установи 

Ізотопи золота. Золото з атомного реактора

У 1935 році американському фізику Артуру Демпстер вдалося провести мас-спектрографічне визначення ізотопів, що містяться в природному урані. В ході дослідів Демпстер вивчив також ізотопний склад золота і виявив тільки один ізотоп - золото-197. Ніяких вказівок на існування золота-199 не було. Деякі вчені припускали, що повинен існувати важкий ізотоп золота, бо золоту в той час приписували відносну атомну масу 197,2. Однак золото є моноізотопному елементом. Тому бажаючим штучним шляхом отримати цей жаданий благородний метал всіх зусиль необхідно направити на синтез єдиного стійкого ізотопу - золота-197.

Известия про успішні дослідах з виготовлення штучного золота завжди викликали занепокоєння в фінансових і правлячих колах. Так було за часів римських правителів, так залишилося і тепер. Тому не дивно, що сухий звіт про дослідження Національної лабораторії в Чикаго групи професора Демпстера ще недавно викликав збудження в капіталістичному фінансовому світі: в атомному реакторі можна з ртуті отримати золото! Це - найостанніший і переконливий випадок алхімічного перетворення.

Почалося це ще в 1940 році, коли в деяких лабораторіях ядерної фізики почали бомбардувати швидкими нейтронами, отриманими за допомогою циклотрона, сусідні з золотом елементи - ртуть і платину. На нараді американських фізиків в Нешвіллі в квітні 1941 року А. Шерр і К. Т. Бейнбрідж з Гарвардського університету доповіли про успішні результати таких дослідів. Вони направили розігнані дейтрони на літієвий мішень і отримали потік швидких нейтронів, який був використаний для бомбардування ядер ртуті. В результаті ядерного перетворення було отримано золото!

Три нових ізотопу з масовими числами 198, 199 і 200. Однак ці ізотопи не були настільки стійкими, як природний ізотоп - золото-197. Випускаючи бета-промені, вони після закінчення декількох годин або днів знову перетворювалися в стійкі ізотопи ртуті з масовими числами 198, 199 і 200. Отже, у сучасних прихильників алхімії не було приводу для радості. Золото, яке знову перетворюється в ртуть, нічого не варто: це оманливе золото. Однак вчені раділи успішному перетворенню елементів. Вони змогли розширити свої пізнання про штучні ізотопи золота.

В основі "трансмутації", проведеної Шерром і Бейнбріджа, лежить так звана (n, p) -реакція: ядро ​​атома ртуті, поглинаючи нейтрон n, перетворюється в ізотоп золота і при цьому виділяється протон р.

Природна ртуть містить сім ізотопів в різних кількостях: 196 (0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 (23,13%), 201 (13,22%), 202 (29 , 80%) і 204 (6,85%). Оскільки Шерр і Бейнбрідж знайшли ізотопи золота з масовими числами 198, 199 і 200, слід вважати, що останні виникли з ізотопів ртуті з тими ж масовими числами. Наприклад: 198 Hg + n = 198 Au + р

Таке припущення здається виправданим - адже ці ізотопи ртуті є досить поширеними. Імовірність здійснення будь-якої ядерної реакції визначається перш за все так званим ефективним перерізом захоплення атомного ядра по відношенню до відповідної бомбардуючої частці. Тому співробітники професора Демпстера, фізики Інгрем, Гесс і Гайдн, намагалися точно визначити ефективний перетин захоплення нейтронів природними ізотопами ртуті. У березні 1947 року вони змогли показати, що ізотопи з масовими числами 196 і 199 володіють найбільшим перетином захоплення нейтронів і тому мають найбільшу ймовірність перетворення в золото. Як "побічного продукту" своїх експериментальних досліджень вони отримали ... золото! Точно 35 мкг, отриманих з 100 мг ртуті після опромінення уповільненими нейтронами в атомному реакторі. Це становить вихід 0,035%, однак якщо знайдене кількість золота віднести лише до ртуті-196, то вийде солідний вихід в 24%, бо золото-197 утворюється тільки з ізотопу ртуті з масовим числом 196.

З швидкими нейтронами часто протікають (n, р) -реакція, а з повільними нейтронами - переважно (n, y) -перетворення. Золото, відкрите співробітниками Демпстера, утворилося так:

196 Hg + n = 197 Hg * + y

197 Hg * + e- = 197 Au

Утвориться по (n, y) -процес нестійка ртуть-197 перетворюється в стійке золото-197 в результаті K-захоплення (електрона з K-оболонки свого власного атома). Таким чином, Інгрем, Гесс і Гайдн синтезували в атомному реакторі відчутні кількості штучного золота! Незважаючи на це, їх синтез золота нікого не стривожив, оскільки про нього дізналися лише вчені, ретельно стежили за публікаціями в «Фізікл рев'ю». Звіт був коротким і напевно недостатньо цікавим для багатьох з-за свого ні про що не говорить заголовка: «Neutron cross-sections for mercury isotopes» (Ефективні перерізи захоплення нейтронів ізотопами ртуті).Однак нагоди було завгодно, щоб через два роки, в 1949 році, надто запопадливий журналіст підхопив це чисто наукове повідомлення і в крикливо-ринкової манері проголосив у світовій пресі про виробництво золота в атомному реакторі. Слідом за цим у Франції сталася велика плутанина при котируванні золота на біржі, почався обвал. Здавалося, що події розвиваються саме так, як уявляв собі Рудольф Дауман, який передбачив у своєму фантастичному романі «КІНЕЦЬ ЗОЛОТА».

Однак штучне золото, отримане в атомному реакторі, змушувало себе чекати. Воно ніяк не збиралося затоплять ринки світу. До речі, професор Демпстер в цьому і не сумнівався. Поступово французький ринок капіталу знову заспокоївся. У цьому не остання заслуга французького журналу «Атоми», який в січневому номері 1950 року помістив статтю: «La transmutation du mercure en or» (Трансмутація ртуті в золото).

Хоча журнал в принципі визнавав можливість отримання золота з ртуті методом ядерної реакції, проте своїх читачів він запевняв в наступному: ціна такого штучного благородного металу буде у багато разів вище, ніж природного золота, видобутого з найбідніших золотих руд!

Співробітники Демпстера не могли відмовити собі в задоволенні - отримати в реакторі кілька такого штучного золота. З тих пір цей крихітний цікавий експонат прикрашає Чиказький музей науки і промисловості. Цим раритетом - свідченням мистецтва "алхіміків" в атомну еру - можна було помилуватися під час Женевської конференції в серпні 1955 року.

