Izotopy złota. Złoto z reaktora jądrowego

09.05.2019

W 1935 r. amerykański fizyk Arthur Dempster zdołał przeprowadzić spektrografię masową oznaczania izotopów zawartych w naturalnym uranie. Podczas eksperymentów Dempster zbadał również skład izotopowy złota i znalazł tylko jeden izotop - złoto-197. Nic nie wskazywało na istnienie złota-199. Niektórzy naukowcy sugerowali, że musi istnieć ciężki izotop złota, ponieważ złoto w tym czasie przypisywano względnej masie atomowej 197,2. Jednak złoto jest pierwiastkiem monoizotopowym. Dlatego ci, którzy chcą sztucznie pozyskać ten upragniony metal szlachetny, wszelkie wysiłki muszą być skierowane na syntezę jedynego stabilnego izotopu – złota-197.

Wiadomość o udanych eksperymentach w produkcji sztucznego złota zawsze budziła zaniepokojenie w kręgach finansowych i rządowych. Tak było w czasach władców rzymskich i tak jest do dziś. Nic więc dziwnego, że suchy raport z badań National Laboratory w Chicago autorstwa grupy profesora Dempstera wywołał ostatnio ekscytację w kapitalistycznym świecie finansów: w reaktorze atomowym można pozyskać złoto z rtęci! To najnowszy i przekonujący przypadek przemiany alchemicznej.

Zaczęło się w 1940 roku, kiedy w niektórych laboratoriach fizyki jądrowej zaczęto bombardować pierwiastki sąsiadujące ze złotem rtęcią i platyną neutronami prędkimi uzyskanymi za pomocą cyklotronu. Na spotkaniu amerykańskich fizyków w Nashville w kwietniu 1941 r. A. Sherr i C.T. Bainbridge z Uniwersytetu Harvarda przedstawili pomyślne wyniki takich eksperymentów. Wysłali przetaktowane deuterony do celu litowego i otrzymali strumień prędkich neutronów, których użyto do bombardowania jąder rtęci. W wyniku transformacji jądrowej uzyskano złoto!

Trzy nowe izotopy o liczbach masowych 198, 199 i 200. Jednak izotopy te nie były tak stabilne jak izotop naturalny – złoto-197. Emitując promienie beta, po kilku godzinach lub dniach ponownie zamieniły się w stabilne izotopy rtęci o liczbach masowych 198, 199 i 200. W konsekwencji współcześni zwolennicy alchemii nie mieli powodu do radości. Złoto, które zamienia się z powrotem w rtęć, jest bezwartościowe: to zwodnicze złoto. Jednak naukowcy cieszyli się z udanej transformacji pierwiastków. Mogli poszerzyć swoją wiedzę na temat sztucznych izotopów złota.

„Transmutacja” przeprowadzona przez Sherr i Bainbridge opiera się na tak zwanej reakcji (n, p): jądro atomu rtęci, absorbując neutron n, zamienia się w izotop złota i uwalnia się proton p.

Naturalna rtęć zawiera siedem izotopów w różnych ilościach: 196 (0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 (23,13%), 201 (13,22%), 202 (29, 80%) i 204 (6,85). %). Ponieważ Sherr i Bainbridge znaleźli izotopy złota o liczbach masowych 198, 199 i 200, należy przyjąć, że te ostatnie powstały z izotopów rtęci o tych samych liczbach masowych. Na przykład: 198 Hg + n = 198 Au + p

To założenie wydaje się uzasadnione – w końcu te izotopy rtęci są dość powszechne. Prawdopodobieństwo wystąpienia jakiejkolwiek reakcji jądrowej jest określane przede wszystkim przez tak zwany skuteczny przekrój wychwytywania jądra atomowego w stosunku do odpowiedniej bombardującej cząstki. Dlatego współpracownicy profesora Dempstera, fizycy Ingram, Hess i Haydn, próbowali dokładnie określić efektywny przekrój dla wychwytywania neutronów przez naturalne izotopy rtęci. W marcu 1947 r. byli w stanie wykazać, że izotopy o liczbach masowych 196 i 199 mają największy przekrój wychwytywania neutronów i dlatego mają największe prawdopodobieństwo konwersji w złoto. Jako "produkt uboczny" ich eksperymentalnych badań otrzymali... złoto! Dokładnie 35 μg uzyskane ze 100 mg rtęci po napromieniowaniu moderowanymi neutronami w reaktorze jądrowym. Odpowiada to wydajności 0,035%, ale jeśli znalezioną ilość złota przypisujemy tylko rtęci-196, to uzyskamy solidną wydajność 24%, ponieważ złoto-197 powstaje tylko z izotopu rtęci o masie liczba 196.

Z szybkimi neutronami (n, p) -reakcje często zachodzą, az wolnymi neutronami - głównie (n, y) -konwersje. Złoto odkryte przez pracowników Dempster ukształtowało się w następujący sposób:

196 Hg + n = 197 Hg * + y

197 Hg * + e- = 197 Au

Niestabilna rtęć-197 utworzona w procesie (n, y) zamienia się w stabilne złoto-197 w wyniku przechwycenia K (elektron z powłoki K własnego atomu). W ten sposób Ingram, Hess i Haydn zsyntetyzowali namacalne ilości sztucznego złota w reaktorze atomowym! Mimo to ich synteza złota nikogo nie zaniepokoiła, ponieważ dowiedzieli się o tym tylko naukowcy uważnie śledzący publikacje w „Physical Review”. Raport był krótki i prawdopodobnie dla wielu nie dość interesujący ze względu na mało wyróżniający się tytuł: „Przekroje neutronowe dla izotopów rtęci” (Efektywne przekroje poprzeczne do wychwytywania neutronów przez izotopy rtęci). Ucieszyła jednak okazja, że dwa lata później, w 1949 roku, nadmiernie gorliwy dziennikarz odebrał to czysto naukowe przesłanie iw głośny rynkowy sposób ogłosił w prasie światowej produkcję złota w reaktorze jądrowym. Następnie we Francji doszło do dużego zamieszania z notowaniami złota na giełdzie i rozpoczął się załamanie. Wydawało się, że wydarzenia rozwijają się dokładnie tak, jak wyobrażał sobie Rudolph Dauman, przepowiadając w swojej powieści science fiction „KONIEC ZŁOTA”.

Jednak sztuczne złoto otrzymywane w reaktorze atomowym było długo na przyszłość. Nie miała zamiaru zalewać światowych rynków. Nawiasem mówiąc, profesor Dempster nie miał co do tego wątpliwości. Stopniowo francuski rynek kapitałowy ponownie się uspokoił. To nie ostatnia zasługa francuskiego magazynu Atoms, który w styczniowym numerze 1950 opublikował artykuł: „La transmutation du mercure en or” (Transmutacja rtęci w złoto).

Wprawdzie pismo w zasadzie dostrzegało możliwość uzyskania złota z rtęci metodą reakcji jądrowej, zapewniało jednak czytelników, że cena takiego sztucznego metalu szlachetnego byłaby wielokrotnie wyższa niż naturalnego złota wydobywanego z najbiedniejsze rudy złota!

Pracownicy Dempstera nie mogli odmówić sobie przyjemności uzyskania pewnej ilości takiego sztucznego złota w reaktorze. Od tego czasu ta niewielka, ciekawa wystawa zdobi chicagowskie Muzeum Nauki i Przemysłu. Tę rzadkość – świadectwo sztuki „alchemików” w erze atomowej – można było podziwiać podczas konferencji genewskiej w sierpniu 1955 roku.

Z punktu widzenia fizyki jądrowej możliwe jest kilka przekształceń atomów w złoto. W końcu odkryjemy tajemnicę kamienia filozoficznego i powiemy, jak można zrobić złoto. Podkreślamy tutaj, że jedyną możliwą drogą jest transformacja jąder.

Stabilne złoto 197Au można było otrzymać przez rozpad radioaktywny niektórych izotopów sąsiednich pierwiastków. Tego uczy nas tzw. mapa nuklidów, na której przedstawione są wszystkie znane izotopy i możliwe kierunki ich rozpadu. Tak więc złoto-197 powstaje z rtęci-197 emitującej promienie beta lub z takiej rtęci przez wychwytywanie K. Złoto można by również wytwarzać z talu-201, gdyby ten izotop emitował promienie alfa. Nie jest to jednak przestrzegane. Jak uzyskać izotop rtęci o liczbie masowej 197, którego nie ma w naturze? Teoretycznie można go otrzymać z talu-197, a ten ostatni z ołowiu-197. Oba nuklidy spontanicznie przekształcają się z wychwytem elektronów odpowiednio w rtęć-197 i tal-197. W praktyce byłaby to jedyna, choć teoretyczna, możliwość wytworzenia złota z ołowiu. Jednak ołów-197 jest również tylko sztucznym izotopem, który musi być najpierw otrzymany w reakcji jądrowej.

