Откуда на Земле появилось золото? Какими свойствами обладает химический элемент золото? Сообщение о сплаве золота химия.

01.02.2021

Химические свойства золота и его взаимодействие с кислотами

Во-первых, соединения золота с чем-либо еще, кроме ртути, чаще всего распадаются. Ртуть, являющаяся в данном случае исключением, образует с золотом амальгаму, которая раньше использовалась для изготовления зеркал.

В остальных случаях связи недолговечны. Инертность золота в Средние Века заставила думать алхимиков, что этот металл находится в неком «идеальном равновесии», они считали, что оно не взаимодействует абсолютно ни с чем.

В 17-м веке это представление было разрушено, так как обнаружили, что царская водка, смесь соляной и азотной кислот, способна разъедать золото. Список взаимодействующих с золотом кислот следующий:

(смесь 30-35% HCl и 65-70% HNO3), с образованием золотохлористоводородной кислоты Н[АuСl4].
Селеновая кислота (H2SeO4) при 200 градусах.
Хлорная кислота (HClO4) при комнатной температуре, с образованием нестойких оксидов хлора и перхлората золота III.

Кроме того, золото взаимодействует с галогенами. Проще всего удается проводить реакцию со фтором и хлором. Существует HAuCl4·3H2O — золотохлористоводородная кислота, которую получают при упаривании раствора золота в хлорной кислоте после пропускания через него паров хлора.

Кроме того, золото растворяется в хлорной и бромной воде, а также в спиртовом растворе йода. До сих пор неизвестно, окисляется ли золото под действием кислорода, потому что существование оксидов золота еще не доказано.

Степени окисления золота, его связь с галогенами и его участие в соединениях

Стандартными степенями окисления золота являются 1, 3, 5. Гораздо реже встречается -1, это ауриды — обычно соединения с активными металлами. Например, аурид натрия NaAu или цезия CsAu, который является полупроводником. Они очень многообразны по составу. Существуют аурид рубидия Rb3Au, тетраметиламмония (CH3)4NAu, и ауриды состава М3OAu, где М — металл.

Особенно легко их получать с помощью соединений, где золото выполняет роль аниона, и при нагревании с щелочными металлами. Наибольший потенциал электронных связей этого элемента раскрывается в реакциях с галогенами. Вообще, за исключением галогенов, золото как химический элемент, имеет исключительно разнообразные, но редкие связи.

Наиболее устойчивой степенью окисления является +3, при данной степени окисления золото образует наиболее прочную связь с анионом, кроме того, этой степени окисления очень просто добиться посредством использования однозарядных анионов, таких как:

и так далее.

Нужно понимать, что чем активнее анион в данном случае, тем легче он будет вступать в связь с золотом. Кроме того, существуют устойчивые плоско-квадратные комплексы −, которые являются окислителями. Линейные комплексы c содержанием золота Au Х2, которые в меньшей мере устойчивы, также являются окислителями, а золото в них имеет степень окисления +1.

Продолжительное время химики считали, что самая высокая степень окисления золота — +3, но при использовании дифторида криптона, относительно недавно в лабораторных условиях удалось получить фторид золота. Этот очень мощный окислитель содержит золото в степени окисления +5, а формула его молекулы выглядит как AuF6-.

При этом, было замечено, что соединения золота +5 стабильны только со фтором. Резюмируя вышенаписанное, можно уверенно выделить интересную тенденцию тяги благородного металла к галогенам:

золото +1 отлично себя чувствует во многих соединениях;
золото +3 также можно получить через некоторое количество реакций, большая часть которых как-то включает в себя галогены;
золото +5 нестабильно, если с ним не соединен самый агрессивный галоген — фтор.

Более того, связь золота и фтора позволяет добиться очень неожиданных результатов: пентафторид золота при взаимодействии со свободным, атомарным фтором, приводит к образованию крайне неустойчивых AuF VI и VII, то есть молекуле, состоящей из атома золота и шести, а то и семи атомов окислителя.

Для металла, который когда-то считался крайне инертным, это очень нетипичный результат. AuF6 дисмутирует с образованием AuF5 и AuF7 соответственно.

Для провоцирования реакции галогенов с золотом рекомендуется использовать порошок золота и дигалогениды ксенона в условиях повышенной влажности. Кроме того, химики советуют избегать в быту контактов золота с йодом и ртутью.

При восстановлении из окисленного состояния оно имеет тенденцию образовывать коллоидные растворы, чья окраска варьируется в зависимости от процента содержания тех или иных элементов.

Золото играет немаловажную роль в белковых организмах, а соответственно, встречается в органических соединениях. Примерами могут послужить этилдибромид золота и ауротилоглюкоза. Первое соединение представляет собой молекулы золота, окисленного совместными усилиями обычного этилового спирта и брома, а во втором случае золото принимает участие в структуре одного из видов сахара.

Кроме того, криназол и ауранофин, также содержащие в своих молекулах золото, применяются в лечении аутоимунных заболеваний. Многие соединения золота токсичны и при накоплении их в определенных органах, могут приводить к патологиям.

Каким образом химические особенности золота обеспечивают его физические свойства?

Большая молярная масса делает блистательный металл одним из самых тяжелых элементов. По весу его обгоняют только плутоний, платина, иридий, осмий, рений и несколько других радиоактивных элементов. Но радиоактивные элементы в вопросе массы являются вообще особенными — их атомы в сравнении с атомами обычных элементов гигантские и очень тяжелые.

Большой радиус, способность формировать до 5 ковалентных связей и расположение электронов на последних осях электронной структуры обеспечивают следующие качества металла:

Пластичность и тягучесть — связи атомов этого металла легко разрываются на молекулярном уровне, но в то же время они медленно восстанавливаются. То есть атомы перемещаются с разрывом связей в одном месте и возникновением в другом. Благодаря этому проволоку из золота можно делать огромной длины, и именно поэтому существует сусальное золото.

Выходит, что тот или иной элемент все же перегоняет золото по одному из его полезных особенностей. Но золото держит марку именно потому, что оно имеет комбинацию из важных атрибутов.

Связь химических свойств золота с его редкостью и особенностями добычи

Этот элемент почти всегда встречается в природе в двух видах: самородки или почти микроскопические крупицы в руде другого металла. При этом, распространенный штамп о том, что самородок блестит и вообще хоть как-то похож на слиток, следует забыть. Самородки встречаются нескольких видов: электрум, палладиевое золото, медистое, висмутовые.

И во всех случаях имеется существенный процент примесей, будь то серебро, медь, висмут или палладий. Месторождения с крупицами называются рассыпными. Получение золота — сложный технический и химический процесс, суть которого заключается в отделении драгоценного металла из руды, руды или породы посредством амальгамирования, или применения ряда реагентов.

При этом, оно относится к рассеянным элементам, то есть тем, которые не встречаются особо крупными месторождениями и не попадаются крупными кусками чистого элемента. Это — результат его низкой активности и стабильности некоторых соединений с ним.

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: Au

Молекулярная масса: 196,967

Зо́лото - элемент 11 группы (по устаревшей классификации - побочной подгруппы первой группы), шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 79. Обозначается символом Au (лат. Aurum). Простое вещество золото - благородный металл жёлтого цвета.

История

Происхождение названия

Праславянское «*zolto» («золото») родственно лит. geltonas «жёлтый», латыш. zelts «золото»; с другим вокализмом: готск. gulþ, нем. gold, англ. gold; далее санскр. हिरण्य (híraṇya IAST), авест. zaranya, осет. zærījnæ «золото», также санскр. हरि (hari IAST) «жёлтый, золотистый, зеленоватый», от праиндоевропейского корня *ǵʰel- «жёлтый, зелёный, яркий». Отсюда же названия цветов: «жёлтый», «зелёный». Латинское aurum означает «жёлтое» и родственно с «Авророй» (Aurora) - утренней зарёй.

