-ти до 205-ти, а также более десяти изомерных состояния ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 195Au с периодом полураспада равным 186 суток.

Ионы золота

На внешнем энергетическом уровне атома золота имеется один электрон, который является валентными:

1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25р 65d106s1.

В результате химического взаимодействия золото отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Au0 -1e → Au+;

Au0 -2e → Au2+;

Au0 -3e → Au3+.

Молекула и атом золота

В свободном состоянии золото существует в виде одноатомных молекул Au. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу золота:

Энергия ионизации атома, эВ

9,22

Относительная электроотрицательность

2,64

Радиус атома, нм

0,144

Сплавы золота

Ввиду мягкости золото употребляется в сплавах, обычно с серебром или медью. Эти сплавы применяются для электрических контактов, для зубопротезирования, в ювелирном деле.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Химический элемент золото: свойства. Как находят золото?

Сегодня золото ценится во всем мире. Нет ни одной девушки, которая бы не мечтала о золотых украшениях. Драгоценный металл обрел огромную популярность достаточно давно. Еще в глубокой древности с его помощью изготавливали ювелирные изделия, обереги и посуду. Сегодня приобрести изделие из золота не составит особого труда. Многочисленные ювелирные магазины предлагают огромный ассортимент.

Немного истории

Мало кто знает, что золото – это первый металл, который был найден человечеством. Еще с эпохи неолита начинается история открытия химического элемента. Золото за несколько тысячелетий до нашей эры широко использовалось в Древнем Египте, Китае, Риме, Индии. Упоминание о драгоценном металле можно встретить в «Одиссее», Библии и других памятниках древней литературы. Древние алхимики называли золото «царем металлов». А обозначалось оно символом солнца.

В тех местах, где зародились первые цивилизации, как раз-таки и начали масштабно добывать золото. Это восточное Средиземноморье, долина Инда, Северная Африка. Золото предпочитает одиночество. Чаще всего его находят в самородном виде. В древности металл собирали вручную. Чтобы собрать один грамм золота, приходилось работать сутками.

Тесно связана с различными географическими открытиями история химического элемента. Золото удавалось обнаружить практически сразу на новой земле.

Золото в природе

Химический элемент Золото в природе распространен достаточно широко. В среднем в литосфере содержится около 4,3·10-7 %, исходя из массы. Стоимость металла является высокой за счет сложности его добычи. Золото содержится также в магматических породах. Здесь оно рассеяно. В земной коре образуется гидротермальное месторождения золота, которое играет огромную роль в промышленности. В самородном состоянии этот металл чаще всего добывают в рудах. Лишь в редких случаях образуются минералы с висмутом, сурьмой, селеном и т. д.

Химический элемент Золото содержится также и в биосфере. Здесь он мигрирует в комплексе с различными органическими соединениями. В речных взвесях нередко можно встретить металл. Один литр природной воды может содержать около 4·10-9 % драгоценного металла. В местах золоторудных месторождений в подземных водах золото может содержаться в гораздо большем количестве. Как свидетельствует история химического элемента, золото удавалось находить даже в виде целых залежей драгоценного металла под землей.

Сегодня золото добывают в 40 странах мира. Основные запасы драгоценного металла сосредоточены в государствах СНГ, Канаде, ЮАР.

Физические свойства драгоценного металла

Золото – это достаточно пластичный металл. Он с легкостью поддается механическому воздействию. Золото хорошего качества может быть вытянуто в проволоку или выковано в плоские листы. Металл устойчив к различным химическим воздействиям, легко проводит электричество и тепло. Плотность золота при комнатной температуре составляет около 19,32 г/см3.

Химический элемент Золото характеризуется ярко-желтым цветом при условии отсутствия примесей. Но чистое золото в природе практически не встречается. Даже в банковских слитках металл представлен не в идеально чистом виде. В природе же он встречается с добавлением серебра, меди и т. д.

