Откуда на Земле появилось золото? Какими свойствами обладает химический элемент золото? Химическая формула золота

Золото пленяло умы многие века, заставляя тратить на его поиски большую часть жизни, вступать в войны, идти на обман и предательство. На нашей планете есть множество металлов и иных химических веществ, давно подвергнутых периодизации. Среди них есть более ценные, а есть те, что стоят сравнительно недорого и повсеместно применяются в промышленности. Разграничение по классам ценности металлов произошло уже давно, чтобы понять, почему до сих пор страны, биржи, крупнейшие компании и богатейшие люди стремятся обладать золотом, следует познакомиться с ним поближе. Формула золота еще с древности использовалась учеными в предшествующих химии науках.

Химическая справка

Золото обозначается в химии как Aurum, сокращенно Au, в электронном виде: KLMNO6s1, Eион(Ме=>Ме++e)=9,22 эВ. В таблице Менделеева золото занимает атомный номер 79. Оно находится в 11 группе шестого периода. Также у золота есть международный регистрационный номер CAS: 7440-57-5. Атомная масса элемента равна 196,9665 г/молль. Золото – это простое вещество, так как оно состоит из изотопов одного металла.

Свойства золота уникальны и позволяют использовать его в области электроники, в медицине, в производстве оборудования для химических лабораторий. Оно обладает повышенной тепло- и электропроводимостью. Именно поэтому тонкое напыление золота методом гальванизации до сих пор может использоваться в производстве электрики. Золото кипит только при 2880 градусах, его плотность составляет 19.32г/см3, а температура плавления – 1064.43°С. Золото достаточно инертно, даже при высокой температуре не вступает в реакции с иными химическими элементами.

История золота

Название золото получило за свой желтый окрас. На многих языках его название звучит по-разному, но так или иначе связано с обозначением желтого, золотистого или зеленоватого цвета. Золото отличает несколько ключевых параметров. Это благородный металл, так как он не подвержен коррозии и не вступает в окислительные реакции под воздействием внешней среды. Кстати, именно поэтому он успешно применяется в стоматологии. Золото обладает повышенной плотностью и именно на этом построена система его добычи путем промывания ила, песка, речной воды. Также, золото очень мягкое и пластичное. Не смотря на свойства металла, его можно поцарапать даже без применения специального инвентаря.

Золото было, пожалуй, первым металлом, который открыл человек. Упоминания о нем есть во всех сохранившихся источниках древности, оно пользовалось почетом и стоило достаточно дорого. Нет сомнений, что интерес к золоту никогда не ослабевал. Его ценили за красоту и особые свойства, лишь позже осознав и ценность его физических свойств. Еще до того, как стала известна химическая формула вещества, покупка золота считалась отличным вложением средств.

Природное золото

В природе золото встречается в виде ископаемых самородков или россыпи. Если речь идет не о крупицах, разбросанных в руде или вымытых водой, то это самородки, которые можно отнести к различным подвидам: электрум, палладиевое золото, медистое, висмутовое. В этом случае химический состав золота будет включать и примеси, которые могут варьироваться в процентном соотношении.

Электрум – это сплав с серебром, известный еще в глубокой древности. Собственно, это первый сплав, с которым имел дело человек. Это минерал, в котором около половины занимают частицы серебра. Его название произошло от слова “янтарь”, что было процитировано внешним видом минерала. Палладиевые сплавы – это соединения с серебром, медью, хромом, никелем и иными веществами. Висмутовое золото содержит до 4% этого серебристо-розового металла. Медистое золото содержит до 20% меди, которая придает ему рыжеватый оттенок. Также возможно минеральное образование золота с железом, ртутью, иридием. Россыпное золото называется шлиховым, и состоит из осадка тяжелых металлов, среди которых есть и золотые крупицы.

Получение чистого золота

Золото почти не встречается в природе в своем чистом виде. После долгих веков промывки золотоносного песка и руды, человечество нашло более эффективный способ выделения золотых крупиц – амальгамацию. Для этого способа необходимы элементы, которые способны вступать в реакцию с золотом и этим элементом является ртуть. Она добавляется в руду, соединяется с золотом, а затем удаляется и пускается в дальнейшую работу. Также работает и цианирование. Золото осаждается из полученного раствора с применением цинка. Также может проводиться регенерация с помощью раствора щелочи.

