Каталог
  

Золото как вещество


Состав, свойства и области применения золота

Прежде чем говорить о свойствах любого драгоценного металла, нужно понять и определить его химический состав, а также разобраться с физическими свойствами. Поэтому ответ на вопрос «из чего состоит золото» следует искать прежде всего на школьных уроках химии или в интернете, а уже потом можно судить о соответствующей цене уникального по свойствам металла. Ведь высокая стоимость этого вещества появилась не просто так.

Состав драгметалла в природе

Все дело в том, что причины и процессы появления золота на Земле неизвестны науке. Есть отдельные предположения о попадании частиц драгметалла вследствие действия метеоритов и ядерных реакций во время нейтронных взрывов, но это лишь гипотезы. Фактом остается то, что золота на Земле совсем немного, каждый день люди добывают такое количество железа, которое приравнивается ко всему добытому золоту за время существования цивилизации.

Золотые самородки

Поэтому у ученых и алхимиков возникал вопрос о структуре этого металла, а также интересовала формула золота. Если знать точную структуру, можно выдвинуть предположения о появлении золота, а уже потом попытаться провести эксперимент и получить золото в лабораторных условиях.

Итак, в природе этот элемент встречается в виде золотых частиц. По подсчетам ученых в литосфере содержится около 5% золота. А вот в ядре Земли по гипотезам его намного больше. Золото можно обнаружить в составе магматических пород, а также на местах разлома тектонических плит или в старых горных хребтах.

Такое месторасположение практически не объясняют геологи, а астрофизики считают это явление следствием наибольших метеоритных атак именно на определенные участки земли. Но, благодаря температурным перепадам, золото из более глубоких шаров выходит на поверхность. И тогда обнаружить его можно в составе железных руд.

В рудах золото присутствует вкраплениями или жилками размерами 0,1-1000 мкм. Редко можно встретить самородки золота весом в несколько килограммов. А извлечь драгметалл можно из таких видов руд:

  • золотые руды, которые встречаются очень редко;
  • железные руды, в которых содержание золота наиболее низкое в сравнении с остальными рудниками;
  • медные руды;
  • свинцово-цинковые руды;
  • урановые рудники.

Интересно то, что вместе с золотом можно найти примеси таких элементов, как:

А вот серебро никогда не встречается рядом с залежами золота. Иногда залежи находят даже под обычной землей на разных материках.

Физические и химические возможности элемента

С точки зрения химиков, золото — это один из элементов таблицы Менделеева. Химическая формула состоит из сокращения Au от слова aurum. Вся суть заключается в том, что этот драгметалл состоит из изотопов одного вещества и формулы в привычном понимании просто нет. Атомная масса золота 196,9 г/ммоль. К группе благородных металлов его зачислили после проверки взаимодействия с другими элементами, а также с обычным кислородом.

Выяснилось, что золото абсолютно не реагирует ни на серу, ни на кислород, как и на большинство других элементов. Даже если и золото вступает в реакцию, это означает, что только внешний слой металла будет поврежден, но не все вещество.

Кроме того, золото имеет привлекательный внешний вид, а еще оно пластичное, что позволяет изготавливать из золота разные украшения и хорошо проводит ток. Даже минеральные кислоты не могут изменить внешний вид и состав золота. Благодаря этому определяют подлинность металла.

Свойства золота свидетельствуют о том, что по составу — это уникальный элемент в таблице Менделеева. Чтоб посмотреть на частицы золота, которые входят в состав украшения, нужно выпарить изделие в царской водке. Именно таким образом проводится аффинирование, то есть процесс извлечения золота из примесей.

Физические характеристики золота

Из самого металла нельзя ничего извлечь, золото — это целостный элемент. А вот у производителей возникает вопрос о том, как в промышленных масштабах извлечь золото из руды и очистить его от примесей. Решение этого вопроса можно найти, используя такие процессы, как:

  • обогатительная флотация, гравитация;
  • выщелачивание;
  • сорбция;
  • цианирование;
  • амальгамирование.

Все эти процессы проводятся поэтапно и сейчас они механизированны. Еще несколько столетий назад добыча золота происходила вручную без малейшего намека на автоматизацию процесса. Это было возможно из-за еще одной особенности золота — его высокой плотности. Поэтому на смывах с рек золото оседало на самое дно, где его можно было разглядеть. Также следует помнить, что соединения золота с другими металлами или элементами неустойчивы, поэтому драгметалл можно извлечь химическим путем. Последние этапы заключаются в растворении получившегося золота в царской водке и последующем осаждении драгметалла.

Присутствие драгметалла в составе изделия обнаруживают с помощью образования окрашенных осадков и растворов. Для этого используют соединения золота с разными веществами, а также такие процессы, как электрофорез, хроматография, люминесценция. Чтоб определить количество золота в составе какого-то вещества используют методы титрирования, фотометрии, гравиметрии.

В само золото также иногда добавляют примеси. Делается это для того, чтоб удешевить изделие, а также придать ему необходимую форму. Все дело в том, что золото является мягким металлом. Это не критично при изготовлении слитков, которые за счет своей формы не сильно деформируются со временем. А вот золотые украшения вполне могут прогнуться под собственным весом или поменять дизайн в худшую сторону.