Izotopy 197Pt platyny i 197Hg rtęci są również otrzymywane tylko przez przemiany jądrowe. Realnie możliwe są tylko reakcje oparte na naturalnych izotopach. Tylko 196 Hg, 198 Hg i 194 Pt są do tego odpowiednimi materiałami wyjściowymi. Te izotopy mogą być bombardowane przyspieszonymi neutronami lub cząstkami alfa w celu uzyskania następujących reakcji:

196 Hg + n = 197 Hg * + y

198 Hg + n = 197 Hg * + 2n

194 Pt + 4 He = 197 Hg * + n

Z takim samym sukcesem pożądany izotop platyny można było otrzymać z 194 Pt w procesie (n, y) lub z 200 Hg w procesie (n, y). W tym przypadku oczywiście nie możemy zapominać, że naturalne złoto i platyna składają się z mieszaniny izotopów, więc w każdym przypadku należy wziąć pod uwagę konkurencyjne reakcje. Czyste złoto będzie musiało ostatecznie zostać wyizolowane z mieszaniny różnych nuklidów i nieprzereagowanych izotopów. Ten proces będzie kosztowny. Konwersja platyny w złoto będzie musiała zostać całkowicie porzucona ze względów ekonomicznych: jak wiadomo platyna jest droższa niż złoto.

Inną opcją syntezy złota jest bezpośrednia transformacja jądrowa naturalnych izotopów, na przykład według następujących równań:

200 Hg + p = 197 Au + 4 He

199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He

(Y, p) -proces (rtęć-198), (y, p) -proces (platyna-194) lub (p, y) lub (D, n) -transformacja (platyna-196 ). Pytanie tylko, czy jest to praktycznie możliwe, a jeśli tak, to czy z wymienionych powodów jest to w ogóle opłacalne. Tylko długotrwałe bombardowanie rtęci neutronami, które są obecne w reaktorze w wystarczającym stężeniu, byłoby ekonomiczne. Inne cząstki musiałyby być produkowane lub przyspieszane w cyklotronie - ta metoda, jak wiadomo, daje tylko niewielkie wydajności substancji.

Jeśli naturalna rtęć zostanie poddana działaniu strumienia neutronów w reaktorze, to oprócz stabilnego złota powstaje głównie radioaktywne. To radioaktywne złoto (o liczbach masowych 198, 199 i 200) ma bardzo krótką żywotność i w ciągu kilku dni zamienia się z powrotem w swoje pierwotne substancje z emisją promieniowania beta:

198 Hg + n = 198 Au * + p

198 Au = 198 Hg + e- (2,7 dnia)

Nie jest jeszcze możliwe wykluczenie odwrotnej przemiany radioaktywnego złota w rtęć, czyli złamanie tego „Circulus vitiosus”: prawa natury nie są tak łatwe do obejścia. Jedynym stabilnym izotopem złota jest 197 Au 79, co gwarantuje jego niezawodną i przyjazną dla środowiska produkcję. Powodem, dla którego złoto nie przekształca się w rtęć w naturalny sposób, jest przypadkowy fakt, że jądro 197 Au jest nieco bardziej stabilne niż jądro 197 Hg - tylko o 1 MeV. Jeśli wręcz przeciwnie, 197 Hg byłoby bardziej stabilne, to stabilne, naturalne złoto w ogóle by nie istniało. Fałszywe sztabki złota zamieniłyby się w kałużę rtęci.

W tych warunkach syntetyczna produkcja drogiego metalu szlachetnego – platyny, wydaje się mniej skomplikowana niż alchemia. Gdyby można było skierować bombardowanie neutronami w reaktorze tak, aby zachodziła głównie transformacja (n, y), to można by mieć nadzieję na uzyskanie znacznych ilości platyny z rtęci: wszystkie powszechne izotopy rtęci - 198 Hg, 199 Hg, 201 Hg - przekształcane są w stabilne izotopy platyny - 195 Pt, 196 Pt i 198 Pt. Oczywiście i tutaj proces oddzielania syntetycznej platyny jest bardzo skomplikowany.

Frederick Soddy już w 1913 roku zaproponował sposób na uzyskanie złota poprzez przemianę jądrową talu, rtęci lub ołowiu. Jednak w tym czasie naukowcy nie wiedzieli nic o składzie izotopowym tych pierwiastków. Gdyby można było przeprowadzić proces eliminacji cząstek alfa i beta zaproponowany przez Soddy'ego, należałoby przejść od izotopów 201 Tl, 201 Hg, 205 Pb. Spośród nich tylko izotop 201 Hg występuje w naturze, zmieszany z innymi izotopami tego pierwiastka i chemicznie nierozdzielny. W konsekwencji przepis Soddy'ego był niewykonalny.

Pisarz Dauman w swojej książce „KONIEC ZŁOTA”, opublikowanej w 1938 roku, podał nam przepis na przekształcenie bizmutu w złoto: poprzez oddzielenie dwóch cząstek alfa z jądra bizmutu za pomocą wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich. Ta reakcja (y, 2a) nie jest do tej pory znana. Ponadto hipotetyczna transformacja 205 Bi + y = 197 Au + 2a nie może przebiegać z innego powodu: nie ma stabilnego izotopu 205 Bi. Bizmut jest pierwiastkiem monoizotopowym! Jedyny naturalny izotop bizmutu o liczbie masowej 209 może dać, zgodnie z zasadą reakcji Daumana, tylko radioaktywne złoto-201, które z okresem półtrwania 26 minut ponownie zamienia się w rtęć. Jak widać, bohater powieści Daumana, naukowiec Bargengrond, nie mógł zdobyć złota!

Teraz wiemy, jak właściwie zdobyć złoto. Uzbrojeni w wiedzę z zakresu fizyki jądrowej zaryzykujmy eksperyment myślowy: 50 kg. zamieniamy rtęć w reaktorze atomowym w pełnowartościowe złoto - złoto-197. Prawdziwe złoto jest wykonane z rtęci-196. Niestety rtęć zawiera tylko 0,148% tego izotopu. Dlatego przy 50 kg. jest tylko 74 g rtęci-196 i tylko taką ilość możemy przemienić w prawdziwe złoto.

Na początek bądźmy optymistami i załóżmy, że te 74 g rtęci-196 można przerobić na taką samą ilość złota-197, jeśli rtęć będzie bombardowana neutronami w nowoczesnym reaktorze o pojemności 10 15 neutronów/(cm 2 . S). Wyobraźmy sobie 50 kg. rtęci, czyli 3,7 litra, w formie kuli umieszczonej w reaktorze, wówczas strumień 1,16 będzie działał na powierzchnię rtęci równej 1157 cm 2 na sekundę. 10 18 neutronów. Spośród nich na 74 g izotopu-196 ma wpływ 0,148% lub 1,69. 10 15 neutronów. Dla uproszczenia załóżmy dalej, że każdy neutron powoduje przemianę 196 Hg w 197 Hg *, z czego 197 Au powstaje w wyniku wychwytu elektronów.

Mamy więc do dyspozycji 1,69. 10 15 neutronów na sekundę w celu przekształcenia atomów rtęci-196. Ile to właściwie atomów? Jeden mol pierwiastka, czyli 197 g złota, 238 g uranu, 4 g helu zawiera 6 022. 10 23 atomy. Tylko na podstawie wizualnego porównania możemy uzyskać przybliżone wyobrażenie o tej gigantycznej liczbie. Na przykład to: wyobraźmy sobie, że cała populacja kuli ziemskiej w 1990 roku - około 6 miliardów ludzi - zaczęła liczyć tę liczbę atomów. Każdy z nich liczy jeden atom na sekundę. W pierwszej sekundzie policzyliby 6. 10 9 atomów, w dwie sekundy - 12. 10 9 atomów itd. Ile czasu zajmie ludzkości w 1990 roku policzenie wszystkich atomów w jednym molu? Odpowiedź jest oszałamiająca: około 3 200 000 lat!

74 g rtęci-196 zawiera 2,27. 10 23 atomy. Możemy transmutować 1,69 na sekundę przy danym strumieniu neutronów. 10 15 atomów rtęci. Ile czasu zajmuje konwersja całej rtęci-196? Oto odpowiedź: intensywne bombardowanie neutronami z reaktora wysokostrumieniowego trwałoby cztery i pół roku! Musimy ponieść te ogromne wydatki, aby w końcu z 50 kg rtęci uzyskać tylko 74 g złota, a takie syntetyczne złoto trzeba jeszcze oddzielić od radioaktywnych izotopów złota, rtęci itp.

Tak, w epoce atomu można zrobić złoto. Jednak proces jest zbyt kosztowny. Pozyskane sztucznie w reaktorze złoto jest bezcenne. Łatwiej byłoby sprzedać mieszaninę jego radioaktywnych izotopów jako „złoto”. Może pisarze science fiction dadzą się uwieść wynalazkom z użyciem tego „taniego” (w cudzysłowie) złota?

„Mare tingerem, si mercuris esset” (Zamieniłbym morze w złoto, gdyby składało się z rtęci). To powiedzenie przypisano alchemikowi Raimundusowi Lullusowi. Załóżmy, że przy pomocy współczesnej nauki zamieniliśmy w 100 kg nie morze, ale dużą ilość rtęci. złoto w reaktorze jądrowym. Zewnętrznie nie do odróżnienia od naturalnego, to radioaktywne złoto leży przed nami w postaci błyszczących sztabek. Z punktu widzenia chemii jest to również czyste złoto.

Jakaś bardzo zamożna osoba kupuje te batony po, jak się uważa, podobnej cenie. Nawet nie podejrzewa, że w rzeczywistości mówimy o mieszaninie radioaktywnych izotopów 198 Au i 199 Au, których okres półtrwania wynosi od 65 do 75 godzin. przez jego palce.