Для того, чтобы получить чистый слиток или сплав с контролируемым количеством и составом примесей, нужно провести ряд процедур. Комплекс таких мер называется аффинаж – очистка руды, лома, сплава с целью получить чистое золото. В качестве материала для работы могут быть взяты любые частички золота – детали электродов, элементы лабораторного оборудования, ювелирные изделия. Есть несколько методов, считающихся наиболее успешными. Химия золота остановилась на этих способах, как несущих минимальные потери золотых частиц и расходующих меньше средств на вспомогательные материалы.

Химическое рафинирование – это выделение химических элементов из руды, золотоносной природной крошки или лома изделий, бывших в употреблении. Оно многоступенчатое и включает ряд опытов, которые направлены на выделение ценной составляющей. В первую очередь исключается из состава железо, так как оно не дает проводить необходимые операции. Оно может быть исключено с помощью магнита, или же с применением серной или соляной кислоты, которые растворят его частицы. Следующая стадия требует применения азотной кислоты, которая растворяет многие примеси, традиционно соседствующие с золотом – медь, серебро, цинк, олово. Золото остается в осадке, а в реакции используется поваренная соль. Далее осадок, содержащий золото и серебро, обрабатывается с помощью азотной и соляной кислоты. После проведения необходимых смешиваний, ряда нагревов и сливов, получают коричневый осадок, который тщательно промывают. После проведения финальной стадии очистки, получается золотая пыль, которую сплавляют в слиток. Чистота такого золота может составлять от 99,95%.

На производстве используется электрохимический способ очистки, в этом случае требуется чистое сырье, не ниже 900 пробы, чистейшее золото для проведения процедуры, а также кислоты. Также существует способ Миллера, который основан на газообразном выпаривании примесей посредством использования летучего хлора. Этот метод может быть опасен, так как ядовитые газы могут попасть в воздух.

Никто не ставит сейчас под сомнение состав золота, но когда-то оно считалось не только составляющим минералов и благородным металлом в очищенном виде, но и чем-то, что можно получить из другого вещества. Речь идет об алхимии, науке, которая появилась задолго до химии и стала ее прародительницей. Алхимиков считали колдунами и шарлатанами, им не доверяли и их боялись, но, тем не менее, не существует доказательств, которые бы позволили с уверенностью сказать, что это лженаука или вымысел. Существуют книги по алхимии, свидетельства очевидцев, истории, вписанные в хроники. Конечно, золото всегда было наибольшей ценностью и идея его получения при помощи опытов стала «идеей фикс» для многих поколений ученых.

У алхимиков было особое видение мира, они считали, что в природе все едино и все эволюционирует. Это относилось и к человеческой душе, и к минералам, веществам. Низшим металлом считался свинец, он был несовершенен, высшим – золото, так как оно обладало исключительными свойствами. Многие свидетельства указывают на то, что алхимики нашли секретное соединение, которое обращало олово и ртуть в чистейшее золото – философский камень. Состав и свойства этого камня остались неизвестны, так как те, кто его изобрели, унесли секрет в могилу, а свидетели могли рассказать лишь о процессе превращения олово, смешанного с порошком или камнем, в золото. Алхимическое золото по сей день будоражит умы, формула неизвестна даже сейчас при том, что наши технологии так развиты. Единственным доказательством в пользу достоверности этих экспериментов можно назвать эксперименты с ураном, когда при особом воздействии он образует совсем иные, новые, вещества. История требует уважительного отношения и вспомнив о грандиозных сооружениях, возведенных еще до нашей эры, дальних путешествиях и блестящих изобретателях, можно лишь развести руками, предположив, что алхимики древности знали о металлах гораздо больше, чем мы.

