В 1770-х годах в Бразилии начали добывать золото. Всего за несколько лет эта страна стала одним из главных мировых поставщиков этого ценного металла. В 1848 году месторождения золота были обнаружены в Калифорнии. Это послужило толчком к активным разработкам в Соединенных Штатах. Несколько лет спустя волна поселенцев по той же причине пришла в Австралию.
Мы поможем вам написать курсовую работу
Если у вас возникли проблемы с курсовыми, контрольными, дипломными работами, эссе, отчетами о прохождении практики, исследованиями и любой другой работой — мы готовы помочь.
Химические свойства.
Несмотря на то, что золото в периодической таблице Д. Менделеева находится в одной группе с серебром и медью, его химические свойства гораздо ближе к свойствам металлов платиновой группы. Электродный потенциал пары Au — Au (111) составляет — 1,5 В. Из-за этого высокого значения на золото не влияют разбавленные и концентрированные HCI, HNO, HSO. Однако оно растворяется в HCI в присутствии окислителей, таких как диоксид магния, хлорид железа и меди, а также при высоком давлении и температуре в присутствии кислорода. Золото также легко растворяется в смеси HCI и HNO (aqua regia). С химической точки зрения золото — нереактивный металл. Оно не изменяется под воздействием воздуха, даже при сильном нагревании. Золото легко растворяется в хлорной воде и в аэрированных растворах цианидов щелочных металлов. Ртуть также растворяет золото, образуя амальгаму, которая становится твердой, если содержит более 15% золота. Известны две серии соединений золота, соответствующие степеням окисления +1 и +3. Например, золото образует два оксида — оксид золота, или золотооксид, Au O и оксид золота, или золотооксид, Au O. Более стабильными соединениями являются те, в которых золото имеет степень окисления +3. Соединения золота легко восстанавливаются до металла. Восстановителями могут быть водород под высоким давлением, многие металлы в ряду напряжений перед золотом, перекись водорода, дихлорид олова, сульфат железа, трихлорид титана, оксид свинца, диоксид марганца, пероксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Для восстановления золота используются также различные органические вещества: муравьиная и щавелевая кислоты, гидрохинон, гидразин, метилен, ацетилен и др. Для золота характерна способность образовывать комплексы с кислород- и серосодержащими лигандами, аммиаком и аминами из-за высокой энергии образования соответствующих ионов. Наиболее распространены моновалентные и трехвалентные соединения золота. Их часто рассматривают как сложные молекулы, состоящие из равного количества атомов Au (1) и Au (3). Трехвалентное золото является очень сильным окислителем и образует множество устойчивых соединений. Золото соединяется с хлором, фтором, йодом, кислородом, серой, теллуром и селеном.
Физические и механические свойства.
Золото уже давно является объектом научных исследований.
Золото — самое инертное вещество
Золото принято называть инертным веществом. Это означает, что при нормальных условиях оно не способно к химическим реакциям и не может вступать в реакцию с элементами природного происхождения (включая кислород). Исключением является амальгама, которая представляет собой сплав золота и ртути. Полученное соединение характеризуется неустойчивой связью веществ, поэтому его несложно восстановить до прежней формы. Амальгаму можно нагреть до температуры около 800°C.
Золото не способно растворяться в кислотно-щелочной среде. Единственный способ растворить его — соединить с aqua regia, которая представляет собой концентрат двух кислот:
Если вы посмотрите на работы разных поколений алхимиков, то заметите, что они иллюстрировали изучение этой реакции рисунком льва, пожирающего солнечный диск.
Золото обладает высокой реакционной способностью
При нагревании золота происходит увеличение реакционной способности. То есть металл может быть растворен при соединении окислителя и концентрата серной кислоты. При повышении температуры золото вступает в реакцию с галогенами (включая их соединения), а также с некоторыми видами элементов. Важно помнить, что отдельные ювелирные изделия изготовлены не из чистого металла, а из сплава с никелем, медью и т.д. Поэтому рекомендуется хранить золото с веществами, содержащими йод и хлор.
Химические свойства золота не позволяют ему вступать в реакцию с жидким раствором брома или цианида. Этот принцип также справедлив при естественном доступе кислорода. Однако здесь есть исключение. Этот металл может быть растворен в следующих концентратах:
При повышении температуры окружающей среды способность золота вступать в реакцию с другими соединениями увеличивается в несколько раз (речь идет о селеновой кислоте). Единственное условие — селеновая кислота должна быть в виде концентрата и при соответствующей температуре. В настоящее время это химическое свойство используется для проверки подлинности золота или для удаления примесей.
Другие характеристики драгоценного металла
Золото — один из самых тяжелых известных металлов. Его плотность составляет 19,3 г/см3. При весе в 1 килограмм слиток имеет очень маленькие размеры — 8x4x1,8 сантиметров. Это стандартный размер банковского золотого слитка такого веса. Его можно сравнить с размером обычной кредитной карты, хотя слиток немного толще.
Только несколько химических элементов тяжелее золота: плутоний, осмий, иридий, платина и рений. Но их содержание в земной коре, даже вместе взятых, намного меньше, чем этого драгоценного металла. При этом плутоний (химический знак Pu, не путать с Pt, который является знаком платины) является радиоактивным элементом.
