Каталог
  

Золото как химический элемент


Химическая формула золота

Золото пленяло умы многие века, заставляя тратить на его поиски большую часть жизни, вступать в войны, идти на обман и предательство. На нашей планете есть множество металлов и иных химических веществ, давно подвергнутых периодизации. Среди них есть более ценные, а есть те, что стоят сравнительно недорого и повсеместно применяются в промышленности. Разграничение по классам ценности металлов произошло уже давно, чтобы понять, почему до сих пор страны, биржи, крупнейшие компании и богатейшие люди стремятся обладать золотом, следует познакомиться с ним поближе. Формула золота еще с древности использовалась учеными в предшествующих химии науках.

Химическая справка

Золото обозначается в химии как Aurum, сокращенно Au, в электронном виде: KLMNO6s1, Eион(Ме=>Ме++e)=9,22 эВ. В таблице Менделеева золото занимает атомный номер 79. Оно находится в 11 группе шестого периода. Также у золота есть международный регистрационный номер CAS: 7440-57-5. Атомная масса элемента равна 196,9665 г/молль. Золото — это простое вещество, так как оно состоит из изотопов одного металла.

Свойства золота уникальны и позволяют использовать его в области электроники, в медицине, в производстве оборудования для химических лабораторий. Оно обладает повышенной тепло- и электропроводимостью. Именно поэтому тонкое напыление золота методом гальванизации до сих пор может использоваться в производстве электрики. Золото кипит только при 2880 градусах, его плотность составляет 19.32г/см3, а температура плавления — 1064.43°С. Золото достаточно инертно, даже при высокой температуре не вступает в реакции с иными химическими элементами.

История золота

Название золото получило за свой желтый окрас. На многих языках его название звучит по-разному, но так или иначе связано с обозначением желтого, золотистого или зеленоватого цвета. Золото отличает несколько ключевых параметров. Это благородный металл, так как он не подвержен коррозии и не вступает в окислительные реакции под воздействием внешней среды. Кстати, именно поэтому он успешно применяется в стоматологии. Золото обладает повышенной плотностью и именно на этом построена система его добычи путем промывания ила, песка, речной воды. Также, золото очень мягкое и пластичное. Не смотря на свойства металла, его можно поцарапать даже без применения специального инвентаря.

Золото было, пожалуй, первым металлом, который открыл человек. Упоминания о нем есть во всех сохранившихся источниках древности, оно пользовалось почетом и стоило достаточно дорого. Нет сомнений, что интерес к золоту никогда не ослабевал. Его ценили за красоту и особые свойства, лишь позже осознав и ценность его физических свойств. Еще до того, как стала известна химическая формула вещества, покупка золота считалась отличным вложением средств.

Природное золото

В природе золото встречается в виде ископаемых самородков или россыпи. Если речь идет не о крупицах, разбросанных в руде или вымытых водой, то это самородки, которые можно отнести к различным подвидам: электрум, палладиевое золото, медистое, висмутовое. В этом случае химический состав золота будет включать и примеси, которые могут варьироваться в процентном соотношении.

Электрум — это сплав с серебром, известный еще в глубокой древности. Собственно, это первый сплав, с которым имел дело человек. Это минерал, в котором около половины занимают частицы серебра. Его название произошло от слова “янтарь”, что было процитировано внешним видом минерала. Палладиевые сплавы — это соединения с серебром, медью, хромом, никелем и иными веществами. Висмутовое золото содержит до 4% этого серебристо-розового металла. Медистое золото содержит до 20% меди, которая придает ему рыжеватый оттенок. Также возможно минеральное образование золота с железом, ртутью, иридием. Россыпное золото называется шлиховым, и состоит из осадка тяжелых металлов, среди которых есть и золотые крупицы.

Получение чистого золота

Золото почти не встречается в природе в своем чистом виде. После долгих веков промывки золотоносного песка и руды, человечество нашло более эффективный способ выделения золотых крупиц — амальгамацию. Для этого способа необходимы элементы, которые способны вступать в реакцию с золотом и этим элементом является ртуть. Она добавляется в руду, соединяется с золотом, а затем удаляется и пускается в дальнейшую работу. Также работает и цианирование. Золото осаждается из полученного раствора с применением цинка. Также может проводиться регенерация с помощью раствора щелочи.

