Латинское название золота — Aurum (читается как аурум) — ‘желтый’. Оно было принято в качестве международного. У алхимиков символ солнца выглядел как круг с точкой посередине, а в современной химии обозначается аббревиатурой Au.
Золото на диаграмме Менделеева и его свойства
Золото завораживало умы многие века, заставляя людей тратить на его поиски большую часть своей жизни, участвовать в войнах, обманах и предательствах. На планете существует множество металлов и других химических соединений, которые издавна имеют периодичность. Среди них есть те, которые имеют большую ценность, и те, которые относительно дешевы и повсеместно распространены в промышленности. Различие между классами металлов по ценности существует уже давно, поэтому, чтобы понять, почему страны, биржи, крупные компании и самые богатые люди продолжают стремиться к золоту, стоит узнать о них побольше. Формула золота использовалась учеными с древних времен в науках, предшествовавших химии.
Найдено в природе
Золото встречается повсюду. В кубическом километре морской воды содержится 5 кг этого желанного элемента, а если уколоть палец и выдавить каплю крови, то в ней будет 0,00025 мг золота. В человеческом скелете содержится 10 мг: если бы вы задались целью выплавить из людей кольцо, хватило бы всего 300. Но это золото находится в такой рассеянной форме в окружающей среде, что извлекать его оттуда нерентабельно, а зачастую и невозможно.
Месторождения, пригодные для добычи золота, делятся на первичные (постмагматические) и вторичные (россыпные).
Первичные месторождения
Химическим элементом Au богата магма — расплавленный в недрах земного шара материал. Золото содержится в верхних слоях мантии и частично в земной коре (которая, однако, содержит почти всю периодическую таблицу). Магма поднимается на поверхность планеты, остывает и превращается в твердую породу. Места, где в ней содержится достаточно ценного элемента, чтобы его было выгодно добывать промышленным способом, являются первичными месторождениями.
Природное золото встречается в виде самородков — цельных зерен химически чистого вещества. Часто оно сочетается с другими элементами (магма содержит почти все из них):
Вторичные месторождения
Вторичные месторождения образуются в результате разрушения первичных месторождений, известного как выветривание:
Выходы чистого золота выглядят как песок и иногда переносятся водами на многие километры от первичного месторождения.
Природное происхождение
Элемент золото в периодической таблице не утратил своего значения — напротив, он представляет большую ценность для стран всего мира. Поиски и разведка золота ведутся уже несколько веков, хотя добыча драгоценного металла ведется со времен Средневековья.
Добыча, производство и использование природных минералов в России осуществляется в соответствии с законодательством. Разведка месторождений заключается в предварительном опробовании почв, камней, глин на наличие спутников золота:
- Отобранные образцы камня, глины исследуются в полевых условиях или в лаборатории для тщательного изучения состава.
- Выявление в слоистых породах плит прозрачного, белого, серого кварца, также указывает на содержание драгоценного металла.
- Содержание мышьяка, свинца, цинка в отобранных образцах глинистой почвы побуждает к дальнейшим геологическим исследованиям.
При выявлении пород с повышенным содержанием золотых элементов геологи проводят предварительную буровую разработку. После выявления первичных или вторичных месторождений планируется технологический процесс добычи, а затем переработка полученного материала.
Первичные месторождения
Образование первичных месторождений связано с магматическими процессами и выделением повышенных концентраций золота в результате вулканической деятельности. Магматическое плавление сопровождается охлаждением и верхней кристаллизацией выброшенных тугоплавких минералов.
В отличие от этого, внутренняя часть застывшей массы продолжает циркулировать благодаря легкоплавким соединениям под воздействием соляных паров. Расплавленная масса вытесняется через трещины в застывшей магме и образует слои жил, которые могут простираться на несколько километров вглубь Земли.
История открытия элемента
Золото относится к таблице Менделеева драгоценных металлов, которые славятся своей химической стойкостью и плотной структурой. История использования золота восходит к пятому тысячелетию до нашей эры в древних развитых государствах — Египте, Месопотамии, Индии и Китае. Об этом свидетельствуют археологические раскопки и находки предметов, изготовленных из драгоценного металла.
Открытие драгоценного металла относится к периоду неолита. Впервые столкнувшись с желтым металлом, древние алхимики задались целью превратить неблагородные металлы в их драгоценные аналоги. ‘Аурум’ (так золото называется в Периодической таблице) стал ‘проводником’ великих географических открытий, включая планирование морских путей в Африку, Америку, Азию и Океанию.
В XVIII веке, в условиях глобального экономического кризиса и постоянных войн между странами, королевские дворы искали новые торговые рынки, чтобы приобрести драгоценный металл для пополнения своих денежных ресурсов. В средние века основным поставщиком была Южная Америка.
