Золото (хімічний елемент): формула, властивості і склад Aurum (Au), місце в таблиці Менделєєва

Доброго дня! Золото – хімічний елемент, який забрав багато життів. При будівництві Ісаакіївського собору в Петербурзі купола золотились за допомогою золотої амальгами. Архітектор Огюст Монферран вжив заходів, щоб захистити робітників від парів ртуті, але розумів, що вони приречені. Зате купола не доведеться золотити більше ніколи.

Так і сталося: все 60 людей загинули від отруєння, а собор з тих пір жодного разу не золотили.

Знаходження в природі

Золото всюди. Кубічний кілометр морської води містить 5 кг жаданого елемента, а якщо вколоти палець і видавити краплю крові, в ній буде 0,00025 мг золота. 10 мг міститься в людському скелеті: якщо поставити собі за мету виплавити кільце з людей, знадобиться всього 300 чоловік. Але це золото знаходиться в навколишньому середовищі в настільки розсіяною формі, що витягати його звідти невигідно, а часто і неможливо.

Родовища, які підходять для видобутку золота, підрозділяються на корінні – первинні (постмагматіческого) і вторинні (розсипних).

первинні родовища

Хімічним елементом Au багата магма – розплав всередині земної кулі. Золото є в верхніх шарах мантії і частково в земній корі (втім, в ній міститься майже вся періодична таблиця). Магма виходить на поверхню планети, остигає і перетворюється в тверду породу. Місця, де вона містить стільки дорогоцінного елемента, щоб окупилася промислова розробка, і є корінні родовища.

Природне золото знаходять у вигляді самородків – цільних зерен хімічно чистої речовини. Часто воно пов’язане з іншими елементами (магма містить майже всі):

  • сріблом;
  • міддю;
  • металами платинової групи;
  • вісмутом і іншими.

вторинні родовища

Вторинні родовища – підсумок руйнування первинних, так званого вивітрювання, яке буває:

  • фізичним (причина – вітер, вода, температурні коливання);
  • хімічним (хімічні реакції);
  • біологічним (бактерії та інші організми).

Розсип чистого золота виглядає як пісок і часом відноситься водами на багато кілометрів від корінного родовища.

Історія відкриття елемента

У чистому вигляді золото потрапило в руки людини в VI столітті до нашої ери. Масові розробки африканських родовищ почалися раніше – близько 2000 року до н. е., але методик позбавлення від домішок не було, і золоті вироби того часу мають низьку пробу.

За часів пізньої античності (початок нашої ери) по світу почала поширюватися алхімія з її прагненням перетворювати недорогоцінні хімічні елементи в благородні. Вона не домоглася успіху, але сучасна цивілізація завдяки їй володіє багатьма чудесами – наприклад, технікою видобутку хіміческічістого золота з руди.

Латинська назва золота – Aurum (читається як аурум) – «жовтий». Воно прийнято як інтернаціональне. Символ сонця у алхіміків виглядав як коло з крапкою всередині, а в сучасній хімії воно позначається скороченням Au.

як отримують

Основні способи отримання золота в промислових масштабах доповнюють один одного – наприклад, шліх можна очистити від щільних домішок шляхом амальгамування.

промивання

Промивання (шліхованіе) – древній метод видобутку золотого піску (шлиха) з вторинних родовищ. Пісок відмивається завдяки щільності: менш щільні мінерали вимиваються водою, а шліх осідає.

Масштабний видобуток золота автоматизована: замість людей працюють промивні пристрої та екскаватори. Однак принцип їх дії за останні 2000 років майже не змінився.

Шліх – не чисто золото. Існують елементи щільніше – вони осідають з піском на дні промивної ємності. Для фінальної очищення використовуються інші, зокрема хімічні, способи.

Амальгамування

Цей метод теж відомий з давніх-давен, але описаний в XVI столітті. Він можливий завдяки властивості ртуті утворювати сплави (амальгами) з іншими металами без додаткового термічного або хімічного впливу. Після позбавлення від фрагментів порожньої породи хімічні елементи механічно поділяються.

Думка експертаВсеволод Козловскій6 років в ювелірній справі. Знає все про пробах і може визначити підробку за 12 секундАмальгамація застосовується не скрізь: в ряді країн (з 1988 року – в України) заборонено використовувати ртуть через смертельну небезпеку цієї елемента для людини.

ціанування

Спосіб вилучення дорогоцінного елемента з руди ціануванням грунтується на здатності золота розчинятися в синильної кислоти (ціанистим водні, HCN) і її солях. Руда обробляється слабким (0,03-0,3%) розчином ціаніду. Благородний метал реагує раніше інших хімічних елементів, а після хімічної реакції осідає з розчину.

Фізичні та хімічні властивості

Золото інертно: в чистому вигляді не утворює оксидів, не схильне до корозії. Ще у нього:

  • висока щільність – 19,32 г / см;
  • среднеплавкого (температура плавлення в діапазоні 600-1600 ° С – 1064,43 ° С);
  • низька твердість – 2,5 пунктів за шкалою Мооса;
  • висока гнучкість (завдяки їй створюється позолота);
  • висока пластичність, тягучість.

Місце золота в періодичній таблиці Менделєєва

Елемент розташовується в XI групі (підгрупа міді), VI періоді періодичної таблиці хімічних елементів.

Атомний номер (Зарядове число) золота – 79. Це кількість протонів в ядрі атома, дорівнює кількості електронів, що обертаються навколо ядра. Атомна маса – сумарна маса протонів і нейтронів (ядра атома) – у золота дорівнює 196,9665 а.е.м. (Атомних одиниць маси). Природне золото існує у вигляді хімічно стійкого ізотопу 197 Au. Всі інші нестабільні і можливі тільки в умовах ядерного реактора.

Формула

Своєю хімічної формули золото не має, оскільки існує у вигляді одноатомних молекул. Електронна конфігурація атома Au записується як [Xe4f14 5d10 6s1 і позначає точний розподіл електронів по орбіталях.

Взаємодія з кислотами

В силу своєї інертності (не абсолютною, але значною) золото не розчиняється в кислотах. Це дозволяє використовувати їх для афінажу (хімічної очистки елемента від домішок): сплав обробляється кислотою, наприклад азотної, і так позбавляється від лігатури.

Але є винятки. Чисте золото розчиняють кислоти:

  • селеновая;
  • синильна та її солі (ціаніди);
  • азотна в суміші з соляною (царська горілка).

Ступені окислення і зв’язок з галогенами

У природних умовах Au що не окислюється під впливом кисню – це одна з властивостей, що роблять елемент дорогоцінним. При нагріванні золото взаємодіє з галогенами (елементами XVII групи): йодом, фтором, бромом і хлором, утворюючи відповідно йодид, фторид, бромід і хлорид.

Стандартні ступеня окислення – 1 і 3. У лабораторних умовах виведений фторид зі ступенем окислення +5.

Заходи чистоти золота

Держави контролюють обіг дорогоцінного металу. Століття тому майже в кожній країні працювала своя система пробірування, але зараз більшість приведено до спільного знаменника.

Британська каратная система

У каратной системі (США, Канада, Швейцарія) за 100% прийнято число 24. Клеймо «18 K» говорить про те, що прикраса складається на 75% з дорогоцінного металу, а на 25% з чогось ще – наприклад міді і паладію .

метрична система

У України, СНД, Німеччини число на клеймі – це кількість проміле (тисячних часток) золота в сплаві. 500 ‰ – проба 500, 375 ‰ -375. Не існує тільки проби 1000 – замість неї 999,9. Вона містить мікроскопічну кількість домішок і умовно вважається чистою.

золотникова система

Золотникова система проб діяла в Російській імперії, РРФСР і СРСР в 1798-1927 роках. Вона заснована на російській фунті, рівному 96 золотникам, аналогічна каратной математично, але ділить ціле не на 24, а на 96 частин.

Таблиця відповідності проб

Подивимося на три системи в порівнянні. Існує також лотів проба – вона по суті повторює каратного, але бере за сто відсотків 16 одиниць (лот). Лотів проба використовувалася для пробірування срібла в Європі до введення метричної системи і не має відношення до золота.

Метрична система проб 999 958 916 900 750 585 500 375
Каратна система проб 24 23 22 21,6 18 14 12 9
Золотникова система проб 96 92 88 86,4 72 56 48 36

Сплави з іншими металами

У промисловості застосовуються сплави золота з міддю, сріблом, платиною, паладієм, нікелем і іншими металами. Лігатура змінює властивості сплаву. Платина і паладій надають йому білий колір, цинк і кадмій знижують температуру плавлення (але цинк робить сплав крихким, а кадмій – немає), мідь забарвлює в червоний і робить твердіше.

застосування

Без золота не можна уявити собі:

  • ювелірна справа;
  • інформаційні технології;
  • нафтохімічне виробництво;
  • виробництво вимірювальних приладів;
  • елетроніку і мікроелектроніку;
  • фармакологію;
  • ядерні дослідження.

До сих пір золото не втратило і первісного призначення – воно використовується для збереження та примноження коштів.

Як відрізнити підробку

Щоб наваритися, видавши вироби з неблагородних сплавів за цінні, шахраї вдаються до хитрощів: обпалюють срібло на вогні, з’єднують мідь з цинком і оловом. Звертайте увагу на:

  • Клеймо – воно повинно відповідати стандарту.
  • Ціну – якщо вона неправдоподібно низька, це тривожний знак.
  • Країну-виробник – перевірте прикраса зайвий раз, якщо це Туреччина, Китай або ОАЕ.

Зустрічаються поради спробувати річ на зуб при продавця або випробувати хімічно, капнув на неї йодом. Це дієві для визначення автентичності високих проб способи, але вони не завжди прийнятні в суспільстві. Якщо продавець викликає у вас сумніви настільки, що ви готові кусати його товар, варто відмовитися від покупки.

Ссылка на основную публикацию