З точки зору ядерної фізики можливі кілька перетворень атомів в золото. Ми нарешті відкриємо таємницю філософського каменя і розповімо, як можна зробити золото. Підкреслимо при цьому, що єдино можливий шлях - це перетворення ядер.

Сталий золото, 197Au, можна було б отримати шляхом радіоактивного розпаду певних ізотопів сусідніх елементів. Цьому нас вчить так звана карта нуклідів, в якій представлені всі відомі ізотопи і можливі напрямки їх розпаду. Так золото-197 утворюється з ртуті-197, що випромінює бета-промені, або з такою ртуті шляхом К-захоплення. Можна було б також отримати золото з талію-201, якби цей ізотоп випускав альфа-промені. Однак цього не спостерігається. Як же отримати ізотоп ртуті з масовим числом 197, якого немає в природі? Чисто теоретично його можна отримати з талію-197, а останній - зі свинцю-197. Обидва нуклида мимовільно із захопленням електрона перетворюються відповідно в ртуть-197 і талій-197. Практично це була б єдина, хоча і тільки теоретична, можливість зробити золото зі свинцю. Однак свинець-197 теж лише штучний ізотоп, який треба спочатку отримати ядерною реакцією.

Ізотопи платини 197Pt і ртуті 197Hg теж отримують тільки ядерними перетвореннями. Реально здійсненними є лише реакції, в основі яких лежать природні ізотопи. В якості вихідних речовин для цього підходять тільки 196 Hg, 198 Hg і 194 Pt. Ці ізотопи можна було б бомбардувати розігнаними нейтронами або альфа-частками з тим, щоб прийти до таких реакцій:

196 Hg + n = 197 Hg * + y

198 Hg + n = 197 Hg * + 2n

194 Pt + 4 He = 197 Hg * + n

З таким же успіхом можна було б отримати шуканий ізотоп платини з 194 Pt шляхом (n, y) -перетворення або з 200 Hg шляхом (n, y) - процесу. При цьому, звичайно, не можна забувати, що природне золото і платина складаються з суміші ізотопів, так що в кожної разі доводиться враховувати конкуруючі реакції. Чисте золото доведеться врешті-решт виділяти з суміші різних нуклідів і непрореагировавших ізотопів. Процес цей буде вимагати великих витрат. Від перетворення платини в золото взагалі доведеться відмовитися з економічних міркувань: як відомо, платина дорожче золота.

Іншим варіантом синтезу золота є безпосереднє ядерне перетворення природних ізотопів, наприклад, по наступним рівнянням:

200 Hg + р = 197 Au + 4 He

199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He

До золота-197 призвів би також (y, р) -процес (ртуть-198), (y, р) -процес (платина-194) або (р, y) або (D, n) -перетворення (платина-196 ). Питання полягає лише в тому, чи можливо це практично, а якщо так, то чи рентабельно це взагалі по згаданих причин. Економічною була б тільки тривала бомбардування ртуті нейтронами, які є в реакторі в достатній концентрації. Інші частки довелося б отримувати або прискорювати в циклотроні - такий метод, як відомо, дає лише крихітні виходи речовин.

Якщо природну ртуть піддати в реакторі дії потоку нейтронів, то крім стійкого золота утворюється головним чином радіоактивне. Ця радіоактивна золото (з масовими числами 198, 199 і 200) має дуже малу тривалість життя і протягом декількох днів знову перетворюється в вихідні речовини з випусканням бета-випромінювання:

198 Hg + n = 198 Au * + p

198 Au = 198 Hg + e- (2,7 дня)

Виключити зворотне перетворення радіоактивного золота в ртуть, тобто розірвати цей «Circulus vitiosus», поки не вдається: закони природи не так легко обійти. Єдиним стабільним ізотопом золота є 197 Au 79, що гарантує його впевнене і екологічно чисте отримання. Причина того, що золото природним шляхом чи не перетворюється в ртуть, полягає в тому випадковому факт, що ядро ​​197 Au кілька стійкіше в порівнянні з ядром 197 Hg - всього на 1 МеВ. Якби, навпаки, 197 Hg мала б більшою стійкістю, то взагалі не існувало б стабільного, природного золота. Злитки з штучного золота перетворювалися б в калюжу ртуті.

У цих умовах менш складним, ніж алхімія, здається синтетичне отримання дорогого благородного металу - платини. Якби вдалося направити бомбардування нейтронами в реакторі так, щоб відбувалися переважно (n, y) -перетворення, то можна було б сподіватися отримати з ртуті значні кількості платини: все поширені ізотопи ртуті - 198 Hg, 199 Hg, 201 Hg - перетворюються в стійкі ізотопи платини - 195 Pt, 196 Pt і 198 Pt. Звичайно, і тут дуже складний процес виділення синтетичної платини.

Фредерік Содді ще в 1913 році запропонував шлях отримання золота ядерним перетворенням талію, ртуті або свинцю. Однак в той час вчені нічого не знали про ізотопний склад цих елементів. Якби запропонований Содди процес відщеплення альфа і бета-частинок міг бути здійснений, слід було б виходити з ізотопів 201 Tl, 201 Hg, 205 Pb. З них в природі існує лише ізотоп 201 Hg, змішаний з іншими ізотопами цього елемента і хімічно нероздільний. Отже, рецепт Содді був неможливий.

Письменник Дауман в своїй книзі «КІНЕЦЬ ЗОЛОТА», що вийшла в 1938 році, повідомив нам рецепт, як перетворити вісмут в золото: отщеплением двох альфа-частинок від ядра вісмуту з допомогою рентгенівських променів великої енергії. Така (y, 2a) -реакція не відома і до теперішнього часу. Крім цього, гіпотетичне перетворення 205 Bi + y = 197 Au + 2a не може йти і з іншої причини: не існує стійкого ізотопу 205 Bi. Вісмут - моноізотопному елемент! Єдиний же природний ізотоп вісмуту з масовим числом 209 може дати за принципом реакції Дауман - тільки радіоактивне золото-201, яке з періодом напіврозпаду 26 хвилин знову перетворюється в ртуть. Як бачимо, герой роману Дауман, вчений Баргенгронд не міг отримати золото!