Физические свойства

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 высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением. Золото - очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, платины, рения, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы - например, промывка на шлюзах, - могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы. Золото - очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220-250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя). Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем - окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м. Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см 3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, оно активно испаряется задолго до температуры кипения. Линейный коэффициент теплового расширения - 14,2·10-6 К−1 (при 25 °C). Теплопроводность - 320 Вт/м·К, удельная теплоёмкость - 129 Дж/(кг·К), удельное электрическое сопротивление - 0,023 Ом·мм 2 /м. Электроотрицательность по Полингу - 2,4. Энергия сродства к электрону равна 2,8 эВ; атомный радиус 0,144 нм, ионные радиусы: Аu + 0,151 нм (координационное число 6), Аu 3+ 0,082 нм (4), 0,099 нм (6).Причиной того, что цвет золота отличается от цвета большинства металлов, является малость энергетической щели между полузаполненной 6s-орбиталью и заполненными 5d-орбиталями. В результате золото поглощает фотоны в синей, коротковолновой части видимого спектра, начиная с примерно 500 нм, но отражает более длинноволновые фотоны с меньшей энергией, которые не способны перевести 5d-электрон на вакансию в 6s-орбитали (см. рис.). Поэтому золото при освещении белым светом выглядит жёлтым. Сужение щели между 6s- и 5d-уровнями вызвано релятивистскими эффектами - в сильном кулоновском поле вблизи ядра золота орбитальные электроны движутся со скоростями, составляющими заметную часть скорости света, причём на s-электронах, у которых максимум плотности орбитали находится в центре атома, эффект релятивистского сжатия орбитали сказывается сильнее, чем на p-, d-, f-электронах, чья плотность электронного облака в окрестностях ядра стремится к нулю. Кроме того, релятивистское сжатие s-орбиталей увеличивает экранировку ядра и ослабление притяжения к ядру электронов с более высокими орбитальными моментами (непрямой релятивистский эффект). В целом, 6s-уровень снижается, а 5d-уровни растут.

Химические свойства

Золото - один из самых инертных металлов, стоящее в ряду напряжений правее всех других металлов. При нормальных условиях оно не взаимодействует с большинством и не образует оксидов, поэтому его относят к благородным металлам, в отличие от обычных металлов, разрушающихся под действием и . В XIV веке была открыта способность царской водки растворять золото, что опровергло мнение о его химической инертности. Существуют соединения золота со степенью окисления −1, называемые ауридами. Например, CsAu (аурид цезия), Na 3 Au (аурид натрия). Из чистых кислот золото растворяется только в концентрированной селеновой кислоте при 200 °C:
2Au + 6H 2 SeO 4 → Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O
Концентрированная HClO 4 реагирует с золотом и при комнатной температуре, при этом образуя различные нестойкие оксиды хлора. Жёлтый раствор растворимого в воде перхлората золота (III).
2Au + 8HClO 4 → Cl 2 + 2Au(ClO 4) 3 + 2O 2 + 4H 2 O
Реакция обусловлена сильной окислительной способностью Cl 2 O 7 .
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 - + 2H 2 O + O 2 → 4 - + 4OH -
Цианоаураты легко восстанавливаются до чистого золота:
2Na + Zn → Na 2 + 2Au
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 концентрированном водном растворе соляной и азотной кислот («царская водка») золото растворяется с образованием хлораурат-иона уже при комнатной температуре:
2Au + 3Cl 2 + 2Cl - → 2 -
Кроме того, золото растворяется в хлорной воде. Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических , образуя трибромид AuBr 3 .
С 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 в ртути, образуя легкоплавкий сплав (амальгаму), содержащий интерметаллиды золото-ртуть. Известны золотоорганические соединения - например, этилдибромид золота или ауротиоглюкоза.

Физиологическое воздействие

Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении. Органические соединения золота (препараты кризанол и ауранофин) применяются в медицине при лечении аутоиммунных заболеваний, в частности, ревматоидного артрита.

Происхождение

Зарядовое число 79 золота делает его одним из высших по количеству протонов элементов, которые встречаются в природе. Ранее предполагалось, что золото образовывалось при нуклеосинтезе сверхновых звёзд, однако по новой теории предполагается, что золото и другие элементы тяжелее железа образовались в результате разрушения нейтронных звёзд. Спутниковые спектрометры в состоянии обнаружить образующееся золото лишь косвенно, «у нас нет прямых спектроскопических доказательств, что такие элементы действительно образуются». По этой теории в результате взрыва нейтронной звезды содержащая металлы пыль (в том числе тяжёлые металлы, например, золото) выбрасывается в космическое пространство, в котором оно впоследствии конденсируется, так произошло в Солнечной системе и на Земле. Поскольку сразу после своего возникновения Земля была в расплавленном состоянии, почти всё золото в настоящее время на Земле находится в ядре. Большинство золота, которое сегодня присутствует в земной коре и мантии, было доставлено на Землю астероидами во время поздней тяжёлой бомбардировки. На Земле золото находится в рудах в породах, образованных начиная с докембрийского периода.

Геохимия

Содержание золота в земной коре очень низкое - 4,3·10 -10 % по массе (0,5-5 мг/т), но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде . Один литр и морской, и речной воды содержит менее 5·10 -9 граммов Au, что примерно соответствует 5 килограммам золота в 1 кубическом километре воды. Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое их количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами. Золото образует промышленные концентрации в постмагматических, главным образом гидротермальных, месторождениях. В экзогенных условиях золото является очень устойчивым элементом и легко накапливается в россыпях. Однако субмикроскопическое золото, входящее в состав сульфидов, при окислении последних приобретает способность мигрировать в зоне окисления. В результате золото иногда накапливается в зоне вторичного сульфидного обогащения, но максимальные его концентрации связаны с накоплением в зоне окисления, где оно ассоциирует с гидроокислами железа и марганца. Миграция золота в зоне окисления сульфидных месторождений происходит в виде бромистого и йодистого соединений в ионной форме. Некоторыми учёными допускается растворение и перенос золота сульфатом окиси железа или в виде суспензионной взвеси. В природе известны 15 золотосодержащих минералов: самородное золото с примесями серебра, меди и др., электрум Au и 25 - 45 % Ag; порпесит AuPd; медистое золото, бисмутоаурит (Au, Bi); родистое золото, иридистое золото, платинистое золото. Встречается также вместе с осмистым иридием (ауросмирид) Остальные минералы представлены теллуридами золота: калаверит AuTe 2 , креннерит AuTe 2 , сильванит AuAgTe 4 , петцит Ag 3 AuTe 2 , мутманит (Ag, Au)Te, монтбрейит Au 2 Te 3 , нагиагит Pb 5 AuSbTe 3 S 6 . Для золота характерна самородная форма. Среди других его форм стоит отметить электрум, сплав золота с серебром, который обладает зеленоватым оттенком и относительно легко разрушается при переносе водой. В горных породах золото обычно рассеяно на атомарном уровне. В месторождениях оно зачастую заключено в сульфиды и арсениды. Различаются вторичные месторождения золота - россыпи, в которые оно попадает в результате разрушения первичных рудных месторождений, и месторождения с комплексными рудами - в которых золото извлекается в качестве попутного компонента.

Добыча

Люди добывают золото с незапамятных времён. С золотом человечество столкнулось уже в V тыс. до н. э. в эпоху неолита благодаря его распространению в самородном состоянии. По предположению археологов, начало системной добычи было положено на Ближнем Востоке, откуда золотые украшения поставлялись, в частности, в Египет. Именно в Египте в гробнице королевы Зер и одной из королев Пу-аби Ур в Шумерской цивилизации были найдены первые золотые украшения, датируемые III тыс. до н. э. В России до елизаветинских времён золото не добывалось. Оно ввозилось из-за границы в обмен на товары и взималось в виде ввозных пошлин. Первое открытие запасов золота было сделано в 1732 году в Архангельской губернии, где вблизи одной деревни была обнаружена золотая жила. Её начали разрабатывать в 1745 году. Рудник с перерывами действовал до 1794 года и дал всего около 65 кг золота. Началом золотодобычи в России считают 21 мая (1 июня) 1745 г., когда Ерофей Марков, нашедший золото на Урале, объявил о своем открытии в Канцелярии Главного правления заводов в Екатеринбурге.
За всю историю человечеством добыто около 161 тысячи тонн золота, рыночная стоимость которого 8-9 триллионов долларов (оценка на 2011 год). Эти запасы распределены следующим образом (оценка на 2003 год):

государственные ЦБ и международные финансовые организации - около 30 тыс. тонн;
в ювелирных изделиях - 79 тыс. тонн;
изделия электронной промышленности и стоматологии - 17 тыс. тонн;
инвестиционные накопления - 24 тыс. тонн.