Для того, чтобы получить чистый слиток или сплав с контролируемым количеством и составом примесей, нужно провести ряд процедур. Комплекс таких мер называется аффинаж — очистка руды, лома, сплава с целью получить чистое золото. В качестве материала для работы могут быть взяты любые частички золота — детали электродов, элементы лабораторного оборудования, ювелирные изделия. Есть несколько методов, считающихся наиболее успешными. Химия золота остановилась на этих способах, как несущих минимальные потери золотых частиц и расходующих меньше средств на вспомогательные материалы.

Химическое рафинирование — это выделение химических элементов из руды, золотоносной природной крошки или лома изделий, бывших в употреблении. Оно многоступенчатое и включает ряд опытов, которые направлены на выделение ценной составляющей. В первую очередь исключается из состава железо, так как оно не дает проводить необходимые операции. Оно может быть исключено с помощью магнита, или же с применением серной или соляной кислоты, которые растворят его частицы. Следующая стадия требует применения азотной кислоты, которая растворяет многие примеси, традиционно соседствующие с золотом — медь, серебро, цинк, олово. Золото остается в осадке, а в реакции используется поваренная соль. Далее осадок, содержащий золото и серебро, обрабатывается с помощью азотной и соляной кислоты. После проведения необходимых смешиваний, ряда нагревов и сливов, получают коричневый осадок, который тщательно промывают. После проведения финальной стадии очистки, получается золотая пыль, которую сплавляют в слиток. Чистота такого золота может составлять от 99,95%.

На производстве используется электрохимический способ очистки, в этом случае требуется чистое сырье, не ниже 900 пробы, чистейшее золото для проведения процедуры, а также кислоты. Также существует способ Миллера, который основан на газообразном выпаривании примесей посредством использования летучего хлора. Этот метод может быть опасен, так как ядовитые газы могут попасть в воздух.

Алхимики

Никто не ставит сейчас под сомнение состав золота, но когда-то оно считалось не только составляющим минералов и благородным металлом в очищенном виде, но и чем-то, что можно получить из другого вещества. Речь идет об алхимии, науке, которая появилась задолго до химии и стала ее прародительницей. Алхимиков считали колдунами и шарлатанами, им не доверяли и их боялись, но, тем не менее, не существует доказательств, которые бы позволили с уверенностью сказать, что это лженаука или вымысел. Существуют книги по алхимии, свидетельства очевидцев, истории, вписанные в хроники. Конечно, золото всегда было наибольшей ценностью и идея его получения при помощи опытов стала «идеей фикс» для многих поколений ученых.

У алхимиков было особое видение мира, они считали, что в природе все едино и все эволюционирует. Это относилось и к человеческой душе, и к минералам, веществам. Низшим металлом считался свинец, он был несовершенен, высшим — золото, так как оно обладало исключительными свойствами. Многие свидетельства указывают на то, что алхимики нашли секретное соединение, которое обращало олово и ртуть в чистейшее золото — философский камень. Состав и свойства этого камня остались неизвестны, так как те, кто его изобрели, унесли секрет в могилу, а свидетели могли рассказать лишь о процессе превращения олово, смешанного с порошком или камнем, в золото. Алхимическое золото по сей день будоражит умы, формула неизвестна даже сейчас при том, что наши технологии так развиты. Единственным доказательством в пользу достоверности этих экспериментов можно назвать эксперименты с ураном, когда при особом воздействии он образует совсем иные, новые, вещества. История требует уважительного отношения и вспомнив о грандиозных сооружениях, возведенных еще до нашей эры, дальних путешествиях и блестящих изобретателях, можно лишь развести руками, предположив, что алхимики древности знали о металлах гораздо больше, чем мы.

Золото в химии — лишь один из элементов, обладающий особыми свойствами, но его название в жизни людей побуждает совершенно другие ассоциации, чем другие металлы. Оно является мерилом состоятельности и успеха, символизирует власть и влияние. Конечно, человека в самом начале его знакомства с этим металлом привлекла его красота. Золотой цвет напоминал о Солнце, которое обожествлялось многими народами многие века. Золото стало материалом для культовых сооружений, украшений. Позже из него были выпущены первые монеты, так вошло в обиход понятие денег. Во времена империй и царств золото использовалось в отделке утвари и помещений. В церквях оно всегда использовалось для рам, покрытий, украшений, сусальное золото получило широкое распространение, а купола церквей покрывало листовое. Сейчас золото используется и для эстетических целей, и ради науки.

golden-inform.ru

Плотность и свойства золота: что это такое и из чего состоит?