Поэтому для того чтоб серьги или цепь оставалась в неизменном виде, в состав добавляют другие металлы, которые называют лигатурой. Лигатура — это примесь к золоту, поэтому от ее свойств будет зависеть не только стоимость изделия, но еще и его характеристики. Например, от вида металла меняется оттенок украшения. Если золото в чистом виде имеет ярко-желтый цвет, то с добавлением меди изделие приобретет красный оттенок. Золото так и называется: красным, желтым, белым, розовым. В качестве лигатур чаще всего используют:

  • Медь. Она добавляет прочность составу украшения.
  • Серебро. Драгметалл приобретает благородный оттенок.
  • Платина — еще более дорогой металл, чем золото.
  • Никель. Повышает литейные качества изделия, но для изготовления украшений сплав с никелем не подходит.
  • Цинк понижает температуру плавления, но добавляет хрупкость сплаву.
  • Кадмий и палладий на практике редко добавляют в сплавы с золотом.

Такое золото с примесями других металлов в составе имеет пробу или каратность. Зная пробу изделия, можно определить содержания чистого золота в нем. Это несложно, поскольку сертифицированные и изготовленные по правилам золотые вещи должны иметь клеймо, на котором и будет указана проба. Составы проб определяются по ГОСТу. Все пропорции должны строго соблюдаться, ведь от этого зависит стоимость изделия.

По стандартам ГОСТ существует около 40 сплавов разных проб. Процентное содержание золота зависит от цели использования драгметалла. Разумеется, что для изготовления украшений берут высокопробное золото, которое выглядит презентабельно. А вот в промышленности можно применять и низкопробные сплавы, которые обладают необходимыми физическими свойствами.

Формулу золота никто не может разгадать по сей день, но многие восхищаются этим металлом и продолжают делать из него культ своей жизни. Но формула драгметалла, а значит и его истинный состав, до сих пор остается одним из вопросов, на который пока нет точного ответа у человечества.

hochuzoloto.com

С какими веществами вступает в реакцию золото?

В этой статье:

  • Основные свойства
  • Дополнительная информация

Что реагирует на золото? Золото можно считать инертным, оно не реагирует на факторы внешней среды и не подвержено окислению. Например, взаимодействия металла с воздухом и водой никаким образом не меняют характеристики элемента.

Основные свойства

Химические свойства золота и другие характеристики металла говорят о том, что элемент не взаимодействует со следующими реагентами:

Взаимодействовать с этими элементами золото не может, исключением по его химическим свойствам можно считать соединение ртути и золота, которое химики называют амальгамой.

Реакция с кислотой или щелочью не идет даже при нагревании: повышение температуры никоим образом не сказывается на состоянии элемента. Это и отличает золото и платину от других металлов, которые не имеют статуса «благородных».

Крупное россыпное золото

Если погрузить в кислоту или щелочь не чистое золото, а сплав из лигатуры, то реакция может возникнуть, она будет идти медленнее. Произойдет это потому, что в состав сплава входят и другие элементы, кроме золота.

С чем взаимодействует золото? Оно реагирует со следующими веществами:

  • ртутью;
  • царской водкой;
  • жидким бромом;
  • водным раствором цианидов;
  • йодистым калием.

Амальгама — это твердое или жидкое соединение ртути и других металлов, в том числе с медью и серебром. А вот железо в реакцию со ртутью не вступает, по этой причине ее можно перевозить в свинцовых цистернах.

Растворяется в царской водке, формула которой включает в себя азотную и соляную кислоты, но только в концентрированном виде. Реакция проходит быстрее, если раствор нагревают до определенной температуры. Если изучить исторические документы, то можно обнаружить интересное изображение: лев, который глотает диск солнца — таким образом алхимики изображали подобную реакцию.

Золото растворяется в царской водке

Если смешать бром или цианиды с водой, то можно получить раствор, в котором растворится золото. Металл вступит в реакцию с веществами, но только при условии, что для реакции будет достаточно кислорода (без последнего она не начнется). Если раствор нагреть, то реакция пойдет быстрее.

Подобная реакция начнется и в том случае, если погрузить золото в раствор йода или йодистого калия.

Характерной особенностью металла можно считать и то, что реагировать на кислоты он начинает только при повышении температуры. Например, реакция золота с селеновой кислотой начинается только при повышении температуры раствора. А также кислота должна иметь высокую концентрацию.

Еще к одной характерной особенности элемента можно отнести его способность к восстановлению до чистого металла. Так, в случае амальгамы ее просто стоит нагреть до 800 градусов.

Если оценивать условия, далекие от лабораторных, то стоит отметить, что вступать в реакцию с безопасными реагентами золото не может. Но большинство украшений изготавливают не из чистого металла, а из сплава. Разбавляют лигатуру серебром, медью, никелем или другими элементами. По этой причине драгоценности стоит беречь и избегать их контакта с химическими веществами и водой.

У золота есть еще ряд качеств, которые относят не к химическим, а физическим, таковыми можно считать:

  1. Плотность составляет 19,32 г/см3.
  2. Твердость по шкале Мооса — максимум три балла.
  3. Тяжелый металл.
  4. Ковкое и пластичное.
  5. Имеет желтый цвет.

Плотность — одна из основных характеристик элемента, она считается показательной. При поиске металла он оседает на шлюзах, а легкие кусочки породы вымываются потоком воды. В силу своей плотности металл обладает весьма приличным весом. Плотность металла можно сравнить только с двумя элементами из периодической таблицы Менделеева — вольфрамом и ураном.

Оценивая плотность металла по 10-балльной шкале, ему дают всего три. Поэтому золото легко поддается воздействию и меняет форму. Слиток из чистого металла при желании можно разрезать ножом, а монету, выполненную из золота без примеси других элементов, можно повредить, попытавшись ее надкусить.

Золото — тяжелый металл, если заполнить полстакана золотым песком, то он будет весить около 1 кг, приблизительно таким же весом обладает и свинец.

Ковкость и пластичность золота — качества, востребованные не только в ювелирной промышленности. Без труда можно разбить кусок металла в тонкий лист. Такое золото называют сусальным, его используют в качестве покрытия для куполов церквей, защищая тем самым от агрессивных факторов внешней среды.

Желтый цвет — цвет Солнца, признак богатства и благополучия, по этой причине золото ассоциируется с достатком, а украшения из этого металла призваны подчеркнуть статус владельца и его материальное состояние.

Золото — элемент 11 группы периодической таблицы Менделеева, обозначается символом Au, Aurum — это латинское название. В периодической системе металл имеет 79-й номер.

Дополнительная информация

Еще Дмитрий Менделеев не решил, под каким номером в его таблице будет расположено золото и каким символом оно будет обозначаться. Но металл уже пользовался популярностью среди монархов и знатных особ. Его цвет и характеристики удивляли ученых того времени и по этой причине элемент наделяли магическими свойствами.

Алхимики считали, что золото поможет:

  • вылечить заболевания сердца;
  • устранить проблемы с суставами;
  • снять воспаление;
  • улучшить психическое состояние человека;
  • мозгу функционировать быстрее и лучше;
  • быть человеку выносливым и сильным.

Но некоторые астрологи склонны считать, что золото подходит не всем, кому-то оно поможет справиться с проблемами здоровья, а для кого-то станет нежелательным подарком.

Современные астрологи утверждают, что золото стоит носить следующим знакам зодиака:

  1. Стрельцам.
  2. Львам.
  3. Овнам.
  4. Скорпионам.
  5. Рыбам.
  6. Ракам.

Первые три знака зодиака относят к огненным. А значит, к ним благосклонно Солнце и его энергия. По этой причине людям, рожденным под этими знаками зодиака, носить украшения из благородного металла можно постоянно.

Три следующих знака зодиака могут носить драгоценности из золота часто, но не постоянно. Можно снимать изделия на ночь.

Остальным знакам зодиака носить золото необходимо ограниченно, поскольку металл может нанести их организму вред. Но, надевая украшения, не стоит забывать и о том, что контакт с золотом может привести к аллергической реакции.

Это аллергия, если при ношении драгоценностей появились:

  • зуд и жжение кожных покровов;
  • головные боли;
  • недомогание и плохое самочувствие.

Стоит отказаться от контакта с золотом, поскольку встречается индивидуальная непереносимость металла, которая проявляется только при непосредственном контакте с элементом Au.

Несмотря на то что золото известно человечеству очень давно, его уникальные свойства изучены и активно используются в разных отраслях промышленности, изучение этого металла и его свойств не прекращается до сих пор. Некоторые ученые утверждают, что элемент попал на Землю из космоса и поэтому он нечувствителен к кислотам и щелочам, не окисляется при контакте с водой и воздухом. Может быть, ученые правы и золото действительно имеет космическое происхождение, но, так или иначе, потенциал металла полностью еще не раскрыт, а на Земле его осталось не так уж много.

hochuzoloto.com

Золото

Au — хим. элемент побочной подгруппы I группы 6 периода периодической системы  элементов;  ат.  н.   79,   ат.   м. 196,9665. Мягкий желтый металл. В  соединениях  проявляет степень окисления +3, известны соединения со степенями окисления +1 и +2. Природное золото состоит из стабильного изотопа 197Аu. Получены 13 радиоактивных изотопов с массовыми числами 192—196, 198—206 и периодами    полураспада    от   нескольких секунд до 15,8 лет.

Добыча золота и изготовление из него разных предметов начались за 6—7 тыс. лет до н. э., металлургия 3. получила развитие за 3 тыс. лет до н. э. Содержание 3. в земной коре 5 · 10-8 %. В природе 3. находится в основном в свободном состоянии и редко образует минералы (напр., петцит, калаверит, кренерит) с теллуром, селеном, сурьмой и висмутом; содержится также в воде рек и океанов и в растениях. В водах Мирового океана его содержание составляет 4—10 мг/т, повышаясь в отдельных местах (в Карибском море) до 15 — 18 мг/т. Общее количество 3. в морской воде оценивается от 5—6 до 10—20 млн. т. Кристаллическая решетка   3.— гранецентрированная кубическая с периодом а = 4,704 А; плотность (т-ра 20° С) 19,32 г/см3; tпл 1063° С; tкип 2677° С; температурный коэфф. линейного расширения (т-ра 0—100° С) 14,2 · 10-6 град-1; удельная теплоемкость (т-ра 0— 100° С) 0,0316 кал/г · град; удельная теплопроводность   0,744   кал/см X X сек · град;   удельное   электрическое    сопротивление    (т-ра    20° С) 2,25 • 10 ом • см; температурный коэфф. электр. сопротивления (т-ра 0—100° С) 0,00396 град-1.

Модуль норм, упругости 7900 кгс/мм2; у отожженного 3. предел прочности на растяжение 10—14 кгс/мм2; относительное удлинение 30—50 %; сужение площади поперечного сечения 90%. 3. отличается малой твердостью (НВ = 13,6—19,0), большой ковкостью (пластичностью) и тягу-честью. Хорошо проводит тепло и электричество, стойко к внешней среде и хим. воздействию.