В России существует 37 золотодобывающих компаний. Лидером добычи золота в России является компания Полюс Золото, на которую приходится около 23 % рынка. Около 95 % золота в России добывается в 15 регионах (Амурская область, Республика Бурятия, Забайкальский край, Иркутская область, Камчатский край, Красноярский край, Магаданская область, Республика Саха (Якутия), Свердловская область, Республика Тыва, Хабаровский край, Республика Хакасия, Челябинская область, Чукотский автономный округ). Еще в 10 регионах добыча золота меньше тонны и нестабильная. Большая часть золота добывается из коренных месторождений, но развита также россыпная золотодобыча. Наибольшее количество золота добывается в Чукотском автономном округе, Красноярском крае и Амурской области.
В России, среди месторождений золота большую роль играют россыпи, и по добыче россыпного золота Россия занимает 1 место в мире. Большая его часть добывается в 7 регионах: Амурская область, Забайкальский край, Иркутская область, Магаданская область, Республика Саха (Якутия), Хабаровский край, Чукотский автономный округ.
В 2011 году в мире было добыто 2809,5 т золота, из них в России - 185,3 т (6,6 % мировой добычи).
В 2012 г. в России было добыто 226 тонн золота, на 15 тонн (на 7 %) больше, чем в 2011 г.
В 2013 г. в России было добыто 248,8 тонны золота, это на 22.8 тонны (на 9 %) больше, чем в 2012 г. Россия заняла третье место по объёму добытого золота с показателем в 248,8 тонны. Первое место занял Китай, где объём добычи золота составил 403 тонны. Австралия заняла второе место и добыла 268,1 тонны золота.
В 2014 г. в России было добыто 272 тонны золота, это на 23,2 тонны (на 9%) больше, чем в 2013 г. Россия заняла второе место по объёму добычи золота. Первое место в списке занял Китай, где объём добычи драгоценного металла увеличился в годовом выражении на 6 % в сравнении с 2013 г. и составил 465,7 тонны. Третье место занимает Австралия с добычей золота в 269,7 тонны, что на 1% выше показателя 2013 года.
Объём добычи золота в мире в 2014 году увеличился на 2% - до 3,109 тысячи тонн золота. При этом общемировое предложение на рынке практически не изменилось и составило 4,273 тысячи тонн. Производство первичного золота выросло на 2% - до 3,109 тысячи тонн, переработка вторичного золота снизилась на 11,1% - до 1,122 тысячи тонн. Спрос на золото в мире сократился на 18,7% - до 4,041 тысячи тонн.

Получение

Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы. В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена многовековая мечта алхимиков - трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд.

Применение

Имеющееся в настоящее время в мире золото распределено так: около 10 % - в промышленных изделиях, остальное делится приблизительно поровну между централизованными запасами (в основном, в виде стандартных слитков химически чистого золота), собственностью частных лиц в виде слитков и ювелирными изделиями.

Запасы

В России

Запасы золота в государственном резерве России в декабре 2008 г. составили 495,9 тонн (2,2 % от всех государств мира). Доля золота в общем объёме золотовалютных резервов России в марте 2006 составила 3,8 %. По состоянию на начало 2011 года Россия занимает 8 место в мире по объёму золота, находящегося в государственном резерве. В августе 2013 года Россия увеличила золотой запас до 1015 т. В 2014 и 2016 годах Россия продолжила наращивать запасы драгоценного метала, которые на середину 2016 составили 1444,5 т.

Система проб

Во всех странах количество золота в сплавах контролируется государством. В России общепринятыми считаются пять проб золотых ювелирных сплавов: золото 375 пробы, 500, 585, 750, 958.

375 проба. Основные компоненты - серебро и медь, золота - 38 %. Отрицательное свойство - тускнеет на воздухе (в основном из-за образования сульфида серебра Ag 2 S). Золото 375 пробы имеет цветовую гамму от жёлтого до красного.
500 проба. Основные компоненты - серебро и медь, золота - 50,5 %. Отрицательные свойства - низкая литейность, зависимость цвета от содержания серебра.
585 проба. Основные компоненты - серебро, медь, палладий, никель, золота - 59 %. Проба достаточно высока, это обусловлено многочисленными положительными качествами сплава: твёрдость, прочность, устойчивость на воздухе. Широко применяется для изготовления ювелирных украшений.
750 проба. Основные компоненты - серебро, платина, медь, палладий, никель, золота - 75,5 %. Положительные свойства: подверженность полировке, твёрдость, прочность, хорошо обрабатывается. Цветовая гамма - от зелёного через ярко-жёлтый до розового и красного. Используется в ювелирном искусстве, особенно для филигранных работ.
958 проба. Содержит до 96,3 % чистого золота. Редко используется, так как сплав этой пробы является весьма мягким материалом, который не держит полировку и характеризуется ненасыщенностью цвета.
999 проба. Чистое золото.

Сегодня золото ценится во всем мире. Нет ни одной девушки, которая бы не мечтала о золотых украшениях. Драгоценный металл обрел огромную популярность достаточно давно. Еще в глубокой древности с его помощью изготавливали ювелирные изделия, обереги и посуду. Сегодня приобрести изделие из золота не составит особого труда. Многочисленные ювелирные магазины предлагают огромный ассортимент.

Немного истории

Мало кто знает, что золото - это первый металл, который был найден человечеством. Еще с эпохи неолита начинается история открытия химического элемента. Золото за несколько тысячелетий до нашей эры широко использовалось в Древнем Египте, Китае, Риме, Индии. Упоминание о драгоценном металле можно встретить в «Одиссее», Библии и других памятниках древней литературы. Древние алхимики называли золото «царем металлов». А обозначалось оно символом солнца.

В тех местах, где зародились первые цивилизации, как раз-таки и начали масштабно добывать золото. Это восточное Средиземноморье, долина Инда, Северная Африка. Золото предпочитает одиночество. Чаще всего его находят в самородном виде. В древности металл собирали вручную. Чтобы собрать один грамм золота, приходилось работать сутками.

Тесно связана с различными географическими открытиями история химического элемента. Золото удавалось обнаружить практически сразу на новой земле.

Золото в природе

Химический элемент Золото в природе распространен достаточно широко. В среднем в литосфере содержится около 4,3·10 - 7 %, исходя из массы. Стоимость металла является высокой за счет сложности его добычи. Золото содержится также в магматических породах. Здесь оно рассеяно. В земной коре образуется гидротермальное месторождения золота, которое играет огромную роль в промышленности. В самородном состоянии этот металл чаще всего добывают в рудах. Лишь в редких случаях образуются минералы с висмутом, сурьмой, селеном и т. д.

Химический элемент Золото содержится также и в биосфере. Здесь он мигрирует в комплексе с различными органическими соединениями. В речных взвесях нередко можно встретить металл. Один литр природной воды может содержать около 4·10 -9 % драгоценного металла. В местах золоторудных месторождений в подземных водах золото может содержаться в гораздо большем количестве. Как свидетельствует история химического элемента, золото удавалось находить даже в виде целых залежей драгоценного металла под землей.

Сегодня золото добывают в 40 странах мира. Основные запасы драгоценного металла сосредоточены в государствах СНГ, Канаде, ЮАР.

