Склад, властивості і області застосування золота. Золото - хімічний елемент: повна характеристика Повідомлення на тему хімічний елемент золото

Унікальні хімічні властивості золота забезпечили йому особливе місце в ряду металів, використовуваних на Землі. Золото відомо людству з найдавніших часів. Його здавна використовували в якості прикрас, алхіміки намагалися вивести дорогоцінний метал з інших менш благородних речовин. В даний час попит на нього тільки зростає. Його використовують в промисловості, медицині, техніці. Крім того, його набувають і держави, і приватні особи, використовуючи в якості інвестиційного металу.

Хімічні властивості «короля металів»

Для позначення золота використовується знак Au. Це скорочення від латинської назви металу - Aurum. У періодичної системі Менделєєва воно знаходиться під номером 79 і розташовується в 11 групі. За зовнішнім виглядом це метал жовтого кольору. Золото знаходиться в одній групі з міддю, сріблом і рентгеном, але його хім властивості ближче до металів платинової групи.

Інертність - ключове властивість цього хімічного елемента, яка можлива завдяки високому значенню електродного потенціалу. При стандартних умовах золото не взаємодіє ні з чим, за винятком ртуті. З нею цей хімічний елемент утворює амальгаму, яка легко розпадається при нагріванні всього в 750 градусів за Цельсієм.

Хім властивості елемента такі, що інші сполуки з ним теж недовговічні. Це властивість активно використовується у видобутку благородного металу. Істотно реакційність золота зростає тільки при інтенсивному нагріванні. Наприклад, його можна розчинити в хлорного або бромної воді, спиртовому розчині йоду і, звичайно, в царській горілці - суміші соляної та азотної кислоти в певній пропорції. Хімічна формула реакції такого з'єднання: 4HCl + HNO 3 + Au \u003d H (AuCl 4) + NO + 2H 2.

Хімія золота така, що при нагріванні воно може взаємодіяти з галогенами. Щоб утворити солі золота, треба відновити цей хімічний елемент з кислотного розчину. При цьому солі не випадуть в осад, а розчиняться в рідину, утворюючи колоїдні розчини різного кольору.

Незважаючи на те що золото не вступає в активні хімічні реакції з речовинами, в побуті не варто допускати взаємодії виробів з нього з ртуттю, хлором і йодом. Різна побутова хімія теж не кращий сусід для виробів з дорогоцінного металу.

Справа в тому, що в ювелірних прикрасах використовується сплав золота з іншими металами, і різні речовини, взаємодіючи з цими домішками, можуть завдати красі вироби непоправної шкоди. Якщо нагріти золото вище 100 градусів за Цельсієм, то на його поверхні з'явиться окісна плівка товщиною в одну мільйонну частку міліметра.

Інші особливості дорогоцінного металу

Золото - один з найважчих відомих металів. Його щільність дорівнює 19,3 г / см 3. Злиток вагою в 1 кілограм має зовсім невеликі розміри, 8х4х1,8 сантиметрів. Саме такий стандартний розмір банківського золотого злитка цієї ваги. Він можна порівняти з розміром звичайної кредитної картки, правда, злиток трохи товщі.

Важче, ніж золото, тільки кілька хімічних елементів: плутоній, осмій, іридій, платина і реній. Але їх зміст в земній корі, навіть разом узятих, набагато менше, ніж цього дорогоцінного металу. При цьому плутоній (хімічний знак Pu, не плутати з Pt - це знак платини) - радіоактивний елемент.

Хімічний склад золота забезпечує його фізичні властивості. Так, до основних властивостей цього металу, що робить його унікальним, відноситься:

Гнучкість, пластичність, тягучість. Його дуже легко розплющити або витягнути. Так, з усього одного грама золота можна отримати дріт довжиною в 3 кілометри, а площа тонких листів, отриманих з 1 кілограма, складе 530 квадратних метрів. Надтонкі листи із золотої фольги отримали назву «сусального золота». Їм покривають, наприклад, церковні куполи та внутрішнє оздоблення палаців. Завдяки пластичності малою кількістю жовтого металу можна покрити гігантські площі.
М'якість. Золото високої проби м'яко настільки, що його легко подряпати навіть нігтем. Саме тому злитки в банках продаються в герметичних пластикових упаковках. Якщо на ньому буде помічена хоч одна маленька подряпина, то він буде визнаний бракованим. Для того щоб зробити золото міцнішим, при виготовленні виробів в нього додають інші метали. Це властивість забезпечило високу популярність короля металів в ювелірній промисловості.
Висока електропровідність. За рахунок цього хім властивості золото високо цінується в електротехніці і промисловості. Краще нього електрику проводить тільки срібло і мідь. При цьому золото майже не нагрівається: по теплопровідності вище нього алмаз, срібло і мідь. Разом з такою властивістю, як стійкість до окислення, золото - ідеальна речовина для виготовлення напівпровідників.
Відображення інфрачервоного світла. Найтонше, нанесене на скло, не пропускає інфрачервоне випромінювання, залишаючи видиму частину спектру. Це властивість активно застосовується в космонавтиці, коли потрібно захистити очі космонавтів від згубного сонячного впливу. Найчастіше напилення застосовують і в дзеркальній системі висотних будівель, щоб знизити витрати на охолодження приміщень.
Стійкість до корозії і окисленню. Злитки, які зберігаються відповідно до правил, навіть при взаємодії з повітрям практично не схильні до ніякому хімічного впливу. Так що велика збереження золота забезпечила його високу популярність.

Метод видобутку золота

Золото є досить рідкісним елементом на Землі. Його вміст у земній корі невелике. В основному воно зустрічається у вигляді розсипів в самородному стані або у вигляді руди і зрідка зустрічається у вигляді мінералів. Іноді золото видобувається в якості супутнього речовини при розробці мідних або поліметалічних руд.