Золото – символ богатства и солнечного света, самый древний из металлов, известных человеку. Украшения из золота начали изготавливать задолго до того, как древние люди познакомились с более практичными бронзой и железом. Созданием этого металла тщетно занимались алхимики, и человечество пролило немало крови за сияющие манящим светом кусочки желтого металла. Но что он представляет собой по существу?

Общие сведения о золоте

Чистое золото представляет собой тяжелый металл, который в виде слитков обладает свойствами высокой пластичности и тягучести. Физические свойства золота позволяют создать проволоку протяженностью 2 км всего из одного грамма вещества. Применение золота весьма обширно за счет того, что этот металл хорошо проводит тепло, электричество, но при этом не окисляется и практически не вступает в реакции с другими веществами.

Молекулы золота распространяются в воздухе и воде, накапливаются в почве и в некоторых растениях в следовых количествах (в частности, в кукурузе). Этот металл редко образует минералы с другими химическими элементами, главным образом находясь в почве в виде самородков или золотого песка. Россыпи золота, имеющие промышленное значение, на данный момент обнаружены в 41 стране, а самые крупные месторождения золота расположены в ЮАР, Канаде и на территории стран СНГ.

Золотодобыча производится главным образом из россыпей методом амальгамации.

Для того, чтобы получить чистое золото из породы, необходимо сначала подвергнуть ее дроблению и обогащению, а затем обработать солевым раствором (обычно используются цианид натрия или цианид калия). После этого золото осаждают раствором цинка и впоследствии получают чистое золото методом электролиза.

Ранее золото имело огромное экономическое значение ввиду его платежеспособности и концепции золотого стандарта – т.е. мера ценности любого товара зависела от золота. Отказ от золотого стандарта стал важнейшим шагом для мировой экономики ввиду того, что, как уже упоминалось, золото – очень мягкий металл, который подвержен деформации и стиранию в ходе эксплуатации. На сегодняшний день золото является предметом инвестиций ввиду небольших запасов этого металла и широкого технического применения.

В промышленности золото используется чаще всего в качестве проводников и электрических контактов. Помимо этого, известно применение золота в ядерной промышленности, в строительстве (в качестве покрытия оконных стекол), в металлургии, косметологии и даже в пищевой промышленности. Кроме того, радиоактивные изотопы золота используются для лечения онкологических заболеваний. Но самое популярное использование золота, конечно, приходится на ювелирную промышленность.

к оглавлению ↑

Понятие о пробах золота

Проба золота – это показатель, который отражает количество чистого золота в образце. На данный момент используются метрическая и каратная системы обозначения проб. Метрическая система берет за основу расчет количества золота на 1000 единиц вещества, а каратная – на 24 единицы. Существовала также золотниковая система проб, которая в данный момент устарела. Она использовала систему измерения чистого вещества из расчета на 96 единиц.

Кажется, будто чистое золото непременно самое ценное и именно за него нужно бороться, выбирая ювелирное украшение. Однако, плотность золота 24 карата слишком мала, чтобы служить декоративным целям. В чистом виде этот металл слишком мягок, и его невозможно было бы носить – он моментально деформировался бы. Такие образцы используют в технических целях – для получения электродов, сырья для фармацевтической или иной промышленности, в качестве эталонных слитков и т.д.

Отличным показателем высокой пластичности золота является знаковый жест «пробы на зуб». В древности, когда золотые монеты отливали от самородков золота относительно высокой пробы, прикусывание монет позволяло отличить чистый металл от сплава с медью – на настоящей монете оставался след от зубов, тогда как сплавленные с медью монеты было практически невозможно повредить таким образом.

В ювелирных украшениях чаще всего используют золото 56 пробы по устаревшей системе, или в 14 карат по современной. Для этого делают сплавы с различными цветными металлами, в зависимости от выбора которых конечный сплав имеет различные твердость, плавкость, цвет, блеск и другие характеристики.