Физические свойства драгоценного металла

Золото - это достаточно пластичный металл. Он с легкостью поддается механическому воздействию. Золото хорошего качества может быть вытянуто в проволоку или выковано в плоские листы. Металл устойчив к различным химическим воздействиям, легко проводит электричество и тепло. при комнатной температуре составляет около 19,32 г/см 3 .

Химический элемент Золото характеризуется ярко-желтым цветом при условии отсутствия примесей. Но чистое золото в природе практически не встречается. Даже в банковских слитках металл представлен не в идеально чистом виде. В природе же он встречается с добавлением серебра, меди и т. д.

Золото достаточно легко полируется. Благодаря хорошей светоотражающей способности металл очень ценится в ювелирном деле. Удивительно, что через тонкие листы драгоценного металла могут проходить даже солнечные лучи. При этом их температура будет снижаться. Неслучайно в современном строительстве химический элемент Золото используют для тонирования окон.

Химические свойства золота

Как свидетельствует история открытия химического элемента, Золото было известно еще задолго до появления таблицы Менделеева. Но и в ней металл занимает почетное место. В таблице Золото указано под атомным номером 79 и обозначается латинскими буквами Au. Валентность драгоценного металла в химических соединениях чаще всего +1 или +3.

На протяжении многих столетий химики проводили огромное количество опытов над золотом. Было выяснено, что кислород и сера, которые имеют агрессивное воздействие на большинство металлов, на золото не оказывают совершенно никакого влияния. Исключением могут быть лишь его атомы на поверхности.

Состав золота определяет его химические свойства. Металл не реагирует с фосфором, водородом, азотом. А вот с галогенами Золото образует соединения при нагревании. С хлорной и возникает реакция даже при комнатной температуре. доступны только в лабораториях. А вот в быту опасность для металла может представлять раствор иодида калия и йода.

И щелочи в большинстве случаев не действуют на золото. Именно на этом свойстве основывается способ определения подлинности драгоценного металла. Мало кто знает, как находят золото среди множества ювелирных изделий. Украшение заливают азотной кислотой. Золото под воздействием химического вещества не изменит своего внешнего вида. А вот другой металл может вступить в реакцию.

Как находят золото?

Наиболее часто золото добывают из россыпных месторождений. При этом используется метод отмучивания. Он основывается на разности плотности и золота. Как получить золото высокого качества, могут знать лишь настоящие профессионалы своего дела.

Популярными являются такие способы, как амальгамация и цианирование. Таким образом начали добывать золото в Америке и Африке в конце девятнадцатого века. Сегодня же коренные месторождения являются основными источниками получения драгоценного металла. Состав золота может зависеть от пород, которые находятся рядом. А также от климатической среды.

Изначально золотую породу дробят и обрабатывают раствором натрия или Далее материал подвергается очистке электролизом. Заранее подготавливают ванну с солянокислым раствором. При прохождении тока через породу примеси выпадают в виде осадка. В результате получается очищенный драгоценный металл.

Где применяют золото?

Многим знакомо золото в форме ювелирных изделий. Между тем металл широко используется в различных отраслях промышленности. При этом состав золота может быть несколько другим. Достаточно часто используются сплавы с другими металлами. Таким образом не только экономится дорогой материал, но и повышается его прочность. Драгоценный металл становится более устойчивым к различным механическим повреждениям.

Качество золота, которое используется в промышленности, обозначается пробой. Таким образом можно выяснить, насколько материал является «чистым». Наиболее часто драгоценный металл разбавляют медью. Сплавы с серебром могут использоваться в электротехнике. Наиболее дорогостоящими являются сплавы золота с платиной. Такой материал используется в ювелирной промышленности, а также в производстве химически устойчивой аппаратуры. Соединения Золота с начала XX века применяли еще и в фотографии. С помощью химического элемента выполнялось тонирование.

Золото как элемент искусства

В ювелирном деле золото применялось еще с древних времен. Сегодня этот вид промышленности является одним из наиболее прибыльных. Многие изделия, разработанные дизайнерами, пустили на поток. Но актуальными на сегодняшний день остаются украшения ручной работы. Изготовление таких изделий - это настоящее искусство, которое заслуживает пристального внимания.

С тех пор как произошло открытие химического элемента, золото люди начали использовать для изготовления украшений и различного декора. Сегодня дизайнеры, которые не только разрабатывают изделия, но и выполняют их самостоятельно, имеют хороший заработок. Ручная работа в совокупности с дорогостоящим материалом дает отличный результат. Все ювелирные украшения получаются красивыми и оригинальными.

Золото в экономике

В условиях товарного производства функцию всеобщего эквивалента выполняет именно золото. Значение этого металла переоценить сложно. Материал имеет свою потребительскую стоимость. Во многих случаях драгоценный металл может заменить даже деньги. А ценится золото благодаря своим свойствам. Оно может выступать в качестве наилучшего денежного товара. Золото долго хранится, не поддается химическому воздействию, легко делится и обрабатывается.

Один и тот же слиток может использоваться в промышленности, а далее, при небольшой обработке, - становиться материалом для изготовления ювелирного изделия. Можно сказать, что этот драгоценный металл бессмертен.

Банковская сфера

В глубокой древности золото использовалось только для изготовления украшений. Далее оно стало отличным средством сбережения и накопления богатств. Тем, кто знал, как получить золото, не нужно было задумываться о завтрашнем дне. Ведь драгоценный металл стоил достаточно дорого во все времена.

Сегодня золото широко используется для изготовления монет. Но в денежный оборот драгоценный металл не поступает. Монеты или слитки хранятся в финансовых учреждениях в виде сбережений. Инвестирование в драгоценные металлы сегодня на пике популярности. Таким образом можно не только сохранить денежные средства, но и приумножить их.

Что означает проба?

С развитием промышленности многие компании научились изготавливать качественную бижутерию, которая внешне практически не отличается от настоящего золота. Недобросовестный продавец с легкостью продаст доверчивому покупателю «пустышку». Поэтому каждый должен знать, как выбирать золотое изделие правильно.

В первую очередь качество этого драгоценного металла определяется пробой. Даже если украшение поступает в продажу из-за границы, на нем ставится государственное клеймо. Наиболее распространенными являются изделия В них содержится 58,5% чистого золота. Изделия 999 пробы в массовой продаже не встречаются. А вот на слитках, которые наполняют государственный золотой фонд, стоит 990 проба.

О чем расскажет цвет?

Золотые изделия одной и той же пробы могут отличаться по цвету. Внешний вид готовой вещи зависит от примесей. Платина и никель придают сплаву светлый оттенок. Медь и кобальт позволяют получить ювелирные изделия темного цвета.

Огромной популярностью сегодня пользуется Такой сплав получают благодаря добавлению серебра и меди. А вот эксклюзивное черное золото создают с использованием кобальта и хрома. Во многих случаях потребители переплачивают за модные тенденции. При этом содержание золота в изделии может быть минимальным. Всего через несколько лет украшение может обесцениться. Поэтому предпочтение все же стоит отдавать классическому желтому металлу.

Как подтвердить качество ювелирного изделия?

У многих может возникнуть желание выяснить настоящую стоимость ювелирного украшения. Можно обратиться к частному эксперту, но в этом случае результат не будет подтвержден документально. Точное процентное соотношение золота и примесей в ювелирном изделии можно определить в Государственной инспекции пробирного надзора. После проведения процедуры потребителю выдается сертификат, подтверждающий качество. Само изделие во время проведения экспертизы не портится.

Где приобрести золото?

Все зависит от конечных целей. Если необходимо купить ювелирное изделие в подарок, можно обратиться в любой специализированный магазин. Гораздо дешевле качественные золотые украшения можно приобрести в режиме онлайн. Предпочтение стоит отдавать традиционному В нем драгоценный металл в чистом виде содержится в наибольшем количестве. Такое изделие сможет прослужить долго и даже будет передаваться по наследству.