Co trzy dni jego majątek zmniejsza się o połowę i nie jest w stanie temu zapobiec; za tydzień od 100 kg. pozostanie tylko 20 kg złota, po dziesięciu okresach półtrwania (30 dni) - praktycznie nic (teoretycznie to kolejne 80 g). W skarbcu pozostanie tylko duża pula rtęci.

Pluton to pierwszy pierwiastek stworzony przez człowieka widziany ludzkim okiem
„Piekło” i „szaleństwo”
Złoto uzyskane w reaktorze atomowym
Sekret złotego medalionu

Złoto radioaktywne jest cenniejsze niż złoto naturalne

Omawiając możliwość sztucznego wytwarzania złota z rtęci, zobaczyliśmy, że odwrotna konwersja złota w rtęć nie jest tak niemożliwa. Zasadniczo złoto istnieje jako naturalny pierwiastek tylko dzięki kaprysowi natury. Powodem, dla którego złoto nie zamienia się w rtęć w naturalny sposób, jest to, że jądro 197 Au jest nieco bardziej stabilne niż 197 Hg – tylko o 1 MeV. Jeśli wręcz przeciwnie, 197 Hg byłoby bardziej stabilne, naturalne złoto w ogóle by nie istniało. Fałszywe sztabki złota zamieniłyby się w kałużę rtęci.

Wiadomość, że próbują przekształcić złoto w inny pierwiastek, na przykład rtęć, dla celów naukowych, z pewnością doprowadziłaby do oszołomienia tajemnych zwolenników alchemii. Jakie są powody tej „odwróconej alchemii”?

W pewnym momencie szczególne znaczenie w technice pomiarowej nabrał izotop rtęci o liczbie masowej 198. Izotop ten był potrzebny w bardzo czystej postaci. Albo nie było możliwe odizolowanie go od naturalnej rtęci, albo było to niemożliwe z powodu ogromnych kosztów. Była tylko jedna droga. Konieczne było sztuczne pozyskiwanie rtęci-198, a to wymagało złota. Dlaczego, dla nauki, światło zbiega się jak klin na tej rtęci?

Metr to jedna czterdziestomilionowa część obwodu równikowego Ziemi. Tak uczono ich w szkole.
Od 1889 r. w Paryżu utrzymywany jest wzorzec miernika - pręt wykonany ze stopu platyny z irydem. Jednak ten standard jest sztuczną miarą, którą można zmienić.
Szukam stały, naturalny standard długości wkrótce znaleziono inną jednostkę: jeden metr odpowiada 1553164,1 długości fali czerwonej linii widmowej kadmu, równej 6438 angstremów (1 Â = 10 -10 m). Przy pomocy takiego wzorca osiągnięto dość dużą dokładność, wystarczającą do wielu celów. Podczas II wojny światowej brytyjscy projektanci przyrządów do nawigacji powietrznej i morskiej używali wyłącznie wartości czerwonej linii kadmu do celów tajności.

Jednak nowy standard długości nadal nie spełniał najwyższych wymagań. Kadm jest pierwiastkiem mieszanym, a każdy z jego izotopów daje czerwoną linię widmową, której długość fali różni się nieco od pozostałych. Dlatego już w 1940 roku amerykańscy fizycy Vines i Alvarez zaproponowali przypisanie zielonej linii widma rtęci-198 o długości fali 5461 A. Linia ta jest mocno ograniczona i absolutnie monochromatyczna. Vines i Alvarez bombardując złoto neutronami w cyklotronie przez miesiąc uzyskali rtęć-198 w ilościach niezbędnych do analizy spektralnej.

Powstały izotop rtęci został oddzielony przez żarzenie. Jego opary skondensowały się w maleńkich naczyniach włosowatych.

Po II wojnie światowej pierwsze lampy Mercury-198 trafiły do sprzedaży w Stanach Zjednoczonych. Zawierały 1 mg rtęci-198, którą otrzymano ze złota w reaktorze atomowym. Inne stany wkrótce również zaczęły uwalniać wymagany izotop rtęci. Od 1966 r. jest odbierany w NRD, w Centralnym Instytucie Badań Jądrowych w Rossendorf. W lokalnym reaktorze jądrowym chemicy uzyskali około 100 mg rtęci-198 o czystości izotopowej 99% z 95 g czystego złota w wyniku 1000-godzinnego bombardowania neutronami:

197 Au + n= 198 Au * + γ
198 Au * = 198 Hg + mi -

Na podstawie tego nowego standardu długości metr został ponownie „zmierzony”. Jest to 1 831 249,21 długości fali zielonej linii izotopu 198 Hg. Obecnie rtęć-198 jest ponownie zastąpiona izotopem kryptonu gazu szlachetnego - 86 Kr, którego pomarańczowa linia o długości 6058 A jest bardziej powtarzalna.

Jeden metr odpowiada 1 650 763,73 długościom fal promieniowania atomów kryptonu-86 w próżni.

Zastosowanie znalazł również produkt pośredni syntezy rtęci-198 - radioaktywne złoto-198. Ten izotop emituje promienie beta i rozpada się z okresem półtrwania 65 godzin do stabilnego izotopu 198 Hg. Obecnie jest stosowany jako lek - w stanie drobno zdyspergowanym w postaci złocistego zolu. Służy do wykonywania radiogramów narządów ludzkiego ciała oraz leczenia guzów nowotworowych. W tym celu wstrzykuje się go do odpowiednich tkanek. Każdy atom złota działa jak mała lampa rentgenowska i zabija komórki rakowe w bardzo ograniczonym obszarze.

Taka terapia jest znacznie bardziej celowa niż naświetlanie dużych powierzchni. Radioaktywne złoto jest znacznie mniej szkodliwe niż promieniowanie rentgenowskie. Bardzo ilustracyjne są również przypadki gojenia w leczeniu białaczki, bolesny wzrost liczby białych krwinek. W walce z plagą raka sztuczne radioaktywne złoto już zapewniło ludzkości nieocenione usługi.

Współczesna nauka bez wątpienia powie: przemiana pierwiastków – tak, przemiana w złoto – nie! Po co? Dziś złoto jest marnowane bez wahania, aby zsyntetyzować inne pierwiastki interesujące dla nauki. Złoto służy do sztucznego pozyskiwania izotopów Francji i astatu, pierwiastków, których, jak wiadomo, nie można uzyskać ze źródeł naturalnych. Tutaj również alchemia zostaje wywrócona do góry nogami. Francum otrzymuje się ze złota, które w nowoczesnych akceleratorach jest bombardowane tlenem lub jonami neonu:

197 Au + 22 Ne = 212 Fr + 4 He + 3 n

Astatyna powstaje w wyniku konwersji złota, gdy jest bombardowane rozproszonymi jądrami węgla:

197 Au + 12 C = 205 W + 4 n

W ten sposób złoto stało się „drogim” dla współczesnej nauki: nie stara się ona pozyskiwać go sztucznie, lecz wykorzystuje je jako „surowiec” do syntezy innych pierwiastków.

Złoto od dawna ugruntowało swoją pozycję jako element globalnego systemu finansowego. Zasoby tego metalu są niewielkie, dlatego na przestrzeni dziejów złoto praktycznie nie zostało utracone, bez względu na kataklizmy, jakie musiało znosić ludzkie społeczeństwo: żółty metal był topiony i akumulowany. Produkty wykonane ze złota i sztabek są dziś najważniejszymi przedmiotami lokowania środków. Wykorzystanie złota nie ogranicza się do inwestycji. Metal wykorzystywany jest w produkcji biżuterii, przy wdrażaniu nowoczesnych technologii w różnych gałęziach przemysłu, a także w medycynie.

Wartość przemysłowa złota

Wartość żółtego metalu do produkcji przemysłowej wynika z jego szczególnych właściwości: ciągliwości i ciągliwości. Dzięki tym właściwościom z surowców można wykonać drut mikronowy lub ultracienki arkusz folii.

Złoto charakteryzuje się wysokim stopniem odporności na agresywne środowiska. Ta właściwość pozwala na wykorzystanie metalu w przemyśle chemicznym i elektronicznym, nawet pomimo niższej przewodności cieplnej i elektrycznej w porównaniu z tą samą miedzią.

Zastosowanie złota we współczesnym przemyśle najczęściej znajdujemy w:

Przemysł transportowy;
Chemia i produkcja petrochemiczna;
Energia;
Produkcja elektroniki i przyrządów pomiarowych;
Telekomunikacja;
nanotechnologia;
Przemysł lotniczy i kosmiczny.

Metal stał się szeroko rozpowszechniony jako materiał spawalniczy w produkcji najnowszych próbek technologicznych, produkcji termopar, części do galwanometrów. Pod względem odporności chemicznej i mechanicznej złoto pozostaje w tyle za większością platynoidów, ale jest niezastąpione jako surowiec do styków elektrycznych. W dziedzinie mikroelektroniki szeroko stosowane są zarówno złote przewodniki, jak i galwaniczne złocenie poszczególnych powierzchni, płytek i złączy.

Gdzie jeszcze złoto jest wykorzystywane w przemyśle? Metal jest używany jako lut podczas lutowania metali, ponieważ dobrze zwilża powierzchnie robocze. Złoto jest również niezastąpione w przemyśle obronnym: służy do wytwarzania celów do badań nuklearnych, służy jako powłoka luster przeznaczonych do działania w zakresie dalekiej podczerwieni, a także jest używane jako powłoka bomby neutronowej. Galwaniczne złocenie metali eliminuje procesy korozyjne, a cienkie płytki wykonane z miękkich stopów złota są ważne w dziedzinie badań ultrawysokiej próżni.

Ze względu na zdolność złota do odbijania promieni podczerwonych człowiek znalazł inne zastosowanie metalu: przemysł szklarski. Metalizacja okien budowlanych składa się z wkładki z cienkiej złotej folii. Takie środki pozwalają zapewnić odbicie większości promieni i uniknąć nagrzewania się budynku. Jeśli przez takie szkło przepłynie prąd elektryczny, uzyska ono właściwości przeciwmgielne, które są niezbędne do produkcji szyb do dużych pojazdów – samolotów, lokomotyw elektrycznych, statków morskich.

Wykorzystanie złota w przemyśle lotniczym i kosmicznym może wydawać się nieco dziwne, ponieważ masa metalu jest dość duża. Złoto stosuje się tam, gdzie korozji nie można w żaden sposób zapobiec: jest to połączenie części silników lotniczych i miejsc lutowania styków elektrycznych oraz pokrycie okien wahadłowych złotą folią.

Branża jubilerska

Produkcja biżuterii zawsze była i pozostaje największym konsumentem żółtego metalu. Złota biżuteria istnieje od wielu stuleci, przynajmniej można sobie przypomnieć starożytnych egipskich faraonów i zdobienia ich grobowców. Noszenie złotych przedmiotów miało kiedyś nieco inne znaczenie: były amulety przeciwko chorobom, atakom, czarom. We współczesnym świecie biżuteria wykonana z żółtego metalu uosabia status ich właściciela w społeczeństwie, a także niesie ze sobą estetyczne piękno.

Moda na ten metal raczej nie minie z czasem, więc na pytanie, gdzie człowiek nadal używa złota, można bezpiecznie odpowiedzieć - w biżuterii. Asortyment biżuterii złotej jest dość obszerny, pierścionki, kolczyki, łańcuszki, spinki do mankietów, palce i inne wyroby są wykonane z metalu. Jubilerzy tworzą swoje arcydzieła nie z czystego złota, ale z jego stopów. Wyjaśnia to fakt, że czysty metal jest bardzo miękki i nie ma niezbędnej wytrzymałości w stosunku do naprężeń mechanicznych.

Aby osiągnąć pożądane właściwości, w produkcji najpierw wytwarzają stop metalu z innymi dodatkami, z których głównymi są srebro i miedź. Inne składniki stopu to pallad, cynk, kobalt i nikiel. Stosunek składników określa rozdrobnienie stopu. Złoto zapewnia odporność na procesy korozyjne, ale właściwości mechaniczne stopu i jego odcień zależą od zawartości innych metali. W zależności od proporcji metali w stopie biżuteria złota ma jeden z odcieni z palety trójkolorowej: wyróżnia się żółte, białe i czerwone złoto.

Pierścionek wykonany z "czerwonego" złota.

Użycie złota w farbowaniu biżuterii stanowi około połowy całkowitej ilości metalu używanego przez ludzi.

Kolejną istotną pozycją wydatków rezerw metali szlachetnych - około 10% - jest medycyna.

Złoto w medycynie

Ze względu na dobrą ciągliwość i zdolność do nie utleniania się, złoto było szeroko stosowane w stomatologii od czasów starożytnych. W przypadku protez i koron wymaga, podobnie jak w przypadku biżuterii, nie czystego złota, ale jego stopów. Całe to samo srebro, miedź, cynk, platyna są używane jako dodatkowe komponenty. Rezultatem jest produkt o dobrej ciągliwości, doskonałej odporności na korozję i wysokich właściwościach mechanicznych - wszystko to, co jest wymagane w protetyce dentystycznej.

Gdzie jeszcze złoto wykorzystywane jest do celów leczniczych? Farmakologia pozostaje jednym z najważniejszych obszarów zastosowania metali szlachetnych. Związki metali są składnikiem niektórych leków stosowanych w leczeniu zapalenia stawów, nowotworów złośliwych i gruźlicy. Przykładami zastosowania złota w medycynie są preparaty rozpuszczalne w wodzie zawierające metal szlachetny, które podaje się w postaci iniekcji pacjentowi z przewlekłym zapaleniem stawów, tiosiarczan złota podawany pacjentom z toczniem rumieniowatym, związki metali organicznych stosowane w gruźlicy.

Złoto radioaktywne, stosowane w onkologii do diagnozowania i leczenia nowotworów złośliwych, złote nici w kosmetologii estetycznej, zawierające złoto preparaty do pielęgnacji skóry, które dzięki przeciwbakteryjnemu działaniu metalu pomagają eliminować problemy skórne i je odmładzać.

Postęp nauki, który przedstawił ludzkości preparaty zawierające złoto, umożliwił osiągnięcie wspaniałych wyników w leczeniu wielu chorób, zwłaszcza w onkologii, gdzie stosuje się radioaktywne złoto, a raczej koloidalne cząsteczki jego izotopów. Ponadto proste noszenie złotej biżuterii pomaga uporać się z niektórymi dolegliwościami. Teza o dobroczynnym wpływie złota na organizm ludzki jest aktywnie wykorzystywana w recepturach medycyny alternatywnej:

Poprawia pamięć, zapobiega rozwojowi miażdżycy;
Wzmacnia serce i cały układ krążenia;
Pomaga radzić sobie z przeziębieniami;
Dodaje witalności i energii.

Dobroczynne właściwości złota nie zawsze mogą być korzystne dla konkretnej osoby. Przed leczeniem złotem zaleca się konsultację z lekarzem. Nawet zwykłe noszenie wyrobów z metali szlachetnych może wywołać w organizmie negatywną reakcję: gorączkę, ból jelit, problemy z nerkami, wypadanie włosów, a nawet depresję. Takie zjawiska zdarzają się u niektórych osób, które miały stały kontakt ze złotem.

Wykorzystanie złota jako metalu przemysłowego i leczniczego w życiu ludzi jest dość szerokie. Jego zastosowania obejmują silniki statków kosmicznych, złote pierścienie na palcach współczesnych kobiet mody oraz protezy w gabinecie dentystycznym. Złoto jako metal szlachetny przez kilka tysiącleci zachowało swoje cele inwestycyjne, przemysłowe, jubilerskie i medyczne. Ten trend prawdopodobnie nie zostanie przerwany w przyszłości, właściwości żółtego metalu będą zawsze wykorzystywane przez naukowców, poszerzając granice jego współczesnego zastosowania.

198 Au jest stosowany w postaci roztworów koloidalnych do diagnostyki radioizotopowej i radioterapii.

1. Mała encyklopedia medyczna. - M .: Encyklopedia medyczna. 1991-96 2. Pierwsza pomoc. - M .: Wielka rosyjska encyklopedia. 1994 3. Encyklopedyczny słownik terminów medycznych. - M .: radziecka encyklopedia. - 1982-1984.

Zobacz, czym jest „radioaktywne złoto” w innych słownikach:

Grupa radioaktywnych izotopów złota o liczbach masowych od 187 do 203 i okresie półtrwania wynoszącym 2 sekundy. do 31 016 lat; Izotop 198Au jest stosowany w postaci roztworów koloidalnych do diagnostyki radioizotopowej oraz w radioterapii ... Kompleksowy słownik medyczny

Au (łac. Aurum * a. Złoto; n. Złoto; f. Or; i. Oro), chem. element grupy I periodyku. systemy Mendelejewa; w. n. 79, godz. m. 196.967. Naturalne złoto składa się ze stabilnego izotopu 197Au. 13 radioaktywnych izotopów o liczbach masowych ... ... Encyklopedia geologiczna

Termin ten ma inne znaczenia, patrz Złoto (ujednoznacznienie). 79 Platyna ← Złoto → Rtęć ... Wikipedia

- (łac. Aurum) Au, pierwiastek chemiczny grupy 1 układu okresowego Mendelejewa; liczba atomowa 79, masa atomowa 196,9665; ciężki żółty metal. Składa się z jednego stabilnego izotopu 197Au. Odniesienie historyczne. Z. był ... ...

Złoto, srebro, platyna i metale z grupy platynowców (iryd, osm, pallad, rod, ruten), które swoją nazwę zawdzięczają głównie wysokiej odporności chemicznej oraz pięknemu wyglądowi wyrobów. Ponadto Złoto, ... ... Wielka radziecka encyklopedia

Metale szlachetne- (Metale szlachetne) Metale szlachetne to rzadkie metale, które wyróżniają się swoim blaskiem, pięknem i odpornością na korozję Historia wydobycia metali szlachetnych, odmiany, właściwości, zastosowania, dystrybucja w przyrodzie, stopy ... ... Encyklopedia inwestorów

Złoto / Aurum (Au) Liczba atomowa 79 Wygląd prostej substancji Miękki, ciągliwy żółty metal Właściwości atomu Masa atomowa (masa molowa) 196.96654 a. jednostki (g / mol) Promień atomu ... Wikipedia

Metale szlachetne Metale, które nie ulegają korozji i utlenianiu, co odróżnia je od większości metali nieszlachetnych. Wszystkie są również metalami szlachetnymi ze względu na ich rzadkość. Główne metale szlachetne to złoto, srebro, a także ... ... Wikipedia

Złoto to żółty, bardzo niebezpieczny i trujący metal.
nowoczesne precyzyjne technologie cyfrowe i kablowe
Toksyczne i trujące kamienie i minerały

Złoto(Au). Od najdawniejszych czasów złoto był znany ludom naszej planety. Istnieje wersja, że złoto było praktycznie pierwszym metalem, z jakim człowiek spotkał się po raz pierwszy (po pirycie - piryt żelazny, „złota blenda”). Istnieją dowody na to, że w Egipcie, w starożytnych kopalniach złota Żydów („hebr.” – „obcy”), w IV tysiącleciu p.n.e. wydobywano złoto i używano go do wytwarzania różnych produktów, a w Indochinach i Indiach – w drugie tysiąclecie pne. Tam złoto służyło jako materiał do wyrobu monet, biżuterii, przedmiotów artystycznych i kultowych.

