Izotopi de aur. Aur dintr-un reactor nuclear

09.05.2019

În 1935, fizicianul american Arthur Dempster a reușit să efectueze o determinare spectrografică de masă a izotopilor conținuti în uraniul natural. În timpul experimentelor, Dempster a studiat și compoziția izotopică a aurului și a găsit un singur izotop - aur-197. Nu a existat nicio indicație privind existența aurului-199. Unii oameni de știință au sugerat că trebuie să existe un izotop greu de aur, deoarece aurul în acel moment era atribuit unei mase atomice relative de 197,2. Cu toate acestea, aurul este un element monoizotopic. Prin urmare, cei care doresc să obțină artificial acest metal nobil râvnit, toate eforturile trebuie direcționate către sinteza singurului izotop stabil - aur-197.

Vestea experimentelor de succes în fabricarea aurului artificial a provocat întotdeauna îngrijorare în cercurile financiare și guvernamentale. Așa a fost pe vremea conducătorilor romani și așa este și acum. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că raportul sec asupra cercetărilor Laboratorului Național din Chicago de către grupul profesorului Dempster a provocat recent entuziasm în lumea financiară capitalistă: într-un reactor atomic poți obține aur din mercur! Acesta este cel mai recent și convingător caz de transformare alchimică.

A început încă din 1940, când în unele laboratoare de fizică nucleară au început să bombardeze elementele vecine cu aur cu mercur și platină cu neutroni rapizi obținuți cu ajutorul unui ciclotron. La o întâlnire a fizicienilor americani la Nashville în aprilie 1941, A. Sherr și C. T. Bainbridge de la Universitatea Harvard au raportat despre rezultatele de succes ale unor astfel de experimente. Au trimis deutroni overclockați către o țintă de litiu și au primit un flux de neutroni rapizi, care a fost folosit pentru a bombarda nucleele de mercur. Ca urmare a transformării nucleare, a fost obținut aur!

Trei izotopi noi cu numerele de masă 198, 199 și 200. Cu toate acestea, acești izotopi nu au fost la fel de stabili ca izotopul natural - aurul-197. Emițând raze beta, după câteva ore sau zile s-au transformat din nou în izotopi stabili ai mercurului cu numerele de masă 198, 199 și 200. În consecință, adepții moderni ai alchimiei nu aveau niciun motiv să se bucure. Aurul, care se transformă înapoi în mercur, nu are valoare: este aur înșelător. Cu toate acestea, oamenii de știință s-au bucurat de transformarea cu succes a elementelor. Au putut să-și extindă cunoștințele despre izotopii artificiali ai aurului.

„Transmutația” efectuată de Sherr și Bainbridge se bazează pe așa-numita reacție (n, p): nucleul unui atom de mercur, absorbind un neutron n, se transformă într-un izotop de aur, iar protonul p este eliberat.

Mercurul natural conține șapte izotopi în cantități diferite: 196 (0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 (23,13%), 201 (13,22%), 202 (29, 80%) și 204 (6). %). Deoarece Sherr și Bainbridge au găsit izotopi de aur cu numerele de masă 198, 199 și 200, ar trebui să presupunem că acestea din urmă au apărut din izotopi de mercur cu aceleași numere de masă. De exemplu: 198 Hg + n = 198 Au + p

Această presupunere pare justificată - la urma urmei, acești izotopi ai mercurului sunt destul de comuni. Probabilitatea apariției oricărei reacții nucleare este determinată în primul rând de așa-numita secțiune transversală de captare efectivă a unui nucleu atomic în raport cu particulele de bombardare corespunzătoare. Prin urmare, colaboratorii profesorului Dempster, fizicienii Ingram, Hess și Haydn, au încercat să determine cu exactitate secțiunea transversală eficientă pentru captarea neutronilor de către izotopii naturali ai mercurului. În martie 1947, au reușit să arate că izotopii cu numerele de masă 196 și 199 au cea mai mare secțiune transversală de captare a neutronilor și, prin urmare, au cea mai mare probabilitate de a se converti în aur. Ca „produs secundar” al cercetării lor experimentale, au primit... aur! Exact 35 μg obținute din 100 mg de mercur după iradierea cu neutroni moderati într-un reactor nuclear. Aceasta înseamnă un randament de 0,035%, dar dacă cantitatea de aur găsită este atribuită doar mercurului-196, atunci se va obține un randament solid de 24%, deoarece aurul-197 se formează numai din izotopul mercurului cu o masă. număr de 196.

Reacțiile (N, p) - apar adesea cu neutroni rapizi și predominant (n, y) - conversii cu neutroni lenți. Aurul descoperit de angajații lui Dempster a fost format astfel:

196 Hg + n = 197 Hg * + y

197 Hg * + e- = 197 Au

Mercurul instabil-197 format prin procesul (n, y) se transformă în aur stabil-197 ca urmare a captării K (un electron din învelișul K al propriului atom). Astfel, Ingram, Hess și Haydn au sintetizat cantități tangibile de aur artificial într-un reactor atomic! În ciuda acestui fapt, sinteza lor de aur nu a alarmat pe nimeni, deoarece numai oamenii de știință care au urmărit cu atenție publicațiile din Physical Review au aflat despre asta. Raportul a fost scurt și probabil nu suficient de interesant pentru mulți din cauza titlului său inexact: „Secțiuni transversale de neutroni pentru izotopii de mercur” (Secțiuni transversale eficiente pentru captarea neutronilor de către izotopii de mercur). Cu toate acestea, prilejul a bucurat că doi ani mai târziu, în 1949, un jurnalist prea zelos a preluat acest mesaj pur științific și, într-o manieră zgomotoasă a pieței, a anunțat în presa mondială despre producția de aur într-un reactor nuclear. În urma acesteia, a existat o confuzie majoră în Franța cu cotația aurului la bursă și a început un colaps. Părea că evenimentele se derulau exact așa cum și-a imaginat Rudolph Dauman, prezicând în romanul său științifico-fantastic „Sfârșitul aurului”.

Cu toate acestea, aurul artificial obținut într-un reactor atomic a întârziat să apară. Nu avea nicio intenție să inunde piețele lumii. Apropo, profesorul Dempster nu avea nicio îndoială în privința asta. Treptat, piața de capital franceză s-a calmat din nou. Acesta nu este ultimul merit al revistei franceze Atoms, care în numărul din ianuarie 1950 a publicat un articol: „La transmutation du mercure en or” (Transmutarea mercurului în aur).

Deși revista, în principiu, a recunoscut posibilitatea obținerii aurului din mercur prin metoda reacției nucleare, totuși, și-a asigurat cititorii de următoarele: prețul unui astfel de metal nobil artificial ar fi de multe ori mai mare decât aurul natural extras din cele mai sărace minereuri de aur!

Angajații lui Dempster nu și-au putut refuza plăcerea de a obține o anumită cantitate de astfel de aur artificial în reactor. De atunci, această mică expoziție curioasă a împodobit Muzeul de Știință și Industrie din Chicago. Această raritate – o mărturie a artei „alchimiștilor” din epoca atomică – a putut fi admirată în timpul conferinței de la Geneva din august 1955.

Din punctul de vedere al fizicii nucleare, sunt posibile mai multe transformări ale atomilor în aur. În sfârșit, vom dezvălui secretul pietrei filozofale și vă vom spune cum puteți face aur. Subliniem aici că singura cale posibilă este transformarea nucleelor.

Aurul stabil, 197Au, ar putea fi obținut prin descompunerea radioactivă a anumitor izotopi ai elementelor învecinate. Acesta este ceea ce ne învață așa-numita hartă a nuclizilor, în care sunt prezentați toți izotopii cunoscuți și direcțiile posibile ale dezintegrarii lor. Deci, aurul-197 este format din mercur-197 care emite raze beta sau din acest mercur prin captarea K. Aurul ar putea fi făcut și din taliu-201 dacă acest izotop ar emite raze alfa. Cu toate acestea, acest lucru nu este observat. Cum să obțineți un izotop de mercur cu un număr de masă de 197, care nu se găsește în natură? Teoretic, poate fi obținut din taliu-197, iar acesta din urmă din plumb-197. Ambii nuclizi se transformă spontan prin captarea electronilor în mercur-197 și, respectiv, taliu-197. În practică, aceasta ar fi singura oportunitate, deși doar teoretică, de a face aur din plumb. Totuși, plumbul-197 este, de asemenea, doar un izotop artificial, care trebuie mai întâi obținut printr-o reacție nucleară.