Золото в химии – лишь один из элементов, обладающий особыми свойствами, но его название в жизни людей побуждает совершенно другие ассоциации, чем другие металлы. Оно является мерилом состоятельности и успеха, символизирует власть и влияние. Конечно, человека в самом начале его знакомства с этим металлом привлекла его красота. Золотой цвет напоминал о Солнце, которое обожествлялось многими народами многие века. Золото стало материалом для культовых сооружений, украшений. Позже из него были выпущены первые монеты, так вошло в обиход понятие денег. Во времена империй и царств золото использовалось в отделке утвари и помещений. В церквях оно всегда использовалось для рам, покрытий, украшений, сусальное золото получило широкое распространение, а купола церквей покрывало листовое. Сейчас золото используется и для эстетических целей, и ради науки.

Золото благодаря своим свойствам пользуется большой популярностью среди ювелиров и предпринимателей во многих странах. Спрос на драгоценный металл был высоким ещё несколько столетий назад, когда его использовали для создания украшений, столовых приборов, отделки одежды и обуви. Многим интересно будет узнать особенности и место золота в таблице Менделеева.

Первый металл, который нашёл первобытный человек, это именно самородок золота. Это произошло ещё в период неолита, тогда из драгоценного металла стали изготавливать посуду и другие предметы быта. Вещество использовали во многих странах:

• Древнем Египте;
• Индии;
• Китае;
• Римской Империи.

Многие литературные произведения содержат описание драгметалла. Изучением его свойств занимались специальные учёные - алхимики.

Они называли золото царём всех металлов. Верующие общества сравнивали его с солнцем и считали, что вещество наделено особыми магическими и лечебными свойствами.

В больших количествах химический элемент добывался в тех местах, где были стоянки и жилища первых цивилизаций - Северная Африка, Центральная Европа, Южная Америка. Ископаемое в природе встречается в виде самородков разных размеров. Их находят как отдельно, так и в составе разных веществ.

В те времена ещё не было специальных технологий, поэтому золото добывали вручную. Несколько грамм чистого материала можно было добыть только за 2−3 дня. Специалисты по добыче проводили работы возле рек, где промывали прибрежный песок с помощью мелкого сита.

Как химический элемент таблицы Менделеева, золото связано со многими историческими событиями и географическими открытиями. Человек обнаруживал новые незаселённые территории и сразу начинал поиски полезных ископаемых. Если драгоценные крупицы были заложены природой в породу, то их находили через несколько дней после поселения. Au - то, как обозначается золото в таблице Менделеева. Его название происходит от латинского языка.

Природа металла

В природе элемент периодической системы Менделеева - золото - встречается довольно часто. По мнению учёных-географов, 5% земной литосферы состоит именно из этого вещества. Даже специальная техника не позволяет упростить процедуру его добычи, поэтому стоимость на металл высока. В большинстве магматических пород содержится драгоценный материал, но он выглядит как россыпи золотой пыли.

В земной коре вещество откладывается по причине перепадов температуры и многих химических процессов. Формула этих крупиц отличается от тех, которые обнаружены на поверхности пород. Добытчики находят самородки в железной и минеральной руде, в редких случаях золото присутствует в соединении с такими веществами, как:

• сурьма;
• селен;
• висмут.

Природный элемент также можно обнаружить в структуре биосферы. Он находится в составе соединений живых организмов и бактерий.

Небольшое количество золота добывают даже из обычной проточной воды. В самом начале геологических раскопок под пластами земли находили огромные залежи металла.

Около сорока стран в мире занимаются добычей вещества. Бо́льшую часть находят в государствах СНГ, Канаде и на африканских территориях. Лидеры по производству золота:

• Китай;
• Австралия;
• Российская Федерация;
• Перу;
• Южно-Африканская Республика;
• Канада;
• Соединённые Штаты Америки.

А также драгметалл находят в Гане, Индонезии и Мексике. Эти государства обеспечивают поставку золота на мировой рынок металлов.

Физические свойства

Формула вещества отличается пластичностью и гибкостью, поэтому металл считается самым мягким среди всех веществ в мире. Он легко поддаётся обработке и механическим повреждениям, поэтому изделия из него легко повредить и погнуть. Ювелиры и производители столовых приборов не используют чистое золото, они добавляют другие сплавы для прочности.

