Właściwości złota. Właściwości fizyczne i chemiczne złota

Złoto jest najpopularniejszym metalem szlachetnym na świecie. Każdy lubi jasność i blask. Praktycznie każda rodzina ma przynajmniej trochę dekoracji tego metalu. Formuła złota poruszyła umysły wielu alchemików i naukowców. Poświęcił setki prac naukowych. Co więcej, nie wszyscy wiedzą, jakie właściwości złota pomogły mu stać się tak popularnym dla niego. Każdego dnia cena metalu rośnie. Tak więc dzisiaj koszt grama 999 złota w Sberbank Rosji wynosi 2536 rubli.

Informacje ogólne

Pomimo faktu, że złoto jest metalem znanym całemu światu od tysięcy lat, nie każdy zdaje sobie sprawę z tego, że w przyrodzie występuje on w różnych formach i w różnych miejscach. Rozmiar jego cząstek może wynosić od mikrona do dziesiątek centymetrów. Ze względu na różne zanieczyszczenia, ten szlachetny metal nie zawsze ma tradycyjny żółty kolor. Wydobywanie złota jest bardzo dochodowym biznesem, opartym na różnych właściwościach tego naturalnego materiału. Jest to wiedza o metalu nagromadzonym przez stulecia, który może zaspokoić jego potrzebę.

W chemii złoto (lat. Aurum) oznaczane jest symbolem Au. Przetłumaczone na rosyjski Aurum oznacza "żółty". Ten element należy do pierwszej grupy układu okresowego. Jego liczba atomowa wynosi 79. Wzór na złoto zależy od składników stopu. Skład substancji naturalnej stanowi izotop 197 Au. Metal ma kształt sześcienny sieć krystaliczna typ Cu.

W przyrodzie jest 15 minerałów, które zawierają ten pierwiastek chemiczny. Należą do nich: rodzime złoto z domieszką miedzi lub srebra, porpesit, elektrum, iryd osmotyczny (aurosmirid), calavertine, crennerite, letcite, sylvanite, mutmanite, nagiagit, montbreyite, i tak dalej. Istnieją inne związki zawierające ten metal. Jest to platysta, rodistoe, iridistoe, miedziane złoto. W skałach substancja ta jest najczęściej rozproszona na poziomie atomowym. Złoto w osadach często zawiera się w siarczkach i arsenidach.

Wcześniej uważano, że ten element jest bardzo bezwładny, ale liczne eksperymenty z nim udowodniły, że tak nie jest. Takie złudzenie opierało się na fakcie, że złoto wcale się nie zmienia pod wpływem działania takich agresywnych czynników jak tlen i siarka. Nie reaguje również z takimi pierwiastkami chemicznymi jak azot, wodór, fosfor, węgiel. Nie wpływa na nią większość kwasów mineralnych i zasad.

Wartościowości tego pierwiastka w różnych związkach wynoszą zwykle +1 lub +3. Halogeny po ogrzaniu tworzą następujące związki ze złotem: AuCl3, AuF3, AuI, AuBr3. W temperaturze pokojowej reaguje łatwo z bromem lub chlorem. Chemiczne właściwości złota umożliwiają określenie jego autentyczności w domu. Tak więc, roztwór jodu i alkoholu w wodzie i alkoholu jodek potasu ciemne plamy, które są trudne do usunięcia, pozostają na metalu 583 i 585 próbki. Tylko złoto powyżej 750 próbek z czystym ligaturą wysokiej jakości nie reaguje z tymi substancjami.

Metal nie magnesuje się i nie ma zapachu. Korzystając z tych właściwości, możesz również określić autentyczność biżuterii.

Chemiczne metody wydobywania złota

Podstawą przemysłowej metody ekstrakcji metalu z rud, zwanego cyjanowaniem, jest zdolność złota do rozpuszczania się w stężonym kwas siarkowy. W tym samym czasie w reakcji chemicznej powinny być obecne środki utleniające, takie jak kwas azotowy i jodowy, a także dwutlenek manganu.

Wcześniej jego zdolność rozpuszczania w rtęci była używana do wydobywania złota ze skały. W wyniku tej reakcji otrzymano amalgamat - stop o niskiej temperaturze topnienia. Ta mieszanina chemikaliów była łatwo oddzielana od skały odpadowej, a następnie silnie ogrzewana. Rtęć lotna odparowała, a złoto pozostało na dnie zbiornika. To prawda, ta starożytna metoda jest nadal stosowana w niektórych krajach trzeciego świata, pomimo całej jej szkodliwości. Ta opcja wydobycia jest dziś uważana za nieefektywną, ponieważ nie pozwala całkowicie odróżnić metal szlachetny od skały.