Izotopii de platină 197Pt și mercur 197Hg se obțin și ei numai prin transformări nucleare. Numai reacțiile bazate pe izotopi naturali sunt fezabile în mod realist. Doar 196 Hg, 198 Hg și 194 Pt sunt materii prime potrivite pentru aceasta. Acești izotopi ar putea fi bombardați cu neutroni accelerați sau particule alfa pentru a ajunge la următoarele reacții:

196 Hg + n = 197 Hg * + y

198 Hg + n = 197 Hg * + 2n

194 Pt + 4 He = 197 Hg * + n

Cu același succes, izotopul de platină dorit ar putea fi obținut din 194 Pt prin conversia (n, y) sau de la 200 Hg prin procesul (n, y). În acest caz, desigur, nu trebuie să uităm că aurul natural și platina constau dintr-un amestec de izotopi, așa că în fiecare caz este necesar să se țină cont de reacțiile concurente. Aurul pur va trebui în cele din urmă să fie izolat dintr-un amestec de diferiți nuclizi și izotopi nereacționați. Acest proces va fi costisitor. Conversia platinei în aur va trebui să fie abandonată cu totul din motive economice: după cum știți, platina este mai scumpă decât aurul.

O altă opțiune pentru sinteza aurului este transformarea nucleară directă a izotopilor naturali, de exemplu, conform următoarelor ecuații:

200 Hg + p = 197 Au + 4 He

199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He

(Y, p) -proces (mercur-198), (y, p) -proces (platină-194) sau (p, y) sau (D, n) -transformare (platină-196). Singura întrebare este dacă este practic posibil și, dacă da, este deloc rentabil din motivele menționate. Numai bombardarea pe termen lung a mercurului cu neutroni, care sunt prezenți în reactor în concentrație suficientă, ar fi economică. Alte particule ar trebui să fie produse sau accelerate într-un ciclotron - această metodă, după cum se știe, dă doar randamente mici de substanțe.

Dacă mercurul natural este expus unui flux de neutroni într-un reactor, atunci, pe lângă aurul stabil, se formează în principal unul radioactiv. Acest aur radioactiv (cu numerele de masă 198, 199 și 200) are o durată de viață foarte scurtă și în câteva zile se transformă din nou în substanțele sale originale cu emisia de radiații beta:

198 Hg + n = 198 Au * + p

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

Nu este încă posibil să excludem transformarea inversă a aurului radioactiv în mercur, adică să spargem acest „Circulus vitiosus”: legile naturii nu sunt atât de ușor de ocolit. Singurul izotop stabil al aurului este 197 Au 79, care garantează producția sa fiabilă și ecologică. Motivul pentru care aurul nu se convertește în mod natural în mercur se datorează faptului accidental că nucleul de 197 Au este puțin mai stabil decât nucleul de 197 Hg - cu doar 1 MeV. Dacă, dimpotrivă, 197 Hg ar fi mai stabil, atunci aur stabil, natural, nu ar exista deloc. Lingourile de aur false s-ar transforma într-un bazin de mercur.

În aceste condiții, producția sintetică a unui metal nobil scump - platina, pare a fi mai puțin complicată decât alchimia. Dacă ar fi posibil să se direcționeze bombardamentul cu neutroni în reactor astfel încât să aibă loc o transformare predominant (n, y), atunci s-ar putea spera să obținem cantități semnificative de platină din mercur: toți izotopii obișnuiți ai mercurului - 198 Hg, 199 Hg, 201 Hg - sunt transformați în izotopi stabili ai platinei - 195 Pt, 196 Pt și 198 Pt. Desigur, și aici procesul de separare a platinei sintetice este foarte complicat.

Frederick Soddy, în 1913, a propus o modalitate de a obține aur prin transformarea nucleară a taliului, mercurului sau plumbului. Cu toate acestea, la acea vreme, oamenii de știință nu știau nimic despre compoziția izotopică a acestor elemente. Dacă procesul de eliminare a particulelor alfa și beta propus de Soddy ar putea fi realizat, ar trebui să se procedeze de la izotopii 201 Tl, 201 Hg, 205 Pb. Dintre aceștia, doar izotopul de 201 Hg există în natură, amestecat cu alți izotopi ai acestui element și inseparabil chimic. În consecință, rețeta lui Soddy nu era fezabilă.

Scriitorul Dauman, în cartea sa „Sfârșitul aurului”, publicată în 1938, ne-a spus rețeta cum să transformăm bismutul în aur: prin separarea a două particule alfa din nucleul de bismut folosind raze X de înaltă energie. Această reacție (y, 2a) nu este cunoscută până în prezent. În plus, transformarea ipotetică 205 Bi + y = 197 Au + 2a nu poate continua din alt motiv: nu există izotop stabil 205 Bi. Bismutul este un element monoizotopic! Singurul izotop natural al bismutului cu un număr de masă de 209 poate da conform principiului reacției Dauman - doar aur radioactiv-201, care, cu un timp de înjumătățire de 26 de minute, se transformă din nou în mercur. După cum puteți vedea, eroul romanului lui Dauman, omul de știință Bargengrond, nu a putut obține aur!

Acum știm cum să obținem de fapt aur. Înarmați cu cunoștințele de fizică nucleară, să ne aventurăm într-un experiment de gândire: 50 kg. transformăm mercurul dintr-un reactor atomic în aur cu drepturi depline - aur-197. Aurul adevărat este fabricat din mercur-196. Din păcate, mercurul conține doar 0,148% din acest izotop. Prin urmare, la 50 kg. există doar 74 g de mercur-196 și doar această cantitate o putem transmuta în aur adevărat.

La început, să fim optimiști și să presupunem că aceste 74 g de mercur-196 pot fi convertite în aceeași cantitate de aur-197 dacă mercurul este bombardat cu neutroni într-un reactor modern cu o capacitate de 10 15 neutroni / (cm 2 ). s). Să ne imaginăm 50 kg. mercur, adică 3,7 litri, sub formă de minge plasată într-un reactor, apoi un flux de 1,16 va acţiona pe suprafaţa de mercur egal cu 1157 cm 2 în fiecare secundă. 10 18 neutroni. Dintre acestea, 74 g de izotop-196 sunt afectate de 0,148%, sau 1,69. 10 15 neutroni. Pentru simplitate, să presupunem în continuare că fiecare neutron provoacă transformarea a 196 Hg în 197 Hg *, din care 197 Au se formează prin captarea electronilor.

Prin urmare, avem 1,69 la dispoziție. 10 15 neutroni pe secundă pentru a transforma atomii de mercur-196. Câți atomi sunt de fapt? Un mol de element, adică 197 g de aur, 238 g de uraniu, 4 g de heliu, conține 6.022. 10 23 atomi. Ne putem face o idee aproximativă despre acest număr gigantic doar pe baza unei comparații vizuale. De exemplu, aceasta: să ne imaginăm că întreaga populație a globului în 1990 - aproximativ 6 miliarde de oameni - a început să numere acest număr de atomi. Fiecare numără un atom pe secundă. În prima secundă, ar fi numărat 6. 109 atomi, în două secunde - 12. 10 9 atomi, etc. Cât timp va dura omenirii în 1990 să numere toți atomii dintr-un mol? Răspunsul este uluitor: aproximativ 3.200.000 de ani!

74 g de mercur-196 conțin 2,27. 10 23 atomi. Putem transmuta 1,69 pe secundă cu un flux de neutroni dat. 10 15 atomi de mercur. Cât timp durează convertirea întregului mercur-196? Iată răspunsul: ar fi nevoie de un bombardament intens cu neutroni dintr-un reactor cu flux mare timp de patru ani și jumătate! Trebuie să facem aceste cheltuieli uriașe pentru a obține în sfârșit doar 74 g de aur din 50 kg de mercur, iar un astfel de aur sintetic trebuie totuși separat de izotopii radioactivi ai aurului, mercurului etc.

Da, este, în epoca atomului poți face aur. Cu toate acestea, procesul este prea costisitor. Aurul obținut artificial în reactor este neprețuit. Ar fi mai ușor să vindeți un amestec de izotopi radioactivi ca „aur”. Poate că scriitorii de science fiction vor fi seduși de invenții care implică acest aur „ieftin” (între ghilimele)?

„Mare tingerem, si mercuris esset” (Aș transforma marea în aur dacă ar consta din mercur). Această zicală a fost atribuită alchimistului Raimundus Lullus. Să presupunem că noi, cu ajutorul științei moderne, am transformat nu marea, ci o mare cantitate de mercur în 100 kg. aur într-un reactor nuclear. În exterior, care nu se poate distinge de natural, acest aur radioactiv se află în fața noastră sub formă de lingouri strălucitoare. Din punct de vedere al chimiei, acesta este și aur pur.

O persoană foarte bogată cumpără aceste batoane la ceea ce se crede a fi un preț similar. Nici nu bănuiește că, în realitate, vorbim despre un amestec de izotopi radioactivi 198 Au și 199 Au, al căror timp de înjumătățire este de la 65 la 75 de ore. Vă puteți imagina acest ticălos care a văzut că comoara lui de aur aluneca la propriu. printre degetele lui.

Pentru fiecare trei zile, proprietatea lui este redusă la jumătate, iar el nu este în măsură să o împiedice; intr-o saptamana de la 100 kg. vor rămâne doar 20 kg de aur, după zece timpi de înjumătățire (30 de zile) - practic nimic (teoretic sunt încă 80 g). Doar un mare bazin de mercur va rămâne în trezorerie.

Plutoniul este primul element creat de om văzut cu ochiul uman
„Iad” și „nebunie”
Aurul obținut într-un reactor atomic
Secretul medalionului de aur

Aurul radioactiv este mai valoros decât aurul natural

Discută despre posibilitatea producerii artificiale a aurului din mercur, am văzut că conversia inversă a aurului în mercur nu este atât de imposibilă. În esență, doar printr-un capriciu al naturii aurul există ca element natural. Motivul pentru care aurul nu se transformă în mod natural în mercur este că nucleul de 197 Au este ceva mai stabil decât 197 Hg - cu doar 1 MeV. Dacă, dimpotrivă, 197 Hg ar fi mai stabil, atunci aurul natural nu ar exista deloc. Lingourile de aur false s-ar transforma într-un bazin de mercur.

Vestea că ei încercau să transforme aurul într-un alt element, de exemplu, mercurul, în scopuri științifice, ar fi dus cu siguranță la nedumerirea adepților secreti ai alchimiei. Care sunt motivele acestei „alchimii inversate”?

La un moment dat, în tehnologia de măsurare a căpătat o importanță deosebită izotopul mercurului cu un număr de masă de 198. Acest izotop era necesar într-o formă foarte pură. Fie nu a fost posibil să-l izolăm de mercurul natural, fie a fost imposibil din cauza costurilor enorme. Era o singură cale de urmat. A fost necesar să se obțină mercur-198 în mod artificial, iar acest lucru a necesitat aur. De ce, pentru știință, lumina converge ca o pană asupra acestui mercur?

Un metru este o patruzeci de milioane de parte din circumferința ecuatorială a Pământului. Așa se predau ei la școală.
Din 1889, la Paris se păstrează etalonul contorului - o tijă dintr-un aliaj de platină cu iridiu. Cu toate acestea, acest standard este o măsură artificială care poate fi schimbată.
Căuta standard de lungime constant, natural Curând a găsit o altă unitate: un metru corespunde la 1553164,1 lungimi de undă ale liniei spectrale roșii a cadmiului, egale cu 6438 angstromi (1 Â = 10 -10 m). Cu ajutorul unui astfel de standard s-a obținut o precizie destul de ridicată, suficientă pentru multe scopuri. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, designerii britanici de instrumente de navigație aeriană și maritimă au folosit doar valorile liniei roșii de cadmiu în scopuri secrete.

Cu toate acestea, noul standard de lungime încă nu a îndeplinit cele mai înalte cerințe. Cadmiu este un element mixt, iar fiecare dintre izotopii săi dă o linie spectrală roșie, a cărei lungime de undă este ușor diferită de ceilalți. Prin urmare, în 1940, fizicienii americani Vines și Alvarez au propus atribuirea liniei verzi a spectrului de mercur-198 cu o lungime de undă de 5461 A. Această linie este puternic limitată și absolut monocromatică. Vines și Alvarez bombardând aur cu neutroni într-un ciclotron timp de o lună au obținut mercur-198 în cantități necesare analizei spectrale.

Izotopul rezultat al mercurului a fost separat prin incandescență. Vaporii săi s-au condensat în capilare minuscule.

După al Doilea Război Mondial, primele lămpi Mercury-198 au fost puse în vânzare în Statele Unite. Au conținut 1 mg de mercur-198, care a fost obținut din aur într-un reactor atomic. Alte state au început curând să elibereze izotopul necesar de mercur, de asemenea. Din 1966, a fost primit în RDG, la Institutul Central de Cercetări Nucleare din Rossendorf. În reactorul nuclear local, chimiștii au obținut aproximativ 100 mg de mercur-198 cu o puritate izotopică de 99% din 95 g de aur pur ca urmare a bombardamentului său cu neutroni de 1000 de ore:

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

Pe baza acestui nou standard de lungime, contorul a fost din nou „măsurat”. Este de 1.831.249,21 lungimi de undă ale liniei verzi a izotopului de 198 Hg. În prezent, mercurul-198 este din nou înlocuit de izotopul kriptonului de gaz nobil - 86 Kr, a cărui linie portocalie are o lungime de 6058 A este mai reproductibilă.

Un metru corespunde la 1.650.763,73 lungimi de undă de radiație de la atomii de krypton-86 în vid.

Produsul intermediar al sintezei mercurului-198 - aurul radioactiv-198 - și-a găsit de asemenea aplicație. Acest izotop emite raze beta și se descompune cu un timp de înjumătățire de 65 de ore până la izotopul stabil 198 Hg. În prezent, este folosit ca medicament - într-o stare fin dispersată sub formă de sol auriu. Este folosit pentru a obține radiograme ale organelor corpului uman și pentru a trata tumorile canceroase. În acest scop, se injectează în țesuturile respective. Fiecare atom de aur acționează ca un mic tub cu raze X și ucide celulele canceroase într-o zonă foarte restrânsă.

O astfel de terapie este mult mai oportună decât iradierea suprafețelor mari. Aurul radioactiv este semnificativ mai puțin nociv decât razele X. Cazurile de vindecare în tratamentul leucemiei, o creștere dureroasă a numărului de globule albi, sunt, de asemenea, foarte ilustrative. În lupta împotriva flagelului cancerului, aurul radioactiv artificial a oferit deja omenirii servicii de neprețuit.

Știința modernă va spune fără nicio îndoială: transformarea elementelor - da, transformarea în aur - nu! Pentru ce? Astăzi, aurul este irosit fără ezitare pentru a sintetiza alte elemente de interes pentru știință. Aurul este folosit pentru obținerea artificială a izotopilor Franței și ai astatinului, elemente care, după cum știți, nu pot fi obținute din surse naturale. Și aici alchimia este răsturnată cu susul în jos. Franciul este obținut din aur, care este bombardat cu oxigen sau ioni de neon în acceleratoarele moderne:

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

Astatina se formează prin transformarea aurului atunci când este bombardat cu nuclee de carbon dispersate:

197 Au + 12 С = 205 At + 4 n

Așa a devenit aurul „scump” pentru știința modernă: nu caută să-l obțină artificial, ci mai degrabă îl folosește ca „materie primă” pentru sinteza altor elemente.

Aurul s-a impus de mult timp ca un element al sistemului financiar global. Rezervele acestui metal sunt mici, motiv pentru care, de-a lungul istoriei, aurul practic nu s-a pierdut, indiferent de cataclismele a trebuit să suporte societatea umană: metalul galben a fost topit și acumulat. Produsele din aur și lingouri acționează astăzi ca cele mai importante obiecte pentru investirea fondurilor. Utilizarea aurului nu se limitează la investiții. Metalul este folosit în producția de bijuterii, în implementarea tehnologiilor moderne în diverse industrii, precum și în medicină.

Valoarea industrială a aurului

Valoarea metalului galben pentru producția industrială se datorează proprietăților sale speciale: maleabilitatea și ductilitatea. Datorită acestor calități, din materii prime se poate realiza un fir micron sau o foaie de folie ultra-subțire.

Aurul se caracterizează printr-un grad ridicat de rezistență la medii agresive. Această proprietate permite ca metalul să fie utilizat în industria chimică și electronică, chiar și în ciuda conductibilității termice și electrice mai scăzute în comparație cu același cupru.

Utilizarea aurului în industria modernă se găsește cel mai adesea în:

Industria transporturilor;
Chimie și producție petrochimică;
Energie;
Productie de electronice si instrumente de masura;
Telecomunicații;
Nanotehnologie;
Industria aviatică și spațială.

Metalul a devenit larg răspândit ca material de sudură în producția de eșantioane de ultimă tehnologie, producția de termocupluri și piese pentru galvanometre. În ceea ce privește rezistența sa chimică și mecanică, aurul rămâne în urma majorității platinoidelor, dar este de neînlocuit ca materie primă pentru contactele electrice. În domeniul microelectronicii, atât conductorii de aur, cât și placarea galvanică cu aur a suprafețelor, plăcilor și conectorilor individuale sunt utilizate pe scară largă.

Unde mai este folosit aurul în industrie? Metalul este folosit ca lipit la lipirea metalelor, deoarece udă bine suprafețele de lucru. Aurul este, de asemenea, de neînlocuit în industria de apărare: este folosit pentru a face ținte pentru cercetarea nucleară, folosit ca acoperire pentru oglinzile proiectate să funcționeze în domeniul infraroșu îndepărtat și folosit pentru carcasa unei bombe cu neutroni. Placarea galvanică cu aur a metalelor elimină procesele de coroziune, iar plăcile subțiri din aliaje de aur moale sunt importante în domeniul cercetării în vid ultraînalt.