Для инвестирования подойдут банковские золотые слитки. Каждое финансовое учреждение предлагает свои условия приобретения золота. Но наиболее выгодные инвестиции не обязательно гарантируют надежность. Предпочтение следует отдавать банкам, которые работают уже более 10 лет и получают положительные отзывы от имеющихся клиентов.

Золото (лат. Aurum), Au, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 79, атомная масса 196,9665; тяжелый металл желтого цвета. Состоит из одного устойчивого изотопа 197 Аu.

Историческая справка

Золото было первым металлом, известным человеку. Изделия из Золота найдены в культурных слоях эпохи неолита (5-4-е тысячелетия до н. э.). В древних государствах - Египте, Месопотамии, Индии, Китае добыча Золота, изготовление украшений и других предметов из него существовали за 3-2 тысячелетия до н. э. Золото часто упоминается в Библии, "Илиаде", "Одиссее" и других памятниках древней литературы. Алхимики называют Золото "царем металлов" и обозначали его символом Солнца; открытие способов превращения неблагородных металлов в Золото было главной целью алхимии.

Распространение Золота в природе

Среднее содержание Золота в литосфере составляет 4,3·10 -7 % по массе. В магме и магматических породах Золото рассеяно, но из горячих вод в земной коре образуются гидротермальные месторождения Золота, имеющие важное промышленное значение (кварцевые золотоносные жилы и других). В рудах Золото в основном находится в свободном (самородном) состоянии и лишь очень редко образует минералы с селеном, теллуром, сурьмой, висмутом. Пирит и другие сульфиды часто содержат примесь Золота, которое извлекают при переработке медных, полиметаллических и других руд.

В биосфере Золото мигрирует в комплексе с органическими соединениями и механическим путем в речных взвесях. Один литр морской и речной воды содержит около 4·10 -9 г Золота. На участках золоторудных месторождений подземные воды содержат Золота приблизительно 10 -6 г/л. Оно мигрирует в почвах и оттуда попадает в растения; некоторые из них концентрируют Золото, например хвощи, кукуруза. Разрушение эндогенных месторождений Золота приводит к образованию россыпей Золота, имеющих промышленное значение. Золото добывается в 41 стране; его основные запасы сосредоточены в СССР, ЮАР и Канаде.

Физические свойства Золота

Золото - мягкий, очень пластичный, тягучий металл (может быть проковано в листки толщиной до 8·10 -5 мм, протянуто в проволоку, 2 км которой весят 1 г), хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко против химического воздействий. Кристаллическая решетка Золото гранецентрированная кубическая, а = 4,704 Å. Атомный радиус 1,44 Å, ионный радиус Au 1+ 1,37 Å. Плотность (при 20°С) 19,32 г/см 3 , t пл 1064,43 °С, t кип 2947 °С; термический коэффициент линейного расширения 14,2·10 -6 (0-100 °С); удельная теплопроводность 311,48 вт/(м·K) ; удельная теплоемкость 132,3 дж/(кг·К) (при 0°-100 °С); удельное электросопротивление 2,25·10 -8 ом·м (2,25·10 -6 ом·см) (при 20 °С); температурный коэффициент электросопротивления 0,00396 (0-100 °С). Модуль упругости 79·10 3 Мн/м 2 (79·10 2 кгс/мм 2), для отожженного Золота предел прочности при растяжении 100-140 Мн/м 2 (10-14 кгс/мм 2), относительное удлинение 30- 50% , сужение площади поперечного сечения 90%. После пластической деформации на холоду предел прочности повышается до 270-340 Мн/м 2 (27-34 кгс/мм 2). Твердость по Бринеллю 180 Мн/м 2 (18 кгс/мм 2) (для Золота отожженного около 400 °С).

Химические свойства Золота

Конфигурация внешних электронов атома Золота 5d 10 6s 1 . В соединениях Золото имеет валентности 1 и 3 (известны комплексные соединения, в которых Золото 2-валентно). С неметаллами (кроме галогенов) Золото не взаимодействует. С галогенами Золото образует галогениды, например 2Аu + ЗCl 2 = 2АuCl 3 . В смеси соляной и азотной кислот Золото растворяется, образуя золотохлористоводородную кислоту Н[АuСl 4 ]. В растворах цианида натрия NaCN (или калия KCN) при одновременном доступе кислорода Золото превращается в цианозурат (I) натрия 2Na. Эта реакция, открытая в 1843 году П. Р. Багратионом, получила практическое применение только в конце 19 века (Цианирование). Для Золота характерна легкая восстановимость его из соединений до металла и способность к комплексообразованию. Существование оксида Золота (I) Аu 2 О, сомнительно. Хлорид Золота (I) AuCl получается при нагревании хлорида Золота (III): АuCl 3 = AuCl + Cl 2 .

Хлорид Золота (III) АuCl 3 получается действием хлора на порошок или тонкие листочки Золото при 200 °С. Красные иглы АuCl 3 дают с водой коричнево-красный раствор комплексной кислоты: АuCl 3 + Н 2 О = Н 2 [АuОCl 3 ].

При осаждении раствора АuCl 3 едкой щелочью выпадает амфотерный желто-коричневый гидрооксид Золота (Ш) Аu(ОН) 3 с преобладанием кислотных свойств; поэтому его называется золотой кислотой, а его соли - ауратами (III). При нагревании гидрооксид Золота (III) превращается в оксид Золота Аu 2 О 3 , который выше 220° разлагается по реакции: 2Au 2 O 3 = 4Au + 3O 2 .

При восстановлении солей Золота хлоридом олова (II)

2АuCl 3 + 3SnCl 2 = 3SnCl 4 + 2Au образуется весьма стойкий пурпуровый коллоидный раствор Золота (кассиев пурпур); это используется в анализе для обнаружения Золота. Количественное определение Золота основано на его осаждении из водных растворов восстановителями (FeSO 4 , H 2 SO 3 , H 2 C 2 O 4 и других) или на применении пробирного анализа.

Получение Золота и его аффинаж

Из россыпных месторождений Золото можно извлечь отмучиванием, основанным на большой разности плотностей Золота и пустой породы. Этот способ, применявшийся уже в глубокой древности, сопряжен с большими потерями. Он уступил место амальгамации (известной уже в 1 веке до н. э. и применявшейся в Америке начиная с 16 века) и цианированию, получившему широкое распространение в Америке, Африке и Австралии в 1890-х годах. В конце 19 - начале 20 века основным источником Золота стали коренные месторождения. Золотоносную породу сначала подвергают дроблению и обогащению. Из полученного концентрата извлекают Золото раствором цианида калия или натрия. Из раствора комплексного цианида осаждают Золото цинком; при этом выпадают и примеси. Для очистки (аффинажа) Золота электролизом (способ Э. Вольвилла, 1896 год) аноды, отлитые из нечистого Золото, подвешивают в ванне, содержащей солянокислый раствор АuCl 3 , катодом служит лист чистого Золота. При прохождении тока примеси выпадают в осадок (анодный ил, шлам), а на катоде отлагается Золото чистотой не менее 99,99%.

Применение Золота

Золото в условиях товарного производства выполняет функцию денег. В технике Золото применяют в виде сплавов с других металлами, что повышает прочность и твердость Золота и позволяет экономить его. Содержание Золота в сплавах, применяемых для изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, полуфабрикатов зубопротезного производства и т. д., выражают пробой; обычно добавкой служит медь (так называемая лигатура). В сплаве с платиной Золото используется в производстве химически стойкой аппаратуры, в сплаве с платиной и серебром - в электротехнике. Соединения Золота используют в фотографии (тонирование).

Золото в искусстве

Золото применяется с древнейших времен в ювелирном искусстве (украшения, культовая и дворцовая утварь и т. д.), а также для золочения. Благодаря своей мягкости, ковкости, способности тянуться Золото поддается особо тонкой обработке чеканкой, литьем, гравировкой. Золото используют для создания разнообразных декоративных эффектов (от глади желтой полированной поверхности с плавными переливами световых бликов до сложных фактурных сопоставлений с богатой светотеневой игрой), а также для выполнения тончайшей филиграни. Золото, часто окрашенное примесями других металлов в различные цвета, применяется в сочетании с драгоценными и поделочными камнями, жемчугом, эмалью, чернью.