С неметаллами (кроме галогенов) не взаимодействует. С галогенами образует галогениды, напр. AuGl3. Не растворяется в к-тах и щелочах, хорошо растворимо в смеси соляной и азотной к-т  (т.  н.   «царской  водке»), образуя  золотохлористоводородную к-ту Н [AuCl4], а также в растворах цианидов (натрия, калия) при доступе кислорода или др. окислителей и в хлорной воде. Соединения 3. нестойки и легко восстанавливаются до металла. Для 3. характерна способность к комплексообразованию. Из неорганических соединений известны:   закись   Au20 — серо-фиолетовые кристаллы, растворимые в соляной к-те; гидрат закиси АuОН — фиолетовый порошок; окись Au203 — буро-черный порошок, растворимый в   соляной   к-те;    гидрат    окиси Аu (ОН)3 — черно-бурый , порошок, растворимый в соляной к-те.

В пром. масштабе 3. получают при разработке руд и россыпей. Содержание его в рудах, подвергаемых промышленной переработке, в зависимости от типа месторождений,  способа разработки и географо-экономического положения,  составляет от одного-двух до десятков грамм на тонну, а в россыпных месторождениях — 80—100 мг до нескольких грамм на кубометр.   3.   извлекают   из   руд, прибегая к  цианированию  золотосодержащей породы (после дробления, размола и первичного обогащения). 

Растворенное золото осаждают металлическим  цинком,   а   затем, после плавки, рафинируют электролизом в ванне, содержащей солянокислый   раствор   хлорида    АuCl3 Чистое 3. оседает на катоде из листового химически чистого 3., примеси выпадают в осадок. В рудной практике  все  шире  внедряется  метод извлечения 3., основанный на сорбции   его   ионообменными   смолами (ионообменный процесс).

Из россыпей 3. получают наиболее простым и    дешевым    способом — гравитационным обогащением золотосодержащих песков в водном потоке. 3. концентрируется на улавливающих устройствах, а пустая порода, как более легкая, сносится водой. Гравитационное обогащение применяют совместно с амальгамацией — процессом, основанным на способности зерен 3. легко обволакиваться ртутью и улавливаться ею. 3. находит широкое применение а экономике, технике и медицине. В условиях товарного произ-ва оно выполняет функцию всеобщего эквивалента денег.

В технике его используют в виде сплавов с др. металлами . Покрытие золотом (см. Золочение) применяют в авиационной и космической технике, для изготовления отражателей в аппаратах для сушки инфракрасными лучами, электр. контактов и деталей проводников, а также в радиоаппаратуре и в оборудовании для рентгено- и радиотерапии. В электронике из 3., легированного германием, индием, галлием, кремнием, оловом и селеном, изготовляют контакты. Золотоплатиновые детали применяют в произ-ве искусственного шелка для вытягивания нитей. В медицине 3. применяют для изготовления некоторых маслоэмульсионных и водорастворимых препаратов. 3. и его сплавы широко используют в ювелирном деле и зубоврачебной практике (см. Зубопротезные сплавы).

Золото — простое вещество , жёлтого цвета . Считается основным благородным металлом ( серебро , платина и пять металлов платиновой подгруппы ) . Обозначается знаком Au ( Gold — англ. , Aurum — лат. ) , имеет атомарную массу 196,966569 (г/моль) , плотность 19,3-19,32 г/см³ , температуру плавления 1064,18 °C . В периодической таблице химических элементов числится под номером 79 . Имеет явно выраженные благородные свойства как металл ( не ржавеет , не окисляется ) . Регистрационный номер CAS: 7440-57-5.

Золото первый металл, освоенный человеком. В Южной Африке, которую называют «колыбелью человечества», и в ряде других мест планеты в эпоху неолита (позднейший период каменного века) «желтые камни» встречались по долинам рек, где обитал «Homo sapiens» «человек разумный». Эти яркие, «солнцеподобные камни» заняли важное место и магических ритуалах. Им поклонялись, верили, что сделанные из них амулеты спасают от бед. Золото являло собой и символ богатства. На это указывают захоронения, обнаруженные в новейшую эпоху. Так, например, близ озера Варна, в Болгарии, были раскопаны могилы, в которых находились золотые украшения, изготовленные около семи тысяч лет назад.

Когда только зарождался культ религий, одним из первых предметов религиозного поклонения стало золото. Для наших предков оно овеществляло Бога солнца. Именно солнце, утверждали они, породило золото, пролившееся когда-то на землю дождем. Золото подобно солнцу и поэтому его называли «лучистым». «Солнечное» название золота прослеживается в разных языках мира, В латиноязычных странах распространялось слово «аурум», оно восходит к имени Аврора так звали Богиню утренней зари. Индоевропейское название (корень ) «гол» обозначает «блестящий»,«желанный») стал за основу английского и немецкого слова «голд». В славянском названии «золото»  «метало» как и вдругих странах встречаются некоторые сходства  с некоторыми значениями обозначающими солнечный свет и солнце  . В периодической системе элементов Д. И. Менделеева золото занимает 79-ю клетку.

Химические свойства

Так как золото расположено правее всех металлов в таблице напряжений , оно обладает уникальными свойствами при нормальных условиях не реагировать с кислородом воздуха , щелочами , а также с большинством минеральных и органических кислот . Благодаря этому его относят к благородным металлам .