Datorită capacității aurului de a reflecta razele infraroșii, omul a găsit o altă utilizare a metalului: industria sticlei. Metalizarea ferestrelor clădirii constă dintr-o inserție dintr-o peliculă subțire de aur. Astfel de măsuri permit să se asigure că majoritatea razelor sunt reflectate și să se evite încălzirea clădirii. Dacă un curent electric este trecut printr-o astfel de sticlă, acesta va dobândi proprietăți anti-aburire, care sunt indispensabile pentru fabricarea de ochelari pentru vehicule mari - avioane, locomotive electrice, nave maritime.

Utilizarea aurului în industria aviatică și spațială poate părea oarecum ciudată, deoarece greutatea metalului este destul de mare. Aurul este folosit acolo unde coroziunea nu poate fi prevenită în niciun fel: aceasta este conectarea pieselor motoarelor de aeronave și locurile în care contactele electrice sunt lipite și acoperirea ferestrelor navetei cu folie de aur.

Industria de bijuterii

Producția de bijuterii a fost și rămâne întotdeauna cel mai mare consumator de metal galben. Bijuteriile din aur există de multe secole, cel puțin se poate aminti vechii faraoni egipteni și decorarea mormintelor lor. Purtarea obiectelor din aur avea o semnificație puțin diferită: erau amulete împotriva bolilor, atacurilor, vrăjitoriei. În lumea modernă, bijuteriile din metal galben întruchipează statutul proprietarului lor în societate și, de asemenea, poartă frumusețe estetică.

Moda pentru acest metal este puțin probabil să treacă în timp, astfel încât întrebarea unde este încă folosit aurul de către o persoană poate fi răspuns în siguranță - în bijuterii. Sortimentul de bijuterii din aur este destul de extins; inelele, cerceii, lanțurile, butonii, degetele și alte produse sunt realizate din metal. Bijutierii își fac capodoperele nu din aur pur, ci din aliajele sale. Acest lucru se explică prin faptul că metalul pur este foarte moale și nu are rezistența necesară în raport cu stresul mecanic.

Pentru a atinge caracteristicile dorite, în producție, se realizează mai întâi un aliaj de metal cu alți aditivi, dintre care principalii sunt argintul și cuprul. Alte componente ale aliajului includ paladiu, zinc, cobalt și nichel. Raportul dintre componente determină finețea aliajului. Aurul oferă rezistență la procesele de coroziune, dar proprietățile mecanice ale aliajului și nuanța sa de culoare depind de conținutul altor metale. În funcție de raportul de metale din aliaj, bijuteriile din aur au una dintre nuanțele unei palete de trei culori: se disting aurul galben, alb și roșu.

Inel din aur „rosu”.

Utilizarea aurului în vopsirea bijuteriilor reprezintă aproximativ jumătate din cantitatea totală de metal folosită de oameni.

Un alt element semnificativ al cheltuielilor cu rezervele de metale prețioase - aproximativ 10% - este medicina.

Aurul în medicină

Datorită maleabilității sale bune și capacității de a nu se oxida, aurul a fost folosit pe scară largă în stomatologie încă din cele mai vechi timpuri. Pentru proteze și coroane, este nevoie, la fel ca și pentru bijuterii, nu aur pur, ci aliajele sale. Toate aceleași argint, cupru, zinc, platină sunt folosite ca componente suplimentare. Rezultatul este un produs cu ductilitate bună, rezistență excelentă la coroziune și proprietăți mecanice ridicate - tot ceea ce este necesar pentru protezarea dentară.

Unde mai este folosit aurul în scopuri medicinale? Farmacologia rămâne una dintre cele mai importante domenii de utilizare a metalelor prețioase. Compușii metalici sunt o componentă a unor medicamente care sunt utilizate în tratamentul artritei, tumorilor maligne și tuberculozei. Exemplele de utilizare a aurului în medicină includ preparate solubile în apă care conțin un metal prețios, care sunt administrate sub formă de injecții la un pacient cu artrită cronică, tiosulfatul de aur administrat la pacienții cu lupus eritematos, compuși metalici organici utilizați în tuberculoză.

Aurul radioactiv, utilizat în oncologie pentru diagnosticul și tratamentul tumorilor maligne, fire de aur în cosmetologia estetică, preparate cu conținut de aur pentru îngrijirea pielii, care, datorită efectului antimicrobian al metalului, ajută la eliminarea problemelor pielii și la întinerirea acestora.

Progresele științei care au prezentat omenirii preparate care conțin aur au făcut posibilă obținerea unor rezultate deosebite în tratamentul multor boli, în special în oncologie, unde se folosește aurul radioactiv, sau mai degrabă particulele coloidale ale izotopilor săi. În plus, purtarea simplă a bijuteriilor din aur ajută la a face față unor afecțiuni. Teza despre efectele benefice ale aurului asupra corpului uman este folosită activ în rețetele de medicină alternativă:

Îmbunătățește memoria, previne dezvoltarea aterosclerozei;
Întărește inima și întregul sistem circulator;
Ajută la combaterea răcelilor;
Adaugă vivacitate și energie.

Proprietățile benefice ale aurului pot să nu fie întotdeauna benefice pentru o anumită persoană. Înainte de a fi tratat cu aur, este recomandat să consultați un medic. Chiar și simpla purtare a produselor din metale prețioase poate provoca o reacție negativă în organism: febră, dureri în intestine, probleme cu rinichii, căderea părului și chiar depresie. Astfel de fenomene apar la unii oameni care au fost în contact constant cu aurul.

Utilizarea aurului ca metal industrial și medicinal în viața oamenilor este destul de extinsă. Aplicațiile sale includ motoare de nave spațiale, inele de aur pe degetele femeilor moderne de modă și proteze dentare în cabinetul stomatologic. Aurul ca metal prețios și-a păstrat scopurile de investiții, industriale, de bijuterii și medicale de câteva milenii. Este puțin probabil ca această tendință să fie întreruptă în viitor, proprietățile metalului galben vor fi întotdeauna folosite de oamenii de știință, extinzând limitele aplicației sale moderne.

198 Au este utilizat sub formă de soluții coloidale pentru diagnosticarea radioizotopilor și în radioterapie.

1. Mică enciclopedie medicală. - M .: Enciclopedie medicală. 1991-96 2. Primul ajutor. - M .: Marea Enciclopedie Rusă. 1994 3. Dicţionar enciclopedic de termeni medicali. - M .: Enciclopedia sovietică. - 1982-1984.

Vedeți ce este „aurul radioactiv” în alte dicționare:

Un grup de izotopi radioactivi ai aurului cu numere de masă cuprinse între 187 și 203 și un timp de înjumătățire de 2 secunde. până la 31.016 ani; Izotopul 198Au este utilizat sub formă de soluții coloidale pentru diagnosticarea radioizotopilor și în terapia cu radiații... Dicţionar medical cuprinzător

Au (lat.Aurum * a. Gold; n. Gold; f. Or; and. Oro), chem. element al grupei I periodice. sisteme Mendeleev; la. n. 79, la. m. 196.967. Aurul natural este format din izotopul stabil 197Au. 13 izotopi radioactivi cu numere de masă ...... Enciclopedie geologică

Acest termen are alte semnificații, vezi Aur (dezambiguizare). 79 Platină ← Aur → Mercur ... Wikipedia

- (lat. Aurum) Au, element chimic din grupa 1 a sistemului periodic al lui Mendeleev; numărul atomic 79, masa atomică 196,9665; metal galben greu. Constă dintr-un izotop stabil 197Au. Referință istorică. Z. a fost ......

Aur, argint, platină și metale din grupul platinei (iridiu, osmiu, paladiu, rodiu, ruteniu), care și-au primit numele în principal datorită rezistenței chimice ridicate și aspectului frumos al produselor. În plus, Aur, ...... Marea Enciclopedie Sovietică

Metale pretioase- (Metale pretioase) Metalele pretioase sunt metale rare care se disting prin stralucirea, frumusetea si rezistenta la coroziune.Istoria extractiei metalelor pretioase, soiuri, proprietati, aplicatii, distributie in natura, aliaje... ... Enciclopedia investitorilor

Aur / Aurum (Au) Număr atomic 79 Aspectul unei substanţe simple Metal galben moale maleabil Proprietăţile atomului Masa atomică (masă molară) 196,96654 a. unități (g/mol) Raza unui atom ... Wikipedia

Metale prețioase Metale care nu sunt supuse coroziunii și oxidării, ceea ce le diferențiază de majoritatea metalelor de bază. Toate sunt și metale prețioase datorită rarității lor. Principalele metale prețioase sunt aurul, argintul și, de asemenea, ... ... Wikipedia

Aurul este un metal galben foarte periculos și otrăvitor.
tehnologii moderne de precizie digitală și prin cablu
Pietre și minerale toxice și otrăvitoare

Aur(Au). Din cele mai vechi timpuri aur era cunoscut popoarelor planetei noastre. Există o versiune conform căreia aurul a fost practic primul metal pe care o persoană l-a întâlnit pentru prima dată (după pirit - pirita de fier, „blenda de aur”). Există dovezi că în Egipt, la minele antice de aur ale evreilor („ebraică” - „extratereștri”), aurul a fost extras și folosit la fabricarea diferitelor produse în mileniul IV î.Hr., iar în Indochina și India - în mileniul II î.Hr. Acolo, aurul a servit ca material pentru fabricarea de monede, bijuterii, obiecte de artă și de cult.

Înainte de introducerea monedei electronice, aurul era un element al sistemului financiar, acest metal nu era supus coroziunii (cu excepția amalgamului de mercur, imitarea cu plumb, galvanizarea argintului și a altor escrocherii din secolul XX), are un aspect atractiv, iar rezervele sale sunt mari (în special în apa de mare - „blestemul” industriei moderne de sticlă, cuarțul cu impurități de aur este topit într-un creuzet cu cinabru roșu - sulfura de mercur și aurul este zgură din cuarț pentru nevoile de galvanizare. ).

Chiar și în antichitate, aurul era folosit ca material pentru a face bani (hoții îmbibați cu amalgam de mercur la periferia orașului Almaden, Spania, la vest de Europa continentală, „bani de argint”). Până în prezent, monedele de aur rămân un monument al antichității. Perioada 1817-1914 este numită chiar „epoca de aur”. Până la sfârșitul Primului Război Mondial, aurul a continuat să fie o măsură a monedelor de bani existente la acea vreme (până la începutul secolului XXI). Bancnotele de hârtie serveau la acea vreme drept documente care certificau deținerea unei părți din aur, bancnotele erau schimbate cu aur (fraudă - pirită, sulfură de fier, „aurul proștilor”, în combinație cu „argintul proștilor” - arsenopirit sulfurat de fier arsenos, Goana aurului în Alaska, SUA).

In conformitate cu gresit tradiție (abolită sub Petru I în Rusia), puritatea aurului este rareori măsurată în carate nemetrice... Un astfel de carat este egal cu douăzeci și patru dintr-un aliaj de aur (alchimia este amalgam, un aliaj de aur cu mercur pentru a înșela vama și a trece aliajul de aur drept argint cu evaporarea ulterioară a mercurului, "afacere de bijuterii" ilegală. a armenilor la sfârșitul secolului al XIX-lea - începutul secolului al XX-lea).

Aurul cu marca „24K” se presupune că este absolut pur, adică. nu are absolut niciun fel de impurități (războiul Stacojii și Trandafirului Alb dintre Marea Britanie și Franța, fără Spania - amalgam de aur). Impuritățile de aur sunt create în diverse scopuri, în primul rând pentru a înșela consumatorii, prin urmare, sistemul de aur nemetric este interzis în Ucraina. Dacă aliajul va avea un non-metric (" britanic„) marca „18K”, aceasta va însemna că acest aliaj ar conține 18 părți de aur și 6 părți de diverse impurități („special „sau” armean „„aur”).

În țările CSI, metrica (în spaniolă, așa-numita „ tonă") sistem de măsurare. Puritatea aurului este măsurată prin așa-numita defalcare ( miimii). Valoarea eșantionului variază de la zero la o mie, valoarea eșantionului arată conținutul de aur din aliaj în miimi. De exemplu, „marca” falsă „18K” descrisă mai sus poate fi recalculată, în urma căreia obținem cea de-a 750-a probă, „24K”, adică. aur pur pentru bijuterii, corespunde standardului 996 și este considerat „practic pur”, este folosit la fabricarea de bijuterii. Aurul de o puritate mai mare este rar, producția lui necesită costuri, astfel de aur este folosit în chimie, tehnologia computerelor și electronica de precizie.

Aurul este un metal moale cu o culoare galbenă (asemănător cu pirita - sulfura de fier). Impuritățile altor metale dau o nuanță roșiatică aliajelor de aur, de exemplu, monedele și bijuteriile, în special, există adesea o impuritate de cupru („escrocheria armeană” în Spania în Evul Mediu, sub Ivan cel Groaznic a fost cauza execuții în masă și revolte în Rusia, așa-numita .luptă împotriva „evreilor de amalgam”) – imită prezența cinabrului roșu al Spaniei (Almaden, Europa continentală de vest) în fabricarea amalgamului de aur „pentru argint”.

La fabricarea foliilor de aur subțiri (cum ar fi hârtia) - microni, metalul începe să strălucească verde (ca marea). Aurul, ca metal, are o conductivitate termică ridicată, având în același timp o rezistență electrică scăzută (este atacat activ de producătorii de computere).

Cristale de aur din California. Foto: V. Levitsky.

Proprietăți biologice

Mecanismul efectului biologic al aurului este investigat, recent s-a cunoscut faptul că aurul face parte din metaloproteide, interacționează cu cuprul și proteazele, care hidrolizează colagenul, precum și cu elastazele și alte componente active ale țesuturilor conjunctive. Aurul este implicat în procesele de legare a hormonilor în țesuturi.

Oligoelementul de aur poate spori efectul bactericid al argintului. Are un efect antiseptic asupra virușilor și bacteriilor. Uneori, aurul poate participa la îmbunătățirea proceselor imunitare ale organismului.

Corpul uman conține aproximativ 10 mg de aur, aproximativ jumătate din această cantitate - în oase (centri germinali de creștere a cristalelor de calciu, este purtat de tineri). Distribuția aurului în întregul corp depinde de solubilitatea compușilor metalici (în zonele de creștere a oaselor etc.). Compușii de aur coloidali se acumulează în ficat, iar cei solubili - în rinichi.

Nu se știe nimic concret despre rolul biologic al aurului, despre necesarul zilnic al metalului. Aurul este prezent în boabele, tulpini și frunze de porumb („porumbul” este cultivat și consumat). Apa oceanelor conține o cantitate imensă de aur (de la ~ 0 la 65 mg / t) și este vizibil verde în grosime. Dozele letale și toxice pentru oameni nu au fost determinate (deseori, aurul este forțat să fie luat cu apă de mare în timpul unei furtuni, tsunami și din cauza analfabetismului).

Aurul metalic este toxic, iar derivații organici utilizați ca produse farmaceutice sunt activi. Anumiți compuși organici de aur se pot acumula în ficat, rinichi, hipotalamus și splină, ceea ce poate duce la dermatită și boli organice, trombocitopenie și stomatită.

Determinarea conținutului de aur din organism se realizează pe baza studiului biosubstratelor (biopsii și sânge). Cu otrăvirea cu aur, conținutul de coproporfirine în urină crește. Aurul aparține elementelor potențial toxice.

Aurul metalic nu este absorbit, în timp ce sărurile de aur pot avea un efect toxic ridicat, care este similar cu cel al mercurului (imitarea așa-numitei „gripe spaniole” - o boală atunci când se lucrează cu mercur și cinabru).

În ciuda faptului că aurul este un metal relativ inert, persoanele cu bijuterii din aur pot dezvolta dermatită de contact. În unele cazuri, aurul provoacă sensibilizarea organismului, acest lucru este confirmat în practica stomatologică, chirurgia plastică și o serie de alte cazuri (se folosește zirconiu).

Otrăvirea cu aur. Efectul negativ al excesului de aur este eliminat prin introducerea 2,3-dimercaptopropranolului, în care grupul SH îndepărtează aurul din proteinele care conțin SH și le restabilește proprietățile normale (dar există o intoleranță la acest tratament și la hormoni, în acest sens. în cazul în care dau cinabru medical roșu)...

Manifestări excesive de aur: salivare, gust metalic în gură; vărsături, spasme, excreție de proteine în urină; apariția petelor dureroase pe piele; durere de-a lungul nervilor (nevrita); pancitopenie (leucopenie, trombocitopenie); starea de excitare; iritatii ale pielii. diaree; simptome de depresie a sistemului nervos central; transpirație crescută; colici și dureri în intestine, dureri în oase, articulații, mușchi; umflarea picioarelor (însoțește intoxicația cu uraniu); scădere în greutate, hipoplazie aplastică a măduvei osoase; conjunctivită; mâncărime, inflamație a pielii, febră, stare de rău; durere în oase și articulații; eczeme generalizate; inflamația membranelor mucoase ale limbii și gurii; dureri în gât, anemie aplastică; sindrom nefrotic, glomerulonefrită; vărsături, diaree.