Химический состав золота обеспечивает его физические свойства. Так, к основным свойствам этого металла, делающим его уникальным, относятся:
- его пластичность, ковкость и вязкость. Его очень легко сплющить или растянуть. Например, из одного грамма золота можно сделать проволоку длиной 3 километра, а площадь поверхности тонких листов, полученных из 1 килограмма, составляет 530 квадратных метров. Сверхтонкие листы золотой фольги называют ‘сусальным золотом’. Они используются, например, в куполах церквей и внутренней отделке дворцов. Пластичность небольшого количества желтого металла позволяет покрывать большие площади.
- Мягкость. Высокопробное золото настолько мягкое, что его легко поцарапать даже ногтем. Поэтому слитки в банках продаются в герметичной пластиковой упаковке. Если на нем будет замечена даже маленькая царапина, он будет считаться бракованным. Чтобы сделать золото более прочным, в процессе производства к нему добавляют другие металлы. Это свойство обеспечило высокую популярность короля металлов в ювелирной промышленности.
- Высокая электропроводность. Благодаря этому химическому свойству золото высоко ценится в электротехнике и промышленности. Только серебро и медь проводят электричество лучше, чем золото. В то же время золото трудно нагреть: по теплопроводности золото превосходит алмаз, серебро и медь. Устойчивость материала к окислению делает его идеальным для полупроводников.
- Отражение инфракрасного света. Тонкое золотое покрытие на стекле останавливает инфракрасное излучение, оставляя видимую часть спектра. Это свойство широко используется в аэрокосмической промышленности для защиты глаз астронавтов от вредного воздействия солнца. Часто покрытие также используется в зеркальной системе высотных зданий для снижения затрат на охлаждение помещений.
- Устойчивость к коррозии и окислению. Золотые слитки, хранящиеся в соответствии с правилами, практически не подвержены воздействию химических веществ, даже при контакте с воздухом. Таким образом, высокая консервационная ценность золота обеспечила ему большую популярность.
Способ добычи золота
Золото — довольно редкий элемент на Земле. Его содержание в земной коре невелико. Чаще всего оно встречается в виде россыпи в самородном виде или в виде руды, и редко в минеральном виде. Иногда золото извлекают как побочный продукт при добыче медных или полиметаллических руд.
Существует множество способов добычи этого ценного металла. Самый простой из них — отжим, представляющий собой отделение золотой руды от пустой породы с помощью специального процесса. Однако этот метод связан с большими потерями, так как технология далека от совершенства. На смену механическому способу извлечения золотой руды пришла химия. Алхимики, а за ними и химики, придумали множество способов извлечения нужного металла из породы, самыми популярными из которых являются:
Электролиз, открытый в 1896 году Э. Вулвиллом, получил широкое распространение в промышленности. Его суть заключается в том, что аноды, состоящие из вещества, содержащего золото, помещаются в ванну с раствором соляной кислоты. В качестве катода используется лист чистого золота. В процессе электролиза (ток проходит через катод и анод) нужное вещество осаждается на катоде, а все примеси выпадают в осадок. Таким образом, химические свойства драгоценного металла могут быть получены в промышленных масштабах практически без потерь.
Свойства
Чистое золото — это инертный металл, который практически не вступает в реакцию с окружающей средой. Оно не ржавеет и не окисляется со временем. Этот металл можно растворить только в ‘aqua regia’, смеси крепкой азотной и соляной кислот.
Еще одна его особенность — мягкость. В то же время, несмотря на свою пластичность, этот материал очень тяжелый. По плотности он занимает 7-е место наряду с чистым вольфрамом.
Стоит также отметить, что золото не вызывает аллергических реакций у человека. Поэтому даже люди с очень чувствительной кожей могут носить украшения из этого драгоценного металла.
Обзор разновидностей
Существует несколько разновидностей золота, которые можно классифицировать по разным признакам.
По цвету
Прежде всего, стоит отметить, что золотые изделия могут различаться по цвету.
- Желтый. Классический цвет, который ассоциируется у большинства людей с этим драгоценным металлом. Его получают путем сплава сырья с медью и серебром. Чистое золото не используется в ювелирном деле. Яркость сплава зависит от того, сколько в нем серебра.
- Белое. Этот металл в настоящее время очень популярен среди любителей изысканных украшений. Он прекрасно сочетается с жемчугом и бриллиантами. Этот металл получают, когда чистое золото смешивают с платиной и палладием.
- Красный. Этот цветной металл состоит из золота, меди и цинка. В некоторых случаях добавляется палладий. Это придает конечному продукту слегка коричневый цвет. Чем выше содержание меди в смеси, тем насыщеннее и красивее цвет.
- Розовый. Этот материал выглядит поразительно и элегантно. Украшения из розового золота в настоящее время очень популярны среди ювелиров и любителей красивых аксессуаров. Для получения этого металла смешивают золото, медь и совсем немного серебра.
- Бронза. Этот базовый металл состоит из розового и красного золота. Он был создан знаменитым ювелиром Фавазом Груози, который известен во всем мире своей любовью к экспериментам с формами и цветами в ювелирных изделиях.
- Черный. Этот сплав также имеет необычный цвет и особенно ценится ювелирами. Его можно получить путем смешивания чистого золота с кобальтом и хромом.
Читайте далее:Зеленое, фиолетовое и даже синее золото также можно найти в ювелирных магазинах и дизайнерских коллекциях. Изделия из этих необычных материалов выглядят очень красиво и элегантно.