Способів видобутку цього благородного металу людство знає безліч. Найпростіший - відмулювання, тобто відділення золотої руди від порожньої породи за спеціальним техпроцесу.Однак цей спосіб передбачає великі втрати, так як технологія далеко не досконала. На зміну механічним способом видобутку золотої руди прийшла хімія. Алхіміки, а після них хіміки отримали безліч способів виділення шуканого металу з породи, серед них найпоширеніші:

амальгамація;
ціанування;
електроліз.

Електроліз, відкритий в 1896 році Е. Вольвіллом, набув широкого поширення в промисловості. Його суть полягає в тому, що аноди, що складаються з золотовмісної речовини, поміщаються в ванну з солянокислим розчином. В якості катода використовується лист з чистого золота. У процесі електролізу (пропускання струму через катод і анод) на катоді відкладається шукане речовина, а все домішки випадають в осад. Таким чином хім властивості дорогоцінного металу допомагають отримувати його в промислових масштабах практично без втрат.

Сплави з іншими металами

Сплави благородного металу утворюються з двома цілями:

Змінити механічні властивості золота, зробити його більш міцним або, навпаки, більш крихким і ковким.
Заощадити запаси дорогоцінного металу.

Різні добавки в золото називаються лигатурой. Колір і властивості сплаву залежать від того, яка хімічна формула його складових. Так, срібло і мідь значно підвищують твердість сплаву, що дозволяє використовувати його для виготовлення ювелірних виробів. А ось свинець, платина, кадмій, вісмут і деякі інші хімічні елементи роблять сплав більш крихким. Незважаючи на це, їх часто використовують для виробництва найдорожчих прикрас, так як вони істотно змінюють колір вироби. Найпоширеніші сплави:

зелене золото - сплав 75% золота, 20% срібла і 5% індію;
біле золото - сплав золота і платини (в співвідношенні 47: 1) або золота, паладію і срібла в пропорції 15: 4: 1.
червоне золото - сплав золота (78%) і алюмінію (22%);
в пропорції 3: 1 (що цікаво, сплав в будь-який інший пропорції придбає білий колір, і ці сплави називаються загальним терміном «електрон»).

Залежно від кількості золота в сплаві, визначають його пробу. Вона вимірюється в проміле і позначається тризначною цифрою. Кількість шуканого металу в кожному сплаві строго регулюється державою. У Росії офіційно прийняті тільки 5 проб: 375, 500, 585, 750, 958, 999. Цифри проби означають, що саме стільки заходів золота припадає на 1000 заходів сплаву.

Іншими словами, в зливку або виробі 585 проби міститься 58,5% золота. Золото вищої проби, 999, вважається чистим. Його для своїх потреб використовує тільки хімія, так як цей метал занадто крихкий і м'який. 750 проба - найпопулярніша в ювелірній промисловості. Її основні компоненти - срібло, мідь, платина. На виробі обов'язково має стояти клеймо - цифровий знак, що позначає пробу.

Перш ніж говорити про властивості будь-якого дорогоцінного металу, потрібно зрозуміти і визначити його хімічний склад, а також розібратися з фізичними властивостями. Тому відповідь на питання «з чого складається золото» слід шукати насамперед на шкільних уроках хімії або в інтернеті, а вже потім можна судити про відповідною ціною унікального за властивостями металу. Адже висока вартість цієї речовини з'явилася не просто так.

Склад дорогоцінного металу в природі

Вся справа в тому, що причини і процеси появи золота на Землі невідомі науці. Є окремі припущення про попадання частинок дорогоцінного металу внаслідок дії метеоритів і ядерних реакцій під час нейтронних вибухів, але це лише гіпотези. Фактом залишається те, що золота на Землі зовсім небагато, кожен день люди видобувають таку кількість заліза, яке прирівнюється до всього здобутому золоту за час існування цивілізації.

Золоті самородки

Тому у вчених і алхіміків виникало питання про структуру цього металу, а також цікавила. Якщо знати точну структуру, можна висунути припущення про появу золота, а вже потім спробувати провести експеримент і отримати золото в лабораторних умовах.

Отже, в природі цей елемент зустрічається у вигляді золотих частинок. За підрахунками вчених в літосфері міститься близько 5% золота. А ось в ядрі Землі по гіпотезам його набагато більше. Золото можна виявити в складі магматичних порід, а також на місцях розлому тектонічних плит або в старих гірських хребтах.

Таке розташування практично не пояснюють геологи, а астрофізики вважають це явище наслідком найбільших метеоритних атак саме на певні ділянки землі. Але, завдяки температурних перепадів, золото з глибших куль виходить на поверхню. І тоді виявити його можна в складі залізних руд.

У рудах золото присутній вкрапленнями або жилками розмірами 0,1-1000 мкм. Рідко можна зустріти вагою в кілька кілограмів. А витягти дорогоцінний метал можна з таких видів руд:

золоті руди, які зустрічаються дуже рідко;
залізні руди, в яких найбільш низьке в порівнянні з іншими рудниками;
мідні руди;
свинцево-цинкові руди;
уранові рудники.

Цікаво те, що разом з золотом можна знайти домішки таких елементів, як:

вісмут;
сурма;
селен.

А ось срібло ніколи не зустрічається поряд з покладами золота. Іноді поклади знаходять навіть під звичайною землею на різних материках.

Фізичні та хімічні можливості елемента

З точки зору хіміків, золото - це один з елементів таблиці Менделєєва. Хімічна формула складається з скорочення Au від слова aurum. Вся суть полягає в тому, що цей дорогоцінний метал складається з ізотопів одного речовини і формули в звичному розумінні просто немає. Атомна маса золота 196,9 г / ммоль. До групи благородних металів його зарахували після перевірки взаємодії з іншими елементами, а також зі звичайним киснем.