Золото достаточно легко полируется. Благодаря хорошей светоотражающей способности металл очень ценится в ювелирном деле. Удивительно, что через тонкие листы драгоценного металла могут проходить даже солнечные лучи. При этом их температура будет снижаться. Неслучайно в современном строительстве химический элемент Золото используют для тонирования окон.

Химические свойства золота

Как свидетельствует история открытия химического элемента, Золото было известно еще задолго до появления таблицы Менделеева. Но и в ней металл занимает почетное место. В таблице Золото указано под атомным номером 79 и обозначается латинскими буквами Au. Валентность драгоценного металла в химических соединениях чаще всего +1 или +3.

На протяжении многих столетий химики проводили огромное количество опытов над золотом. Было выяснено, что кислород и сера, которые имеют агрессивное воздействие на большинство металлов, на золото не оказывают совершенно никакого влияния. Исключением могут быть лишь его атомы на поверхности.

Состав золота определяет его химические свойства. Металл не реагирует с фосфором, водородом, азотом. А вот с галогенами Золото образует соединения при нагревании. С хлорной и бромной водой возникает реакция даже при комнатной температуре. Эти реактивы доступны только в лабораториях. А вот в быту опасность для металла может представлять раствор иодида калия и йода.

Минеральные кислоты и щелочи в большинстве случаев не действуют на золото. Именно на этом свойстве основывается способ определения подлинности драгоценного металла. Мало кто знает, как находят золото среди множества ювелирных изделий. Украшение заливают азотной кислотой. Золото под воздействием химического вещества не изменит своего внешнего вида. А вот другой металл может вступить в реакцию.

Как находят золото?

Наиболее часто золото добывают из россыпных месторождений. При этом используется метод отмучивания. Он основывается на разности плотности пустой породы и золота. Как получить золото высокого качества, могут знать лишь настоящие профессионалы своего дела.

Популярными являются такие способы, как амальгамация и цианирование. Таким образом начали добывать золото в Америке и Африке в конце девятнадцатого века. Сегодня же коренные месторождения являются основными источниками получения драгоценного металла. Состав золота может зависеть от пород, которые находятся рядом. А также от климатической среды.

Изначально золотую породу дробят и обрабатывают раствором натрия или цианида калия. Далее материал подвергается очистке электролизом. Заранее подготавливают ванну с солянокислым раствором. При прохождении тока через породу примеси выпадают в виде осадка. В результате получается очищенный драгоценный металл.

Где применяют золото?

Многим знакомо золото в форме ювелирных изделий. Между тем металл широко используется в различных отраслях промышленности. При этом состав золота может быть несколько другим. Достаточно часто используются сплавы с другими металлами. Таким образом не только экономится дорогой материал, но и повышается его прочность. Драгоценный металл становится более устойчивым к различным механическим повреждениям.

Качество золота, которое используется в промышленности, обозначается пробой. Таким образом можно выяснить, насколько материал является «чистым». Наиболее часто драгоценный металл разбавляют медью. Сплавы с серебром могут использоваться в электротехнике. Наиболее дорогостоящими являются сплавы золота с платиной. Такой материал используется в ювелирной промышленности, а также в производстве химически устойчивой аппаратуры. Соединения Золота с начала XX века применяли еще и в фотографии. С помощью химического элемента выполнялось тонирование.

Золото как элемент искусства

В ювелирном деле золото применялось еще с древних времен. Сегодня этот вид промышленности является одним из наиболее прибыльных. Многие изделия, разработанные дизайнерами, пустили на поток. Но актуальными на сегодняшний день остаются украшения ручной работы. Изготовление таких изделий – это настоящее искусство, которое заслуживает пристального внимания.

С тех пор как произошло открытие химического элемента, золото люди начали использовать для изготовления украшений и различного декора. Сегодня дизайнеры, которые не только разрабатывают изделия, но и выполняют их самостоятельно, имеют хороший заработок. Ручная работа в совокупности с дорогостоящим материалом дает отличный результат. Все ювелирные украшения получаются красивыми и оригинальными.