Самая устойчивая степень окисления для золота в его соединениях +3, находясь в этой степени окисления оно может образовывать с другими однозарядными анионами типа ( CNˉ, Fˉ , Clˉ ) самые устойчивые комплексы  [AuX4]ˉ где х — F, Cl , CN .

Соединения золота со степенью окисления +1 считаются стабильными , но под воздействием некоторых факторов ( свет , внешняя среда , примеси и т.д ) приводит к медленному разложению ( переход в другое состояние ) поэтому в химии к этому соединению применяют понятие ( относительная устойчивость ) . Соединений со степенью окисления + 2 для золота не характерны , но последние исследования показали , что всё таки существую комплексы где оно имеет степень окисления + 2 .

Для степени окисления + 5 для золота , стабильны соединения только со фтором , других соединений или не существует или они в ходе реакции переходят в основном +3 . Также существуют соединения ( VI ) и ( VII ) но только в соединении с фтором , они очень неустойчивы , особенно AuF6 который сразу переходит в AuF5 или AuF7 .

Так же существуют соединения со степенью окисления -1 , а называют их ауридами , в этих соединениях они проявляют несвойственное для золота степень окисления -1 , к примеру аурид натрия Na3Au или аурид цезия CsAu .

Несокрушимость ( Царя металлов ) развенчала создание кислоты ( Царская водка ) смесь двух кислот азотной HNO3 и HCl в соотношении 1 к 3 , в результате получается смесь хлорида нитрозила и хлора находящийся в атомарном состоянии поэтому смесь приготавливают перед началом реакции :

Au + HNO3(конц.) + 4HCl(конц.) → H[AuCl4] + NO + 2h3O

Позднее была получена h3SeO4 селеновая кислота которая ещё раз опровергло о химической инертности золота :

2Au + 6h3SeO4 → Au2(SeO4) + 3h3SeO3 + 3h3O

Так же золото вступает в химическую реакцию с галогенами  :

C фтором реагирует при нагревании 300°C и 400°C :

2Au + F2 → 2AuF

С хлором при нагревании :

2 Au + 3Cl2 → 2 AuCl3

С бромом

2Au + 3Br2 → 3AuBr2

С йодом

Au + I2 → AuI2

Также золото может быть растворено в хлорной воде которая образуется при пропускании хлора через воду , на реакция протекает в очень длительный период и не применяется в производственных масштабах .

Растворение золота можно добиться в реакции с соляной кислотой и гипохлоритом натрия , преимущество перед выше написанном более высокая скорость реакции и не нуждается вывода из раствора азотной кислоты ( реакция с царской водкой ) .

Взаимодействие с солями цианидов приводит к полному растворению золота , применяется в производственных масштабах ( цианирование золота ) :

4Au + NaCN + 2h3O + O2 → [Au(CN)2] + NaOH

Золото — находящееся в чистом состоянии ( 99,99% ) имеет ярко жёлтый цвет , небольшие примеси других металлов делают его красноватым ( медь ) , а добавление к Au платины свыше (  8% ) обесцвечивает его . Имеет высокую теплопроводность , а также низкое электрическое сопротивление , что иногда использовалось как сверхпроводник , но из за большой стоимости не нашёл большого применения .

Из — за своей плотности , что составляет 19,32 г/см³ считается одним из самых тяжёлых металлов находящихся в свободном состоянии , уступая только осмию , иридию , рению , плутонию . Эти свойства используются в его добыче , так как золото тяжелее пустой породы и осаждается на дно , а отходы смываются водой , данный способ использовался во все времена и используется и на данный момент в некоторых странах . Плотность золота меняется в зависимости от степени нагревания и составляет в расплавленном состоянии 17 г/см³

Температура плавления составляет 1064,18 °C и имеет температуру кипения 2856 °C , золото известно своей летучестью которая начинается за долго до его расплава , это явление хорошо наблюдается при нагревание открытыми источниками огня , для уменьшения потерь используют другие методы расплава такие как индукционные печи или на их основе .

Среднее содержание в земной коре составляет всего 4,8 миллиграмма в тонне горных пород. Золота в несколько  раз меньше, чем природного  серебра, не говоря уже о других более распространенных металлах (среднее содержание того иного элемента в земной коре принято называть кларком в честь американского геохимика Ф. В. Кларка). Зная кларк, можно определить количество данного элемента в определённом  объеме земной коры. К примеру , 1 км³ горной породы содержит почти 14 тонн золота, а в километровом слое земной коры почти 100 млрд тонн.

Золото имеет наиболее высокуюплотность вещества (его удильный вес 19,7 г/см3, кусок размером со спичечный коробок весит полкилограмма!) Температура плавления золота 1046 С, температура кипения 2447 °С. Золото обладает самыми высокими, по сравнению с другими металлами, ковкостью и пластичностью. Необыкновенные мягкость и ковкость золота при обработке были обнаружены около 10 тысяч лет назад Тончайшие листочки из него известны под названием сусальное золото которое представляет собой металлические листы золотистого цвета. Они применяются преимущественно для декоративной отделки как неметаллических, так и металлических изделий.

Сплавы благородного металла золота с другими металлами ( благородными и неблагородными ) не только понижают температуру его плавления и кипения , но и изменяют его механические и физические свойства. К примеру, медь и серебро в значительной степени повышают твердость золота, это свойство широко используется как ювелирной промышленности , так и химической промышленности . Золото самый трудоемкий металл при добыче. Оно в десятки раз дороже серебра и почти в 250 раз дороже меди.