Przed wprowadzeniem pieniądza elektronicznego złoto było elementem systemu finansowego, metal ten nie ulegał korozji (z wyjątkiem amalgamatu rtęciowego, imitacji ołowiem, cynkowania srebra i innych przekrętów XX wieku), ma atrakcyjny wygląd, a jej rezerwy są duże (zwłaszcza w wodzie morskiej – „przekleństwie” współczesnego przemysłu szklarskiego, kwarc z domieszkami złota topi się w tyglu z czerwonym cynobrem – siarczek rtęci i złoto jest żużlowane z kwarcu na potrzeby galwanotechnika).

Nawet w starożytności złoto było używane jako materiał do zarabiania pieniędzy (złodzieje nasyceni amalgamatem rtęci na obrzeżach Almaden w Hiszpanii, na zachód od kontynentalnej Europy, „srebro pieniądza”). Do tej pory złote monety pozostają pomnikiem starożytności. Okres od 1817 do 1914 roku nazywany jest nawet „złotym wiekiem”. Do końca I wojny światowej złoto pozostawało miarą ówczesnych monet (do początku XXI wieku). Papierowe banknoty służyły w tym czasie jako dokumenty poświadczające posiadanie części złota, banknoty wymieniano na złoto (oszustwo – piryt, siarczek żelaza, „głupcze złoto”, w połączeniu ze „głupim srebrem” – arsenopiryt siarczku żelaza arsenowego, Gorączka złota na Alasce w USA).

Zgodnie z zło tradycji (zniesionej za Piotra I w Rosji), czystość złota jest rzadko mierzona w karaty niemetryczne... Jeden taki karat jest równy jednej dwudziestej czwartej stopu złota (alchemia to amalgamat, stop złota z rtęcią w celu oszukania celników i zamienienia stopu złota w srebro, po którym następuje odparowanie rtęci, nielegalny „biżuteryjny biznes” Ormian na przełomie XIX i XX wieku).

Złoto z oznaczeniem „24K” jest podobno absolutnie czyste, tj. nie ma absolutnie żadnych zanieczyszczeń (wojna o Szkarłatną i Białą Różę między Wielką Brytanią a Francją, bez Hiszpanii - amalgamat złota). Zanieczyszczenia złotem powstają w różnych celach, przede wszystkim w celu oszukania konsumentów, dlatego niemetryczny system złota jest na Ukrainie zabroniony. Jeśli stop będzie miał niemetryczny (" brytyjski") znak "18K", oznacza to, że stop ten rzekomo zawiera 18 części złota i 6 części różnych zanieczyszczeń ("specjalne"lub"ormiańskie""złota").

W krajach WNP metryka (hiszp., tzw. „ tona") system pomiarowy. Czystość złota mierzy się za pomocą tzw. tysięczne). Wartość próbki waha się od zera do tysiąca, wartość próbki pokazuje zawartość złota w stopie w tysięcznych. Na przykład opisany powyżej fałszywy „znak” „18K” można przeliczyć, w wyniku czego otrzymujemy 750. próbkę „24K”, tj. czyste złoto jubilerskie, odpowiada normie 996 i jest uważane za „praktycznie czyste”, jest używane do produkcji biżuterii. Złoto o wyższej czystości jest rzadkością, jego produkcja jest kosztowna, takie złoto wykorzystywane jest w chemii, technice komputerowej i precyzyjnej elektronice.

Złoto to miękki metal o żółtej barwie (podobny do pirytu - siarczek żelaza). Zanieczyszczenia innych metali nadają stopom złota czerwonawy odcień, na przykład monety i biżuterię, w szczególności często występuje zanieczyszczenie miedzi ("oszustwo ormiańskie" w Hiszpanii w średniowieczu za Iwana Groźnego było przyczyną masowe egzekucje i zamieszki w Rosji, tzw.

Przy wytwarzaniu cienkich (jak papier) złotych warstw - mikronowych warstw złota, metal zaczyna świecić na zielono (jak morze). Złoto jako metal ma wysoką przewodność cieplną, a jednocześnie ma niską rezystancję elektryczną (jest aktywnie atakowane przez producentów komputerów).

Kryształy złota z Kalifornii. Zdjęcie: W. Lewicki.

Właściwości biologiczne

Mechanizm biologicznego działania złota jest badany, ostatnio okazało się, że złoto wchodzi w skład metaloproteidów, oddziałuje z miedzią i proteazami hydrolizującymi kolagen, a także z elastazami i innymi aktywnymi składnikami tkanki łącznej. Złoto bierze udział w procesach wiązania hormonów w tkankach.

Złoto pierwiastek śladowy może wzmocnić działanie bakteriobójcze srebra. Działa antyseptycznie na wirusy i bakterie. Czasami złoto może uczestniczyć w poprawie procesów odpornościowych organizmu.

Organizm ludzki zawiera ok. 10 mg złota, z czego ok. połowę tej ilości - w kościach (zarodkowe ośrodki wzrostu kryształów wapnia, noszone przez młodzież). Rozmieszczenie złota w organizmie zależy od rozpuszczalności związków metali (w strefach wzrostu kości itp.). Związki złota koloidalnego gromadzą się w wątrobie, a rozpuszczalne w nerkach.

Nie wiadomo nic konkretnego o biologicznej roli złota, o jego dziennym zapotrzebowaniu. Złoto jest obecne w ziarnach, łodygach i liściach kukurydzy ("kukurydza" jest uprawiana i spożywana). Woda oceanów zawiera ogromną ilość złota (od ~ 0 do 65 mg/t) i jest wyraźnie zielona w grubości. Dawki śmiertelne i toksyczne dla ludzi nie zostały określone (często złoto w czasie sztormu, tsunami i z powodu analfabetyzmu jest zmuszone do zabierania z wodą morską).

Metaliczne złoto jest toksyczne, a organiczne pochodne stosowane jako farmaceutyki są aktywne. Niektóre organiczne związki złota mogą gromadzić się w wątrobie, nerkach, podwzgórzu i śledzionie, co może prowadzić do zapalenia skóry i chorób organicznych, trombocytopenii i zapalenia jamy ustnej.

Oznaczanie zawartości złota w organizmie odbywa się na podstawie badań biosubstratów (biopsje i krew). W przypadku zatrucia złotem wzrasta zawartość koproporfiryny w moczu. Złoto należy do potencjalnie toksycznych pierwiastków.

Metaliczne złoto nie jest wchłaniane, natomiast sole złota mogą mieć silne działanie toksyczne, podobne do działania rtęci (imitacja tzw. „hiszpańskiej grypy” – choroby przy pracy z rtęcią i cynobrem).

Pomimo faktu, że złoto jest stosunkowo obojętnym metalem, osoby ze złotą biżuterią mogą rozwinąć kontaktowe zapalenie skóry. W niektórych przypadkach złoto powoduje uczulenie organizmu, co znajduje potwierdzenie w praktyce stomatologicznej, chirurgii plastycznej i wielu innych przypadkach (stosowana jest cyrkon).

Zatrucie złotem. Negatywny wpływ nadmiaru złota jest niwelowany przez wprowadzenie 2,3-dimerkaptopropranolu, w którym grupa SH wydziera złoto z białek zawierających SH i przywraca ich normalne właściwości (ale występuje nietolerancja tego leczenia i hormonów, w tym przypadku dają czerwony cynober medyczny) ...

Nadmierne objawy złota: ślinotok, metaliczny posmak w ustach; wymioty, skurcze, wydalanie białka z moczem; pojawienie się bolesnych plam na skórze; ból wzdłuż nerwów (zapalenie nerwu); pancytopenia (leukopenia, trombocytopenia); stan pobudzenia; wysypki skórne. biegunka; objawy depresji ośrodkowego układu nerwowego; zwiększona potliwość; kolka i ból jelit, ból kości, stawów, mięśni; obrzęk nóg (towarzyszy zatruciu uranem); utrata masy ciała, aplastyczna hipoplazja szpiku kostnego; zapalenie spojówek; swędzenie, zapalenie skóry, gorączka, złe samopoczucie; ból kości i stawów; uogólniony wyprysk; zapalenie błon śluzowych języka i ust; ból gardła, niedokrwistość aplastyczna; zespół nerczycowy, kłębuszkowe zapalenie nerek; wymioty, biegunka.