В начале XIX века крупные месторождения были открыты на Урале и в Сибири. Таким образом, Россия заняла лидирующие позиции среди ведущих производителей золота, которое со временем утвердилось в качестве эталона и расширило масштабы ювелирного производства.
Сегодня Государственный фонд драгоценных металлов предназначен для удовлетворения производственных, научных, социальных и культурных потребностей, которые финансируются из государственного бюджета. Золотые изделия, имеющие историческую ценность, аффинированные золотые слитки, находятся в собственности государства и составляют часть золотого запаса России.
Применение золота
При всех своих свойствах и характеристиках этот металл используется в таких областях, как:
На производственных предприятиях золото аффинируют, то есть очищают от примесей. Это делается химическим или электрохимическим путем с помощью гальваники. Эти процессы можно повторить даже в домашних условиях, если есть все необходимые реактивы.
Алхимиков особенно интересовало образование золота и его состав. Эти люди придумали получать золото из воды и извлекать его в лабораторных условиях. Процесс образования золота до конца не изучен, поэтому невозможно обеспечить все условия для добычи золота.
В ходе недавнего исследования биологи из Канады обнаружили бактерию, которая живет и размножается в воде, содержащей ионы золота. При этом бактерия вырабатывает вещество под названием дельфибактин. Именно это вещество помогает осаждать частицы золота и формировать самородок.
Хотя свойства золота уже давно определены, ученые до сих пор не могут разгадать процесс, в результате которого образуется этот металл. Доказанных результатов исследований пока нет. Поэтому драгоценный металл продолжает дорожать, и многие инвесторы внимательно следят за его состоянием на фондовом рынке.
Химические свойства
Металл, называемый золотом (аурум), обозначается Au, что буквально может означать ‘солнечный’ или ‘желтый’. В системе Менделеева этот металл относится к группе 1 и имеет атомный номер 79. Химическая решетка Au имеет кубическую структуру.
Этот металл обладает своеобразными химическими свойствами.
- Его относительная инертность. Золото не меняет своих свойств при контакте с серой и кислородом; оно не реагирует с азотом, углеродом, водородом и фосфором. Золото не реагирует со многими основаниями и кислотами.
- Валентность этого химического элемента +I или +III.
- Этот металл вступает в химическую реакцию с водными растворами хлора и брома при t=20ºC. Кроме того, водно-спиртовые растворы йода реагируют с золотом чистоты 585 и оставляют на нем темные пятна, чего не происходит, когда мы капаем йодом на золото чистоты 750.
- Цветовой спектр металла зависит от размера его частиц. Самые маленькие частицы золота могут иметь зеленовато-серый оттенок. По данным геологоразведки, только один из 20 золотых рудников дает самородки желтого цвета.
Точная химическая формула золотого сплава зависит от того, какие дополнительные компоненты входят в его состав.
Особенности свойств сплава
Если расплавить природный золотой самородок, то в жидком состоянии он будет выглядеть как вещество с бледным зеленовато-серым оттенком, причем этот оттенок присущ и парам, поднимающимся от горячего расплавленного металла. Достаточно нагреть вещество до температуры свыше 1064ºС, то есть повысить температуру плавления металла не менее чем на 1ºС, как пары золотого сплава начнут улетучиваться в атмосферу. Чем выше температура плавления вещества, тем выше его летучесть. Если в сплав добавлены компоненты ртути, мышьяка, сурьмы или теллура, испарение с поверхности золотого сплава увеличится еще больше, так как эти компоненты образуют так называемые летучие соединения.
Ювелиры, работающие с различными золотыми сплавами, отмечают, что. На химические, физические и внешние свойства материала, полученного в результате плавки золота, влияют лигатурные примеси.
Рассмотрим более подробно, как меняются свойства драгоценного минерала в сочетании с различными веществами.
С серебром
В сочетании с серебром драгоценный желтый металл понижает температуру плавления и меняет свой естественный, первоначальный зеленовато-желтый цвет на серебристо-стальной. Это сочетание имеет свои положительные и отрицательные стороны. Несмотря на внешние визуальные изменения, прочность готового плавленого материала в сочетании с серебром только увеличивается. Однако практические испытания показали, что при таком составе несколько снижаются такие важные характеристики драгоценного сплава, как пластичность и ковкость. Однако это не означает, что сплавы Au и Ag не используются — напротив, это сочетание довольно часто применяется ювелирами в своей работе.
С медью
Изменения в физических свойствах готового драгоценного сплава произойдут, если в качестве лигатуры добавить медь. Этот металл значительно повышает прочность золотого сплава, сохраняя при этом пластичность полученного материала и его хорошую ковкость.
Читайте далее:
