Золото

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Золото / Aurum (Au)
Au-TableImage.png
Native gold nuggets.jpg
  • Атомный номер\(~79\)
  • Категория элемента — металл;
  • Внешний вид:Мягкий вязкий ковкий жёлтый металл;
Свойства атома
Атомная масса(молярная масса) 196,96654 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 146 пм
Энергия ионизации (первый электрон) 889,3 (9,22) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s1
Химические свойстваa
Ковалентный радиус 134 пм
Радиус иона 42(+4e)271(-4e)пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
2,54
Электродный потенциал Au←Au3+ 1,50В Au←Au + 1,70В
Степени окисления 3,1
Термодинамические свойства
Плотность 19,3 г/см³
Удельная теплоёмкость 0,129 Дж/(K моль)
Теплопроводность 318 Вт/(м K)
Температура плавления 1 337,58 K
Теплота плавления 12,68 кДж/моль
Температура кипения 3 080K
Теплота испарения ~340 кДж/моль
Молярный объём 10,2 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки кубическая гранецентрированая
Период решётки 4,080 Å
Отношение c/a n/a
Температура Дебая 170,00 K
Zoloto.jpg

Золото — 79-й элемент периодической системы элементов.

История золота[править]

Золото встречающееся в природе в свободном состоянии, иногда в виде крупных самородков, отличающихся цветом, блеском, ковкостью, несомненно было известно человеку уже в древнейшие времена; возможно, что оно явилось первым металлом, который человечество стало применять для своих потребностей. Имеются данные о добычи золота и изготовления из него различных изделий (украшений, утвари, принадлежностей религиозного культа) в Египте (3500 — 3000 лет до. н. э), Индии, Индокитае, (2000—1500 лет. до. н. э).

Происхождение названия золота[править]

Вероятно золото было известно ещё до появления письменности, но проследить историю его названия практически невозможно. Известно, что в славянских языках слово золото имело в древности общий корень со словом «жёлтый», первоначальный вариант слова записывают как zolto. Некоторые связывают происхождения слова «золото» со словом «солнце» (корень sol). Тем не менее достаточно достоверных версий происхождения названия нет.

Слово gold в европейских языках связано с греческим богом Солнца Гелиосом. Латинское aurum означает «жёлтое» и родственно с «Авророй» (Aurora) — утренней зарёй.

Месторождения золота[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Месторождения золота

Свойства золота[править]

Химические свойства[править]

Золото — самый инертный металл, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов, при нормальных условиях оно не взаимодействует с большинством кислот и не образует оксидов, благодаря чему было отнесено к благородным металлам, в отличие от металлов обычных, легко разрушающихся под действием окружающей среды. Затем была открыта способность царской водки растворять золото, что поколебало уверенность в его инертности.

Наиболее устойчивая степень окисления золота в соединениях +3, в этой степени окисления оно легко образует с однозарядными анионами (F, Cl. CN) устойчивые плоские квадратные комплексы [AuX4]. Относительно устойчивы также соединения со степенью окисления +1, дающие линейные комплексы [AuX2]. Долгое время считалось, что +3 — высшая из возможных степеней окисления золота, однако, используя дифторид криптона, удалось получить соединения Au+5 (фторид AuF5, соли комплекса [AuF6]). Соединения золота(V) стабильны лишь со фтором и являются сильнейшими окислителями.

Степень окисления +2 для золота нехарактерна, в веществах, в которых она формально равна 2, половина золота, как правило, окислена до +1, а половина — до +3, например, правильной ионной формулой сульфата золота(II) AuSO4 будет не Au2+(SO4)2−, а Au1+Au3+(SO4)2−2.

Из чистых кислот золото растворяется только в горячей концентрированной селеновой кислоте:

2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O

Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты:

4Au + 8CN + 2H2O + O2 → 4[Au(CN)2] + 4 OH

В случае реакции с хлором возможность комплексообразования также значительно облегчает ход реакции: если с сухим хлором золото реагирует при ~200 °C с образованием хлорида золота(III), то в водном растворе (царская водка) золото растворяется с образованием хлораурат-иона уже при комнатной температуре:

2Au + 3Cl2 + 2Cl → 2[AuCl4]

Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, давая трибромид AuBr3.

Со фтором золото реагирует в интервале температур 300−400°C, при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются.

Золото также растворяется во ртути, фактически образуя легкоплавкий сплав (амальгаму).