Zidentyfikowano pierwiastki chemiczne będące antagonistami i synergetykami złota - rtęć i cynober. Jako leki pomocnicze można stosować globulinę antytymocytową, androgeny, kortykosteroidy. W niektórych przypadkach wskazane jest zastosowanie stymulantów krwiotwórczych, przeszczep szpiku kostnego.

W połowie XX wieku w Hiszpanii używano złota w leczeniu gruźlicy, trądu, kiły, epilepsji, chorób oczu i nowotworów złośliwych (zamiast cynobru). Obecnie preparaty na bazie soli złota stosuje się w leczeniu reumatoidalnego i łuszczycowego zapalenia stawów, zespołu Felty'ego oraz tocznia rumieniowatego. Należą do nich chryzanol, auranofin i inne (z tolerancją na hormony).

Interesujące fakty

Za panowania faraona Totmesa III złoto było kradzione w VAK szczególnie aktywnie (od chemików). Zawartość złota na powierzchni Słońca jest o rząd wielkości wyższa niż w skorupie ziemskiej.

Pod koniec XIX wieku. w obwodzie irkuckim Federacji Rosyjskiej znaleziono samorodek o wadze 22,6 kg. Duże jak na duże bryłki znaleziono na Uralu. Największa bryłka – „Wielki Trójkąt” o wymiarach 39 × 33 × 25,4 cm i masie 36 157 kg została znaleziona na Uralu Południowym w 1842 roku. Największa bryła świata, płyta Holtermana, miała wymiary 140 × 66 × 10 cm, ważyła 285,76 kg i składała się ze złota i kwarcu. Wytopiono z niego 93,3 kg złota.

Na jednej z wystaw pokazano małą polerowaną złotą kostkę, której wielkość wynosi nieco ponad 5 cm, a w zapowiedzi mówiono, że osoba, która potrafi podnieść kostkę dwoma palcami dłoni, będzie mogła ją zabrać ze sobą.

Jeśli pomieszczenie o powierzchni 20 metrów kwadratowych i wysokości 2,85 m wypełnione jest sztabkami złota, masa złota wyniesie 1150 ton, co odpowiada masie załadowanego pociągu (co oznacza pociąg roboczy w Almaden , Hiszpania, zachodnia Europa - wychodzenie z kopalni z cynobrem).

W syntezie atomów Mendelewa jako cel zastosowano złotą folię, na którą elektrochemicznie nałożono znikomą ilość (tylko 1 000 000 000 atomów) Einsteinium. Takie złote substraty do celów jądrowych były czasami używane w syntezie innych pierwiastków.

Samorodki złota nigdy nie są złotem. Zwykle zawierają dużo miedzi lub srebra. Złoto rodzime zawiera tellur (katalizator wzrostu kryształów i bryłek złota, zwłaszcza w kalderach).

Na pasie. piętro. XIX wiek. kupiec Shelkovnikov udał się z Irkucka do Jakucka. Na parkingu Krestowaja dowiedział się, że Ewenkowie (Tungusy), którzy polują na ptaki i zwierzęta, kupują proch w punkcie handlowym, a świnie (w obwodzie donieckim na Ukrainie) „dostają” sobie czerwoną farbę dla klasztorów Federacji Rosyjskiej uciekł z miasta Almaden, Hiszpania, zachodnia Europa - nie dotarła na południowy wschód od obwodu donieckiego. Ukraina, Nikitówka, Gorlowka, złoża druz cynobru i kryształów podobnych do physalis roślin wpadły na patrole wojskowe).

Okazało się, że wzdłuż koryta rzeki Tonguda można było zebrać garść „miękkich żółtych kamieni”, można je łatwo „zaokrąglić” – najprawdopodobniej mówimy o pirycie („głupim złocie”). Wkrótce w górnym biegu rzeki zorganizowano kopalnie złota (piryt to satelita złota, znak kaldery).

Na końcu. XIII wiek. chemikom udało się wydobyć koloidalne roztwory złota. Ale te rozwiązania były w kolorze fioletowym. A w 1905 roku pod wpływem alkoholu na słabe roztwory chlorku złota uzyskano koloidalne roztwory złota w kolorach czerwonym i niebieskim. Kolor takiego roztworu jest ściśle związany z wielkością cząstek koloidalnych.

Ernst Werner Siemens, gdy był młody, stoczył pojedynek, później został za to uwięziony. Naukowcowi udało się uzyskać zgodę administracji na zorganizowanie w celi laboratorium, aw więzieniu kontynuował eksperymenty z galwanizacją. Opracował metodę złocenia metali nieszlachetnych (galwanizacja jest mocną stroną Federacji Rosyjskiej, Ukraina tego nie ma).

Gdy zadanie było bliskie rozwiązania, przyszło ułaskawienie. Zamiast radości wolności więzień poprosił o pozostawienie go na jakiś czas w więzieniu i dokończenie eksperymentów. Ale władze wyrzuciły wynalazcę z więzienia. Musiał ponownie wyposażyć laboratorium i dokończyć to, co zaczął w więzieniu w domu. Mimo to Siemens złożył patent na metodę złocenia (za pomocą amalgamatu), ale stało się to później, niż by sobie tego życzył wynalazca (wierzył, że rtęć jest płynna).

Historia

Starożytne kopalnie złota znajdowały się w Egipcie. Istnieją dowody na produkcję wyrobów ze złota w V tysiącleciu p.n.e., tj. w epoce kamienia. W starożytności Egipcjanie wydobywali złoto w prowincji arabsko-nubijskiej, położonej między Morzem Czerwonym a Nilem. Za panowania około 30 dynastii ta kopalnia złota wyprodukowała około 3,5 tys. ton złota (kopalnie złota Żydów).

Do czasu schwytania przez Rzym Egipcjanom udało się ukraść Żydom około 6 tysięcy ton złota. Niezliczone bogactwa zostały splądrowane niemal w całości.

W starożytności złotonośne skały Hiszpanii przyniosły Rzymianom około 1,5 tysiąca ton złota. Kopalnie Austro-Węgier w średniowieczu produkowały 6,5 tony rocznie. Na ówczesnych monetach można znaleźć napisy po łacinie „ze złota Dunaju” lub „ze złota Renu” itp. W Skandynawii wydobywano niewiele złota, zaledwie kilka kilogramów rocznie. Podróż Kolumba pozwoliła odkryć Kolumbię, która przez wiele lat miała największe na świecie wydobycie złota i pirytu. W Brazylii, Australii i innych krajach w XVIII - XIX wieku. znaleźli dość bogate złotonośne placeki.

Przez długi czas w Rosji nie było wydobycia złota. Naukowcy różnią się co do pierwszej rosyjskiej produkcji. Podobno pierwsze złoto wydobyto z rud nerczyńskich Federacji Rosyjskiej w 1704 r. (Piotr I), gdzie było razem ze srebrem. Srebro z zawartością złota wytapiano w Mennicy Moskiewskiej. Metoda ta była pracochłonna i czasochłonna, od ponad 50 lat wydobywano tą metodą mniej niż 1 tonę złota. Krąży pogłoska, że złodzieje Demidowie w 1745 r. potajemnie przetopili w kopalniach Ałtaju 6 kg złota (wykradli złoto). W 1746 roku kopalnie złota przeszły na własność rodziny Piotra I.

Na Uralu w 1745 r. otwarto kopalnię rudy złota. Umożliwiło to rozpoczęcie przemysłowego wydobycia metalu krystalicznego (krystaliczna osłona złota).

Fale niestabilności gospodarczej w Stanach Zjednoczonych (brak dostaw czerwonego cynobru z Almaden w Hiszpanii na potrzeby przemysłu i produkcji) wymusiły wzrost ceny złota. W 1976 r. weszła w życie decyzja o zniesieniu powiązania walut ze złotem i ustaleniu kursu zmiennego (cynober). Tym samym złoto przestało być walutą, a dolar przestał być walutą rezerwową (jest to zwykła waluta amerykańska, rząd USA).

W wyniku tych wszystkich zmian złoto przestało być przedmiotem inwestycji. Cena złota zmieniła się w latach 96-99. XX wiek w związku z rozpoczęciem sabotażu i wstrzymaniem prac w kopalniach czerwonego cynobru, z którego wydobywa się złoto, w Almadena w Hiszpanii (upadłość produkcji w 2004 r.).

Będąc na łonie natury

Z wyjątkiem złota, ziemia zawiera niewiele, około 4,3 · 10 -7% wagowo. Średnio tona skał zawiera 4 miligramy złota. Złoto jest jednym z rzadkich metali na ziemi (twarda część litosfery). Jeśli przyjmiemy, że ziemskie złoto byłoby równomiernie rozproszone po całej planecie, tak jak w wodzie morskiej (gdzie jest jej dużo), to wydobycie tego metalu stałoby się niemożliwe. Ale złoto ma tendencję do migracji, na przykład, z wodami podziemnymi do gorących kąpieli wulkanicznych i osadzania się w źródłach gór i innych rzek wraz z rozpuszczonym tlenem. W wyniku takich procesów migracji zawartość złota w niektórych miejscach gwałtownie wzrasta: żyły złotonośne kwarcu są nim dosłownie impregnowane i pojawia się piasek złotonośny.