Экономическое значение Золота

Золото в условиях товарного производства выполняет функцию всеобщего эквивалента. Выражая стоимость всех других товаров, Золото в качестве всеобщего эквивалента приобретает особую потребительную стоимость, становится деньгами. Товарный мир выделил Золото в качестве денег потому, что оно обладает наилучшими для денежного товара физическими и химическими свойствами: однородностью, делимостью, сохраняемостью, портативностью (большой стоимостью при небольших объеме и весе), легко поддается обработке. Значительное количество Золото применяется для изготовления монет или в форме слитков хранится в качестве золотого запаса центральных банков (государства). Золото широко используется для промышленного потребления (в радиоэлектронике, приборостроении и других прогрессивных отраслях), а также как материал для изготовления ювелирных изделий.

Первоначально Золото употреблялось исключительно для выделки украшений, затем оно стало служить средством сбережения и накопления богатств, а также обмена (сначала в форме слитков). В качестве денег Золото использовалось еще за 1500 лет до н. э. в Китае, Индии, Египте и государствах Месопотамии, а в Древней Греции - в 8-7 веках до н. э. В Лидии, богатой месторождениями Золота, в 7 веке до н. э. началась чеканка первых в истории монет. Имя лидийского царя Креза (правил около 560-546 годов до н. э.) стало синонимом несметного богатства. На территории Армении монеты из Золота чеканились в 1 веке до н. э. Но в древности и в средние века Золото не являлось основным валютным металлом. Наряду с ним функции денег выполняли медь и серебро.

Погоня за Золотом, страсть к обогащению были причинами многочисленных колониальных и торговых войн, в эпоху Великих географических открытий толкали на поиски новых земель. Поток драгоценных металлов в Европу после открытия Америки явился одним из источников первоначального накопления капитала. До середины 16 века из Нового Света в Европу ввозилось преимущественно Золото (97-100% ввозимого металла), а со 2-й трети 16 века, после открытия богатейших месторождений серебра в Мексике и Перу - преимущественно серебро (85-99%). В России в начале 19 века стали разрабатываться новые месторождения Золота на Урале и в Сибири, и в течение трех десятилетий страна занимала первое место в мире по его добыче. В середине 19 века были открыты богатые месторождения Золота в США (Калифорния) и Австралии, в 1880-х годах - в Трансваале (Южная Африка). Развитие капитализма, расширение межконтинентальной торговли усилили спрос на денежные металлы, и, хотя добыча Золота возросла, во всех странах наряду с Золотом в качестве денег еще продолжало широко использоваться серебро. В конце 19 века произошло резкое снижение стоимости серебра вследствие совершенствования способов его добычи из полиметаллических руд. Рост мировой добычи Золота и особенно прилив его в Европу и США из Австралии и Африки ускорили вытеснение обесценившегося серебра и создали условия для перехода большинства стран к монометаллизму (золотому) в его классической форме золотомонетного стандарта. Первой к золотому монометаллизму перешла в конце 18 века Великобритания. К началу 20 века золотая валюта утвердилась в большинстве стран мира.

Отражая отношения людей в условиях товарного производства, власть Золота выступает на поверхности явлений как отношение вещей, кажется натуральным внутренним свойством Золота и порождает золотой и денежный фетишизм. Страсть к накоплению золотых богатств растет безгранично, толкает на чудовищные преступления. Особенно возрастает власть Золота при капитализме, когда товаром становится рабочая сила. Образование при капитализме мирового рынка расширило сферу обращения Золота и сделало его мировыми деньгами.

В период общего кризиса капитализма подрывается золотой стандарт. Во внутреннем обращении капиталистических стран господствующими становятся бумажные деньги и неразменные на Золото банкноты. Ограничиваются или вовсе запрещаются вывоз Золота и его купля-продажа. В связи с этим Золото перестает выполнять функции средства обращения и средства платежа, но, выступая идеально как мера стоимости, а также сохраняя значение средства образования сокровищ и мировых денег, остается базой денежных систем и главным средством окончательного урегулирования взаимных денежных требований и обязательств капиталистических стран. Размеры запасов Золота - важный показатель устойчивости валют и экономического потенциала отдельных стран. Купля-продажа Золото для промышленного потребления, а также и для частной тезаврации (накопления) осуществляется на специальных рынках золота. Выпадение Золота из свободного межгосударственного рыночного оборота вызвало сокращение его доли в валютной системе мира и, прежде всего, в валютных резервах стран (с 89% в 1913 до 71% в 1928, 69% в 1958 и 55% в 1969). Все более значительная часть вновь добываемого Золота поступает для тезаврации и промышленного использования (в современной химической промышленности, для ракетостроения, космической техники).

С 1 января 1961 года золотое содержание советского рубля установлено в 0,987412 г чистого Золота. Это же количество Золота было положено в основу переводного рубля - международной валюты стран - членов СЭВ.

Существует мнение, что золото само по себе - один из самых малополезных металлов. Так ли это? Эрудированный инженер начала XX в. ответил бы: «Бесспорно, так». Инженеры середины 70-х годов не столь категоричны. Техника прошлого обходилась без золота не только потому, что оно слишком дорого. Не было особой нужды в свойствах, присущих только золоту. Впрочем, утверждение, что эти свойства не использовались совсем, будет неверным. Купола церквей золотили из-за химической стойкости и простоты механической обработки золота. Эти его свойства использует и современная техника.

Золото и его сплавы

Золото - очень мягкий металл, его легко расплющить, превратить в тончайшие пластинки и листы. В некоторых случаях это очень удобно. Несмотря на это, большинство золотых изделий - литые, хотя температура плавления золота 1063° С. Еще мастерам древности пришлось убедиться, что придать золоту все нужные формы способом литья не удается. При изготовлении, например, обычного кувшина ручку приходилось отливать отдельно, а потом припаивать.
Историки и археологи установили, что пайка металлов известна людям уже несколько тысячелетий. Только паяли древние не оловом, а золотом, точнее - сплавом золота и серебра. Современной технике тоже иногда приходится пользоваться золотым припоем.
По электропроводности золото занимает третье место после серебра и меди.
При контакте под давлением золота с медью в восстановительной среде или в вакууме процесс диффузии - проникновения молекул одного металла в другой - идет довольно быстро. Детали из этих металлов соединяются между собой при температуре, значительно более низкой, чем температура плавления меди, золота или любого их сплава. Такие соединения называют золотыми печатями. Их используют при изготовлении некоторых типов радиоламп, хотя прочность золотых печатей несколько ниже прочности соединений, полученных путем сплавления. Из сплавов золота с серебром или медью делают волоски гальванометров и других точных приборов, а также миниатюрные электрические контакты, предназначенные для приема огромного числа замыканий и размыканий. При этом, что особенно важно, эти конструктивно несложные детали должны работать без прилипания контактов, должны реагировать на каждый импульс.
В сплавах, обеспечивающих наименьшее прилипание, золоту принадлежит особая роль. Безотказно работают сплавы золота с палладием (30%) и платиной (10%), палладием (35%) и вольфрамом (5%), цирконием (3%), марганцем (1%). В специальной литературе описаны сплавы с подобными свойствами, способные конкурировать с золотыми. Это, например, сплав платины с 18% иридия , но он дороже любого из перечисленных сплавов. Да и все лучшие контактные сплавы очень дороги, однако без них не может обойтись современная космическая техника. Кроме того, их применяют в наиболее важных аппаратах не космического назначения, от которых требуется особая надежность.
Золото и его сплавы стали конструкционным материалом не только для миниатюрных радиоламп и контактов, но и для гигантских ускорителей элементарных частиц. Ускоритель, как правило,-это огромная кольцевая камера - труба, свернутая в баранку. Чем большее разрежение удается создать в такой трубе, тем дольше могут жить в ней элементарные частицы. Трубы изготовляют из нержавеющей стали, выплавленной в вакууме. Внутреннюю поверхность трубы полируют до зеркального блеска - при такой поверхности легче поддерживать глубокое разрежение.
Давление в ускорителе элементарных частиц не превышает миллиардных долей атмосферного. Излишне объяснять, насколько сложно поддержать в гигантской «баранке» такой вакуум, тем более что в баранке имеются отводы, рукава, стыки.
Уплотняющие кольца и шайбы для ускорителей делают из мягкого пластичного золота. Золотом паяют стыки камеры.
В некоторых случаях пластичность золота оказывается незаменимым качеством, а в других, наоборот, создает затруднения. Одно из старейших применений золота - изготовление зубных протезов. Конечно, мягкому металлу легче придать нужную форму, но зубы из чистого золота сравнительно быстро изнашиваются. Поэтому зубные протезы и ювелирные изделия изготовляют не из чистого золота, а из его сплавов с серебром или медью. В зависимости от содержания серебра такие сплавы имеют неодинаковый цвет: при 20-40% серебра получается зеленовато-желтый металл, при 50% - бледно-желтый.
Сплавы дополнительно упрочняют термической обработкой, и при этом золото ведет себя очень своеобразно. Хорошо известен процесс закалки стали: металл нагревают до определенной температуры и затем быстро охлаждают. Такая обработка придает стали твердость. Что-бы снять закалку, металл повторно нагревают и охлаждают медленно - это отжиг. Сплавы золота с медью и серебром, наоборот, приобретают мягкость и пластичность при быстром охлаждении, а при медленном отжиге - твердость и хрупкость.