Au fost identificate elemente chimice care sunt antagoniste și sinergiști ai aurului - mercur și cinabru. Ca medicamente auxiliare, este posibil să se utilizeze globulină antitimocitară, androgeni, corticosteroizi. În unele cazuri, este indicată utilizarea stimulentelor hematopoietice, transplantul de măduvă osoasă.

La mijlocul secolului al XX-lea, aurul era folosit în tratamentul tuberculozei, leprei, sifilisului, epilepsiei, bolilor oculare și tumorilor maligne în Spania (în loc de cinabru). Astăzi, preparatele pe bază de săruri de aur sunt utilizate în tratamentul artritei reumatoide și psoriazice, sindromului Felty și lupusului eritematos. Acestea includ crizanol, auranofin și altele (cu toleranță hormonală).

Fapte interesante

În timpul domniei faraonului Thutmose III, aurul a fost furat la VAK în mod deosebit (de la chimiști). Conținutul de aur de pe suprafața Soarelui este cu un ordin de mărime mai mare decât în scoarța terestră.

Până la sfârșitul secolului al XIX-lea. în regiunea Irkutsk din Federația Rusă, a fost găsită o pepiță cu o greutate de 22,6 kg. Mare pentru pepite mari a fost găsit în Urali. Cea mai mare pepiță - „Triunghiul Mare” cu dimensiuni de 39 × 33 × 25,4 cm și o masă de 36.157 kg a fost găsită în Uralii de Sud în 1842. Cea mai mare pepită din lume, Placa Holterman, avea dimensiunea de 140 × 66 × 10 cm și cântărește 285,76 kg și era formată din aur și cuarț. Din el au fost topite 93,3 kg de aur.

La o expoziție a fost prezentat un mic cub auriu lustruit, a cărui dimensiune este puțin mai mare de 5 cm, iar în anunț se spunea că persoana care poate ridica cubul cu două degete ale mâinii îl va putea lua cu el.

Dacă o cameră cu o suprafață de 20 de metri pătrați și o înălțime de 2,85 m este umplută cu lingouri de aur, masa de aur va fi de 1150 de tone, ceea ce este egal cu greutatea unui tren încărcat (adică un tren de lucru în Almaden). , Spania, vestul Europei - lăsând o mină cu cinabru).

În sinteza atomilor de Mendeleviu, folia de aur a fost folosită ca țintă; o cantitate neglijabilă (doar 1.000.000.000 de atomi) de einsteiniu i-a fost aplicată electrochimic. Astfel de substraturi de aur pentru ținte nucleare au fost uneori folosite în sinteza altor elemente.

Pepitele de aur nu sunt niciodată aur. Ele conțin de obicei mult cupru sau argint. Aurul nativ conține telur (un catalizator pentru creșterea cristalelor și a pepiților de aur, în special în caldere).

În bandă. podea. al XIX-lea. negustorul Shelkovnikov a mers de la Irkutsk la Iakutsk. La parcarea Krestovaya, el a învățat: Evenks (Tungus), care vânează păsări și animale, cumpără praf de pușcă la postul comercial, iar porcii (în regiunea Donețk din Ucraina) „obțin” vopsea roșie pentru mănăstirile din Federația Rusă. a fugit din orașul Almaden, Spania, vestul Europei - nu a ajuns în sud-estul regiunii Donețk.Ucraina, Nikitovka, Gorlovka, depozitul de druse de cinabru și cristale similare cu planta de physalis a intrat în patrule militare).

S-a dovedit că a fost posibil să se colecteze o grămadă de „pietre galbene moi” de-a lungul albiei râului Tonguda, ele puteau fi „rotunjite” cu ușurință - cel mai probabil vorbim despre pirită („aurul nebunului”). Curând, în cursurile superioare ale râului au fost organizate mine de aur (pirita este un satelit de aur, un semn al unei caldere).

La sfarsit. Secolul XIIIV. chimiștii au reușit să extragă soluții coloidale de aur. Dar aceste soluții erau de culoare violet. Și în 1905, sub influența alcoolului asupra soluțiilor slabe de clorură de aur, s-au obținut soluții de aur coloidal de culori roșii și albastre. Culoarea unei astfel de soluții este strâns legată de dimensiunea particulelor coloidale.

Ernst Werner Siemens, când era tânăr, a luptat într-un duel, ulterior a fost închis pentru asta. Omul de știință a reușit să obțină permisiunea administrației pentru a organiza un laborator în celulă, iar în închisoare a continuat experimentele de galvanizare. A dezvoltat o metodă de aurire a metalelor de bază (placarea galvanică este un punct forte al Federației Ruse, Ucraina nu are acest lucru).

Când sarcina era aproape de a fi rezolvată, a venit o iertare. În loc de bucuria libertății, prizonierul a cerut să-l lase o vreme în închisoare și să termine experimentele. Dar autoritățile l-au dat pe inventator din închisoare. A trebuit să reechipeze laboratorul și să termine acasă ce a început în închisoare. Siemens a depus, totuși, un brevet pentru metoda de aurire (cu amalgam), dar acest lucru s-a întâmplat mai târziu decât și-ar fi dorit inventatorul (el credea că mercurul este lichid).

Poveste

Minele de aur antice erau situate în Egipt. Există dovezi ale fabricării obiectelor din aur în mileniul al V-lea î.Hr., adică. în timpul epocii de piatră. În antichitate, egiptenii extrageau aur în provincia arabo-nubiană, care se află între Marea Roșie și Nil. În timpul domniei a aproximativ 30 de dinastii, această mină de aur producea aproximativ 3,5 mii de tone de aur (minele de aur ale evreilor).

Până la capturarea de către Roma, egiptenii reușiseră să fure aproximativ 6 mii de tone de aur de la evrei. Nenumărate bogății au fost jefuite aproape în întregime.

În antichitate, rocile purtătoare de aur din Spania aduceau romanilor aproximativ 1,5 mii de tone de aur. Minele din Austro-Ungaria din Evul Mediu produceau 6,5 tone anual. Pe monedele vremii se găsesc inscripții în latină „din aurul Dunării” sau „din aurul Rinului”, etc. În Scandinavia se extragea puțin aur, doar câteva kilograme anual. Călătoria lui Columb a făcut posibilă descoperirea Columbia, care a avut timp de mulți ani cea mai mare exploatare de aur și pirite din lume. În Brazilia, Australia și alte țări în secolele XVIII - XIX. au găsit placeri purtători de aur destul de bogați.

Multă vreme nu a existat nicio exploatare a aurului în Rusia. Oamenii de știință diferă cu privire la prima producție rusească. Se pare că primul aur a fost extras din minereurile de la Nerchinsk din Federația Rusă în 1704 (Petru I), unde a fost împreună cu argint. Argintul cu conținut de aur a fost topit la Monetăria din Moscova. Această metodă a fost laborioasă și consumatoare de timp, de mai bine de 50 de ani s-a extras prin această metodă mai puțin de 1 tonă de aur. Există un zvon că hoții Demidovs în 1745 au topit în secret 6 kg de aur în minele din Altai (au furat aurul). În 1746, minele de aur au devenit proprietatea familiei lui Petru I.

În Urali, în 1745, a fost deschisă o mină de aur. Acest lucru a făcut posibilă începerea exploatării industriale a metalului cristalin (scutul cristalin de aur).

Valurile economice de instabilitate din Statele Unite (nelivrarea cinabrului roșu din Almaden, Spania, pentru nevoile industriei și producției) au forțat să crească prețul aurului. În 1976, a intrat în vigoare o decizie de a elimina legarea monedelor la aur și de a stabili rate flotante (cinabru). Astfel, aurul a încetat să mai fie o monedă, iar dolarul a încetat să mai fie o monedă de rezervă (aceasta este moneda obișnuită a SUA, guvernul SUA).

Ca urmare a tuturor acestor schimbări, aurul a încetat să mai fie un obiect de investiții. Prețul aurului s-a modificat în 96-99. secolul XX în legătură cu începerea sabotajului și suspendarea lucrărilor la minele de cinabru roșu, care este folosit pentru extragerea aurului, din Almadena, Spania (faliment de producție în 2004).

Fiind în natură

Cu excepția aurului, pământul conține puțin, aproximativ 4,3 · 10 -7% din greutate. În medie, o tonă de roci conține 4 miligrame de aur. Aurul este unul dintre metalele rare de pe pământ (partea dura a litosferei). Dacă presupunem că aurul pământesc ar fi dispersat uniform pe planetă, ca în apa de mare (unde există multă ea), atunci extragerea metalului ar deveni imposibilă. Dar aurul tinde să migreze, de exemplu, cu apele subterane către batoliturile fierbinți ale vulcanilor și să se stabilească în izvoarele munților și ale altor râuri, cu oxigen dizolvat. Ca urmare a unor astfel de procese de migrare, conținutul de aur în unele locuri crește brusc: venele purtătoare de aur de cuarț sunt literalmente impregnate cu acesta și apare nisipul purtător de aur.