Для добычи одного килограмма золота при его содержании в руде в количестве 4-5 г/т (это содержание характерно для многих разрабатываемых месторождений) надо отбить, выдать на поверхность и переработать 200—250 т руды. Благодаря своей мягкости, ковкости, способности тянуться золото поддается особо тонкой обработке чеканкой, литьем, гравировкой. С его помощью создаются разнообразные декоративные эффекты (от гладкой полированной поверхности с плавными переливами световых бликов до сложных фактурных сопоставлений с богатой светотеневой игрой), а также выполняются сложнейшие филиграни. Золото, часто окрашенное примесями в различные цвета, применяется в сочетании с драгоценными, полудрагоценными и поделочными камнями, жемчугом, чернью и эмалью .

Для добычи золота из его руд с малым содержанием используют ртуть , а процесс амальгамация золота .

Все соединения со степенью окисления +3 у золота считаются самыми устойчивыми , менее устойчивы с + 1 и медленно разлагаются , все остальные или не существуют или находятся только в водных растворах , распродаются при получении . Но соединения золота ( V ) стабилен с фтором .

Для восстановления золота из его солей используют , множество восстановителей , таких как гидразин , сульфитом натрия , цинком или хлоридом олова ( II ) , последний используется как качественная реакция для определения золота в растворе ( Касcиев пурпур ) :

2Na[Au( CN )2] + Zn → Na2[Zn( CN )4] + 2Au↓

Сплавы золота

Золото вступая в сплавы как искусственные так и природные имеет всегда определённую окраску , в зависимости от металлов цвет изменяется от белого , желтого , до синего .

Белое золото — изготовляют в процессе сплава с другими благородными металлами ( серебро , платина , палладий ) с добавлением никеля .

В ювелирном деле используется сплав на основе золота и 16% палладия , но стоимость данного материала высока для этого палладий заменяют менее дорогими никель , медь и цинк .

Красное золото — представляет сплав золото , серебро и медь . В основном применяется в ювелирном деле для производства украшений ( серёжек , цепочек , колец , колье ) . В зависимости от сплава делятся на пробы 375 , 500 , 583 , 585 , 750 , 900 — 958 , соответственно 375 проба это 37,5% содержания золота и т.д.

Синее золото — получают при сплаве золота с железом , применение только в ювелирной промышленности для изготовления украшений ( колец , серёжек , цепочек ) , применение в промышленности не нашло .

Зелёное золото — получают при сплаве золота с серебром , но из за недостаточной зеленоватости добавляют небольшой процент кадмия . Применяется только в ювелирной промышленности для изготовления украшений , в промышленности применения не нашёл .

Лиловое золото — получают при сплаве палладия , кобальта и алюминия , для предания светло — оливкового оттенка добавляют теллур . Применяется только в ювелирной промышленности для изготовления украшений , в промышленности применения не нашёл

Новые сплавы металлов создают новые возможности для дизайна. Всевозможные сочетание чёрного и белого золота с  самоцветами приводит к необычайному эффекту красоты металла и драгоценных камней .  Металлы обычно извлекаются из минералов, представляющих собой химические соединения различных элементов. Хотя золото в очень незначительных долях входит в состав некоторых минералов, очень редко встречающихся в природе, оно обычно существует в виде вкраплений в другие минералы. Золото, не вступившее в химические соединения с другими металлами, принято называть самородным. Оно не встречается в чистом виде. В нем обычно содержатся механические примеси других металлов, появившиеся в результате геологических процессов.

Твердость определяет способность природного сплава или минерала сопротивляться какому либо механическому воздействию . В практике для простейшего определения твёрдости используется в качестве эталона 10 минералов : тальк , гипс , известковый шпат , плавиковый шпат , апатит , ортоклаз , кварц , топаз , корунд , алмаз . Золото в самородном состоянии занимает в этой шкале место между гипсом и кальцитом . Так как его возможно с большим трудом поцарапать ногтем , но легко царапает стекло . Для более точного определения твердости минерала или природного сплава золота используют специальный прибор твердомер .

Благородный металл известен с древних времён , добыча золота в Египте датируется примерно с 5500 до 3110 гг. до нашей эры и были известны несколько крупных приисков .Некоторые более поздние по длине составляли более чем два километра длиной , это связано было с тем что золотая россыпь может быть любых размеров и длиной .

И во многих источниках считается , что  Египет стал перво добытчиком золота и называлась » не тленная плоть Богов » .

На данный момент Египет претендует на первое место по добыче золота .

В России основная добыча золота началась с середины 17 века в Забайкалье при добыче серебряных руд , позднее на Урале были найдены залежи золота  Немного позднее там был найден ( первый уральский металл ) платина .

Своё название получило от латинского названия aurum , что в переводе означает жёлтое , английское название gold .

Золото в свободном состоянии или в сп лаве с другими металломи мало распространено в земной коре , но точечные источники добычи очень многочисленны . В основном это постмагматические зоны или гидротермальные , также добыча золота ведётся в местах разрушения коренных месторождений и по его руслу .

Основные источники добычи благородного металла из его руд , в состав которого входит золото ,платина , серебро и т.д. , заключается в том , что под воздействием воды , воздуха и других факторов природные сплавы и соединения распродаются и иммигрируют из основной зоны ( коренное месторождение , гидротермальные и постмагматические ) в места где образует россыпи ( первичные месторождения золота ) или осадочную породу которая со временем также может переходить в твердое состояние ( пример пирит ).