Тепер нам відомо, як дійсно отримати золото. Збройні знанням ядерної фізики ризикнемо на уявний експеримент: 50 кг. ртуті перетворимо в атомному реакторі в повноваге золото - в золото-197. Справжнє золото виходить з ртуті-196. На жаль, цього ізотопу міститься в ртуті тільки 0,148%. Отже, в 50 кг. ртуті присутній лише 74 м ртуті-196, і тільки така кількість ми можемо трансмутировать в справжнє золото.

Спочатку будемо оптимістами і покладемо, що ці 74 м ртуті-196 можна перетворити в таку ж кількість золота-197, якщо піддати ртуть бомбардуванню нейтронами в сучасному реакторі продуктивністю 10 15 нейтронів / (см 2. С). Уявімо собі 50 кг. ртуті, тобто 3,7 л, у вигляді кулі, поміщеного в реактор, тоді на поверхню ртуті, рівну 1157 см 2, в кожну секунду буде впливати потік 1,16. 10 18 нейтронів. З них на 74 г ізотопу-196 впливають 0,148%, або 1,69. 10 15 нейтронів. Для спрощення приймемо далі, що кожен нейтрон викликає перетворення 196 Hg в 197 Hg *, з якої захопленням електрона утворюється 197 Au.

Отже, в нашому розпорядженні є 1,69. 10 15 нейтронів в секунду для того, щоб перетворити атоми ртуті-196. Скільки ж це, власне, атомів? Один моль елемента, тобто 197 м золота, 238 м урану, 4 м гелію, містить 6,022. 10 23 атомів. Приблизне уявлення про це гігантському числі ми зможемо отримати лише на основі наочного порівняння. Наприклад, такого: уявімо собі, що все населення земної кулі 1990 року - приблизно 6 мільярдів чоловік - приступило до підрахунку цієї кількості атомів. Кожен вважає за одним атому в секунду. За першу секунду порахували б 6. 10 9 атомів, за дві секунди - 12. 10 9 атомів і т. Д. Скільки часу буде потрібно людству в 1990 році, щоб порахувати всі атоми в одному молі? Відповідь приголомшує: близько 3 200 000 років!

74 м ртуті-196 містять 2,27. 10 23 атомів. У секунду з даними потоком нейтронів ми можемо трансмутировать 1,69. 10 15 атомів ртуті. Скільки часу буде потрібно для перетворення усієї кількості ртуті-196? Ось відповідь: потрібно інтенсивне бомбардування нейтронами з реактора з великим потоком протягом чотирьох з половиною років! Ці величезні витрати ми повинні зробити, щоб з 50 кг ртуті в кінці кінців отримати тільки 74 р золота, і таке синтетичне золото треба ще відокремити від радіоактивних ізотопів золота, ртуті та ін.

Так, це так, в століття атома можна зробити золото. Однак процес занадто дорогий. Золото, отримане штучно в реакторі, безцінне. Простіше було б продавати в якості "золота" суміш його радіоактивних ізотопів. Може бути, письменники-фантасти спокусяться на вигадки за участю цього "дешевого" (в лапках) золота?

«Mare tingerem, si mercuris esset» (Я море б перетворив в золото, якби воно складалося з ртуті).Це висловлювання приписували алхімікові Раймундусу Луллусу. Припустимо, що ми за допомогою сучасної науки перетворили не море, але велика кількість ртуті в 100 кг. золота в атомному реакторі. Зовні відрізнити від природного, лежить перед нами це радіоактивне золото у вигляді блискучих злитків. З точки зору хімії це - теж чисте золото.

Який-небудь дуже багата людина купує ці злитки за подібною, як вважає, ціною. Він і не підозрює, що насправді йдеться про суміші радіоактивних ізотопів 198 Au і 199 Au, період напіврозпаду яких становить від 65 до 75 год. Можна уявити собі цього скнару, який побачив, що його золотий скарб буквально витікає крізь пальці.

За кожні три дні його майно зменшується наполовину, і він не в змозі цьому запобігти; через тиждень від 100 кг. золота залишиться тільки 20 кг, через десять періодів напіврозпаду (30 днів) - практично нічого (теоретично це ще 80 г). В скарбниці залишиться тільки велика калюжа ртуті.


Плутоній - перший штучний елемент, побачений людським оком
"Пекло" і "безумство"
Золото, отримане в атомному реакторі
Таємниця золотого медальйона

Радіоактивне золото - більш цінне, ніж природне

Обговорюючи можливість штучного одержання золота з ртуті, ми бачили, що зворотне перетворення золота в ртуть не так вже неможливо. По суті, тільки завдяки капризу природи золото існує як природний елемент. Причина того, що золото природним шляхом чи не перетворюється в ртуть, полягає в кілька більшої стійкості ядра 197 Au в порівнянні з 197 Hg - всього на 1 МеВ. Якби, навпаки, 197 Hg мала б більшою стійкістю, то взагалі не існувало б природного золота. Злитки з штучного золота перетворювалися б в калюжу ртуті.

Звістка про те, що золото намагалися в наукових цілях перетворити в інший елемент, наприклад в ртуть, напевно привела б в здивування таємних прихильників алхімії. Які причини такої "алхімії навиворіт"?

У свій час у вимірювальній техніці особливого значення набув ізотоп ртуті з масовим числом 198. Цей ізотоп був потрібний в дуже чистому вигляді. Виділити його з природного ртуті або не вдавалося, або не можна було через величезних витрат. Залишався лише один шлях. Потрібно було отримати ртуть-198 штучно, а для цього було потрібно золото. Чому ж для науки світ клином зійшовся на цій ртуті?

Метр - це одна сорокамільйонного частина окружності Землі по екватору. Так раніше вчили в школі.
З 1889 року в Парижі зберігається еталон метра - стрижень зі сплаву платини з іридію. Однак цей еталон є штучною мірою, яка може змінюватися.
В пошуках постійного, природного стандарту довжининезабаром знайшли іншу одиницю: один метр відповідає 1553164,1 довжинах хвиль червоної спектральної лінії кадмію, рівних 6438 ангстрема (1 Â = 10 -10 м). За допомогою такого стандарту досягли досить високої точності, достатньої для багатьох цілей. Під час другої світової війни британські конструктори приладів для повітряної і морської навігації в цілях секретності використовували лише величини на основі червоної лінії кадмію.

Однак нова міра довжини все ж не відповідала найвищим вимогам. кадмій- змішаний елемент, і кожен з його ізотопів дає червону спектральну лінію, довжина хвилі якої трохи відрізняється від інших. Тому ще в 1940 році американські фізики Вайнс і Альварес запропонували виробляти віднесення до зеленої лінії спектра ртуті-198 з довжиною хвилі 5461 А. Ця лінія різко обмежена і абсолютно монохроматичності. Вайнс і Альварес бомбардуванням золота нейтронами в циклотроні протягом місяця отримали ртуть-198 в кількості, необхідній для спектрального аналізу.

Утворився ізотоп ртуті вони відокремлювали накаливанием. Його пари конденсували в крихітних капілярах.

Після другої світової війни в США в продаж надійшли перші ртутні лампи Mercury-198 Lamps. Вони містили 1 мг ртуті-198, яка була отримана з золота в атомному реакторі. Інші держави незабаром також стали випускати необхідний ізотоп ртуті. З 1966 року його отримують в НДР, в Центральному інституті ядерних досліджень в Россендорфі. У тамтешньому атомному реакторі хіміки отримали близько 100 мг ртуті-198 з ізотопною чистотою 99% з 95 г чистого золота в результаті його 1000-годинний бомбардування нейтронами:

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

На основі такого нового стандарту довжини метр був знову "переміряти". Він становить 1831249,21 довжин хвиль зеленої лінії ізотопу 198 Hg. В даний час ртуть-198 знову-таки витіснена ізотопом благородного газу криптону - 86 Kr, помаранчева лінія якого довжиною 6058 А більш відтворена.

Один метр відповідає 1650763,73 довжин хвиль випромінювання атомів криптону-86 в вакуумі.

Проміжний продукт синтезу ртуті-198 - радіоактивне золото-198 - також знайшов застосування. Цей ізотоп випромінює бета-промені і розпадається з періодом напіврозпаду 65 годин до стійкого ізотопу 198 Hg. В даний час його використовують як лікарський препарат - в дрібнодисперсному стані у вигляді золотого золю. Воно застосовується для отримання радіограм органів людського тіла і для лікування ракових пухлин. Для цієї мети його впорскують у відповідні тканини. Кожен атом золота діє як маленька рентгенівська трубка і вбиває ракові клітини в строго обмеженій області.

Така терапія набагато доцільніше, ніж опромінення великих поверхонь. Радіоактивне золото значно менш шкідливе, ніж рентгенівські промені. Вельми наочні також випадки зцілення при обробці лейкозів, хворобливому збільшенні числа білих кров'яних кульок. У боротьбі з бичем раку штучне радіоактивне золото вже зробило людству неоціненні послуги.

Сучасна наука поза всяким сумнівом скаже: перетворення елементів - так, перетворення в золото - немає! Для чого? Сьогодні золото витрачають, не замислюючись, для синтезу інших елементів, що представляють інтерес для науки. Золото використовують, щоб штучно отримати ізотопи франція і астату - елементів, які, як відомо, не можна отримати з природних джерел. Тут також алхімію ставлять з ніг на голову. Францій отримують з золота, яке в сучасних прискорювачах бомбардують іонами кисню або неону:

197 Au + 22 Ne = 212 Fr + 4 Чи не + 3 n

Астат утворюється шляхом перетворення золота при обстрілі останнього розігнаними ядрами вуглецю:

197 Au + 12 С = 205 At + 4 n

Ось, яким "дорогим" стало золото для сучасної науки: вона не прагне отримати його штучно, а, скоріше, використовує як "сировину" для синтезу інших елементів.

Золото з давніх пір закріпило за собою функцію елемента світової фінансової системи. Запаси цього металу невеликі, саме тому з плином історії золото практично не втрачалося, які б катаклізми не доводилося переживати людському суспільству: жовтий метал переплавляють і накопичувався. Вироби з золота і злитки на сьогоднішній день виступають в ролі найважливіших об'єктів інвестування грошових коштів. Застосування золота не обмежена сферою інвестицій. Метал використовується у виробництві ювелірних прикрас, при реалізації сучасних технологій в самих різних галузях промисловості, а також в медицині.

Промислове значення золота

Значення жовтого металу для промислового виробництва обумовлено його особливими властивостями: ковкість і тягучість. Завдяки цим якостям з вихідної сировини можна зробити микронную дріт або надтонкий лист фольги.

Золото характеризується високим ступенем стійкості до агресивного середовища. Ця властивість дозволяє використовувати метал в хімічній промисловості та електроніці, навіть не дивлячись на більш низьку тепло- і електропровідність у порівнянні з тією ж міддю.

Використання золота в сучасній промисловості найчастіше зустрічається в:

  • Транспортної галузі;
  • Хімії та нафтохімічному виробництві;
  • енергетиці;
  • Електроніці і виробництві вимірювальних приладів;
  • телекомунікації;
  • нанотехнологіях;
  • Авіації та космічної галузі.

Метал набув широкого поширення як зварювальний матеріал при виробництві новітніх зразків техніки, виробництві термопар, деталей гальванометрів. За своєю хімічною і механічної стійкості золото відстає від більшості представників платиноїдів, але незамінне як сировину для електричних контактів. У сфері мікроелектроніки широко застосовуються як золоті провідники, так і гальванічне золоте покриття окремих поверхонь, плат і роз'ємів.

Де ще використовують в промисловості золото? Метал застосовують як припій для паяння металів, так як він добре змочує робочі поверхні. Золото незамінне і в оборонній галузі: з нього роблять мішені для ядерних досліджень, використовують в якості покриття дзеркал, призначених для роботи в далекому діапазоні інфрачервоних променів, застосовують для оболонки нейтронної бомби. Гальванічна позолота металів дозволяє виключити процеси корозії, а тонкі пластини з м'яких сплавів золота важливі в області досліджень надвисокого вакууму.

Через здатність золота відображати інфрачервоні промені людина знайшла металу ще одне застосування: скляна промисловість. Металізація вікон будівель являє собою вставку тонкої золотої плівки. Такі заходи дозволяють забезпечити відображення більшої частини променів і уникнути нагріву будівлі. Якщо через таке скло пропустити електричний струм, воно набуде протитуманні властивості, які незамінні для виготовлення стекол для великих транспортних засобів - літаків, електровозом, морських суден.

Застосування золота в авіаційній і космічній промисловості може здатися дещо дивним, адже вага у металу досить великий. Золото використовується там, де ніяк не можна допустити появи корозії: це і з'єднання деталей двигунів літальних апаратів, і місця запаювання електричних контактів, і покриття золотою плівкою вікон шатлів.