К примеру, белое золото получают путем добавления примесей никеля, цинка, палладия, серебра или меди в различных соотношениях. Розовый цвет золоту придает смесь из серебра, палладия и меди. Примеси меди и серебра создают эффектный красный оттенок. Кроме того, осветление и холодный цвет металлу придает родиевое покрытие, используемое также в целях повышения прочности изделия.

Плотность золота равна 19,32 г/см³. Это делает золото очень тяжелым металлом, что также нежелательно для его использования в декоративных целях в чистом виде. Однако такая высокая плотность золота заметно облегчает задачу по его добыче, т.к. уже при промывке оно отделяется от более легких металлов, породы и минералов. Удельный вес золота составляет приблизительно 197 г/моль. Химический состав золота – чистые молекулы металла, связанные кубической кристаллической решеткой.

к оглавлению ↑

Как определить подлинность золота?

Неудивительно, что такое ценное и полезное ископаемое, как золото, подвергается использованию в мошеннических схемах разного рода. Однако свойства золота в большинстве случаев позволяют отличить благородный металл от подделки несколькими простейшими манипуляциями. Однако, следует сразу оговориться, что речь пойдет об определении чистого золота среди, например, сплавов, так что этими способами можно будет определять разве что подлинность слитков. Процент золота в ювелирных украшениях выявить не получится.

Прежде всего, следует помнить, что элемент Au не обладает магнитной активностью. Поэтому при проверке магнитом чистое золото не должно к нему притягиваться. Если магнита нет под рукой, можно протестировать золото химическим взаимодействием. Выберите наименее заметный участок изделия и оставьте на нем небольшую каплю йода на несколько минут, затем сотрите. На чистом золоте останется темный след.

Можно проверить золото и уксусом. Погрузите часть металлического изделия в уксус на несколько минут. Если золото начнет темнеть, то это – сплав с другим металлом, т.к. чистое золото не реагирует с уксусной кислотой.

Для того, чтобы определить пробу золота, необходимо отправиться к ювелиру. Тест проводится различными методами, самым популярным из которых является использование золотых игл.

Проверка заключается в том, чтобы сравнить плотность золота образца (иглы) с тестируемым материалом. Если содержание золота в игле больше, то она не оставит следа на поверхности изделия, т.к. плотность золота невелика по сравнению со сплавами.

Кроме того, в ювелирных мастерских проводят анализ пробы золота и без всяких царапин. Существует аппаратная проверка пробы при помощи растворов и их последующего анализа в приборе, или же при помощи рентгеновских лучей, применение которых возможно лишь в относительно крупных лабораториях. Рентген необходим для того, чтобы убедиться в отсутствии сердцевины из другого металла в золотых слитках.

Найденные самородки и другие крупные образцы проверяют методом пробирного анализа. Для мелких предметов этот способ не подойдет, т.к. он требует определенных жертв – кусочек образца необходимо расплавить, а затем слить со свинцом и серебром. После этого производится расчет массы и объема, из которого и вычисляется доля чистого золота.

Современные мошенники делают сплавы золота и с инактивными примесями, так что такие методы обнаружения подделки работают скорее на старых образцах золота. Кроме того, домашние опыты могут повредить украшение, не дав достоверного результата, поэтому предпочтительнее при необходимости определить чистоту металла обращаться к профессионалам, которые быстро и безопасно смогут подтвердить подлинность образца.

Главная » Металлы » Золото » Все о золоте: химический состав, плотность, свойства металла

gems-and-jewels.ru

Золото как металл: свойства и характеристики

Золото с древности считается благородным металлом. И это вполне объяснимо, если учитывать его физические и химические свойства, редкость распространения, отличную ковкость и легкость сохранения.

Уникальные свойства золота определили и его особое место в культуре человечества. Название «золото» произошло от праиндоевропейского корня «гел», что означает «желтый, яркий, блестящий».

Вернуться к оглавлению

Физические и химические свойства золота

По своим характеристикам, с точки зрения химии, золото — инертный металл. Это означает, что в обычном (твердом) состоянии он практически не вступает в реакцию с другими веществами, не окисляется на воздухе. Золото высокой пробы не тускнеет на воздухе и не теряет со временем свои бактерицидные свойства. К другим его достоинствам относятся:

  • пластичность и тягучесть металла, что позволяет с легкостью его обрабатывать;
  • высокая ковкость;
  • неподверженность коррозии;
  • высокая плотность, при этом золото — мягкий металл;
  • самая высокая среди металлов тепло- и электропроводность.