Позолота

Золото - один из самых тяжелых металлов , только осмий , иридий и платина превосходят его по плотности. Если бы носилки фараонов были действительно золотыми, они были бы в два с половиной раза тяжелее железных. Носилки были деревянными, покрытыми тончайшей золотой фольгой.
Любопытная деталь: плотность вольфрама почти совпадает с плотностью золота. В древности не знали вольфрама, но если допустить, что золотая корона сиракузского царя Гиерона была бы подделана не серебром, а вольфрамом, то великий Архимед, пользуясь выведенным им законом, не смог бы обнаружить подделки и уличить мошенника-мастера.
Золотые покрытия известны с глубокой древности. Тончайшие листы золота приклеивали к дереву, меди, а позже и к железу специальными лаками. На вещах, находящихся в постоянном употреблении, такое золотое покрытие держалось около 50 лет. Правда, этот способ золочения не был единственным. В некоторых случаях изделие покрывали слоем специального клея и посыпали тончайшим золотым порошком.
Начиная с середины прошлого столетия, после того как русский ученый Б. С. Якоби открыл процессы гальванопластики и гальваностегии, старые способы золочения почти вышли из употребления. Гальванический процесс не только производительнее, он позволяет придать золотому покрытию различные оттенки. Добавка в золотой электролит небольшого количества цианистой меди придает покрытию красный оттенок, а в сочетании с цианистым серебром - розовый: с помощью одного цианистого серебра можно получить зеленоватый оттенок золотых покрытий.
Золотые покрытия отличаются высокой стойкостью и хорошо отражают свет. В наше время золочению подвергают детали проводников в высоковольтной радиоаппаратуре, отдельные части рентгеновских аппаратов. Изготовляют отражатели с золотым покрытием для сушки инфракрасными лучами. Позолоченной была поверхность нескольких искусственных спутников Земли: позолота предохраняла спутники от коррозии и избыточного тепла.
Новейший способ нанесения золотых покрытий - катоидное распыление. Электрический разряд в разряженном газе сопровождается разрушением катода. При этом частицы катода летят с огромной скоростью и могут осаждаться не только на металле, но и на других материалах: бумаге, дереве, керамике, пластмассе. Этот способ получения тончайших золотых покрытий применяется при изготовлении фотоэлементов, специальных зеркал и в некоторых других случаях.

Краски золота

«Благородство» золота простирается лишь до определенных пределов. Иначе говоря, можно сравнительно легко получить его соединения с другими элементами. Даже в природе встречаются руды, в которых золото находится не в свободном состоянии, а в соединении с теллуром или селеном .
Промышленный процесс извлечения золота из руд - цианирование - основан на взаимодействии золота с цианидами щелочных металлов:
4Au + 8KCN + 2Н 2 О + O 2 → 4К + 4КОН.
В основе другого важного процесса - хлоринации (его используют сейчас не столько для извлечения, сколько для аффинажа золота) - лежит взаимодействие золота с хлором.
Некоторые соединения золота имеют промышленное применение. В первую очередь, это хлорное золото АuСl 3 , образующееся при растворении золота в царской водке. С помощью этого соединения получают высококачественное красное стекло - золотой рубин. Впервые такое стекло изготовлено в конце XVII столетия Иоганном Кункелем, но описание способа его получения появилось только в 1836 г. К шихте добавляют раствор хлорного золота и, изменяя последний, получают стекло с различными оттенками - от нежно-розового до темно-пурпурного. Лучше всего принимают окраску стекла, в состав которых входит окись свинца. Правда, в этом случае в шихту приходится вводить еще один компонент - осветлитель, 0,3-1,0% «белого мышьяка» As 2 0 3 . Окраска стекла соединениями золота обходится не очень дорого - для однородного интенсивного окрашивания всей массы нужно не более 0,001- 0,003% АuСl 3 .
Придать стеклу красный цвет можно также введением в шихту соединений меди или селена и кадмия. Они, безусловно, дешевле соединений золота, но работать с ними и Получать с их помощью продукцию высокого качества намного сложнее. Изготовление «медного рубина» затрудняется непостоянством окраски: оттенок сильно зависит от условий варки. Трудность получения «селенового рубина» - выгорание самого селена и серы из сернистого кадмия, входящего в состав шихты. «Золотой рубин» не теряет цвета при высокотемпературной обработке. Неоспоримое преимущество способа его получения заключается в том, что неудачную варку можно исправить последующей переплавкой. Как окрашивающее вещество хлорное золото используется также при рисовании по стеклу и фарфору. Кроме того, оно с давних пор служит тонирующим реагентом в фотографии. «Вираж-фиксаж с золотом» придает фотоотпечаткам черно-фиолетовый, коричневый или пурпурно-фиолетовый оттенки. Для этих же целей иногда используют и другое соединение золота - хлораурат натрия NaAuCl 4 .

Золото в медицине

Первые попытки применять золото в медицинских целях относятся еще ко временам алхимии, но они были немногим успешнее поисков философского камня. В XVI в. Парацельс пытался использовать препараты золота для лечения некоторых болезней, в частности сифилиса. «Не превращение металлов в золото должно быть целью химии, а приготовление лекарств»,- писал он.
Значительно позднее соединения, содержащие золото, были предложены в качестве лекарства против туберкулеза. Было бы неверным считать, что это предложение лишено разумных оснований: in vitro, т. е. вне организма, «в пробирке», эти соли губительно действуют на туберкулезную палочку, но для эффективной борьбы с болезнью нужна довольно высокая концентрация этих солей. В наши дни соли золота имеют значение для борьбы с туберкулезом лишь постольку, поскольку они повышают сопротивляемость заболеванию.
Выяснено также, что хлорное золото при концентрации 1: 30 000 начинает тормозить спиртовое брожение, с повышением концентрации до 1: 3900 -уже значительно угнетает его, а при концентрации 1: 200 - полностью останавливает.
Более эффективным медицинским средством оказался тиосульфат золота и натрия AuNaS 2 0 3 , который успешно применяется для лечения трудноизлечимого кожного заболевания - эритематозной волчанки. В медицинской практике стали применять и органические соединения золота, прежде всего кризолган и трифал.
Кризолган одно время широко применяли в Европе для борьбы с туберкулезом, а трифал, менее токсичный и более эффективный, чем тиосульфат золота и натрия,- как лекарство от эритематозной волчанки. В Советском Союзе был синтезирован высокоактивный препарат - кризанол (Au-S-СН 2 -СНОН-CH 2 S0 3) 2 Ca для лечения волчанки, туберкулеза, проказы.
После открытия радиоактивных изотопов золота его роль в медицине заметно возросла. Коллоидные частицы изотопов используют для лечения злокачественных опухолей. Эти частицы физиологически инертны, и потому их не обязательно как можно скорее выводить из организма. Введенные в отдельные области опухоли, они облучают только пораженные места. При помощи радиоактивного золота удается излечивать некоторые формы рака. Создан специальный «радиоактивный пистолет», в обойме которого 15 стерженьков из радиоактивного золота с периодом полураспада в 2,7 суток. Практика показала, что лечение «радиоактивными иголками» дает возможность ликвидировать поверхностно расположенную опухоль молочной железы уже на 25-й день.