Высококачественный металл подходит для изготовления длинной проволоки и тончайших пластин. Такие детали необходимы в электронике и промышленности. Главное преимущество вещества - он проявляет высокую устойчивость к химическим процессам и реакциям. Золото считается хорошим проводником, оно быстро транспортирует электрический ток и тепловую энергию.

Абсолютно чистый металл без содержания примесей имеет характерный ярко-жёлтый цвет. Но такое вещество трудно встретить в магазинах. Даже в банковских слитках, которые используют для инвестиций и экономических запасов, есть незначительное количество примесей. В природе самородки состоят из серебра, никеля, меди и платины. Для улучшения цвета ювелиры могут добавлять в золото оксид железа, марганец.

Металл легко поддаётся полировке, после чего он отражает свет и издаёт мягкий блеск. Если сделать из вещества очень тонкую пластину, то она будет пропускать солнечный свет. При этом температура материала падает, а не повышается, что позволяет использовать его для качественной тонировки окон. Обозначение пробы указывает на содержание определённого количества материала в изделии.

Химия вещества

Вещество было найдено намного раньше, чем появилось золото в системе Менделеева. Но и в таблице у металла есть большое значение. Химики во все времена пытались проводить опыты над материалом, старались превратить другие ископаемые в драгоценные крупицы. Сера и кислород плохо влияют на другие элементы из системы Менделеева, но золото устойчиво к их воздействию. Незначительную реакцию проявляют только атомы на поверхности металла.

По содержанию материала определяют его характеристики и свойства. С некоторыми веществами реакции происходят даже при комнатной температуре, другие не изменяются под химическим воздействием при нагревании или разложении на атомы. Золото не поддаётся влиянию минеральных кислот, именно этим способом определяют качество металла. В школьном курсе химии проходят то, как называется золото по таблице Менделеева. Его название Aurum, элемент занимает 79 место в шестом периоде. Его атомная масса - 196,67, температура плавления - 1064, 43 градуса.

Ювелиры для проверки подлинности изделий используют азотную кислоту. Предмет опускают в ёмкость с жидкостью и оставляют на 5−10 минут. Если вещество не поменяло свой цвет, то оно является настоящим. Поддельное золото вступит в химическую реакцию с кислотой, изменит свой оттенок на зелёный.

Экономические сведения

Золото в экономике играет роль общенационального эквивалента. С его помощью выражают стоимость всех товаров, в некоторых случаях оно становится полноценными деньгами или средством обмена. Есть несколько физических и химических свойств, которые позволяют выделять золото в товарном мире:

• делимость;
• однородность;
• пластичность и ковкость;
• портативность - значительная стоимость при небольшой массе;
• лёгкая обработка.

Во многих государствах драгметалл используется для чеканки монет, а его слитки хранятся в банковских учреждениях.

Его применяют не только в ювелирной сфере, для какой его добывал изначально, но и для производства некоторых деталей электроники, промышленной и бытовой техники. Сначала вещество использовали только для отделки украшений и одежды, но в 1500 году до нашей эры в Китае, Месопотамии, Египте и Индии оно стало играть роль денежных средств. Вместе с золотом эти функции выполняли серебро и медь.

Желание разбогатеть подталкивало добытчиков к поиску новых месторождений. Так были открыты и колонизованы многие территории. Источники полезного ископаемого нашли в Европе, Азии, Африке, Южной и Северной Америке, Австралии. Его активно вывозили в развитые страны - Англию, Испанию, Францию, Германию. Великобритания стала первым государством, которое перешло на монометаллическую политику и исключило из обихода серебряные монеты. К XX веку эта валюта была утверждена в большинстве мировых стран.

После этого наступает кризис капитализма, государства начинают использовать бумажные деньги, которые нельзя разменять на золото. На некоторых территориях ограничивают и запрещают вывоз и ввоз металла, подготавливаются специальные рынки для работы с ним. Сегодня многие предприниматели и экономисты инвестируют в этот материал и получают неплохую прибыль за операции с ним.

Значение в искусстве

С самого начала разработки месторождений золото применяют для производства ювелирных изделий, украшений, религиозной и дворцовой утвари, посуды и столовых приборов. Мягкость и ковкость металла позволяет чеканить из него монеты, покрывать предметы гравировкой, заниматься литьём и изготовлением проволоки. Вещество применяется для создания филиграни, полировки поверхностей, которая будет после обработки переливаться световыми бликами с богатой игрой света и тени. Золото красиво смотрится в сочетании с другими материалами - серебром, платиной, жемчугом, драгоценными камнями, эмалью и чернью.