Золото в экономике

В условиях товарного производства функцию всеобщего эквивалента выполняет именно золото. Значение этого металла переоценить сложно. Материал имеет свою потребительскую стоимость. Во многих случаях драгоценный металл может заменить даже деньги. А ценится золото благодаря своим свойствам. Оно может выступать в качестве наилучшего денежного товара. Золото долго хранится, не поддается химическому воздействию, легко делится и обрабатывается.

Один и тот же слиток может использоваться в промышленности, а далее, при небольшой обработке, - становиться материалом для изготовления ювелирного изделия. Можно сказать, что этот драгоценный металл бессмертен.

Банковская сфера

В глубокой древности золото использовалось только для изготовления украшений. Далее оно стало отличным средством сбережения и накопления богатств. Тем, кто знал, как получить золото, не нужно было задумываться о завтрашнем дне. Ведь драгоценный металл стоил достаточно дорого во все времена.

Сегодня золото широко используется для изготовления монет. Но в денежный оборот драгоценный металл не поступает. Монеты или слитки хранятся в финансовых учреждениях в виде сбережений. Инвестирование в драгоценные металлы сегодня на пике популярности. Таким образом можно не только сохранить денежные средства, но и приумножить их.

Что означает проба?

С развитием промышленности многие компании научились изготавливать качественную бижутерию, которая внешне практически не отличается от настоящего золота. Недобросовестный продавец с легкостью продаст доверчивому покупателю «пустышку». Поэтому каждый должен знать, как выбирать золотое изделие правильно.

В первую очередь качество этого драгоценного металла определяется пробой. Даже если украшение поступает в продажу из-за границы, на нем ставится государственное клеймо. Наиболее распространенными являются изделия 585-й пробы. В них содержится 58,5% чистого золота. Изделия 999 пробы в массовой продаже не встречаются. А вот на слитках, которые наполняют государственный золотой фонд, стоит 990 проба.

О чем расскажет цвет?

Золотые изделия одной и той же пробы могут отличаться по цвету. Внешний вид готовой вещи зависит от примесей. Платина и никель придают сплаву светлый оттенок. Медь и кобальт позволяют получить ювелирные изделия темного цвета.

Огромной популярностью сегодня пользуется розовое золото. Такой сплав получают благодаря добавлению серебра и меди. А вот эксклюзивное черное золото создают с использованием кобальта и хрома. Во многих случаях потребители переплачивают за модные тенденции. При этом содержание золота в изделии может быть минимальным. Всего через несколько лет украшение может обесцениться. Поэтому предпочтение все же стоит отдавать классическому желтому металлу.

Как подтвердить качество ювелирного изделия?

У многих может возникнуть желание выяснить настоящую стоимость ювелирного украшения. Можно обратиться к частному эксперту, но в этом случае результат не будет подтвержден документально. Точное процентное соотношение золота и примесей в ювелирном изделии можно определить в Государственной инспекции пробирного надзора. После проведения процедуры потребителю выдается сертификат, подтверждающий качество. Само изделие во время проведения экспертизы не портится.

Где приобрести золото?

Все зависит от конечных целей. Если необходимо купить ювелирное изделие в подарок, можно обратиться в любой специализированный магазин. Гораздо дешевле качественные золотые украшения можно приобрести в режиме онлайн. Предпочтение стоит отдавать традиционному желтому золоту. В нем драгоценный металл в чистом виде содержится в наибольшем количестве. Такое изделие сможет прослужить долго и даже будет передаваться по наследству.

Для инвестирования подойдут банковские золотые слитки. Каждое финансовое учреждение предлагает свои условия приобретения золота. Но наиболее выгодные инвестиции не обязательно гарантируют надежность. Предпочтение следует отдавать банкам, которые работают уже более 10 лет и получают положительные отзывы от имеющихся клиентов.

fb.ru


Смотрите также