Ювелірна промисловість

Ювелірне виробництво завжди було і залишається найбільшим споживачем жовтого металу. Золоті прикраси існують вже багато століть, як мінімум можна згадати давньоєгипетських фараонів і оздоблення їх гробниць. Носіння золотих виробів раніше мало дещо інший сенс: це були обереги від хвороб, нападів, чаклунства. У сучасному світі прикраси з жовтого металу уособлюють статус їхнього власника в суспільстві, а також несуть в собі естетичну красу.

Мода на цей метал навряд чи пройде з часом, тому на питання, де ще використовується людиною золото, можна сміливо відповідати - в ювелірній справі. Асортимент прикрас з золота досить великий, з металу роблять кільця, сережки, ланцюжки, запонки, пороху і інші вироби. Ювеліри роблять свої шедеври не з чистого золота, а його сплавів. Пояснюється це тим, що чистий метал дуже м'який і не володіє необхідною міцністю по відношенню до механічних впливів.

Щоб домогтися потрібних характеристик, на виробництві спочатку роблять сплав металу з іншими добавками, основними з яких вважаються срібло і мідь. Серед інших компонентів сплаву значаться паладій, цинк, кобальт і нікель. Співвідношення компонентів визначає пробу сплаву. Золото забезпечує стійкість до корозійних процесів, а ось механічні властивості сплаву і його відтінок кольору залежать від змісту інших металів. Залежно від співвідношення металів в сплаві золота прикраса має один з відтінків триколірної палітри: розрізняють жовте, біле і червоне золото.

Кільце з «червоного» золота.

Використання золота в ювелірних фарбовані становить приблизно половину всієї кількості металу, яке використовується людиною.

Ще однією значною статтею витрачання запасів дорогоцінного металу - близько 10% - є медицина.

Золото в медицині

Золото через його гарною ковкості і здібності не окислюватися широко використовується в стоматології ще в древніх часів. Для зубних протезів та коронок бере, як і для ювелірних прикрас, які не чисте золото, а його сплави. В якості додаткових компонентів застосовують все ті ж срібло, мідь, цинк, платину. У підсумку виходить виріб з гарну ковкість, відмінною здатністю протистояти корозії і високими властивостями механічного характеру - все, що потрібно для зубного протезування.

Де ще застосовується в медичних цілях золото? Однією з найважливіших сфер використання дорогоцінного металу залишається фармакологія. З'єднання металу є складовою деяких препаратів, які використовуються при лікуванні артритів, злоякісних пухлин, туберкульозу. Серед прикладів застосування золота в медицині можна назвати водорозчинні препарати з вмістом дорогоцінного металу, які в якості ін'єкцій вводяться пацієнтові при артритах хронічного характеру, тіосульфат золота, що вводиться пацієнтам при еритематозній вовчак, органічні сполуки металу, використовувані при туберкульозі.

Радіоактивне золото, що застосовується в онкології для діагностики та лікування злоякісних пухлин, золоті нитки в естетичної косметології, золотовмісні препарати по догляду за шкірою, які завдяки протимікробну дію металу сприяють усуненню проблем шкірних покривів і їх омолодженню.

Досягнення науки, які подарували людству золотовмісні препарати, дозволили досягти великих результатів в лікуванні багатьох захворювань, особливо це стосується онкології, де застосовують радіоактивне золото, а точніше колоїдні частинки його ізотопів. Крім того, допомагає впоратися з деякими недугами і просте носіння золотих прикрас. Теза про благотворну дію золота на людський організм активно використовується в рецептах нетрадиційної медицини:

  • Покращує пам'ять, перешкоджає розвитку атеросклерозу;
  • Зміцнює серце і всю кровоносну систему;
  • Допомагає впоратися з простудними захворюваннями;
  • Додає бадьорості та енергії.

Корисні властивості золота не завжди можуть принести користь конкретної людини. Перед тим, як лікуватися золотом, рекомендується проконсультуватися з лікарем. Навіть просте носіння виробів з дорогоцінного металу може викликати негативну реакцію організму: підвищення температури, болі в кишечнику, проблеми з нирками, випадання волосся і навіть депресію. Такі явища дійсно зустрічаються у деяких людей, постійно контактували з золотом.

Застосування золота як промислового і лікувального металу в житті людей досить широко. Області його використання захоплюють і двигуни космічних апаратів, і золоті кільця на пальцях сучасних модниць, і зубні протези в кабінеті стоматолога. Золото як дорогоцінний метал зберігає своє інвестиційне, промислове, ювелірне і медичне призначення протягом вже декількох тисячоліть. Подібна тенденція навряд чи перерветься в майбутньому, властивості жовтого металу будуть використовуватися вченими завжди, розширюючи межі його сучасного застосування.

198 Au використовується у вигляді колоїдних розчинів для радіоізотопної діагностики і в променевої терапії.


1. Мала медична енциклопедія. - М .: Медична енциклопедія. 1991-96 рр. 2. Надання першої медичної допомоги. - М .: Велика Російська Енциклопедія. 1994 г. 3. Енциклопедичний словник медичних термінів. - М .: Радянська енциклопедія. - 1982-1984 рр.

Дивитися що таке "Золото радіоактивне" в інших словниках:

    Група радіоактивних ізотопів золота з масовими числами в межах від 187 до 203 і періодом напіврозпаду від 2 сек. до 31016 років; ізотоп 198Au використовується у вигляді колоїдних розчинів для радіоізотопної діагностики і в променевої терапії ... Великий медичний словник

    Au (лат. Aurum * a. Gold; н. Gold; ф. Or; і. Oro), хім. елемент I групи періодичної. системи Mенделеева; ат. н. 79, ат. м. 196,967. Природне З. складається з стабільного ізотопу 197Au. Отримано 13 радіоактивних ізотопів c масовими числами ... ... геологічна енциклопедія

    Цей термін має також інші значення див. Золото (значення). 79 Платина ← Золото → Ртуть ... Вікіпедія

    - (лат. Aurum) Au, хімічний елемент 1 групи періодичної системи Менделєєва; атомний номер 79, атомна маса 196,9665; важкий метал жовтого кольору. Складається з одного стійкого ізотопу 197Au. Історична довідка. З. було ... ...

    Золото, срібло, платина і метали платинової групи (іридій, осмій, паладій, родій, рутеній), які отримали свою назву головним чином завдяки високій хімічній стійкості і красивому зовнішньому вигляду у виробах. Крім того, Золото, ... ... Велика Радянська Енциклопедія

    Дорогоцінні метали- (Precious metals) Дорогоцінні метали це мало поширені метали, які відрізняються блиском, красою і стійкістю до корозії Історія видобутку дорогоцінних металів, різновиди, властивості, застосування, поширення в природі, сплави ... ... Енциклопедія інвестора

    Золото / Aurum (Au) Атомний номер 79 Зовнішній вигляд простої речовини М'який ковкий жовтий метал Властивості атома Атомна маса (молярна маса) 196,96654 а. е. м. (г / моль) Радіус атома ... Вікіпедія

    Благородні метали метали, які не піддаються корозії і окисленню, що відрізняє їх від більшості базових металів. Всі вони є також дорогоцінними металами, завдяки їх рідкості. Основні благородні метали золото, срібло, а також ... ... Вікіпедія

    Благородні метали метали, які не піддаються корозії і окисленню, що відрізняє їх від більшості базових металів. Всі вони є також дорогоцінними металами, завдяки їх рідкості. Основні благородні метали золото, срібло, а також ... ... Вікіпедія

Золото - жовтий дуже небезпечний і отруйний метал
сучасних точних цифрових і кабельних технологій
Токсичні та отруйні камені і мінерали

золото(Au). З найдавніших часів золотобуло відомо народам нашої планети. Є версія, що золото було практично першим металом, з яким вперше познайомився чоловік (після піриту - залізного колчедану, "золотий обманки"). Є дані про те, що в Єгипті на стародавніх золотих копальнях євреїв ( "івріім" - "прийшлі") золото добували і використовували у виготовленні різних виробів в IV тисячолітті до нашої ери, а в Індокитаї та Індії - в другому тисячолітті до нашої ери. Там золото служило матеріалом для виготовлення монет, прикрас, предметів мистецтва та культових речей.

До введення електронних грошей золото виступало елементом фінансової системи, цей метал не був схильний до корозії (за винятком амальгами ртуті, імітації свинцем, гальванірованіем срібла і ін. Аферами XX в.), Має привабливий зовнішній вигляд, а запаси його великі (особливо в морській воді - "прокляття" сучасної скляної промисловості, кварц з домішками золота сплавляють в тиглі з червоною кіновар'ю - сульфідом ртуті і вишлаковивают золото з кварцу, для потреб гальваніки).

Ще в давнину золото використовувалося як матеріал для виготовлення грошей (злодії насичується амальгамою ртуті в передмістях м Альмаден, Іспанія, захід континентальної Європи, "срібло грошей"). До сих пір пам'яткою старовини залишаються золоті монети. Період з 1817 до 1914 року називають навіть "золотим століттям". Аж до закінчення Першої світової війни золото продовжувало залишатися мірилом існуючих на той час монет грошей (до початку XXI ст.). Паперові купюри в той час служили документами, що засвідчують право власності на частину золота, банкноти обмінювалися на золото (шахрайство - пірит, сульфід заліза, "золото дурнів", в поєднанні з "сребером дурнів" - миш'яковистим сульфідом заліза арсенопіритом, Золота лихоманка на Алясці, США).

Відповідно до неправильноїтрадицією (скасували при Петра I в Росії), чистоту золота рідко вимірюють в неметричних каратах. Один такий карат дорівнює одній двадцять четвертої частини золотого сплаву (алхімія - амальгама, сплав золота з ртуттю з метою обдурити митницю і видати сплав золота за срібло з подальшим випаровуванням ртуті, незаконний "ювелірний бізнес" вірмен кінця XIX - початку XX ст.).

Золото з маркою "24К" нібито є абсолютно чистим, тобто абсолютно не має домішок (війна Червоної і Білої Троянди між Британією і Францією, без Іспанії - амальгами золота). Домішки золота створюються для різних цілей, в першу очеередь для обману споживачів, тому в Україні Неметричні система золота заборонена. Якщо сплав матиме Неметричні ( " британську") Марку" 18К ", це буде означати, що в даному сплаві нібито міститься 18 частин золота і 6 частин різних домішок (" особливе "або" вірменське "" золото ").

У країнах СНД прийнята метрична (Іспанська, т.зв. " тонна") Система вимірювань. Чистоту золота вимірюють т.зв. пробою ( тисячними частками). Значення проби варіюється в межах від нуля до тисячі, значення проби показує вміст золота в сплаві в тисячних частках. Наприклад, вищеописану фальшиву "марку" "18К" можна перерахувати, в результаті чого ми отримаємо 750-ю пробу, "24К", тобто чисте ювелірне золото, відповідає 996-й пробі і вважається "практично чистим", його використовують при виготовленні ювелірних виробів. Золото вищої проби зустрічається рідко, його отримання вимагає витрат, таке золото вживають в хімії, комп'ютерній техніці і точної електроніці.

Золото є м'який метал, який має жовтий колір (схоже на пірит - сульфід заліза). Червонуватий відтінок сплавів з золота, наприклад, монетам і ювелірним виробам, надають домішки інших металів, зокрема найчастіше зустрічається домішка міді ( "вірменська афера" в Іспанії в середні віки, при Івані Грозному - причина масових страт і бунтів в Росії, т.зв . боротьба з "амальгамного жидами") - імітують присутність червоної кіноварі Іспанії (м Альмаден, Західна континентальна Європа) при виготовленні амальгами золота "під срібло".

При виготовленні тонкого (як папір) сусального золота - мікронних золотих плівок метал починає просвічувати зеленим (як море). Золото, як метал, має високий показник теплопровідності, маючи в той же час низьким електричним опором (його активно атакують виробники комп'ютерів).


Кристали золота з Каліфорнії. Фото: В. Левицький.

біологічні властивості

Механізм біологічної дії золота досліджується, останнім часом стало відомо, що золото входить до складу Металопротеїни, взаємодіє з міддю і протеазами, які гідролізують колаген, як і з еластази і ін. Активними компонентами сполучних тканин. Золото втягується в процеси зв'язки гормонів в тканинах.

Мікроелемент золото може посилювати бактерицидну дію срібла. Воно надає антисептичну дію на віруси і бактерії. Іноді можлива участь золота в поліпшенні імунних процесів організму.

В організмі людини міститься приблизно 10 мг золота, близько половини від цієї кількості - в кістках (зародкові центри росту кристалів кальцію, його носять молоді). Розподіл золота по організму залежить від розчинності з'єднань металу (в зонах росту кісток і т.п.). Колоїдні з'єднання золота накопичуються в печінці, а розчинні - в нирках.

Про біологічної ролі золота, про добову потребу металу нічого конкретного не відомо. Золото присутній в зернах, стеблах і листках кукурудзи (вирощують і їдять "маїс"). Вода океанів містить в собі гігантську кількість золота (від ~ 0 до 65 мг / т) і помітно відливають в товщі зеленню. Летальна і токсична і дози для людини не визначені (часто золото вимушено приймають з морською водою під час шторму, цунамі і по безграмотності).

Золото металеве токсично, а органічні похідні, використовувані як лікарські препарати, активні. Окремі органічні сполуки золота можуть накопичуватися в печінці, нирках, гіпоталамусі, і селезінці, що може привести до дерматитів і органічним захворювань, тромбоцитопенії і стоматитах.

Визначення змісту золота в організмі проводяться на підставі вивчення биосубстратов (біоптати і кров). При отруєнні золотом підвищується вміст копропорфіріна в сечі. Золото належить до потенційно-токсичних елементів.

Металеве золото не всмоктується, в той час як солі золота можуть володіти високим токсичним дією, яке схоже з дією ртуті (імітація т.зв. "іспанки" - хвороби при роботі на ртуті і кіноварі).

Чи не дивлячись на те, що золото - щодо інертний метал, у володарів золотих прикрас може розвинутися контактний дерматит. У деяких випадках золото викликає сенсибілізацію організму, це підтверджується в стоматологічній практиці, пластичної хірургії і ряді інших випадків (застосовують цирконій).

Отруєння золотом. Негативна дія надлишку золота знімається за допомогою введення 2,3-дімеркаптопропранола, у якого SH-група, відриває від SH-містять білків золото, і відновлює нормальні їх властивості (але буває непереносимість цього лікування і гормонів, в цьому випадку дають червону медичну кіновар) .

Ознаки надлишку золота: слинотеча, металевий присмак у роті; блювота, спазми, виділення білка з сечею; поява хворобливих плям на шкірі; болю по ходу нервів (неврити); панцитопенія (лейкопенія, тромбоцитопенія); стан збудження; шкірні висипи. пронос; симптоми пригнічення центральної нервової системи; посилене потовиділення; коліки і біль в кишечнику, болю в кістках, суглобах, м'язах; набряки ніг (супроводжує отруєння ураном); зменшення маси тіла, апластична гіпоплазія кісткового мозку; кон'юнктивіт; свербіж, запалення шкіри, підвищення температури тіла, нездужання; болю в кістках і суглобах; генералізована екзема; запалення слизових оболонок мови і порожнини рота; болю в горлі, апластична анемія; нефротичний синдром, гломерулонефрит; блювота, пронос.

Хімічні елементи, які є антагоністами і синергистами золота, встановлені - ртуть і кіновар. В якості допоміжних препаратів можливе застосування антітімоцітарний глобуліну, андрогенів, кортикостероїдів. У деяких випадках показано застосування стимуляторів гемопоезу, пересадка кісткового мозку.

В середині XX століття золото використовувалося в лікуванні туберкульозу, прокази, сифілісу, епілепсії, очних хвороб, злоякісних пухлин в Іспанії (замість кіноварі). Сьогодні препарати на основі солей золота використовують в терапії ревматоідниго і псоріатичного артриту, синдрому Фелти, червоного вовчака. Сюди відносяться крізанол, Ауранофін, і інші (при переносимості гормонів).

Цікаві факти

За часів правління фараона Тутмоса III крали золото на ВАК особливо активно (у хіміків). Вміст золота на поверхні Сонця на порядок вище, ніж в земній корі.

До кінця XIX в. в Іркутській області РФ знайшли самородок масою 22,6 кг. Велика для великих самородків була знайдена на Уралі. Найбільший самородок - "Великий трикутник" з розмірами 39 × 33 × 25,4 см і масою в 36,157 кг знайшли на Південному Уралі в 1842 р. Найбільший самородок в світі - "Плита Холтермана" мав розмір 140 × 66 × 10 см і масу 285,76 кг складався з золота і кварцу. З нього виплавили 93,3 кг золота.

На одній виставці демонстрували невеликий відполірований золотий кубик, розмір якого трохи більше 5 см, а оголошення свідчило, що та людина, яка зможе підняти кубик двома пальцями руки, зможе забрати його з собою.

Якщо золотими злитками заповнити кімнату, площа якої 20 кв.м і висота 2,85 м, маса золота складе 1150 тонн, що дорівнює вазі завантаженого поїзда (мається на увазі робочий поїзд в м Альмаден, Іспанія, захід Європи - виїзд з шахти з кіновар'ю).

При синтезі атомів Менделевий мішенню послужила золота фольга, на неї електрохімічним шляхом завдали мізерно мала кількість (всього 1000000000 атомів) ейнштейнію. Подібні золоті підкладки ядерних мішеней іноді використовувалися при синтезі інших елементів.

Самородки золота не бувають золотими. У них зазвичай міститься багато міді або срібла. У самородному золоті присутній телур (каталізатор росту кристалів і самородків золота, особливо в кальдерах).

В пер. підлога. XIX ст. купець Шелковников відправився з Іркутська до Якутська. На стоянці Хрестова він дізнався: евенки (тунгуси), що промишляють птицю і звіра, порох купують в факторії, а свиней (в Донецькій обл. Україна) "добувають" самі (м'ясо "солонину" крадуть - швидкі злодії і шукачі мінеральних наркотиків для мозку і червоної фарби для монастирів РФ втекли з м Альмаден, Іспанія, захід Європи - не дійшли до південного сходу Донецької обл. Україна, Микитівка, Горлівка, родовище друз кіноварі і кристалів, схожих на рослину фізаліс, на військові патрулі нарвалися).

Виявилося, що по руслу річки Тонгуда можна було набрати купу "м'яких жовтих каменів", їх можна було легко "округлити" - мова швидше за все йде про піриті ( "золоті дурнів"). Незабаром в верхів'ях річки були організовані золоті копальні (пірит - супутник золота, ознака кальдери).

В кін. XIIIV в. хімікам вдалося добути колоїдні розчини золота. Але дані розчини мали фіолетове забарвлення. А в 1905 році, під дією спирту на слабкі розчини хлористого золота, отримували колоїдні золоті розчини червоного і синього кольорів. Колір такого розчину тісно пов'язаний з розміром колоїдних частинок.