З'ясувалося, що золото абсолютно не реагує ні на сірку, ні на кисень, як і на більшість інших елементів. Навіть якщо і золото вступає в реакцію, це означає, що тільки зовнішній шар металу буде пошкоджений, але не всі речовина.

Крім того, золото має привабливий зовнішній вигляд, а ще воно пластичне, що дозволяє виготовляти з золота різні прикраси і добре проводить струм. Навіть мінеральні кислоти не можуть змінити зовнішній вигляд і склад золота. Завдяки цьому визначають справжність металу.

Свідчать про те, що за складом - це унікальний елемент в таблиці Менделєєва. Щоб подивитися на частинки золота, які входять до складу прикраси, потрібно випарувати виріб в царській горілці. Саме таким чином проводиться аффинирования, тобто процес вилучення золота з домішок.

Фізичні характеристики золота

З самого металу не можна нічого витягти, золото - це цілісний елемент. А ось у виробників виникає питання про те, як в промислових масштабах витягти золото з руди і очистити його від домішок. Вирішення цього питання можна знайти, використовуючи такі процеси, як:

збагачувальна флотация, гравітація;
вилуговування;
сорбція;
ціанування;
змішення.

Всі ці процеси проводяться поетапно і зараз вони механізований. Ще кілька століть тому видобуток золота відбувалася вручну без найменшого натяку на автоматизацію процесу. Це було можливо через ще одну особливість золота - його високої щільності. Тому на змивах з річок золото осідало на саме дно, де його можна було розгледіти. Також слід пам'ятати, що з'єднання золота з іншими металами або елементами нестійкі, тому дорогоцінний метал можна витягти хімічним шляхом. Останні етапи полягають в розчиненні отриманого золота в царській горілці і подальшому осадженні дорогоцінного металу.

Присутність дорогоцінного металу в складі вироби виявляють за допомогою освіти забарвлених опадів і розчинів. Для цього використовують з'єднання золота з різними речовинами, а також такі процеси, як електрофорез, хроматографія, люмінесценція. Щоб визначити кількість золота в складі якоїсь речовини використовують методи титрування, фотометрії, гравіметрії.

У саме золото також іноді додають домішки. Робиться це для того, щоб здешевити виріб, а також надати йому необхідну форму. Вся справа в тому, що золото є м'яким металом. Це не критично при виготовленні злитків, які за рахунок своєї форми не сильно деформуються з часом. А ось золоті прикраси цілком можуть прогнутися під власною вагою або поміняти дизайн в гіршу сторону.

Тому для того щоб сережки або ланцюг залишалася в незмінному вигляді, до складу додають інші метали, які називають лігатурою. Лігатура - це домішка до золота, тому від її властивостей буде залежати не тільки вартість виробу, але ще і його характеристики. Наприклад, від виду металу змінюється відтінок прикраси. Якщо золото в чистому вигляді має яскраво-жовтий колір, то з додаванням міді виріб придбає червоний відтінок. Золото так і називається: червоним, жовтим, білим, рожевим. Як лігатури найчастіше використовують:

Мідь. Вона додає міцність складу прикраси.
Срібло. Дорогоцінний метал набуває благородний відтінок.
Платина - ще більш дорогий метал, ніж золото.
Нікель. Підвищує ливарні якості виробу, але для виготовлення прикрас сплав з нікелем не підходить.
Цинк знижує температуру плавлення, але додає крихкість сплаву.
Кадмій і паладій на практиці рідко додають в сплави з золотом.

Таке золото з домішками інших металів в складі має пробу або каратності. Знаючи пробу вироби, можна визначити змісту чистого золота в ньому. Це нескладно, оскільки сертифіковані і виготовлені за правилами золоті речі повинні мати клеймо, на якому і буде вказана проба. Склади проб визначаються по ГОСТу. Всі пропорції повинні строго дотримуватися, адже від цього залежить вартість виробу.

За стандартами ГОСТ існує близько 40 сплавів різних проб. Процентний вміст золота залежить від мети використання дорогоцінного металу. Зрозуміло, що для виготовлення прикрас беруть високопробне золото, яке виглядає презентабельно. А ось в промисловості можна застосовувати і низькопробні сплави, які володіють необхідними фізичними властивостями.

Формулу золота ніхто не може розгадати донині, але багато хто захоплюється цим металом і продовжують робити з нього культ свого життя. Але формула дорогоцінного металу, а значить і його істинний склад, до сих пір залишається одним з питань, на яке поки що немає точної відповіді у людства.

Рутеній, родій, паладій, осмій, іридій і іноді реній. Ця назва перераховані вище метали отримали завдяки високій хімічній стійкості. Золото дуже цінується у всьому світі ще з найдавніших часів. Про його особливої \u200b\u200bцінності говорить той факт, що будь-який середньовічний алхімік вважав метою свого життя отримати золото з інших речовин, найчастіше в якості вихідного використовувалася. Існують легенди, що деяким, таким як Ніколя Фламель, це навіть вдалося.

Золото і його історія

Неймовірно, але золото - найперший метал який дізналося людство! Його відкриття датується епохою неоліту, тобто приблизно 11000 років тому! Золото широко використовувалося в усіх найдавніших цивілізаціях, його називали «царем металів» і позначали тим же ієрогліфом, що і сонце. Існують археологічні знахідки золотих прикрас, які були виготовлені в третьому тисячолітті до н. е.
Вся історія людства знаходиться в тісному зв'язку з золотом. Переважна більшість воєн до початку застосування нафти велося саме через це благородного металу. Як влучно підмітив Гете в своєму «Фаусті»: «Люди гинуть за метал!». Золото стало однією з передумов Великих географічних відкриттів, тобто періоду в історії, під час якого європейці відкривали нові материки і морські маршрути в Африку, Америку, Азію і Океанію. У XV столітті через кризу економіки і постійних воєн мала місце гостра нестача дорогоцінних металів для виготовлення грошей, тому королівські двори шукали нові торгові ринки, а, головне, місця, де багато дешевого золота. Саме так ми дізналися про існування Америки і Австралії!

Золота маска (Таїланд)

Спочатку людство використало золото тільки для виготовлення прикрас і предметів розкоші, але поступово стало служити засобом обміну, тобто початок виконувати функцію грошей. У такій якості золото застосовувалося ще за 1500 років до н. е. в Китаї і Єгипті. В державі Лідія (територія сучасної Туреччини), яке володіло величезними родовищами золота, вперше почали карбувати золоті монети. Кількість золота в цій державі перевершувало всі наявні на той момент запаси цього металу в інших державах настільки, що ім'я лидийского царя Креза увійшло в приказку і стало синонімом незліченної багатства. Кажуть «Багатий, як Крез».
В середні віки і пізніше основним джерелом золота була Південна Америка. Але спочатку XIX століття були відкриті великі родовища золота на Уралі і в Сибіру, \u200b\u200bтому протягом кількох десятиліть Росія займала перше місце по його видобутку. Пізніше були відкриті багаті родовища в Австралії і ПАР. Таким чином відбулося різке збільшення видобутку золота. До цього часу поряд з золотом з дорогоцінних металів для виробництва монет використовувалося срібло. Але приплив золота з вищезазначених країн забезпечив витіснення срібла. Тому вже до початку XX століття золото утвердилося в якості стандарту. Саме по собі золото рідко використовується в якості матеріалу для монет, тому що воно дуже м'яке і пластичне (1 грам золота можна розтягнути на 1 км), а тому швидко стирається, в основному його використовують у вигляді сплавів, що підвищують твердість матеріалу. Але спочатку монети чеканилися з чистого золота і одним із способів перевірки монети було спробувати її «на зубок», монету затискали зубами, якщо залишався пристойний слід, вважалося, що монета не фальшива.

Золоті монети світу

Поширення золота в природі

Золото не дуже сильно поширене на нашій планеті, але і не є рідкістю, зміст його в літосфері близько 4,3 · 10 -7%, а в одному літрі морської води його міститься близько 4 · 10 -9 м Деяка кількість золота знаходиться в грунті, звідти його отримують рослини. Кукурудза є відмінним джерелом природного золота для харчування людини, ця рослина має здатність концентрувати його в собі. Видобуток золота вкрай складне заняття, саме за рахунок цього воно і має таку високу ціну. Як кажуть геологи, «золото любить самотність», тому що найчастіше його знаходять у вигляді самородків, тобто воно знаходиться в руді в чистому вигляді. Лише у вкрай рідкісних випадках зустрічаються сполуки золота з вісмутом і селеном. Дуже невелика його кількість є в магматичних гірських породах, в застиглій лаві. Але з них добути золото коштує ще більшого праці, а зміст його дуже низька. Тому спосіб видобутку з магматичних порід не знаходить застосування через свою нерентабельність.
Основні запаси золота зосереджені в Росії, ПАР і Канаді.

Хімічні властивості золота

Найчастіше золото має валентність рівну +1 або +3. Це дуже стійкий до агресивного впливу метал. Золото зовсім не схильне до окислення, тобто кисень при нормальних умовах не робить на нього ніякого впливу. Однак, якщо нагріти золото вище 100 ° C на його поверхні утворюється дуже тонка окісна плівка, яка не зникає навіть при охолодженні. При температурі 20 ° C товщина плівки дорівнює приблизно 0,000001 мм. Сірка, фосфор, водень і азот не реагують з золотом.
Золото не схильне до дії кислот. Але тільки в тому випадку якщо вони діють на нього окремо. Єдиною чистої кислотою, в якій можна розчинити золото, є гаряча концентрована селеновая кислота H 2 SeO 4. При кімнатній температурі благородний метал розчиняється в так званій «царській горілці», тобто суміші «азотна кислота + соляна кислота». Також при нормальних умовах золото дуже піддається впливу розчинів йодиду калію і йоду.

застосування золота

З найдавніших часів золото використовується в ювелірному мистецтві, в якості предметів розкоші і влади. Завдяки своїй винятковій пластичності і ковкості ювеліри можуть створювати з цього металу справжні витвори мистецтва. У промисловості золото використовується у вигляді сплавів з іншими металами. По-перше, це підвищує міцність сплаву, а по-друге, здешевлює виробництво. Вміст золота в сплаві називають «пробою», яка виражається якимось цілим стандартним числом. Наприклад, в кілограмі сплаву 750 проби міститься 750 грамів золота. Решта 250 - це інші домішки. Отже, чим вища проба, тим вищий вміст золота в сплаві. Існує стандарт на це зміст: використовуються 375, 500, 585, 750, 900, 916, 958 проби.

Чи знаєте ви, що?

Для того щоб виготовити одне золоте кільце, потрібно переробити тонну золотовмісної руди!

Золотий годинник - ознака багатства

В інших галузях промисловості золото застосовується для різних цілей в хімічному і нафтохімічному виробництвах, в енергетиці та електроніці, в авіації і космічній техніці. Цей благородний метал використовується всюди, де ні в якому разі небажана поява корозії. Також воно широко застосовується в медицині з незапам'ятних часів через стійкості до окислення. У єгипетських гробницях були знайдені мумії із золотими коронками зубів. В даний час для зубних протезів та коронок використовуються золоті сплави підвищеної міцності. Крім цього золото використовується у фармакології. Тут використовують різні сполуки дорогоцінного металу, які входять як до складу препаратів, так і застосовуються окремо. Золоті нитки використовують у косметології, тут вони допомагають омолодженню шкіри.

Чи знаєте ви, що?

У японському місті Сува працює завод, на якому з попелу, що залишився після спалювання промислових відходів добувають золото! Причому в цьому попелі його зміст більше, ніж в будь-який золотоносної шахти. Цей факт пояснюється тим, що в місті дуже багато заводів виробляють електроніку, в якій широко застосовується цей благородний метал.

Підведемо підсумок. Золото зберігає своє інвестиційне, промислове, ювелірне і медичне призначення протягом вже декількох тисячоліть і подібна тенденція навряд чи перерветься в доступному для огляду майбутньому. Золото завжди буде уособленням розкоші і багатства!

золото (Лат. Aurum), Au, хімічний елемент I групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 79, атомна маса 196,9665; важкий метал жовтого кольору. Складається з одного стійкого ізотопу 197 Аu.

Історична довідка

Золото було першим металом, відомим людині. Вироби з Золота знайдені в культурних шарах епохи неоліту (5-4-е тисячоліття до н. Е.). У стародавніх державах - Єгипті, Месопотамії, Індії, Китаї видобуток золота, виготовлення прикрас та інших предметів з нього існували за 3-2 тисячоліття до н. е. Золото часто згадується в Біблії, "Іліаді", "Одіссеї" та інших пам'ятках давньої літератури. Алхіміки називають Золото "царем металів" та позначали його символом Сонця; відкриття способів перетворення неблагородних металів в Золото було головною метою алхімії.

Поширення Золота в природі

Середній вміст Золота в літосфері складає 4,3 · 10 -7% по масі. У магмі і магматичних породах Золото розсіяно, але з гарячих вод в земній корі утворюються гідротермальні родовища Золота, що мають важливе промислове значення (кварцові золотоносні жили і інших). У рудах Золото в основному знаходиться у вільному (самородному) стані і лише дуже рідко утворює мінерали з селеном, телуром, сурмою, вісмутом. Пірит і інші сульфіди часто містять домішки Золота, яке витягають при переробці мідних, поліметалічних і інших руд.

У біосфері Золото мігрує в комплексі з органічними сполуками та механічним шляхом в річкових суспензіях. Один літр морської і річкової води містить близько 4 · 10 -9 г Золота. На ділянках золоторудних родовищ підземні води містять Золота приблизно 10 -6 г / л. Воно мігрує в грунтах і звідти потрапляє в рослини; деякі з них концентрують Золото, наприклад хвощі, кукурудза. Руйнування ендогенних родовищ Золота призводить до утворення розсипів золота, що мають промислове значення. Золото добувається в 41 країні; його основні запаси зосереджені в СРСР, ПАР і Канаді.

Фізичні властивості Золота

Золото - м'який, дуже пластичний, тягучий метал (може бути проковане в листки товщиною до 8 · 10 -5 мм, протягнуто в проволоку, 2 км якої важать 1 г), добре проводить тепло і електрику, досить стійке проти хімічного впливів. Кристалічна решітка Золото гранецентрированная кубічна, а \u003d 4,704 Å. Атомний радіус 1,44 Å, іонний радіус Au 1+ 1,37 Å. Щільність (при 20 ° С) 19,32 г / см 3, t пл 1064,43 ° С, t кип 2947 ° С; термічний коефіцієнт лінійного розширення 14,2 · 10 -6 (0-100 ° С); питома теплопровідність 311,48 вт / (м · K); питома теплоємність 132,3 дж / (кг · К) (при 0 ° -100 ° С); питомий електроопір 2,25 · 10 -8 ом · м (2,25 · 10 -6 ом · см) (при 20 ° С); температурний коефіцієнт електроопору 0,00396 (0-100 ° С). Модуль пружності 79 · 10 3 Мн / м 2 (79 х 10 2 кгс / мм 2), для відпаленого Золота межа міцності при розтягуванні 100-140 Мн / м 2 (10-14 кгс / мм 2), відносне подовження 30- 50 %, звуження площі поперечного перерізу 90%. Після пластичної деформації на холоду межа міцності підвищується до 270-340 Мн / м 2 (27-34 кгс / мм 2). Твердість по Брінеллю 180 Мн / м 2 (18 кгс / мм 2) (для Золота відпаленого близько 400 ° С).

Хімічні властивості Золота

Конфігурація зовнішніх електронів атома Золота 5d 10 6s 1. У з'єднаннях Золото має валентності 1 і 3 (відомі комплексні сполуки, в яких Золото 2-валентно). З неметалами (крім галогенів) Золото не взаємодіє. З галогенами Золото утворює галогеніди, наприклад 2Аu + ЗCl 2 \u003d 2АuCl 3. В суміші соляної та азотної кислот Золото розчиняється, утворюючи золотохлорістоводородную кислоту Н [АuСl 4]. У розчинах ціаніду натрію NaCN (або калію KCN) при одночасному доступі кисню Золото перетворюється в ціанозурат (I) натрію 2Na. Ця реакція, відкрита в 1843 році П. Р. Багратіоном, отримала практичне застосування тільки в кінці 19 століття (ціанування). Для Золота характерна легка восстановимость його із з'єднань до металу і здатність до комплексоутворення. Існування оксиду Золота (I) Аu 2 О, сумнівно. Хлорид Золота (I) AuCl виходить при нагріванні хлориду Золота (III): АuCl 3 \u003d AuCl + Cl 2.

Хлорид Золота (III) АuCl 3 виходить дією хлору на порошок або тонкі листочки Золото при 200 ° С. Червоні голки АuCl 3 дають з водою коричнево-червоний розчин комплексної кислоти: АuCl 3 + Н 2 О \u003d Н 2 [АuОCl 3].

При осадженні розчину АuCl 3 їдким лугом випадає амфотерний жовто-коричневий гидрооксид Золота (Ш) Аu (ОН) 3 з переважанням кислотних властивостей; тому його називається золотий кислотою, а його солі - Аурат (III). При нагріванні гідроксид Золота (III) перетворюється в оксид Золота Аu 2 О 3, який вище 220 ° розкладається по реакції: 2Au 2 O 3 \u003d 4Au + 3O 2.

При відновленні солей Золота хлоридом олова (II)

2АuCl 3 + 3SnCl 2 \u003d 3SnCl 4 + 2Au утворюється досить стійкий пурпуровий колоїдний розчин Золота (каса пурпур); це використовується в аналізі для виявлення Золота. Кількісне визначення Золота засноване на його осадженні з водних розчинів відновниками (FeSO 4, H 2 SO 3, H 2 C 2 O 4 і інших) або на застосуванні пробірного аналізу.

Отримання Золота і його афінаж

З розсипних родовищ Золото можна витягти відмулюванням, заснованим на великий різниці щільності Золота і порожньої породи. Цей спосіб, що застосовувався вже в далекій давнині, пов'язаний з великими втратами. Він поступився місцем амальгамування (відомої вже в 1 столітті до н. Е. І яку застосовували в Америці починаючи з 16 століття) і ціанування, який отримав широке поширення в Америці, Африці та Австралії в 1890-х роках. В кінці 19 - початку 20 століття основним джерелом Золота стали корінні родовища. Золотоносну породу спочатку піддають дробленню і збагаченню. З отриманого концентрату витягають Золото розчином ціаніду калію або натрію. З розчину комплексного ціаніду осаджують Золото цинком; при цьому випадають і домішки. Для очищення (афінажу) Золота електролізом (спосіб Е. Вольвілла, 1896 рік) аноди, відлиті з нечистого Золото, підвішують у ванні, що містить солянокислий розчин АuCl 3, катодом служить лист чистого Золота. При проходженні струму домішки випадають в осад (анодний мул, шлам), а на катоді відкладається Золото чистотою не менше 99,99%.

застосування Золота

Золото в умовах товарного виробництва виконує функцію грошей. У техніці Золото застосовують у вигляді сплавів з інших металами, що підвищує міцність і твердість Золота і дозволяє економити його. Зміст Золота в сплавах, що застосовуються для виготовлення ювелірних виробів, монет, медалей, напівфабрикатів зубопротезного виробництва і т. Д., Висловлюють пробою; зазвичай добавкою служить мідь (так звана лигатура). У сплаві з платиною Золото використовується у виробництві хімічно стійкою апаратури, в сплаві з платиною і сріблом - в електротехніці. З'єднання Золота використовують у фотографії (тонування).

Золото в мистецтві

Золото застосовується з найдавніших часів в ювелірному мистецтві (прикраси, культова і палацова начиння і т. Д.), А також для золочення. Завдяки своїй м'якості, ковкості, здатності тягнутися Золото піддається особливо тонкій обробці чеканкою, литтям, гравіруванням. Золото використовують для створення різноманітних декоративних ефектів (від гладі жовтої полірованої поверхні з плавними переливами світлових відблисків до складних фактурних зіставлень з багатою світлотіньової грою), а також для виконання найтоншої филиграни. Золото, часто забарвлене домішками інших металів в різні кольори, застосовується в поєднанні з коштовними і каменями, перлами, емаллю, черню.

Економічне значення Золота

Золото в умовах товарного виробництва виконує функцію загального еквівалента. Висловлюючи вартість всіх інших товарів, Золото як загальний еквівалент набуває особливої \u200b\u200bспоживчу вартість, стає грошима. Товарний світ виділив Золото як гроші тому, що воно має найкращі для грошового товару фізичними і хімічними властивостями: однорідністю, делимостью, сохраняемостью, портативністю (великою вартістю при невеликих об'ємі і вазі), легко піддається обробці. Значна кількість Золото застосовується для виготовлення монет або в формі злитків зберігається в якості золотого запасу центральних банків (держави). Золото широко використовується для промислового споживання (в радіоелектроніці, приладобудуванні та інших прогресивних галузях), а також як матеріал для виготовлення ювелірних виробів.

Спочатку Золото вживалося виключно для вироблення прикрас, потім воно стало служити засобом заощадження і накопичення багатств, а також обміну (спочатку у формі злитків). Як грошей Золото використовувалося ще за 1500 років до н. е. в Китаї, Індії, Єгипті та державах Месопотамії, а в Стародавній Греції - в 8-7 століттях до н. е. У Лідії, багатій родовищами золота, в 7 столітті до н. е. почалося карбування перших в історії монет. Ім'я лидийского царя Креза (правив близько 560-546 років до н. Е.) Стало синонімом незліченної багатства. На території Вірменії монети з Золота карбувалися в 1 столітті до н. е. Але в давнину і в середні віки Золото не було основним валютним металом. Поряд з ним функції грошей виконували мідь і срібло.

Погоня за золотом, пристрасть до збагачення були причинами численних колоніальних і торгових воєн, в епоху Великих географічних відкриттів штовхали на пошуки нових земель. Потік дорогоцінних металів в Європу після відкриття Америки з'явився одним із джерел первісного нагромадження капіталу. До середини 16 століття з Нового Світу в Європу ввозилося переважно Золото (97-100% ввезеного металу), а з 2-й третини 16 століття, після відкриття багатющих родовищ срібла в Мексиці і Перу - переважно срібло (85-99%). У Росії на початку 19 століття стали розроблятися нові родовища Золота на Уралі і в Сибіру, \u200b\u200bі протягом трьох десятиліть країна займала перше місце в світі по його видобутку. В середині 19 століття були відкриті багаті родовища Золота в США (Каліфорнія) і Австралії, в 1880-х роках - в Трансваалі (Південна Африка). Розвиток капіталізму, розширення міжконтинентальної торгівлі посилили попит на грошові метали, і, хоча видобуток Золота зросла, у всіх країнах поряд з Золотому як гроші ще продовжувало широко використовуватися срібло. В кінці 19 століття відбулося різке зниження вартості срібла внаслідок вдосконалення способів його видобутку з поліметалічних руд. Зростання світового видобутку Золота і особливо прилив його в Європу і США з Австралії і Африки прискорили витіснення знецінився срібла і створили умови для переходу більшості країн до монометалізму (золотому) в його класичній формі золотомонетного стандарту. Першою до золотого монометалізму перейшла в кінці 18 століття Великобританія. До початку 20 століття золота валюта утвердилася в більшості країн світу.

Відображаючи відносини людей в умовах товарного виробництва, влада Золота виступає на поверхні явищ як відношення речей, здається натуральним внутрішнім властивістю Золота і породжує золотий і грошовий фетишизм. Пристрасть до накопичення золотих багатств зростає безмежно, штовхає на жахливі злочини. Особливо зростає влада Золота при капіталізмі, коли товаром стає робоча сила. Освіта за капіталізму світового ринку розширило сферу обігу Золота і зробило його світовими грошима.

В період загальної кризи капіталізму підривається золотий стандарт. У внутрішньому обігу капіталістичних країн пануючими стають паперові гроші і нерозмінні на Золото банкноти. Обмежуються або зовсім забороняються вивезення Золота і його купівля-продаж. У зв'язку з цим Золото перестає виконувати функції засобу обігу і засобу платежу, але, виступаючи ідеально як міра вартості, а також зберігаючи значення кошти освіти скарбів і світових грошей, залишається базою грошових систем і головним засобом остаточного врегулювання взаємних грошових вимог і зобов'язань капіталістичних країн. Розміри запасів Золота - важливий показник стійкості валют і економічного потенціалу окремих країн. Купівля-продаж Золото для промислового споживання, а також і для приватної тезаврації (нагромадження) здійснюється на спеціальних ринках золота. Випадання Золота з вільного міждержавного ринкового обороту викликало скорочення його частки в валютній системі світу і, перш за все, в валютних резервах країн (з 89% в 1913 до 71% в 1928, 69% в 1958 і 55% в 1969). Все більш значна частина знову видобутого Золота надходить для тезаврації і промислового використання (в сучасній хімічній промисловості, для ракетобудування, космічної техніки).

З 1 січня 1961 року золотий вміст радянського рубля встановлено в 0,987412 г чистого Золота. Це ж кількість Золота було покладено в основу переказного рубля - міжнародна валюта країн - членів РЕВ.

Золото відомо людству з найдавніших часів. Але в античності його цінували виключно за зовнішній вигляд: блискучі, немов сонце, прикраси, були символом багатства. Тільки з розвитком хімії, люди зрозуміли справжню цінність цього м'якого металу, і на даний момент активно використовують його в таких галузях як:

космічна промисловість;
літако- і суднобудування;
медицина;
комп'ютерні технології;
та інші.

Ці галузі мають дуже високими вимогами до властивостей використовуваних в них матеріалу. Важливість і престижність цих сфер дозволяє ціною золота не тільки залишатися на колишньому рівні, а й повільно повзти вгору. Причиною цих властивостей є електронна формула золота, яка, як і у випадку з будь-якими іншими елементами, визначає його параметри і можливості.

Які можна виділити? У дітище російського генія дорогоцінний метал займає 79 номер, і позначається як Au. Au - скорочено від його латинської назви Aurum, яке перекладається як «сяючий». Воно знаходиться в 6 періоді 11 групи, в 9 ряду.

Електронна формула золота, яка є причиною цінних - 4f14 5d10 6s1, все це говорить про те, що атоми золота мають істотну молярну масу, велику вагу і самі по собі інертні. До зовнішніх електронів такої структури відносяться тільки 5d106s1.

І саме інертність золота є його найціннішим властивістю. Через неї золото дуже добре чинить опір дії кислот, майже ніколи не окислюється, і окислювачем виступає неймовірно рідко.

Отже, воно відноситься до т.зв. «Благородним» металам. «Благородними» металами і газами в хімії називають елементи, які майже ні з чим не реагують в нормальних умовах.

Золото сміливо можна назвати самим благородним металом, так як воно коштує правіше всіх своїх побратимів в ряді напруг.

Хімічні властивості золота і його взаємодія з кислотами

По-перше, з'єднання золота з чим-небудь ще, крім ртуті, найчастіше розпадаються. Ртуть, що є в даному випадку винятком, утворює із золотом амальгаму, яка раніше використовувалася для виготовлення дзеркал.

В інших випадках зв'язку недовговічні. Інертність золота в Середні віки змусила думати алхіміків, що цей метал знаходиться в якомусь «ідеальному рівновазі», вони вважали, що воно не взаємодіє абсолютно ні з чим.

У 17-му столітті це подання було зруйновано, так як виявили, що царська горілка, суміш соляної і азотної кислот, здатна роз'їдати золото. Список взаємодіючих з золотом кислот наступний:

(Суміш 30-35% HCl і 65-70% HNO3), з утворенням золотохлорістоводородной кислоти Н [АuСl4].
селенова кислота (H2SeO4) при 200 градусах.
хлорне кислота (HClO4) при кімнатній температурі, з утворенням нестійких оксидів хлору і перхлората золота III.

Крім того, золото взаємодіє з галогенами. Найпростіше вдається проводити реакцію з фтором і хлором. Існує HAuCl4 · 3H2O - золотохлорістоводородная кислота, яку отримують при упарюванні розчину золота в хлорним кислоті після пропускання через нього парів хлору.

Крім того, золото розчиняється в хлорним і бромної воді, а також в спиртовому розчині йоду. До сих пір невідомо, окислюється чи золото під дією кисню, тому що існування оксидів золота ще не доведено.

Ступені окислення золота, його зв'язок з галогенами і його участь в з'єднаннях

Стандартними ступенями окислення золота є 1, 3, 5. Набагато рідше зустрічається -1, це ауріди - зазвичай з'єднання з активними металами. Наприклад, аурід натрію NaAu або цезію CsAu, який є напівпровідником. Вони дуже різноманітні за складом. Існують аурід рубідію Rb3Au, тетраметиламонію (CH3) 4NAu, і ауріди складу М3OAu, де М - метал.

Особливо легко їх отримувати за допомогою з'єднань, де золото виконує роль аніону, і при нагріванні з лужними металами. Найбільший потенціал електронних зв'язків цього елемента розкривається в реакціях з галогенами. Взагалі, за винятком галогенів, золото як хімічний елемент, має виключно різноманітні, але рідкісні зв'язку.

Найбільш стійкою ступенем окислення є +3, при даній ступеня окислення золото утворює найбільш міцний зв'язок з аніоном, крім того, цього ступеня окислення дуже просто домогтися за допомогою використання однозарядних аніонів, таких як:

і так далі.

Потрібно розуміти, що чим активніше аніон в даному випадку, тим легше він буде вступати в зв'язок з золотом. Крім того, існують стійкі плоско-квадратні комплекси -, які є окислювачами. Лінійні комплекси c змістом золота Au Х2, які в меншій мірі стійкі, також є окислювачами, а золото в них має ступінь окислення +1.

Тривалий час хіміки вважали, що найвища ступінь окислення золота - +3, але при використанні дифторида криптону, відносно недавно в лабораторних умовах вдалося отримати фторид золота. Цей дуже сильний окислювач містить золото в ступені окислення +5, а формула його молекули виглядає як AuF6-.

При цьому, було помічено, що з'єднання золота +5 стабільні тільки зі фтором. Резюмуючи вишенаписанное, можна впевнено виділити цікаву тенденцію тяги благородного металу до галогенів:

золото +1 відмінно себе почуває в багатьох з'єднаннях;
золото +3 також можна отримати через кілька реакцій, велика частина яких якось включає в себе галогени;
золото +5 нестабільно, якщо з ним не з'єднаний самий агресивний галоген - фтор.

Більш того, зв'язок золота і фтору дозволяє домогтися дуже несподіваних результатів: пентафторид золота при взаємодії з вільним, атомарним фтором, призводить до утворення вкрай нестійких AuF VI і VII, тобто молекулі, що складається з атома золота і шести, а то і семи атомів окислювача .

Для металу, який колись вважався вкрай інертним, це дуже нетиповий результат. AuF6 дісмутірует з утворенням AuF5 і AuF7 відповідно.

Для провокування реакції галогенів з золотом рекомендується використовувати порошок золота і дігалогеніди ксенону в умовах підвищеної вологості. Крім того, хіміки радять уникати в побуті контактів золота з йодом і ртуттю.

При відновленні з окисленого стану воно має тенденцію утворювати колоїдні розчини, чия забарвлення варіюється в залежності від відсотка змісту тих чи інших елементів.

Золото відіграє важливу роль в білкових організмах, а відповідно, зустрічається в органічних сполуках. Прикладами можуть послужити етілдібромід золота і ауротілоглюкоза. Перше з'єднання являє собою молекули золота, окисленого спільними зусиллями звичайного етилового спирту і брому, а в другому випадку золото бере участь в структурі одного з видів цукру.

Крім того, кріназол і Ауранофін, також містять у своїх молекулах золото, застосовуються в лікуванні аутоімунних захворювань. Багато з'єднання золота токсичні і при накопиченні їх в певних органах, можуть призводити до патологій.

Яким чином хімічні особливості золота забезпечують його фізичні властивості?

Велика молярна маса робить блискучий метал одним з найважчих елементів. За вагою його обганяють тільки плутоній, платина, іридій, осмій, реній і кілька інших радіоактивних елементів. Але радіоактивні елементи в питанні маси є взагалі особливими - їх атоми в порівнянні з атомами звичайних елементів гігантські і дуже важкі.

Великий радіус, здатність формувати до 5 ковалентних зв'язків і розташування електронів на останніх осях електронної структури забезпечують такі якості металу:

Пластичність і тягучість - зв'язку атомів цього металу легко розриваються на молекулярному рівні, але в той же час вони повільно відновлюються. Тобто атоми переміщаються з розривом зв'язків в одному місці і виникненням в іншому. Завдяки цьому дріт з золота можна робити величезної довжини, і саме тому існує сусальне золото.

Виходить, що той чи інший елемент все ж переганяє золото по одному з його корисних особливостей. Але золото тримає марку саме тому, що воно має комбінацію з важливих атрибутів.

Зв'язок хімічних властивостей золота з його рідкістю і особливостями видобутку

Цей елемент майже завжди зустрічається в природі в двох видах: самородки або майже мікроскопічні крупиці в руді іншого металу. При цьому, поширений штамп про те, що самородок блищить і взагалі хоч якось схожий на злиток, слід забути. Самородки зустрічаються декількох видів: електрум, паладієвих золото, МЕДІСТІМ, вісмутові.

І у всіх випадках є істотний відсоток домішок, будь то срібло, мідь, вісмут або паладій. Родовища з крупинками називаються розсипними. Отримання золота - складний технічний і хімічний процес, суть якого полягає у відділенні дорогоцінного металу з руди, руди або породи за допомогою амальгамирования, або застосування ряду реагентів.

При цьому, воно відноситься до розсіяних елементів, тобто тим, які не зустрічаються особливо великими родовищами і не попадаються великими шматками чистого елемента. Це - результат його низьку активність і стабільності деяких з'єднань з ним.