В медицине металл содержится в отечественных и импортных препаратах: взвеси масла, кризанил, миокризин, а также водорастворимых лекарствах, применяемых для приготовления растворов. Лекарства могут вызывать некоторые побочные эффекты, среди которых выделяют проблемы с почками, повышение температуры, раздражение кишечника. Нельзя прописывать средства, содержащие крупицы золота, тем, кто страдает от тяжёлых форм туберкулёза, почечной и печёночной недостаточности, заболеваний сосудистой системы и сахарного диабета.

Бета- и гамма-терапия подразумевает ввод в мягкие ткани гранул и штифтов из золота. Оно необходимо при лечении опухолей, но только в сочетании с хирургической и медикаментозной терапией. Предварительно проводят диагностику внутренних органов организма.

Золото играет большую роль в жизни человечества. Оно используется во многих сферах: экономической, ювелирной, медицинской, промышленной. Драгоценный металл имеет высокую стоимость, что обусловлено его физическими и химическими свойствами.

Уникальные химические свойства золота обеспечили ему особое место в ряду металлов, используемых на Земле. Золото известно человечеству с древнейших времен. Его издревле использовали в качестве украшений, алхимики пытались вывести драгоценный металл из других менее благородных веществ. В настоящее время спрос на него только растет. Его используют в промышленности, медицине, технике. Кроме того, его приобретают и государства, и частные лица, используя в качестве инвестиционного металла.

Химические свойства «короля металлов»

Для обозначения золота используется знак Au. Это сокращение от латинского наименования металла — Aurum. В периодической системе Менделеева оно находится под номером 79 и располагается в 11 группе. По внешнему виду это металл желтого цвета. Золото находится в одной группе с медью, серебром и рентгением, но его хим свойства ближе к металлам платиновой группы.

Инертность — ключевое свойство этого химического элемента, которая возможна благодаря высокому значению электродного потенциала. При стандартных условиях золото не взаимодействует ни с чем, за исключением ртути. С ней этот химический элемент образует амальгаму, которая легко распадается при нагревании всего в 750 градусов по Цельсию.

Хим свойства элемента таковы, что остальные соединения с ним тоже недолговечны. Это свойство активно используется в добыче благородного металла. Существенно реакционность золота возрастает только при интенсивном нагревании. Например, его можно растворить в хлорной или бромной воде, спиртовом растворе йода и, конечно, в царской водке — смеси соляной и азотной кислоты в определенной пропорции. Химическая формула реакции такого соединения: 4HCl + HNO 3 + Au = H (AuCl 4) + NO + 2H 2.

Химия золота такова, что при нагревании оно может взаимодействовать с галогенами. Чтобы образовать соли золота, надо восстановить этот химический элемент из кислотного раствора. При этом соли не выпадут в осадок, а растворятся в жидкость, образуя коллоидные растворы различного цвета.

Несмотря на то что золото не вступает в активные химические реакции с веществами, в быту не стоит допускать взаимодействия изделий из него с ртутью, хлором и йодом. Различная бытовая химия тоже не лучший сосед для изделий из драгоценного металла.

Дело в том, что в ювелирных украшениях используется сплав золота с другими металлами, и различные вещества, взаимодействуя с этими примесями, могут нанести красоте изделия непоправимый ущерб. Если нагреть золото выше 100 градусов по Цельсию, то на его поверхности появится окисная пленка толщиной в одну миллионную долю миллиметра.

Другие особенности драгоценного металла

Золото — один из самых тяжелых известных металлов. Его плотность равна 19,3 г/cм 3 . Слиток весом в 1 килограмм имеет совсем небольшие размеры, 8х4х1,8 сантиметров. Именно таков стандартный размер банковского золотого слитка этого веса. Он сопоставим с размером обычной кредитной карты, правда, слиток немного толще.

Тяжелее, чем золото, только несколько химических элементов: 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 — это знак платины) — радиоактивный элемент.