Jak rozpoznać fałszywkę

W przyrodzie istnieją minerały, które bardzo przypominają złoto. Tak więc jedną z najbardziej podobnych substancji naturalnych jest siarczek żelaza zwany pirytem. Jest to bardzo niezwykłe w jego właściwościach: gdy zderzają się ze sobą elementy tej substancji, powstają iskry. Według najnowszych naukowców stało się jasne, dlaczego piryt jest tak podobny do złota. Okazuje się, że nie tylko ma zewnętrzne podobieństwo do tego szlachetnego metalu, ale także zawiera niektóre z nich. Ten minerał rudy różni się także od złota kryształkami sześciennymi - mają one inne cechy. Złoto to metal ciągliwy. Kiedy zostanie uderzony, rozpłaszczy się, w przeciwieństwie do pirytu, który po prostu rozpada się na małe kawałki.

Złoto jest czasami mylone z muskowitem i wermikulitem. Są one szczególnie podobne w postaci inkluzji w różnych minerałach. Fizykochemiczne właściwości złota pomogą odróżnić prawdziwy metal szlachetny od bliźniąt.

Cechy fizyczne

Praktycznie każdy wie, że kolor tego szlachetnego metalu jest jasnożółty. W rzeczywistości otrzymuje taki odcień po oczyszczeniu z zanieczyszczeń. Żółte złoto można znaleźć tylko w bankach i biżuterii. Co więcej, w zależności od ilości zanieczyszczeń zmienia się i odcień. W złocie używanym do wyrobu biżuterii znajdują się zanieczyszczenia srebra, miedzi i innych substancji. Innymi słowy, jest to stop kilku metali.

Kolor naturalnego złota zależy od wielkości jego cząstek. Bardzo małe wtrącenia w skałach mogą mieć szaro-zielony odcień. Czasem tylko doświadczony geolog może rozpoznać złoto w minerałach. W 20 kopalniach jest tylko jeden, gdzie znaleziono żółtą substancję.

Ważną fizyczną własnością metali jest ich twardość. Według tego wskaźnika złoto nie jest na pierwszym miejscu. W 10-punktowej skali Mohsa, która charakteryzuje twardość substancji, ten szlachetny metal ma tylko 2,5-3 punkty. Co to znaczy? Fizyczne właściwości złota, z którego najważniejsza jest miękkość, umożliwiają wykorzystanie go do tworzenia wykwintnej biżuterii. W tym samym czasie ten metal może być łatwo zarysowany. Wiele osób wie, że w dawnych czasach autentyczność złotych monet sprawdzano pod kątem zęba. W tym samym czasie powinni mieć wgniecenia.

Właściwości fizyczne i chemiczne złota

Ten metal ma raczej wysoką temperaturę płyty. Jest to 1063 ^º C. Metal wrze w temperaturze 2947 ^º C. Po stopieniu złoto staje się jasnozielone. Wszystkie metale, które są z nim stopami, obniżają jego temperaturę topnienia. Złote pary mają zielonożółtawy odcień. Kiedy ten metal i jego stopy nagrzewają się powyżej 1063 ^º C, zaczynają parować. Im wyższa temperatura, tym większa zmienność.

To niesamowite, jak różne zanieczyszczenia wpływają na stopy złota. W związku z tym jego lotność znacznie wzrasta w obecności cynku, arsenu, telluru, antymonu i rtęci. Srebro lub miedź w stopie z metalem szlachetnym znacznie zwiększa jego twardość. Jednocześnie niektóre właściwości, takie jak ciągliwość i ciągliwość, są nieco tracone.

Jednym z najważniejszych wskaźników złota jest jego gęstość. W temperaturze 20 ^º C wynosi 19,3 g / cm ³ . Cząsteczki złota są 2,5 razy cięższe od cząstek srebra. Gęstość bryłek naturalnych jest nieco wyższa niż stopów. Tak więc, zanieczyszczenia srebra lub miedzi zmniejszają ją do 18-18,5 g / cm3. Dla jasności możesz wyobrazić sobie 1 kg tego szlachetnego metalu w postaci:

• sześcian, którego krawędź wynosi 37,3 mm;
• kulka o średnicy 46,2 mm;
• pół szklanki złotego piasku.

Wszystkie powyższe cechy tego metalu ludzie nauczyli się używać do własnych celów. Przemysłowe wydobycie złota ze skał stało się możliwe właśnie ze względu na jego dużą gęstość.

Stopy

Ten szlachetny metal może dobrze łączyć się z innymi pierwiastkami chemicznymi. W tym przypadku produkt końcowy będzie miał różne wskaźniki fizyczne. Biżuteria z żółtego złota jest najczęściej stopem kilku metali, w których zawartość rozpatrywanej substancji jest czasami mniejsza niż 40%. Ponadto różne zanieczyszczenia i ich ciężar właściwy w swoim składzie bezpośrednio wpływają na odcień końcowego produktu. Tak więc, w sprzedaży można znaleźć kilka rodzajów złota jubilerskiego:

• Biały - z palladem, niklem i platyną. Najczęściej jest używany do tworzenia produktów z kamieniami szlachetnymi.
• Żółty - z miedzią, srebrem, niklem. W nim udział zanieczyszczeń może wynosić od 4 do 50%.
• Czerwony - z miedzią, srebrem. Udział zanieczyszczeń w takich stopach sięga 62,5%.
• Różowy - z palladem, miedzią, srebrem. W nim zanieczyszczenia przekraczają 60%.