Самородное золото : природные сплавы золота с иридием , платины золото , родий-золото , серебро-золото ( электрум ) , палладий-золото ( порпесит ) , медь-золото ( медистое золото ) .

Природные минералы золота : в основном это минералы в состав которых входит Те теллур , AuTe2(калаверит ), Ag3AuTe2 ( петцит ) , ( AgAu )Te ( мутманит ) , Au2Te3 ( монтбрейит ), Pb5AuSbTe3S6 ( нагиагит ) и другие .

Золото в виде солей и некоторых органических соединений ведёт себя как токсическое вещество , которое накапливается в жизненно важных органах и вызывает некоторые заболевания связанные с кровью и иммунной системой .

Органические лекарства на основе золота  используют для лечения аутоиммунных заболеваний и некоторых других видов также связанных с иммунной системой .

Изготовление косметических препаратов в состав которого входит золото .

Для получения золота используется все его физико химические свойства

Нахождение в природе в самородном состоянии или в природном сплаве с другими благородными металломи .

Будучи одним из самых плотных материалов , золото добывают методом шлихования .

Основной способ добычи золота используемый в недавнем прошлом амальгамация .

Основной метод извлечения благородного металла используемый в настоящее время цианирование .

регенерация золота из его солей используя щёлочи с последующим осаждением на алюминий .

Химические способы окисления и восстановления золота из его солей .

Альтернативные виды получения золота .

Использование современных технологий с применением ядерных реакций для получения золота из других металлов .

Использование золота как метод получения прибыли .

В промышленности для изготовления контактов разных назначений и покрытия материалов для предотвращения нежелательной коррозии и окислению .

В стоматологии из его сплавов делают коронки , протезы .

В ювелирной промышленности как металл или в сплаве с другими металломи для изготовлении украшений , колец и медалей . А также нанесения слоя золота на другие благородные металлы как серебро и неблагородные металлы для предания украшению ювелирного вида .

Для изготовления медицинских препаратов для лечения некоторых видов заболеваний связанных с иммунной системой , а также туберкулёза .

Лит.: Данилевский В. В. Русское золото. Золотодобывающая промышленность капиталистических стран.

Вы читаете, статья на тему золото

znaesh-kak.com

С какими веществами реагирует золото, какие у него свойства?

Что реагирует на золото и какие вещества помогут распознать металл в обычных условиях или в лаборатории? Это сложный вопрос, поскольку по своей сути это элемент периодической таблицы Менделеева, который отличается инертностью.

Содержание статьи

  • Свойства металла
  • Физические показатели
  • Сферы применения

Растворение золота в царской водке

Инертность — способность вещества не реагировать на кислоты, щелочи и не окисляться при контакте с воздухом и водой. В таблице металл обозначается символом Au, а «золото» с латыни переводится, как «восход солнца». Золото и платина как раз стали называться благородными металлами, когда выяснилась их способность не реагировать на внешние факторы и химические реагенты. Но химия, как и любая другая наука, не стоит на месте, и удалось обнаружить несколько веществ, которые вступают с Au в реакцию.

Свойства металла

Химические свойства золота свидетельствуют о том, что этот металл все же может реагировать на некоторые вещества.

Так с чем же взаимодействует Au и при каких условиях?

  • Ртуть может образовывать с золотом особое соединение — амальгаму. Это сплав двух металлов, молекулы ртути притягивают к себе молекулы Au, в результате чего образуется соединение.
  • Золото растворяется в царской водке, об этом известно довольно давно, но смесь высокой концентрации азотной и соляной кислот не имеет аналогов. Химики используют ее до сих пор, они не нашли царской водке достойной замены и применяют ее при проведении аффинажа.
  • Реакция селеновой кислоты и Au начинается только тогда, когда концентрированную кислоту разогревают до определенной температуры.
  • Еще благородный металл вступает в реакцию с йодистым калием. Но в некоторых случаях для идентификации используют обычный раствор йода на спирту, который присутствует в аптечке.
  • Жидкий бром и вода с цианидами — вот еще два химических реагента, которые способны вступить в реакцию с Au.

Способности ртутит притягивать молекулы Au известны давно. В старину это свойство металла использовали для добычи золота. Были созданы специальные шлюзы, поверхность которых покрывалась слоем ртути, притягивавшей Au и позволявшей увеличить уровень его добычи. Минусом такого способа считалась токсичность, человек, который имел постоянный контакт со ртутью, жертвовал своим здоровьем, добывая золото.

Амальгама — состояние обратимое, чтобы Au вновь приобрел свой первоначальный вид, смесь необходимо подогреть примерно до 800 градусов.

Задолго до того как Дмитрию Менделееву приснилась его периодическая таблица, алхимикам была известна способность золота растворяться в смеси двух кислот. Азотную и соляную кислоты смешивали и использовали для проведения различных опытов. Ученые того времени шифровали свои записи, по этой причине не расписывали реакцию, а рисовали ее.

Алхимики изображали льва, который поглощал солнце, животное стояло на задних лапах и поедало желтый круг. Золото ассоциировалось с солнцем за свой цвет, а вот львом была как раз смесь двух кислот. Царская водка, по сути, — универсальный растворитель, которому под силу разложить на молекулы все благородные металлы. Смесь кислот используют и сегодня, при проведении аффинажа или других опытов. Формула царской водки: HNO3+3 HCl.

Реакция золота на йод

Такая смесь способна растворить даже платину и большинство существующих металлов. Только серебро не слишком охотно растворяется в смеси двух кислот. Но с течением времени сила растворителя уменьшается: чем больше реагент контактирует с воздухом, тем слабее он становится.

Реакция с селеновой кислотой проходит при определенных условиях. Чтобы растворить золото, необходимо использовать концентрированную кислоту, нагреть ее до определенной температуры и при этом обеспечить приток кислорода. Если кислорода будет недостаточно, то реакция будет идти медленно.

Йодистый калий используют довольно редко в химии, подобным образом Au идентифицировать не любят. Зато в обычной жизни украшения, изготовленные из золота, часто проверяют на подлинность, используя раствор йода на спирту.

Если говорить о применении в промышленных масштабах, то способность цианидов взаимодействовать с желтым металлом нашла свое место в этой отрасли. Цианирование — один из методов очистки золота, он помогает отделить Au от частиц породы и примесей.

Несмотря на инертность, при работе с Au стоит учитывать один факт. Если металл с другими реагентами нагреть, то реакция пойдет быстрее. Но золото очень быстро возвращается в первичное состояние, что нужно иметь в виду.

Список веществ, которые способны вступать в реакцию с благородным металлом, на этом исчерпан. Золото не растворяется в воде, в спирте и других веществах. Реагенты не способны нанести металлу вред, разложить его на молекулы, но не стоит забывать, что чистое золото встречается только в слитках. Даже в природе этот металл имеет примеси, которые значительно снижают его инертность.

Оценив все свойства Au, ученые пришли к выводу, что элемент на нашей планете появился из космоса. Золото попало на Землю с частицами космических тел и метеоритов. На нашей планете не существовало условий, благоприятных для его формирования.

Химические свойства элемента под номером 79 немногочисленны, но они все же помогают химикам проводить опыты и исследования, делать очередные открытия. Но не только химия помогает идентифицировать благородный металл, есть и другая наука, которая в этом неплохо преуспела.

Физические показатели

Наряду с химическими, у золота есть и физические свойства, к которым относят:

  1. Невысокую твердость, по шкале Мооса от 2,5 до 3 единиц.
  2. Пластичность и ковкость.
  3. Желтый цвет.

Au не обладает высокой твердостью. В то время как алмазу присваивают 9 баллов по шкале Мооса, этот элемент удостоился всего 3. Чтобы повысить твердость Au, его сплавляют с другими металлами, в результате чего возникает лигатура, используемая для создания украшений. Драгоценности из чистого золота практически не встречаются, они тяжелые и легко деформируются при носке.

Для того чтобы идентифицировать металл, достаточно попробовать его на зуб. Можно укусить изделие, если оно легко поддается деформации и меняет форму, на поверхности остаются следы от зубов, то можно не сомневаться в его подлинности.

Au отличается ковкостью и пластичностью. Можно разрезать слиток ножом, не прилагая особых усилий, а также превратить кусок благородного металла в тонкий лист. Благодаря этому создают сусальное золото, которое используют в качестве декоративного материала: им покрывают купола церквей, защищая их от воздействия факторов окружающей среды.

Золото — единственный металл, который обладает желтым цветом. Этот оттенок повлиял на характеристики элемента, его ассоциировали с силой солнца. Металлу присваивали различные свойства, теплый оттенок свидетельствовал и о таинственном происхождении элемента.

Испокон веков Au ассоциируется у людей с богатством, высоким положением в обществе. В старину обычным людям не дозволялось носить золотые украшения, поскольку этой прерогативы были достойны только представители высшего общества.

Сферы применения

Благодаря своим свойствам, красоте и инертности Au нашел применение в различных отраслях промышленности и не только.

Его используют сегодня:

  • в ювелирной промышленности;
  • в косметологии и медицине;
  • для создания электроники;
  • в космической отрасли.

Естественно, что наибольшая часть благородного металла идет для создания произведений ювелирной промышленности. Из него делают украшения, инкрустируя их драгоценными и полудрагоценными камнями. Кроме того, золото в слитках используется как материал для инвестиций, в них вкладывают деньги, и это неизменно приносит прибыль.

Большое количество средств по уходу за кожей содержит в своем составе Au. Этот элемент помогает справиться с признаками старения, в пример можно привести нити из золота, которые вживляют в кожу и которые оказывают омолаживающее действие на организм. Еще металл используют при лечении заболеваний суставов (артритов), а также с его помощью лечат аутоиммунные и онкологические заболевания. Специальную сыворотку, в составе которой есть Au, вводят в организм больного.

Содержат Au в небольшом количестве контакты материнских плат компьютеров и мобильных телефонов, их покрывают золотом.

Если говорить о космической промышленности, то тут элемент используют везде, где необходимы его антикоррозийные свойства. Золотом покрывают стекла шаттлов и шлемов космонавтов. А также некоторые части контактов при изготовлении космических кораблей.

Золото — самый популярный металл на планете, его добыча ведется так давно, что сложно определить дату, когда именно человечество познакомилось с Au. Но точно можно сказать, что произошло это еще задолго до нашей эры. С годами популярность Au только растет, цена на металл поднимается, размеры добычи падают, но любовь человечества к золоту не снижается. Ему присваивают магические свойства, наделяют энергией солнца и называют то металлом Бога, то дьявола.

Причиной «особого отношения» к золоту является не только его красота, но и свойства, которые делают металл благородным и столь ценным для человека.

dedpodaril.com


Смотрите также