Химический состав золота обеспечивает его физические свойства. Так, к основным свойствам этого металла, делающим его уникальным, относится:

1. Ковкость, пластичность, тягучесть. Его очень легко расплющить или вытянуть. Так, из всего одного грамма золота можно получить проволоку длиной в 3 километра, а площадь тонких листов, полученных из 1 килограмма, составит 530 квадратных метров. Сверхтонкие листы из золотой фольги получили название «сусального золота». Им покрывают, к примеру, церковные купола и внутреннее убранство дворцов. Благодаря пластичности малым количеством желтого металла можно покрыть гигантские площади.
2. Мягкость. Золото высокой пробы мягко настолько, что его легко поцарапать даже ногтем. Именно поэтому слитки в банках продаются в герметичных пластиковых упаковках. Если на нем будет замечена хоть одна маленькая царапина, то он будет признан бракованным. Для того чтобы сделать золото более прочным, при изготовлении изделий в него добавляют другие металлы. Это свойство обеспечило высокую популярность короля металлов в ювелирной промышленности.
3. Высокая электропроводность. За счет этого хим свойства золото высоко ценится в электротехнике и промышленности. Лучше него электричество проводит только серебро и медь. При этом золото почти не нагревается: по теплопроводности выше него алмаз, серебро и медь. Вместе с таким свойством, как устойчивость к окислению, золото — идеальное вещество для изготовления полупроводников.
4. Отражение инфракрасного света. Тончайшее , нанесенное на стекло, не пропускает инфракрасное излучение, оставляя видимую часть спектра. Это свойство активно применяется в космонавтике, когда нужно защитить глаза космонавтов от пагубного солнечного воздействия. Зачастую напыление применяют и в зеркальной системе высотных зданий, чтобы снизить расходы на охлаждение помещений.
5. Устойчивость к коррозии и окислению. Слитки, которые хранятся в соответствии с правилами, даже при взаимодействии с воздухом практически не подвержены никакому химическому влиянию. Так что большая сохранность золота обеспечила его высокую популярность.

Метод добычи золота

Золото является довольно редким элементом на Земле. Его содержание в земной коре невелико. В основном оно встречается в виде россыпей в самородном состоянии или в виде руды и изредка встречается в виде минералов. Иногда золото добывается в качестве сопутствующего вещества при разработке медных или полиметаллических руд.

Способов добычи этого благородного металла человечество знает множество. Самый простой — отмучивание, то есть отделение золотой руды от пустой породы по специальному техпроцессу. Однако этот способ предполагает большие потери, так как технология далеко не совершенна. На смену механическому способу добычи золотой руды пришла химия. Алхимики, а после них химики получили множество способов выделения искомого металла из породы, среди них самые распространенные:

• амальгамация;
• цианирование;
• электролиз.

Электролиз, открытый в 1896 году Э. Вольвиллом, получил широкое распространение в промышленности. Его суть заключается в том, что аноды, состоящие из золотосодержащего вещества, помещаются в ванную с солянокислым раствором. В качестве катода используется лист из чистого золота. В процессе электролиза (пропускание тока через катод и анод) на катоде откладывается искомое вещество, а все примеси выпадают в осадок. Таким образом хим свойства драгоценного металла помогают получать его в промышленных масштабах практически без потерь.

Сплавы с другими металлами

Сплавы благородного металла образуются с двумя целями:

1. Изменить механические свойства золота, сделать его более прочным или, напротив, более хрупким и ковким.
2. Сэкономить запасы драгоценного металла.

Различные добавки в золото называются лигатурой. Цвет и свойства сплава зависят от того, какова химическая формула его составляющих. Так, серебро и медь значительно повышают твердость сплава, что позволяет использовать его для изготовления ювелирных изделий. А вот свинец, платина, кадмий, висмут и некоторые другие хим элементы делают сплав более хрупким. Несмотря на это, их часто используют для производства самых дорогих украшений, так как они существенно изменяют цвет изделия. Самые распространенные сплавы:

• зеленое золото — сплав 75% золота, 20% серебра и 5% индия;
• белое золото — сплав золота и платины (в соотношении 47:1) или золота, палладия и серебра в пропорции 15:4:1.
• красное золото — сплав золота (78%) и алюминия (22%);
• в пропорции 3:1 (что интересно, сплав в любой другой пропорции приобретет белый цвет, и эти сплавы называются общим термином «электрон»).