Золотой катализ

Радиоактивное золото нашло применение не только в медицине. В последние годы появились сообщения о возможности заменять им платиновые катализаторы нескольких важных нефтехимических и химических процессов.

Особенно интересны перспективы использования каталитических свойств золота в двигателях сверхскоростных самолетов. Известно, что выше 80 км в атмосфере содержится довольно много атомарного кислорода. Объединение отдельных атомов кислорода в молекулу 0 2 сопровождается выделением большого количества тепла. Золото каталитически ускоряет этот процесс.

Трудно представить себе сверхскоростной самолет, работающий практически без горючего, но теоретически такая конструкция возможна. Двигатель будет работать за счет энергии, выделяющейся при реакции димеризации атомарного кислорода. Поднявшись на высоту 80 км (т. е. значительно превысив потолок современных самолетов), пилот включит кислороднокаталитический двигатель, в котором атмосферный кислород будет контактировать с катализатором.

Конечно, пока трудно предугадать, какие характеристики будет иметь такой двигатель, но сама по себе идея очень интересна и, видимо, не бесплодна. На страницах зарубежных научных журналов обсуждались возможные конструкции каталитической камеры, доказывалась даже нецелесообразность применения мелкодисперсного катализатора. Все это свидетельствует о серьезности намерений. Может быть, подобные двигатели станут применять не на самолетах, а на ракетах, а может быть, дальнейшие исследования похоронят эту идею как неосуществимую. Но этот факт, как и все, о чем рассказывалось выше, показывает, что пришла пора отказаться от установившегося взгляда на золото как на бесполезный для техники металл.

НА ЗОЛОТОЙ ПОДЛОЖКЕ. При ядерном синтезе менделевия мишенью служила золотая фольга, на которую электрохимическим путем было нанесено ничтожное количество (всего около миллиарда атомов) эйнштейния. Золотые подложки для ядерных мишеней были использованы и при синтезе других трансурановых элементов.

СПУТНИКИ ЗОЛОТА. Самородки редко бывают чисто золотыми. Обычно в них имеется довольно много меди или серебра. Кроме того, в самородном золоте иногда содержится теллур.

ЗОЛОТО ОКИСЛЯЕТСЯ. При температуре выше 100°С на поверхности золота образуется окисная пленка. Она не исчезает и при охлаждении; при 20°С толщина пленки равна примерно 30 А°.

ЕЩЕ О ЗОЛОТЫХ КРАСКАХ. В конце прошлого века химикам впервые удалось получить коллоидные растворы золота. Цвет растворов оказался фиолетовым. А в 1905 г., действуя спиртом на слабые растворы хлористого золота, получили коллоидные растворы золота синею и красного цвета. Цвет раствора зависит от размера коллоидных частиц.

ЗОЛОТО В ПРОИЗВОДСТВЕ ВОЛОКНА. Нити искусственного и синтетического волокна получают в устройствах, называемых фильерами. Материал фильер должен быть устойчивым к агрессивной среде прядильного раствора и достаточно прочным. В производстве нитрона применяют фильеры из платины, в которую добавлено золото. Добавкой золота достигаются две цели: фильеры становятся дешевле (ибо платина дороже золота) и прочнее. И тот и другой металл в чистом виде мягкие, однако в сплаве они представляют собой материал не только повышенной прочности, но даже пружинящий.

ЗОЛОТАЯ ПУЛЯ. Президент республики был сражен выстрелом. Убийца получил обусловленное вознаграждение от пославших его. Доказательством того, что именно он выполнил «поручение», должно было стать газетное сообщение о том, что пуля, сразившая президента, была золотой. Это сюжет известного фильма одноименного названия. Однако золотые пули, оказывается, использовались и ранее в менее драматической обстановке. В первой половине прошлого века купец Шелковников ехал из Иркутска в Якутск. Из разговоров на стоянке Крестовая он узнал, что тунгусы (эвенки), промышляющие зверя и птицу, покупают порох в фактории, а свинец добывают сами. Оказывается, по руслу речки Тонгуда можно набрать много «мягких желтых камней», которые легко округлить, а но весу они такие же тяжелые, как и свинец. Купец понял, что речь идет о россыпном золоте, и вскоре в верховьях этой речки были организованы золотые прииски.

ЗОЛОТОЕ СИТО. Известно, что золото можно прокатать в тончайшие, почти прозрачные листки, голубоватые на просвет. При этом в металле образуются мельчайшие поры, которые могли бы служить молекулярным ситом. Американцы пытались сделать установку для разделения изотопов урана на золотых молекулярных ситах, превратив для этого несколько тонн драгоценного металла в тончайшую фольгу, однако дальше дело не пошло. То ли сита оказались недостаточно эффективными, то ли была разработана более дешевая технология, то ли просто золота пожалели - так или иначе, но фольгу опять переплавили в слитки.

ПРОТИВ ВОДОРОДНОЙ ХРУПКОСТИ. При контакте стали с водородом, особенно в момент выделения последнего, газ, «внедряясь» в металл, делает его хрупким. Это явление так и называют водородной хрупкостью. Чтобы устранить его, детали аппаратов, а иногда и аппараты целиком покрывают тонким слоем золота. Это, конечно, дорого, но приходится идти на такую меру, поскольку от водорода золото защищает сталь лучше, чем любое другое покрытие, а ущерб от водородной хрупкости достаточно велик...

ИСТОРИЯ С ДУЭЛЯНТОМ. Известный изобретатель Эрнст Вернер Сименс в молодости дрался на дуэли, за что был водворен в тюрьму на несколько лет. Он сумел добиться разрешения организовать в своей камере лабораторию и продолжал в тюрьме опыты по гальванотехнике. 15 частности, он разрабатывал способ золочения не драгоценных металлов. Когда эта задача была уже близка к разрешению, пришло помилование. Но, вместо того чтобы радоваться полученной наконец свободе, узник подал просьбу оставить его еще на некоторое время в тюрьме - чтобы он мог закончить опыты. Власти не откликнулись на просьбу Сименса и выставили его из «обжитого помещения». Пришлось ему оборудовать лабораторию заново и уже на воле заканчивать начатое в тюрьме. Сименс получил-таки патент па способ золочения, но произошло это позже, чем могло быть.

ЗОЛОТО В СОКЕ БЕРЕЗ. Золото не относится к числу жизненно важных элементов. Более того, роль его в живой природе весьма скромная. Однако в 1977 г. в журнале «Доклады Академии наук СССР» (т. 234, № I) появилось сообщение о том, что в соке берез, растущих над золотоносными месторождениями, наблюдается повышенное содержание золота, как, впрочем, и цинка, если под почвой скрыты месторождения этого отнюдь не благородного металла.

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. Казалось бы, медицинские препараты золота, элемента химически пассивного, должны быть препаратами без противопоказаний или почти без противопоказаний. Однако это не так. Препараты золота нередко вызывают побочные явления - повышение температуры, раздражение почек и кишечника. При тяжелых формах туберкулеза, сахарном диабете, заболеваниях крови, сердечно-сосудистой системы, печени и некоторых других органов применение препаратов с золотом может принести больше вреда, чем пользы.