Физические свойства[править]

Схема атома золота

‎Химический элемент периодической системы Менделеева; п. н 79, ат. В. 196,967; относится к благородным металлам. Известен лишь один устойчивый изотоп Au197. Из искусственно радиоактивных изотопов наиболее важны Au195 и Au198. Конфигураия внешних электронов атома золота. : 5d10 6s1. Энергия ионизации Au — Au+ 9,22 эВ.

Чистое золото — мягкий металл жёлтого цвета. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например, монетам, придают примеси других металлов, в частности меди. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает исключительно высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением.

Золото — очень тяжёлый металл: шар из чистого золота диаметром 46 мм имеет массу 1 кг. Литровая бутыль, заполненная золотым песком, весит приблизительно 16 кг. Тяжесть золота — плюс для его добычи. Самые простые технологические процессы, такие, как, например, промывка на шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из промываемой породы.

Золото очень ковко и тягуче. Из кусочка золота весом в один грамм можно вытянуть проволоку длиной в три километра или изготовить золотую фольгу в 500 раз тоньше человеческого волоса (0,0001 мм). Через такой листочек фольги луч света просвечивает зеленоватым цветом. Мягкость чистого золота настолько велика, что его можно царапать ногтём. Поэтому в ювелирных изделиях золото всегда сплавляется с медью или серебром. Состав таких сплавов выражается пробой, которая указывает число весовых частей золота в 1000 частей сплава(в российской практике). Проба химически чистого золота соответствует 999.9 пробе — его ещё называют «банковским» золотом, так как из такого золота и изготавливают слитки.

Получение[править]

Cамородок золота

‎Извлечение золота из руд и песков россыпных месторождений производится гравитационным обогащением, амальгамацией и цианированием, а также при выплавке и последующем рафинировании свинца и меди. Руды коренных месторождений дробят и измельчают. Крупные частицы золота предварительно извлекают гравитационным обогащением в отсадочных машинах, шлюзах и гидравлических ловушках, а также амальгамацией, то есть смачиванием ртутью. Амальгамацию чаще применяют для извлечения из гравитационного концентрата. В случае мелких частиц золота ртуть пропитывает их, а в случае крупных поверхностно амальгамирует их. Амальгаму после съема из аппаратов (отсадочные шлюзы, бочки, и амальгаматоры) очищают, промывают и отжимают под давлением (фильтруют) на прессе. Полученный твердый остаток подвергают отгонке в реторте (при небольшом вакууме — для гарантии безопасности) сначала при невысокой (около 300) а затем при высокой температуре — 800. Остаток золота собранный в реторте плавят и аффинируют на специальных заводах с помощью продувки хлором расплавленного золота или гидрометаллургическими методами. Наиболее широко распространенным способом извлечения золота из руд является цианирование, введенное в промышленную практику в начале 90-х годов 19 века. Измельченную руду или концентрат обрабатывают водным раствором цианистого натрия с перемешиванием в течение 6-48 часов или просачиванием раствора в течение 5-7 суток с последующей промывкой. Весьма значительная часть золота может быть извлечена в цикле измельчения в мельнице-классификаторе, если последнее производится в цианистом растворе. Интенсификация выщелачивания цианистым раствором достигается повышением количества кислорода, растворенного в водной фазе, и другими методами. Для успешного цианирования вводят защитные щелочи (известь и едкий натр) (от 0,02-0,05 %), которые предохраняют цианид от гидролиза и разложения кислотой или солями тяжелых металлов, возникающими при окисления сульфидов. После фильтрации цианистых золотосодержащих растворов из них золото осаждают цинком. Для улучшения этого процесса — для более полного осаждения золота и снижения расхода цинковой пыли или цинковой стружки, проводится предварительное удаление кислорода из раствора. Осаждение золота цинком основано на легко протекающей реакции: AuCN2 + Zn = ZnCN4 + 2Au; при этом одновременно происходит растворение некоторого количества цинка, с чем и связано удаление остающегося в растворе кислорода и выделение небольшого количества водорода (газовыделение). Перед началом восстановления золота, цинк предварительно обрабатывается (активируется) раствором уксуснокислого или азотнокислого свинца. Образующийся на поверхности таким образом обработанного цинка тончайший рыхлый слой свинца значительно улучшает катодную деполяризацию. Полученный осадок золота обрабатывают раствором серной кислоты и плавят, а полученный черновой металл отправляют на дальнейшее аффинирование. К другим методам осаждения золота из цианистых растворов относится применение полуактивированного древесного угля и ионообменных смол. Также показана возможность извлечения золота из щелочных цианистых растворов жидкостной экстракцией с использованием для этого органических растворителей. В зависимости от состава руд применяют ряд специальных технологических схем, в которых сочетаются флотация, обжиг, и гидрометаллургические процессы для извлечения различных компонентов (золото, медь, уран и др). Основными видами добычи песков россыпного золота являются дражный, гидравлический и экскаваторный. При добыче другими способами извлечение золота производится на стационарных передвижных или плавучих промывочных установках. Извлечение золота из песков россыпных месторождений сводится к предварительному разрыхлению и последующей промывке водой на шлюзе, представляющем наклонный желоб, покрытый перфорированными железными листами (дражный шлюз), деревянными трафаретами или пеньковыми коврами, на которых и задерживаются частицы золота. Более совершенным способом является отсадка, представляющая собой обогащение по плотности в пульсирующей струе воды.

Золотые резервы.

На схеме показаны предполагаемые резервы стран мира в 2006 году.

В числе стран с наибольшими резервами золота находятся Америка/Германия (Россия даже не включена в список государств с предполагаемым запасом золота).

Запасы золота в государственном резерве России в декабре 2008 г. составили 495,9 тонн (2,2 % от всех государств мира).[1] Доля золота в общем объёме золотовалютных резервов России в марте 2006 составила 3,8 %. Россия занимает 9 место в мире по объёму золота, находящегося в государственном резерве.

Аффинаж золота[править]

Цены на золото[править]

Цены на золото после дефолта США по золоту.

Золото является важнейшим элементом мировой финансовой системы, поскольку данный металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения, а запасы его невелики. Золото практически не терялось в процессе исторических катаклизмов, а лишь накапливалось и переплавлялось. В настоящее время мировые банковские резервы золота оцениваются в 32 тыс. тонн (если сплавить все это золото воедино, получится куб со стороной всего лишь 12 м).

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Цены на золото

Применение золота[править]

Золото в настоящее время преимущественно имеет валютные цели. В современной экономике золото является важнейшим денежным металлом и выполняет функцию меры стоимости и наряду с другими товарами и благородными металлами является средством для обеспечения национальных валют. Золото применяется для производства самых разнообразных ювелирных изделий. В сплавах с платиной золото используется для производства химически стойкой аппаратуры, в сплавах с платиной и серебром — в электротехнике, в виде химических препаратов в медицине и фотографии (тонирование).

Препараты золота повышают защитные свойства организма и иногда применяются при лечении инфекционного полиартрита, волчанки, туберкулеза легких и гортани. Однако в последние годы в связи с развитием фармакологии и введением в практику новейших препаратов, потребление золота для медицинских целей в качестве компонента препаратов значительно сократилось. Золотом в сплавах с другими металлами широко пользуются для целей протезирования, особенно в стоматологической практике. Коллоидные растворы радиоактивного золота нашли применение в радиотерапевтической практике лечения некоторых заболеваний.

Сплавы золота[править]

Изотопы[править]

Биологическая роль[править]

Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении.

См. также[править]

Ссылки[править]

  1. The World Gold Council Reserve asset statistics

Литература[править]

  • Плаксин И. Н. Металлургия благородных металлов. М., Металлург-издат, 1958. 366 с. с ил.
  • Плаксин. И. Н. Металлургия благородных металлов, М., 1958;
  • Плаксин. И. Н. Опробование и пробирный анализ, М., 1947;
  • Звягинцев. О. Е., Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы, 3 изд., М., 1945;
  • Невский. Б. В., Обогащение россыпей, М., 1947;
  • Базилевский. В. М., Вторичные драгоценные металлы (серебро, золото, платина), М., 1947;
  • Ферсман. А. Е., Геохимия, т.4, Л., 1939;
  • Звягинцев. О. Е., Геохимия золота, М. — Л., 1941;
  • Gmelin, 8 Aufl., Syst. — Nummer 62, Gold, Lfg. 1-3 B., 1950-54;
  • Плаксин. И. Н., Ласкорин. Б. Н., Б. Н. Шиврин., Г. Н., Жидкостная экстракция цианистых комплексов золота и серебра из цианистых растворов, Цветные металлы, 1961;



Периодическая система элементов
1 H
Medeleeff by repin.jpg
He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
8 Uue Ubn Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh
  IIа IIIб IIIб: лантаноиды и актиноиды и Суперактиноиды IVб VIб VIIб VIIIб IIб IIIа IVа VIа VIIа VIIIа
Химические семейства элементов периодической таблицы
Щелочные металлы Щёлочноземельные металлы Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы
Лёгкие металлы Полуметаллы Неметаллы Галогены Инертные газы