  

Jakość i koszt gram złota zależy całkowicie od jego czystości i obecności pewnych zanieczyszczeń.

Przykładowy system

Jakość złota i jego ilość w stopach jest kontrolowana przez państwo. W krajach WNP powszechnie akceptowany jest system próbek stopów biżuteryjnych, który istniał w ZSRR. Tak więc w sprzedaży najczęściej są produkty z takimi testami:

• 375 - udział złota w stopie wynosi 38%. Zawiera miedź i srebro. Złoto tej próbki zanika w powietrzu. Ma żółty lub czerwonawy odcień.
• Zawartość 500 - złota wynosi 50,5%. Skład stopu zawiera miedź i srebro. Ma niską odlewnię.
• 585 (583) - udział złota wynosi 59%. Stop zawiera metale, takie jak pallad, srebro, miedź, nikiel. Jest wytrzymały, twardy, odporny na powietrze.
• 750 - w stopie 75,5% złota. Składa się z palladu, niklu, platyny, srebra i miedzi. Produkty tego złota są dobrze wypolerowane, trwałe i twarde. Są łatwe do przetworzenia. Schemat kolorów jest bardzo szeroki. Stop może być zielony, jasnożółty, różowy, czerwony.
• 958 - zawiera 96% czystego złota. Stop ten jest rzadko używany, ponieważ jest słabo wypolerowany i nie ma wymaganego nasycenia kolorów.
• 999 - czyste złoto, które najczęściej reprezentowane jest przez sztabki banków.

Funkcje odblaskowe

Złoto, którego właściwości i zastosowania wynikają z jego składu chemicznego, jest łatwo polerowane. Ma znaczący współczynnik odbicia. Bardzo cienkie arkusze złota są w stanie przenosić światło słoneczne. O dziwo, w tym samym czasie absolutnie się nie nagrzewają, ponieważ ich część termiczna (podczerwona) będzie odbijana od takich płyt. Ze względu na tę właściwość złoto znalazło zastosowanie w budownictwie. Służy do barwienia szkła w krajach o gorącym klimacie. Dzięki temu rozwiązaniu energia potrzebna do klimatyzacji pomieszczeń jest znacznie zaoszczędzona. Odblaskowe właściwości złota są używane nawet w astronautyce. Stosuje się go do kasków i innych powierzchni sprzętu kosmicznego, aby odeprzeć znaczny przepływ. promienie podczerwone w przestrzeni.

Możliwość natryskiwania

Gdzie indziej używają złota? Właściwości metalu w celu uzyskania cząstek współmiernych do długości fali świetlnej są podstawą zdolności do rozpylania. Woda z rzek zawiera najdrobniejszy kurz ze złota, którego nie widać gołym okiem. Zdolność tego metalu do rozpylania umożliwia jego rozproszenie przez meble, ściany, laboratoria z pół-złota stopu. Według statystyk, ze względu na ścieranie złotych monet w rocznym obiegu, wcześniej utracono do 0,1% ich wagi.

Plastyczność (ciągliwość)

Jest to jedna z najważniejszych cech złota. Właściwości metalu pozwalają mu kruszyć, ściskać, zginać, kompresować. Ze względu na plastyczność złoto może przybierać różne formy bez załamań. Od 1 g można narysować najcieńszy drut (nitkę), którego długość wyniesie 2610 m. Jego średnica będzie wynosić zaledwie 2 * 10-6 mm, co pozwoli na użycie nici w nowoczesnym elektronicznym przemyśle z mikroprocesorami. Wytrzymałość na rozciąganie złota wynosi 100-140 MPa.

Plastyczność

Trudno powiedzieć, co jest najważniejsze dla nas najważniejszej własności złota, ale można jednoznacznie stwierdzić, że plastyczność jest jedną z głównych. Dzięki niemu ten metal można zamienić w cienki arkusz. Tak więc, od 1 g złota można otrzymać tabliczkę z cienkiej folii, której powierzchnia będzie miała 1 kwadrat. m. Pozwala na wykorzystanie go w różnych dziedzinach ludzkiej działalności. Złoto to metal, który może być półprzezroczysty i bardzo cienki, ale jednocześnie nie traci swojej urody i blasku. Dzięki tej właściwości stało się możliwe uzyskanie cienkich liści (materiału), który pokrywa kopuły kościołów, wykończenia wnętrza lokalu.

Przewodność elektryczna

Wykorzystanie tej własności złota pozwala na jej wykorzystanie w przemyśle elektronicznym. Ten metal ma wysoką przewodność elektryczną. Jest jednak odporny na utlenianie. Przewodność złota względem miedzi wynosi 75%. Rezystancja przy 0 ^º C - 2,065 * 10 ÷ 8 Ohm. Ta podstawowa właściwość złota umożliwia wykorzystanie jej w produkcji tak złożonych urządzeń elektronicznych jak telefony komórkowe, telewizory, komputery, kalkulatory, komputery. Specyficzne przewodnictwo cieplne metalu szlachetnego w temperaturze 0 ^° C wynosi 311, 48 W / (mK).