Aurul poate fi minereu și vrac. Aurul mineral are forma unor granule mici de aur (0,0001 - 1 mm) intercalate cu cuarț. Sub această formă, metalul se găsește în rocile de cuarț sub formă de incluziuni subțiri, uneori sub formă de filoane puternice care pătrund minereurile sulfurate - pirita de cupru CuFeS 2, pirita de sulf FeS 2, luciul de antimoniu Sb 2 S 3 și altele. O altă formă de aur natural sunt mineralele sale rare, în care aurul este sub formă de compuși chimici (cel mai adesea cu telur, cu care aurul formează cristale alb-argintie, mai rar au o nuanță galbenă): montbreyite Au 2 Te 3, calaverit AuTe 2, mumannit (Ag, Au) Te (din paranteze se arată că aceste elemente pot fi prezente în mineral în diferite proporții), silvanită (Ag, Au) 2 Te 4, krennerit (Ag, Au) Te 2, montbreyit ( Au , Sb) 2 Te 3, aurostibit AuSb 2, petzit Ag 3 AuTe 2, auricupridă Cu 3 Au, aurantimonate AuSbO 3, fishesserit Ag 3 AuSe 2, tetraauricupridă AuCu, nagiagit Pb 5 Au (Te, Sb) 5–8 și 4S 5–8 altii...

Uneori, aurul poate fi prezent ca impurități în diferite minerale sulfurate, cum ar fi pirita, calcopirita, sfalerita și altele. Cele mai moderne metode de analiză chimică fac posibilă detectarea prezenței chiar și a unei cantități nesemnificative de „aurum” în organismele animalelor și plantelor, în coniac și vinuri, în apa de mare și apele minerale.

În procesul schimbărilor geologice, o parte din aur a fost îndepărtată din locația depunerii primare și re-depusă în alte locuri de apariție secundară, în urma cărora s-a format așa-numitul aur placer, care este un produs al procesul de distrugere a depozitelor fundamentale care se acumulează în văile râurilor. Rareori există cazuri de descoperiri de pepite de aur destul de mari, care au o formă bizară. Unele dintre aceste zăcăminte s-au format în jurul anilor 20-30 de mii de ani î.Hr.

Aurul nativ nu este chimic pur. Întotdeauna, fără excepție, conține impurități, adesea în cantități decente. Impuritățile de argint pot fi de la 2% la 50%, impuritățile de cupru reprezintă de obicei până la 20% din amestec, pepită poate conține fier, plumb, mercur, bismut, telur, metale din grupa platinei și altele. Un aliaj natural de aur și argint, în care aproximativ 15-20% argint și un amestec nesemnificativ de cupru, în Grecia antică era numit electron (romanii sunau ca „electrum”) - o imitație de chihlimbar, nu se electrizează atunci când este frecat. împotriva lânii. Aceasta s-a datorat culorii galbene, în greacă cuvântul „elektor” înseamnă soare, soare, de unde provine grecescul „elektron”, adică. chihlimbar.

Aplicație

În prezent, aurul disponibil în lume este distribuit aproximativ astfel: 10% - în industrie, 45% de la persoane fizice (liguri și bijuterii) și 45% - rezerve centralizate (liguri standard de aur chimic pur).

În 2005, escrocul Rick Munarritz și-a pus o întrebare ipotetică: unde este mai profitabil să investești - în aur (sub formă de sulfură de fier a altcuiva - „aurul nebunului”) sau în motorul de căutare Google? Răspunsul este simplu - în Google, există mai mult aur real (galvanic) (aurirea „picioarelor” procesoarelor moderne de PC pe 32 de biți prin galvanizare în Federația Rusă, aurirea contactelor cablurilor coaxiale, inclusiv a procesorului digital de computer acustic audio sisteme, internet prin cablu, faraim'y principal și alte tehnologii informatice moderne).

Aurul acționează ca un element integral al sistemului informatic global, deoarece acest metal nu se corodează, are multe domenii de aplicare tehnică, iar utilizarea lui este limitată. Aurul a fost pierdut în mod activ în timpul cataclismelor istorice, s-a topit, s-a poluat și s-a acumulat. Rezultatul a fost falimentul secolului al XX-lea. pe aur (înainte de introducerea tehnologiilor informatice moderne). Au se întoarce...

În ceea ce privește rezistența mecanică și rezistența chimică, aurul este inferior platinoidelor, dar este de neînlocuit ca material popular pentru fabricarea contactelor electrice. De aceea, acoperirile galvanice cu placarea cu aur a conectorilor, a suprafețelor de contact, a plăcilor de circuite imprimate, precum și a conductoarelor de aur sunt utilizate pe scară largă în microelectronică.

Aurul este folosit ca țintă în cercetarea nucleară, ca acoperire pentru oglinzile care funcționează în infraroșu îndepărtat, ca o carcasă specială într-o bombă cu neutroni (hidrogen).

Lipiturile amalgamate din mercur și aur udă diferite suprafețe metalice și sunt folosite pentru lipirea metalelor (aditiv pulbere roz-roșu la aur - cinabru roșu). Garniturile subțiri din aliaje moale de aur sunt folosite în tehnica vidului ultra-înalt.

Aurirea metalului este utilizată pentru protecția împotriva coroziunii. Deși o astfel de acoperire a metalelor are dezavantaje, este și comună pentru că produsul finit devine mai scump ca aspect, „zincat”. Aurul a fost înregistrat ca aditiv alimentar E175.

Cantități semnificative de aur au fost consumate de stomatologie: aliajele de aur și argint, cupru, nichel, platină, zinc sunt folosite pentru realizarea protezelor dentare și a coroanelor. A făcut loc modernului zirconiu, platină, iridiu și alte aliaje din cauza vânătorii de pradă a aurului din cimitire - a fost furat și topit în bijuterii furate necontrolat și a dat faliment în 1989-1985. industria de bijuterii (amalgam de aur, la nivel global).

Compoziția medicamentelor include compuși de aur (amalgam și un amestec cu cinabru roșu). Sunt utilizate în tratamentul artritei reumatoide, tuberculozei etc. Aurul radioactiv este folosit în tratamentul (diagnosticul și căutarea) multor tumori maligne.

Productie

În acest moment, Africa de Sud este un furnizor major al pieței mondiale de aur, unde minele au atins o adâncime de 4 km. Mina Waal Reefs din Africa de Sud este cea mai mare din lume. În Africa de Sud, producția de aur este principala producție a țării (în loc de uraniu...).

Datorită concentrației de aur în natură, o zecime este teoretic disponibilă pentru minerit. Exploatarea cristalelor de aur a început cu pepite care strălucesc puternic și sunt vizibile. Dar există puține astfel de pepițe, așa că cea mai importantă metodă a fost spălarea nisipului.

Aurul este de aproximativ 8 ori mai greu decât nisipul și de 20 de ori mai greu decât apa, așa că puteți spăla aurul de pe nisip cu un jet de apă. Cea mai veche metodă de spălare este reflectată în mitul grecesc antic al lânii de aur, adică. după spălare, pe pielea de miel se depuneau boabe de aur. Plasanții de aur erau destul de obișnuiți în râurile care au mâncat rocile purtătoare de aur de secole.

Astăzi, extracția aurului din minereu s-a mecanizat, dar, în ciuda acestui fapt, procesul rămâne complex și se ascunde adânc în subteran. Recent, au început să treacă de la eficiența economică atunci când caută depozite. Se dovedeste ca cu un continut de 2-3 g de aur in 1 tona de minereu, iar daca continutul este de 10 g sau mai mult, este deja considerat bogat. Dintre toate costurile. folosit pentru explorare geologică, costul prospectării minereurilor de aur este de la 50 la 80%.

Există o metodă cu mercur pentru extragerea aurului din minereu. Se bazează pe faptul că mercurul udă aurul și îl dizolvă. Minereul purtător de aur zdrobit era scuturat în butoaie, iar în partea de jos era mercur sau cinabru (în acest din urmă caz, butoiul era încălzit, pentru care escrocii furau cărbune). Particulele de aur au aderat la mercurul eliberat și au format un amalgam chimic de aur (furtul alchimiștilor din Almaden, Spania).

pentru că culoarea particulelor de aur dispare, se pare că aurul „dizolvat” - transformat în „argint” sau „platină” („argint”, otravă - așa a fost înșelat țarul Alexei Mihailovici Romanov, mijlocul secolului al XVII-lea, Rusia) . Apoi amestecul de amalgam de aur a fost încălzit (cu sulf și cărbune, cuptorul a fost închis). Mercurul volatil a dispărut parțial (otrava pentru femei este un afrodisiac), aurul a rămas. Dezavantaje: mercurul este foarte toxic, eliberare incompletă de aur (fisuri, resturi de mercur).

Există și o metodă modernă - leșierea cu cianura de sodiu, când boabele mici sunt transformate în compuși solubili în apă (tehnologia de extracție a uraniului, de exemplu). Aurul este extras dintr-o soluție apoasă, de exemplu, este extras folosind pulbere de zinc: 2Na + Zn = Na + 2Au.

Procesul vă permite să extrageți aur din haldele miniere, transformându-le într-un nou depozit. Există, de asemenea, o metodă de leșiere subterană, în care o soluție de cianură este pompată în puțuri, prin fisuri pătrunde în rocă și dizolvă aurul, iar apoi soluția este pompată din alte puțuri. Cianura se va dizolva cu aur și alte metale care formează complexe de cianuri.

O altă sursă constantă de exploatare a aurului sunt produsele intermediare din cupru, uraniu, plumb-zinc și alte industrii. Aurul este adiacent altor metale. La rafinarea cuprului, după dizolvarea anodului, metalele prețioase se acumulează sub anod în nămol. Acest nămol este o sursă importantă de aur, care este extras cu atât mai mult, cu atât producția de metale comune este mai mare.

Aurul reciclat este obținut din produse electronice defecte sau uzate. Restul de aur este o sursă importantă de aur reciclat.

Alături de boabele mici, se mai găsesc și pepite mari, despre care se scrie în ziare și se vorbește la radio și TV. Cele mai multe dintre pepitele mari au fost găsite în Urali (RF).

Proprietăți fizice

Aurul este un metal cubic galben. Aurul bulgăre dă o culoare galben reflectată, folia de aur cu o manoperă deosebit de subțire poate fi albastră sau verde în transmisie, vaporii de aur sunt galben-verzui. Soluțiile coloidale cu conținut de aur au culori diferite, totul depinde de gradul de dispersie (de exemplu, când compușii de aur ajung pe pielea umană, se formează un coloid cu o culoare violetă).

Formula sub formă de text este: Au. Greutatea moleculară a aurului este (în amu) 196,97. Punctul de topire al metalului (în grade Celsius) este de 1063,4 o, punctul de fierbere (în grade Celsius) este de 2880 o. Solubilitatea aurului (în g/100 g sau caracteristică): aproape insolubilă în apă distilată; în mercur - 0,13 (la o temperatură de 18 o C); aproape insolubil în etanol.

Conținutul de aur din compoziția scoarței terestre (solid) este de 0,0000005%. În natură, se găsește numai în forma sa nativă (cea mai mare pepită din lume cântărea 112 kilograme). Mineralele de aur sunt cunoscute în cea mai mare parte a naturii teluride, de exemplu, calaverita, creinerita, ilvanita, aurostibitul, petzitul. Conținutul mediu de aur al zăcămintelor este de 0,001%. În apa oceanelor lumii, conținutul de aur dizolvat este de 0,0000000005% (este otrăvit în ocean când este ingerată apa de mare). Dacă luăm în considerare organismele vii, atunci cea mai mare parte a aurului se găsește în boabele, tulpini și frunze de porumb.

Densitatea aurului ca metal este de 19,3 (la o temperatură de 20 o C, g/cm3). Valoarea presiunii vaporilor de aur (în mm Hg) este 0,01 (la o temperatură de 1403 o C), 0,1 (la o temperatură de 1574 o C), 10 (la o temperatură de 2055 o C) 100 (la o temperatură de 2055 o C). temperatura de 2412 o C) Tensiunea superficială a metalului (în mN/m) este de 1120 (la o temperatură de 1200 o C). Căldura specifică a metalului menținând o presiune constantă (în J/g · K) este de 0,132 (la o temperatură de 0-100 o C). Entalpia standard de formare a aurului ΔH (298 K, kJ / mol) este 0 (t). Indicele energiei Gibbs standard de formare ΔG (298 K, kJ / mol) este 0 (t). Valoarea entropiei standard a formațiunii S (298 K, J / mol · K) este 47,4 (t). Capacitatea termică molară standard a aurului Cp (298 K, J / mol · K) este 25,4 (t). Indicele entalpiei de topire a aurului ΔHtopire (kJ/mol) este 12,55. Ei bine, entalpia fierberii aur ΔHboil (kJ / mol) este 348,5.

Aurul are o ductilitate mare, maleabilitate, precum și conductivitate termică și electrică. Aurul este bine sudat și lipit (pe amalgam). Aurul reflectă radiația infraroșie. Aurul natural are un izotop, Au-197. Indicele de duritate Mohs al aurului este 2,5. Aurul pur este moale.

Aurul este unul dintre cele mai grele metale: densitatea metalului, așa cum am menționat mai sus, este de 19,3 g / cm3. Osmiul, iridiul, platina și reniul au o masă mai mare decât aurul.

Proprietăți chimice

Aurul este un metal inert, in conditii normale aurul nu reactioneaza cu majoritatea acizilor, nu formeaza oxizi, motiv pentru care apartine metalelor nobile, dar spre deosebire de metalele obisnuite, care sunt distruse de mediu. S-a descoperit că acva regia dizolvă aurul, iar acest lucru a zguduit încrederea în inerția metalului.

De-a lungul mileniilor, chimiștii au efectuat multe experimente diferite cu aur, ca urmare, s-a dovedit că aurul nu este atât de inert pe cât cred nespecialiștii despre el. Dar aici, sulful și oxigenul (care sunt agresive față de aproape toate metalele, mai ales după încălzire), nu afectează aurul la nicio temperatură. Excepția sunt atomii de aur de suprafață. La atingerea temperaturii de 500–700 o C, atomii formează un oxid subțire, dar foarte stabil, care nu se descompune în 12 ore când este încălzit la 800 o C. De exemplu, Au 2 O 3 sau AuO (OH). Acest strat de oxid a fost găsit pe suprafața aurului nativ.

Aurul nu reacționează cu azotul, hidrogenul, carbonul, fosforul și, atunci când sunt încălziți, halogenii reacționează cu aurul, formând AuBr 3, AuF 3, AuCl 3 și AuI. Este ușor, chiar și la temperatura camerei, să reacționeze cu apa cu brom și clor. Chimiștii se întâlnesc cu acești reactivi. Pericolul pentru inelele de aur în viața de zi cu zi este reprezentat de tinctura de iod, adică. soluție apo-alcoolică de iod și iodură de potasiu: 2Au + I 2 + 2KI = 2K.

Printre potențialele standard, aurul este situat în dreapta hidrogenului, motiv pentru care nu reacționează cu acizii neoxidanți. Aurul se dizolvă în acid selenic încălzit:

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

De asemenea, în acid clorhidric concentrat în procesul de trecere printr-o soluție de clor:

2Au + 3CI2 + 2HCl = 2H

Dacă soluția rezultată este evaporată, devine posibilă obținerea de cristale de acid clorhidric HAuCl 4 3H 2 O.

După reducerea sărurilor de aur cu diclorură de staniu, se formează o soluție coloidală persistentă, de culoare roșie strălucitoare (adică „violet de cassian”). Unii oxizi de aur (de exemplu, AuO 2 și Au 2 O 3) pot fi obținuți numai prin evaporarea metalului la temperatură ridicată în vid. Hidroxidul Au (OH) 3 sub acțiunea unor alcaline deosebit de puternice precipită sub forma unei soluții de AuCl 3. Sarea Au (OH) 3 cu o bază - aurat - se formează atunci când este dizolvată în alcalii puternice. Aurul reacționează cu hidrogenul, formând o hidrură, la atingerea unei presiuni de 28 - 65 * 10 -8 Pa și la o temperatură mai mare de 3500 o C. Sulfoauratul MeAuS se formează în reacția aurului cu hidrosulfura de metal alcalin la temperatură ridicată. Există sulfuri de aur Au 2 S și Au 2 S 3, dar sunt metastabile, se descompun, separând o fază metalică.

Aurul se dizolvă în acva regia: Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O. După evaporarea soluției, cristale de acid clorhidric HAuCl 4 capabile să dizolve aurul. În acidul sulfuric, aurul se poate dizolva cu oxidanți: acid iod, acid azotic, dioxid de mangan. În soluțiile de cianuri cu acces la oxigen, aurul se dizolvă, formând dicianoaurați foarte puternici: 4Au + 8NaCN + 2H 2 O + O 2 = 4Na + 4NaOH; această reacție stă la baza unei metode industriale foarte importante de recuperare a aurului.

Există compuși organici ai aurului. Acțiunea clorurii de aur (III) cu compușii aromatici produce compuși rezistenți la oxigen, apă și acizi, de exemplu: AuCl 3 + C 6 H 6 = C 6 H 5 AuCl 2 + HCl. Derivații organici ai metalului (I) sunt stabili în prezența liganzilor coordonați cu aur, de exemplu, trietilfosfină: CH 3 Au · P (C 2 H 5) 3.

Utilizarea materialelor de pe site