Złoto może być rude i sypkie. Ruda złota ma postać drobnych ziarenek złota (0,001 - 1 mm) przeplatanych kwarcem. W tej postaci metal znajduje się w skałach kwarcowych w postaci cienkich wtrąceń, czasami w postaci potężnych żył, które przenikają rudy siarczkowe - piryt miedzi CuFeS 2, piryt siarki FeS 2, połysk antymonu Sb 2 S 3 i inne. Inną formą naturalnego złota są jego rzadkie minerały, w których złoto występuje w postaci związków chemicznych (najczęściej z tellurem, z którym złoto tworzy srebrzystobiałe kryształy, rzadziej mają żółty odcień): montbreyit Au 2 Te 3, kalaweryt AuTe 2, mutmannit (Ag, Au) Te (w nawiasach podano, że pierwiastki te mogą występować w minerale w różnych proporcjach), sylwanit (Ag, Au) 2 Te 4, krenneryt (Ag, Au) Te 2, montbreyit ( Au , Sb) 2 Te 3, aurostybit AuSb 2, petzyt Ag 3 AuTe 2, aurykupryd Cu 3 Au, aurantymonian AuSbO 3, fishesserite Ag 3 AuSe 2, tetraaurykupryd AuCu, nagiagit Pb 5 Au (Te, Sb) 4S 5–8 i inne...

Czasami złoto może być obecne jako zanieczyszczenia w różnych minerałach siarczkowych, takich jak piryt, chalkopiryt, sfaleryt i inne. Najnowocześniejsze metody analizy chemicznej pozwalają wykryć obecność nawet znikomej ilości „aurum” w organizmach zwierząt i roślin, w koniakach i winach, w wodzie morskiej i mineralnej.

W procesie przemian geologicznych część złota została wyprowadzona z miejsca pierwotnego osadzania i ponownie zdeponowana w innych miejscach wtórnego występowania, w wyniku czego powstało tzw. złoto placerowe, które jest produktem procesu niszczenia osadów fundamentalnych gromadzących się w dolinach rzek. Rzadko zdarzają się znaleziska dość dużych bryłek złota, które mają dziwny kształt. Niektóre z tych osadów powstały około 20-30 tys. lat p.n.e.

Złoto rodzime nie jest chemicznie czyste. Zawsze bez wyjątku zawiera zanieczyszczenia, często w przyzwoitych ilościach. Zanieczyszczenia srebrem mogą wynosić od 2% do 50%, zanieczyszczenia miedzią zwykle stanowią do 20% mieszaniny, samorodek może zawierać żelazo, ołów, rtęć, bizmut, tellur, metale z grupy platynowców i inne. Naturalny stop złota i srebra, w którym ok. 15-20% srebra i znikoma domieszka miedzi, w starożytnej Grecji nazywany był elektronem (Rzymianie brzmiało jak „elektrum”) - imitacja bursztynu, nie elektryzuje się po potarciu przeciwko wełnie. Wynikało to z żółtego koloru, w języku greckim słowo „elektor” oznacza słońce, słońce, skąd pochodzi grecki „elektron”, tj. bursztyn.

Podanie

Obecnie złoto dostępne na świecie jest dystrybuowane w przybliżeniu w następujący sposób: 10% - w przemyśle, 45% - od osób fizycznych (kruszec i biżuteria) i 45% - scentralizowane rezerwy (standardowe sztabki chemicznie czystego złota).

W 2005 roku oszust Rick Munarritz zadał hipotetyczne pytanie: gdzie bardziej opłaca się inwestować – w złoto (w postaci cudzego siarczku żelaza – „głupiego złota”) czy w wyszukiwarkę Google? Odpowiedź jest prosta - w Google jest bardziej prawdziwe (techniczne galwaniczne) złoto (złocenie "nóg" nowoczesnych 32-bitowych procesorów PC przez galwanizację w Federacji Rosyjskiej, złocenie styków kabli koncentrycznych, w tym akustyczny komputerowy procesor cyfrowy systemy audio, internet kablowy, główne faraim'y i inne nowoczesne technologie komputerowe).

Złoto działa jako integralny element globalnego systemu komputerowego, ponieważ metal ten nie koroduje, ma wiele zastosowań technicznych, a jego zastosowanie jest ograniczone. Złoto było aktywnie tracone podczas historycznych kataklizmów, topione, zanieczyszczane i gromadzone. Rezultatem było bankructwo XX wieku. na złocie (przed wprowadzeniem nowoczesnych technologii komputerowych). Au powraca...

Pod względem wytrzymałości mechanicznej i odporności chemicznej złoto ustępuje platynoidom, ale jest niezastąpione jako popularny materiał do produkcji styków elektrycznych. Dlatego powłoki galwaniczne ze złoceniem złączy, powierzchni stykowych, płytek drukowanych, a także złotych przewodników są bardzo szeroko stosowane w mikroelektronice.

Złoto jest wykorzystywane jako cel w badaniach nuklearnych, jako powłoka dla luster działających w dalekiej podczerwieni, jako specjalna powłoka w bombie neutronowej (wodorowej).

Luty amalgamowane wykonane z rtęci i złota zwilżają różne powierzchnie metalowe i służą do lutowania metali (różowo-czerwony dodatek proszku do złota - czerwony cynober). Cienkie uszczelki wykonane z miękkich stopów złota stosowane są w technice ultrawysokiej próżni.

Do ochrony przed korozją stosuje się złocenia metalowe. Chociaż taka powłoka metali ma wady, jest również powszechna, ponieważ gotowy produkt staje się droższy z wyglądu, „ocynkowany”. Złoto zostało zarejestrowane jako dodatek do żywności E175.

Znaczne ilości złota zużywała stomatologia: do wyrobu protez i koron używa się stopów złota i srebra, miedzi, niklu, platyny, cynku. Ustąpiła miejsca nowoczesnemu cyrkonowi, platynie, irydowi i innym stopom z powodu drapieżnego polowania na złoto na cmentarzach - zostało skradzione i przetopione na niekontrolowaną skradzioną biżuterię i zbankrutowało w latach 1989-1985. przemysł jubilerski (amalgamat złota, na całym świecie).

W skład leków wchodzą związki złota (amalgamat i mieszanka z czerwonym cynobrem). Stosuje się je w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów, gruźlicy itp. Radioaktywne złoto stosuje się w leczeniu (diagnozowaniu i wyszukiwaniu) wielu nowotworów złośliwych.

Produkcja

W tej chwili RPA jest głównym dostawcą na światowy rynek złota, gdzie kopalnie osiągnęły głębokość 4 km. Kopalnia Waal Reefs w RPA jest największa na świecie. W Republice Południowej Afryki produkcja złota jest główną produkcją kraju (zamiast uranu ...).

Ze względu na koncentrację złota w przyrodzie teoretycznie jedna dziesiąta jest dostępna do wydobycia. Wydobywanie kryształów złota rozpoczęło się od bryłek, które świecą jasno i są widoczne. Ale takich bryłek jest niewiele, więc najważniejszą metodą było wypłukanie piasku.

Złoto jest około 8 razy cięższe od piasku i 20 razy cięższe od wody, więc możesz wypłukać złoto z piasku strumieniem wody. Najstarsza metoda wymywania znajduje odzwierciedlenie w starożytnym greckim micie o złotym runie, czyli po wypłukaniu na skórze jagnięcej osadzały się ziarna złota. W rzekach, które od wieków pożerały złotonośne skały, dość często występowały osadniki złota.

Dziś wydobycie złota z rudy zostało zmechanizowane, ale mimo to proces ten pozostaje skomplikowany i kryje się głęboko pod ziemią. Ostatnio przy poszukiwaniu złóż zaczęli wychodzić od efektywności ekonomicznej. Udowodniono, że przy zawartości 2-3 g złota w 1 tonie rudy, a jeśli zawartość wynosi 10 g lub więcej, jest już uważany za bogaty. Wśród wszystkich kosztów. wykorzystywane do poszukiwań geologicznych, koszt poszukiwania rud złota wynosi od 50 do 80%.

Istnieje rtęciowa metoda wydobywania złota z rudy. Opiera się na fakcie, że rtęć zwilża złoto i je rozpuszcza. Rozkruszoną rudę złotonośną wytrząsano w beczkach, a na dnie znajdowała się rtęć lub cynober (w tym ostatnim przypadku beczka była podgrzewana, za co oszuści kradli węgiel). Cząsteczki złota przywarły do uwolnionej rtęci i utworzyły chemiczny amalgamat złota (kradzież alchemików w Almaden w Hiszpanii).

Ponieważ kolor drobinek złota znika, wydaje się, że złoto "rozpuściło się" - zamieniło się w "srebro" lub "platynę" ("srebro", trucizna - tak oszukano cara Aleksieja Michajłowicza Romanowa, połowa XVII w., Rosja) . Następnie podgrzano mieszankę amalgamatu złota (z siarką i węglem piec zamknięto). Częściowo zniknęła lotna rtęć (trucizna dla kobiet jest afrodyzjakiem), pozostało złoto. Wady: rtęć jest wysoce toksyczna, niecałkowite uwalnianie złota (pęknięcia, pozostałości rtęci).

Istnieje również nowoczesna metoda - ługowanie cyjankiem sodu, w którym drobne ziarna przekształcane są w związki rozpuszczalne w wodzie (np. technologia ekstrakcji uranu). Złoto jest ekstrahowane z roztworu wodnego, na przykład jest ekstrahowane za pomocą proszku cynkowego: 2Na + Zn = Na + 2Au.