За последнее свойство золото особенно ценится в промышленности и медицине. Оно является самым эффективным проводником, что позволяет с легкостью использовать его в производстве высокоточных механизмов и электронных схем.

У этого благородного металла существует только один стабильный изотоп. Все нестабильные изотопы получены экспериментальным путем, некоторые из них активно используются в медицине.

Вернуться к оглавлению

Как добывается золото?

Карьер, где добывают драгоценный металл

Золота на Земле не так много, как полагают некоторые. За всю историю человечество добыло такое количество металла, что если его переплавить, то образуется куб с гранью всего в 20 метров. За свою редкость (в отличие от множества других металлов) золото ценится особо.

Самородное золото чаще всего встречается в соединении с другими химическими веществами. Наиболее частый сплав — с серебром. У древних греков это соединение получило название «электрон» (или «электрум»). При соединении с серебром в определенной пропорции золото становится мягче, температура плавления уменьшается, его становится проще использовать для изготовления ювелирных украшений и других изделий. Кроме того, в виде примеси в золотоносной руде могут содержаться:

  • медь;
  • фтор;
  • бром;
  • сульфиды;
  • кварц;
  • гранит и другие вещества.

В чистом виде золото встречается в виде самородков и кристаллов в коренных месторождениях. На Земле таких мест практически не осталось.

Чаще всего золото добывают в рассыпчатых месторождениях, в качестве попутного элемента. Металл вымывается из так называемого золотого песка в излучинах рек и озер.

Вернуться к оглавлению

История ценного металла

Золото — особый металл в истории человечества. Оно известно издревле. Первое описание этого благородного металла зарегистрировано в античных источниках. И если в глубокой древности золото не находило активного применения (слишком мягкий металл, не подходил для изготовления оружия), то с развитием ремесел и торговли золото стало разменной валютой. Оно прекрасно сохранялось, могло переплавляться в слитки, его легко было транспортировать, но и встречалось оно редко. Самое главное — его практически невозможно разрушить.

Украшения древнего Рима из чистого золота

Еще в Древнем Египте золото приобрело статус культового. Его запасали жрецы и фараоны, оно добывалось ценой тысяч жизней рабов на приисках, штольнях и камнеломнях. Ему приписывали мистические и магические свойства. И хотя современная химия развенчала многие мифы, касающиеся ценного металла, человек не может устоять перед блеском драгоценностей.

О золотых запасах некоторых стран ходят легенды. Чего стоят рассказы о драгоценностях инков, богатстве затонувшей Атлантиды, а мифическое золото партии большевиков, якобы перевезенное в Китай коммунистами в эпоху гражданской войны, до сих пор разыскивают отчаянные сорвиголовы. Драгоценный мягкий металл вписал немало кровавых страниц в историю человечества. За него соперничали, свергали правителей, уничтожали целые народы.

Обнаружение нового источника золота порождало местную «золотую лихорадку». И если благодаря рассказам Джека Лондона все знают о «лихорадке», охватившей в свое время Аляску, проданную Россией Америке, то о других «заболеваниях» мало кто слышал. А ведь были калифорнийская, уральская, колымская «лихорадки», когда в указанных областях находили золотые месторождения.

С 1717 г. этот металл стал основой мировой экономики. Ведущими странами введен «золотой стандарт», то есть курсы национальных валют жестко привязались к стоимости тройской унции драгметалла. Стоимость всей денежной массы, находящейся в обращении, должно было быть эквивалентно золотому запасу страны. При желании банкноты можно было свободно обменять на слитки. Эта система просуществовала до 1944 г.

Хотя курсы национальных валют сейчас не привязаны к золоту и являются свободно плавающими, стоимость металла продолжает расти. Его количество в резервном запасе страны по-прежнему определяет ее престиж и олицетворяет экономическую мощь.

Вернуться к оглавлению

Рост стоимости золота

Как росла стоимость драгоценного металла за период 2000-2010 г.

Национальные банки стремятся увеличить свои золотые запасы за счет полезных качеств металла:

  • ликвидность и очевидная ценность;
  • ограниченность запасов — у кого больше золота, тот богаче, поскольку добыча металла становится все более затратным делом;
  • большая сфера практического применения: в технике, электронике, промышленности, медицине, химии;
  • устойчивость к вредным воздействиям.

После того как курсы валют оказались непривязанными к стоимости золота, цена на металл неуклонно росла. Если до этого (с 1833 г.) цена на золото была в районе 20 долларов за унцию, то в период между двумя мировыми войнами она поднялась до 30-35 долларов. После Второй мировой войны произошло крупнейшее перераспределение золотых запасов, большую часть драгметалла запасли США и СССР.

За последние сорок лет цена на золото возросла с 35 до 1150 долларов, причем в последние два года наблюдается рецессия, что вызвано в немалой степени серией мировых кризисов и желанием инвесторов вкладываться в реальные секторы экономики.

Самые пики роста цен на драгметалл — 1974 и 2010-2012 гг. В последний обозначенный период цена тройской унции «скакнула» более чем в 1,5 раза: с 1000 до 1750 долларов, дважды обновив исторический максимум.

Таким образом, золото — это весьма специфичный и ликвидный товар с уникальными свойствами, обеспечивающими его ценность в сфере практического применения. А такие характеристики золота, как его инертность и сопротивляемость внешним химическим воздействиям вкупе с мягкостью и легкостью обработки обеспечили простоту его сохранения и привлекательность в этом плане в качестве резерва.

grammzolota.ru

Золото как химический элемент

В Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева золото занимает почётное 79-ое место, располагаясь между платиной и ртутью. Этот химический элемент обозначается символом Au (от латинского слова Aurum — золото). Относится к 11 группе 6 периода.

Золото как химический элемент стоит в электрохимическом ряду активности правее остальных металлов. Иначе выражаясь, золото не проявляет активности в большинстве окислительно-восстановительных реакций, происходящих в водных растворах. Оно не разрушается под воздействием кислот и щелочей, обычно не образует оксидов, именно поэтому золото относят к категории благородных металлов.

Li  →  Rb  →  K  →  Ba  →  Sr  →  Ca  →  Na  →  Mg  →  Al  →  Mn  →  Zn  →  Cr  →  Fe  →  Cd  →  Co  →  Ni  →  Sn  →  Pb  →  H  →  Sb  →  Bi  →  Cu →  Hg →  Ag  →  Pd  →  Pt  →  Au

Самая устойчивая степень окисления золота в соединениях +3. Например, существует оксид золота (III). Его получают химическим путём в процессе нагревания так называемой «золотой кислоты»: Au2O3 x 2h3O. На научном языке, это гидроксид золота (III). Раньше считали, что невозможно добиться более высокой степени окисления золота. Однако в лабораторных условиях удалось создать AuF5 — пентафторид золота. Это кристаллическое вещество красно-коричневого цвета. Данное соединение является сильнейшим окислителем, взрывается при любом контакте с водой, эфиром или спиртом.

Простое вещество «золото»

Если же рассматривать золото в качестве простого вещества, то это благородный металл жёлтого цвета, очень мягкий и ковкий. Обладает высокой теплопроводностью и малым электрическим сопротивлением. При температуре более 1 000 0C золото начинает плавиться, а точкой кипения становится температура в 2856 0C. Для жидкого золота характерна удивительная летучесть: ещё даже не успев закипеть, оно активно испаряется в воздухе.

Стоит отметить, что золото — довольно тяжёлый металл, его плотность в чистом виде составляет примерно 20 граммов на 1 кубический сантиметр! Возьмём для примера золотой шарик, не содержащий примесей, диаметром 5 см. Его масса составит... более 1 килограмма!

Хотя продажа золота и приобрела в наши дни огромную популярность, используют этот благородный металл не только в ювелирном искусстве. Например, препараты кризанол (другое название — ауротиопрол) и ауранофин применяются в медицине для лечения аутоимунных заболеваний, характеризующихся разрушением тканей в организме под воздействием активно размножающихся агрессивных клеток. В состав этих препаратов входят органические соединения золота, жизненно необходимые для человека.

← Именники на золотом изделии↑ Информация о золотеСусальное золото →

metall-discont.ru


Смотрите также