В зависимости от количества золота в сплаве, определяют его пробу. Она измеряется в промилле и обозначается трехзначной цифрой. Количество искомого металла в каждом сплаве строго регулируется государством. В России официально приняты только 5 проб: 375, 500, 585, 750, 958, 999. Цифры пробы означают, что именно столько мер золота приходится на 1000 мер сплава.

Иными словами, в слитке или изделии 585 пробы содержится 58,5% золота. Золото высшей пробы, 999, считается чистым. Его для своих нужд использует только химия, так как этот металл слишком хрупкий и мягкий. 750 проба — самая популярная в ювелирной промышленности. Ее основные компоненты — серебро, медь, платина. На изделии обязательно должно стоять клеймо — цифровой знак, обозначающий пробу.

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.

Рутений, родий, палладий, осмий, иридий и иногда рений. Это название вышеперечисленные металлы получили благодаря высокой химической стойкости. Золото очень ценится во всем мире ещё с самых древних времен. О его особой ценности говорит тот факт, что любой средневековый алхимик считал целью своей жизни получить золото из других веществ, чаще всего в качестве исходного использовалась . Существуют легенды, что некоторым, таким как Николя Фламель , это даже удалось.

Золото и его история

Невероятно, но золото - самый первый металл который узнало человечество! Его открытие датируется эпохой неолита, т.е. примерно 11000 лет назад! Золото широко использовалось во всех древнейших цивилизациях, его называли «царем металлов» и обозначали тем же иероглифом, что и солнце. Существуют археологические находки золотых украшений, которые были изготовлены в третьем тысячелетии до н. э.
Вся история человечества находится в тесной связи с золотом. Подавляющее большинство войн до начала применения нефти велось именно из-за этого благородного металла. Как метко подметил Гёте в своем «Фаусте»: «Люди гибнут за металл!». Золото явилось одной из предпосылок Великих географических открытий, т.е. периода в истории, во время которого европейцы открывали новые материки и морские маршруты в Африку, Америку, Азию и Океанию. В XV веке из-за кризиса экономики и постоянных войн имела место острая нехватка драгоценных металлов для изготовления денег, поэтому королевские дворы искали новые торговые рынки, а, главное, места, где много дешевого золота. Именно так мы узнали о существовании Америки и Австралии!

Золотая маска (Таиланд)

Первоначально человечество использовало золото только для изготовления украшений и предметов роскоши, но постепенно стало служить средством обмена, т.е. начало выполнять функцию денег. В таком качестве золото применялось еще за 1500 лет до н. э. в Китае и Египте. В государстве Лидия (территория современной Турции), которое обладало огромными месторождениями золота, впервые начали чеканить золотые монеты. Количество золота в этом государстве превосходило все имевшиеся на тот момент запасы этого металла в других государствах настолько, что имя лидийского царя Креза вошло в поговорку и стало синонимом несметного богатства. Говорят «Богат, как Крез».
В Средние века и позднее основным источником золота была Южная Америка. Но вначале XIX века были открыты большие месторождения золота на Урале и в Сибири, поэтому в течение нескольких десятилетий Россия занимала первое место по его добыче. Позже были открыты богатые месторождения в Австралии и ЮАР. Таким образом произошло резкое увеличение добычи золота. До этого времени наряду с золотом из драгоценных металлов для производства монет использовалось серебро. Но прилив золота из вышеупомянутых стран обеспечил вытеснение серебра. Поэтому уже к началу XX века золото утвердилось в качестве стандарта. Само по себе золото редко используется в качестве материала для монет, т.к. оно очень мягкое и пластичное (1 грамм золота можно растянуть на 1 км), а поэтому быстро истиралось, в основном его используют в виде сплавов, повышающих твердость материала. Но поначалу монеты чеканились из чистого золота и одним из способов проверки монеты было попробовать её «на зубок», монету зажимали зубами, если оставался приличный след, считалось, что монета не фальшивая.

Распространение золота в природе

Золото не очень сильно распространено на нашей планете, но и не является редкостью, содержание его в литосфере около 4,3·10 -7 %, а в одном литре морской воды его содержится около 4·10 -9 г. Некоторое количество золота находится в почве, оттуда его получают растения. Кукуруза является отличным источником природного золота для питания человека, это растение имеет способность концентрировать его в себе. Добыча золота крайне сложное занятие, именно за счет этого оно и имеет такую высокую цену. Как говорят геологи, «золото любит одиночество», т.к. чаще всего его находят в виде самородков, т.е. оно находится в руде в чистом виде. Лишь в крайне редких случаях встречаются соединения золота с висмутом и селеном. Очень небольшое его количество имеется в магматических горных породах, в застывшей лаве. Но из них добыть золото стоит еще большего труда, а содержание его очень низкое. Поэтому способ добычи из магматических пород не находит применения ввиду своей нерентабельности.
Основные запасы золота сосредоточены в России, ЮАР и Канаде.

Химические свойства золота

Чаще всего золото имеет валентность равную +1 или +3. Это очень стойкий к агрессивному воздействию металл. Золото совершенно не подвержено окислению, т.е. кислород при нормальных условиях не оказывает на него никакого влияния. Однако, если нагреть золото выше 100° C на его поверхности образуется очень тонкая окисная пленка, которая не исчезает даже при охлаждении. При температуре 20 °C толщина пленки равна примерно 0,000001 мм. Сера , фосфор, водород и азот не реагируют с золотом.
Золото не подвержено действию кислот. Но только в том случае если они действуют на него по отдельности. Единственной чистой кислотой, в которой можно растворить золото, является горячая концентрированная селеновая кислота H 2 SeO 4 . При комнатной температуре благородный металл растворяется в так называемой «царской водке», т.е. смеси «азотная кислота + соляная кислота». Также при нормальных условиях золото очень подвержено воздействию растворов иодида калия и йода.

Применение золота

С древнейших времен золото используется в ювелирном искусстве, в качестве предметов роскоши и власти. Благодаря своей исключительной пластичности и ковкости ювелиры могут создавать из этого металла настоящие произведения искусства. В промышленности золото используется в виде сплавов с другими металлами. Во-первых, это повышает прочность сплава, а во-вторых, удешевляет производство. Содержание золота в сплаве называют «пробой», которая выражается каким то целым стандартным числом. Например, в килограмме сплава 750 пробы содержится 750 граммов золота. Остальные 250 - это другие примеси. Следовательно, чем выше проба, тем выше содержание золота в сплаве. Существует стандарт на это содержание: используются 375, 500, 585, 750, 900, 916, 958 пробы.

Знаете ли вы что?

Для того чтобы изготовить одно золотое кольцо, требуется переработать тонну золотосодержащей руды!

В других отраслях промышленности золото применяется для различных целей в химическом и нефтехимическом производствах, в энергетике и электронике, в авиации и космической технике. Этот благородный металл используется везде, где ни в коем случае нежелательно появление коррозии. Также оно широко применяется в медицине с незапамятных времен из-за стойкости к окислению. В египетских гробницах были найдены мумии с золотыми коронками зубов. В настоящее время для зубных протезов и коронок используются золотые сплавы повышенной прочности. Помимо этого золото используется в фармакологии. Здесь используют различные соединения драгметалла, которые входят как в состав препаратов, так и применяются отдельно. Золотые нити используют в косметологии, тут они помогают омоложению кожи.

Знаете ли вы что?

В японском городе Сува работает завод, на котором из пепла оставшегося после сжигания промышленных отходов добывают золото! Причем в этом пепле его содержание больше, чем в любой золотоносной шахте. Этот факт объясняется тем, что в городе очень много заводов производящих электронику, в которой широко применяется этот благородный металл.

Подведем итог. Золото сохраняет свое инвестиционное, промышленное, ювелирное и медицинское назначение на протяжении уже нескольких тысячелетий и подобная тенденция вряд ли прервется в обозримом будущем. Золото всегда будет олицетворением роскоши и богатства!