Proces ten pozwala wydobywać złoto z hałd górniczych, zamieniając je w nowe złoże. Istnieje również metoda ługowania podziemnego, w której do studni wpompowywany jest roztwór cyjanku, który poprzez szczeliny wnika w skałę i rozpuszcza złoto, a następnie roztwór jest wypompowywany z innych studni. Cyjanek rozpuści się ze złotem i innymi metalami, które tworzą kompleksy cyjankowe.

Innym stałym źródłem wydobycia złota są półprodukty miedzi, uranu, ołowiu-cynku i innych gałęzi przemysłu. Złoto sąsiaduje z innymi metalami. Podczas rafinacji miedzi, po rozpuszczeniu anody, metale szlachetne gromadzą się pod anodą w szlamie. Szlam ten jest ważnym źródłem złota, które jest wydobywane im więcej, im większa jest produkcja metali nieszlachetnych.

Złoto pochodzące z recyklingu uzyskuje się z wadliwych lub zużytych produktów elektronicznych. Złom złota jest ważnym źródłem złota pochodzącego z recyklingu.

Wraz z małymi ziarnami znajdują się również duże bryłki, o których pisze się w gazetach i mówi się w radiu i telewizji. Większość dużych bryłek znaleziono na Uralu (RF).

Właściwości fizyczne

Złoto to żółty sześcienny metal. Bryła złota daje żółty odbity kolor, złota folia o szczególnie cienkim wykonaniu może być niebieska lub zielona w transmisji, opary złota są zielonkawo-żółte. Roztwory koloidalne z zawartością złota mają różne kolory, wszystko zależy od stopnia rozproszenia (np. gdy związki złota dostaną się na ludzką skórę, powstaje koloid o fioletowym zabarwieniu).

Formuła w postaci tekstu to: Au. Masa cząsteczkowa złota wynosi (w amu) 196,97. Temperatura topnienia metalu (w stopniach Celsjusza) wynosi 1063,4 o, temperatura wrzenia (w stopniach Celsjusza) to 2880 o. Rozpuszczalność złota (w g/100 g lub charakterystyczna): prawie nierozpuszczalna w wodzie destylowanej; w rtęci - 0,13 (w temperaturze 18 o C); prawie nierozpuszczalny w etanolu.

Zawartość złota w składzie skorupy ziemskiej (stałej) wynosi 0,0000005%. W naturze występuje tylko w swojej rodzimej postaci (największa bryłka świata ważyła 112 kilogramów). Minerały złota są znane w większości z natury tellurku, na przykład kalaweryt, kreineryt, ilwanit, aurostybit, petzyt. Średnia zawartość złota w depozytach wynosi 0,001%. W wodach światowych oceanów zawartość rozpuszczonego złota wynosi 0,0000000005% (jest ono zatruwane w oceanie po spożyciu wody morskiej). Jeśli weźmiemy pod uwagę żywe organizmy, to większość złota znajduje się w ziarnach, łodygach i liściach kukurydzy.

Gęstość złota jako metalu wynosi 19,3 (w temperaturze 20 o C, g/cm3). Wartość ciśnienia pary złota (w mm Hg) wynosi 0,01 (w temperaturze 1403 o C), 0,1 (w temperaturze 1574 o C), 10 (w temperaturze 2055 o C) 100 (w temperaturze 2412 o C) Napięcie powierzchniowe metalu (w mN/m) wynosi 1120 (w temperaturze 1200 o C). Ciepło właściwe metalu przy utrzymywaniu stałego ciśnienia (w J/g·K) wynosi 0,132 (w temperaturze 0-100 o C). Standardowa entalpia tworzenia złota ΔH (298 K, kJ / mol) wynosi 0 (t). Wskaźnik standardowej energii tworzenia Gibbsa ΔG (298 K, kJ / mol) wynosi 0 (t). Wartość standardowej entropii formacji S (298 K, J / mol · K) wynosi 47,4 (t). Standardowa molowa pojemność cieplna złota Cp (298 K, J / mol · K) wynosi 25,4 (t). Wskaźnik entalpii topnienia złota ΔHmelt (kJ / mol) wynosi 12,55. Cóż, entalpia wrzenia złoto ΔHwrz (kJ / mol) wynosi 348,5.

Złoto ma wysoką ciągliwość, ciągliwość, a także przewodność cieplną i elektryczną. Złoto jest dobrze spawane i lutowane (na amalgamacie). Złoto odbija promieniowanie podczerwone. Naturalnie występujące złoto ma jeden izotop, Au-197. Wskaźnik twardości Mohsa złota wynosi 2,5. Czyste złoto jest miękkie.

Złoto jest jednym z najcięższych metali: gęstość metalu, jak wspomniano powyżej, wynosi 19,3 g/cm3. Osm, iryd, platyna i ren mają większą masę niż złoto.

Właściwości chemiczne

Złoto jest metalem obojętnym, w normalnych warunkach złoto nie reaguje z większością kwasów, nie tworzy tlenków, dlatego należy do metali szlachetnych, ale w przeciwieństwie do zwykłych metali, które są niszczone przez środowisko. Odkryto, że woda królewska rozpuszcza złoto, co zachwiało zaufaniem do bezwładności metalu.

Na przestrzeni tysiącleci chemicy przeprowadzali ze złotem wiele różnych eksperymentów, w wyniku których okazało się, że złoto nie jest tak obojętne, jak myślą o nim niespecjaliści. Ale tutaj siarka i tlen (które są agresywne w stosunku do prawie wszystkich metali, zwłaszcza po podgrzaniu), nie wpływają na złoto w żadnej temperaturze. Wyjątkiem są atomy złota na powierzchni. Po osiągnięciu 500-700 o C atomy tworzą cienki, ale bardzo stabilny tlenek, który nie rozkłada się w ciągu 12 godzin po podgrzaniu do 800 o C. Na przykład Au 2 O 3 lub AuO (OH). Ta warstwa tlenku została znaleziona na powierzchni rodzimego złota.

Złoto nie reaguje z azotem, wodorem, węglem, fosforem, a po podgrzaniu halogeny reagują ze złotem, tworząc AuBr 3, AuF 3, AuCl 3 i AuI. Nawet w temperaturze pokojowej łatwo jest reagować z wodą z bromem i chlorem. Chemicy spotykają się z tymi odczynnikami. Niebezpieczeństwo dla złotych pierścieni w życiu codziennym reprezentuje nalewka jodowa, tj. wodno-alkoholowy roztwór jodu i jodku potasu: 2Au + I 2 + 2KI = 2K.

Wśród potencjałów standardowych złoto znajduje się na prawo od wodoru, dlatego nie reaguje z kwasami nieutleniającymi. Złoto rozpuszcza się w podgrzanym kwasie selenowym:

2Au + 6H 2 SeO 4 = Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O,

W również w stężonym kwasie solnym w procesie przechodzenia przez roztwór chloru:

2Au + 3Cl2 + 2HCl = 2H

Jeśli powstały roztwór zostanie odparowany, możliwe staje się otrzymanie kryształów kwasu solnego HAuCl 4 3H 2 O.

Po redukcji soli złota za pomocą dichlorku cyny powstaje trwały, jasnoczerwony roztwór koloidalny (tzw. „fiolet kasjanowy”). Niektóre tlenki złota (na przykład AuO 2 i Au 2 O 3) można uzyskać tylko przez odparowanie metalu w wysokiej temperaturze w próżni. Wodorotlenek Au (OH) 3 pod działaniem szczególnie silnych zasad wytrąca się w postaci roztworu AuCl 3. Sól Au (OH) 3 z zasadą - aurat - powstaje, gdy rozpuszcza się w silnych alkaliach. Złoto reaguje z wodorem, tworząc wodorek, po osiągnięciu ciśnienia 28 - 65 * 10 -8 Pa i temperatury powyżej 3500 o C. W reakcji złota z podsiarczkiem metalu alkalicznego w wysokiej temperaturze powstaje siarczan MeAuS. Istnieją siarczki złota Au 2 S i Au 2 S 3, ale są one metastabilne, rozkładają się, oddzielając fazę metaliczną.

Złoto rozpuszcza się w wodzie królewskiej: Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O. Po odparowaniu roztworu kryształy kwasu solnego HAuCl 4 są w stanie rozpuścić złoto. W kwasie siarkowym złoto może rozpuszczać się z utleniaczami: kwasem jodowym, kwasem azotowym, dwutlenkiem manganu. W roztworach cyjanków z dostępem tlenu złoto rozpuszcza się tworząc bardzo silne dicyjanoauryny: 4Au + 8NaCN + 2H 2 O + O 2 = 4Na + 4NaOH; ta reakcja leży u podstaw bardzo ważnej przemysłowej metody odzyskiwania rudy złota.

Istnieją organiczne związki złota. W wyniku działania chlorku złota (III) ze związkami aromatycznymi powstają związki odporne na tlen, wodę i kwasy, np.: AuCl 3 + C 6 H 6 = C 6 H 5 AuCl 2 + HCl. Organiczne pochodne metalu (I) są stabilne w obecności ligandów skoordynowanych ze złotem, na przykład trietylofosfina: CH 3 Au · P (C 2 H 5) 3.

Korzystanie z materiałów ze strony internetowej