Ернст Вернер Сіменс, коли був молодий, бився на дуелі, надалі він за це був засаджений в в'язницю. Вчений зумів домогтися дозволу адміністрації на організацію в камері лабораторії і в тюрмі продовжував досліди на гальванотехнике. Він розробляв метод золочення неблагородних металів (гальваніка - сильна сторона РФ, цього немає в України).

Коли завдання була близька до вирішення, настав помилування. Замість радості волі, в'язень дав прохання на деякий час залишити його у в'язниці і закінчити досліди. Але влада виставила ізобрателя з в'язниці. Йому довелося заново обладнати лабораторію, і вже вдома закінчувати те, що починав у в'язниці. Сіменс все-таки подав патент на метод золочення (амальгамою), але це сталося пізніше, ніж хотілося б винахіднику (він вірив, що ртуть - рідка).

Історія

Стародавні золоті копальні розташовувалися в Єгипті. Є дані про виготовлення виробів з золота в V-му тис. До н.е., тобто за часів кам'яного віку. У давнину єгиптяни добували золото в Аравійському-Нубийской провінції, яка розташована між Червоним морем і Нілом. За період царювання приблизно 30-ти династій дана золота жила дала близько 3,5 тисячі тонн золота (золоті копальні євреїв).

На час захоплення Римом єгиптянам вдалося вкрасти у євреїв близько 6 тисяч тонн золота. Незліченні багатства були розграбовані практично цілком.

За часів античності золотоносні породи Іспанії римлянам принесли близько 1,5 тисячі тонн золота. Рудники Австро-Угорщини ще в середні століття давали по 6,5 тонн щорічно. На монетах того часу можна зустріти написи латиною "з золота Дунаю" або "із золота Рейну" і т.д. У Скандинавії золото видобувалося мало, всього по кілька кілограм щорічно. Подорож Колумба дозволило відкрити Колумбію, в якій довгі роки була найбільша в світі видобуток золота і піриту. У Бразилії, Австралії та інших країнах в XVIII - XIX ст. знаходили досить багаті золотоносні розсипи.

У Росії довгий час не було видобутку золота. Думки вчених розходяться щодо першої російської видобутку. Мабуть, перше золото добули з Нерчинских руд РФ в 1704 році (Петро I), де воно було разом з сріблом. Зі срібла з вмістом золота на Московському монетному дворі виплавляли метал. Даний метод був трудомістким і тривалим, за більш ніж 50 років вдалося добути таким методом менше 1 т золота. Є слух, що злодії Демидови в 1745 таємно виплавили 6 кг золота на алтайських рудниках (вкрали золото). У 1746 р золоті копальні перейшли у власність сім'ї Петра I.

На Уралі в 1745 році був відкритий копальня рудного золота. Це дозволило розпочати промисловий видобуток кристалічного металу (кристалічний щит золота).

Економічні хвилі нестабільності США (непостачання червоною кіноварі з м Альмаден, Іспанія, для потреб промисловості і виробництва) змусили збільшити вартість золота. У 1976 р вступило в силу рішення про усунення прив'язки валют до золота, про встановлення плаваючих курсів (кіновар). Таким чином, золото перестало бути валютою, а долар перестав бути резервною валютою (це звичайна валюта США, уряд США).

В результаті всіх цих змін золото перестало бути об'єктом інвестування. Ціна на золото змінилася в 96-99 рр. XX ст. в зв'язку з початком саботажу і зупинки робіт на рудниках червоною кіноварі, якої витягають золото, в м Альмадене, Іспанія (банкрутство виробництва 2004 р.)

Знаходження в природі

У земної крім золота міститься мало, по масі близько 4,3 · 10 -7%. В середньому в тонні гірських порід міститься 4 міліграма золота. Золото є одним з рідкісних металів на землі (твердої частини літосфери). Якщо припустити, що земне золото було б розсіяно рівномірно по планеті, як в морській воді (де його дуже багато), то видобуток металу стала б неможливою. Але золото має властивість мігрувати, наприклад, з підземними водами до розпеченим батоліту вулканів і осаджувати у витоках гірських та інших річок, з розчиненим киснем. Надалі таких міграційних процесів вміст золота в деяких місцях різко збільшується: їм буквально просочуються кварцові золотоносні жили, з'являється золотоносний пісок.

Золото може бути рудним і розсипних. Рудне золото має вигляд дрібних золотинок (0,0001 - 1 мм) вкраплених в кварц. В даному виді метал зустрічається в кварцових породах у вигляді тонких включень, іноді у вигляді потужних жив, які пронизують сульфідні руди - мідний колчедан CuFeS 2, сірчаний колчедан FeS 2, сурм'яний блиск Sb 2 S 3 та інші. Іншою формою природного золота є його рідкісні мінерали, в складі яких золото знаходиться в формі хімічних сполук (найбільш часто - з телуром, з ним золото утворює кристали сріблясто-білого кольору, рідше вони мають жовтий відтінок): монтбрейіт Au 2 Te 3, Калавера AuTe 2, мутманніт (Ag, Au) Te (представлені дужки вказують на те, що дані елементи можуть бути присутніми в мінералі в різних пропорціях), Сільваном (Ag, Au) 2 Te 4, креннеріт (Ag, Au) Te 2, монтбрейіт (Au , Sb) 2 Te 3, ауростібіт AuSb 2, Петца Ag 3 AuTe 2, аурікупрід Cu 3 Au, аурантімонат AuSbO 3, фішессеріт Ag 3 AuSe 2, тетрааурікупрід AuCu, нагіагіт Pb 5 Au (Te, Sb) 4S 5-8 і інші .

Іноді золото може бути присутнім в якості домішок в різних сульфідних мінералах, наприклад таких, як пірит, халькопірит, сфалерит і інших. Найсучасніші методи хімічного аналізу дають можливість виявити присутність навіть мізерно малих кількість "Аурум" в організмах тварин і рослин, в коньяки і вина, в морській воді і мінеральних водах.

В процесі геологічних змін деяка частина золота виносилася з місця розташування первинного відкладення і заново відкладалася в інших місцях вторинного залягання, в результаті чого утворювалося так зване розсипне золото, що представляє собою продукт процесу руйнування фундаментальних родовищ, що накопичуються в долинах річок. Тут рідко бувають випадки знахідок досить великих золотих самородків, які мають химерну форму. Деякі з цих родовищ утворилися близько 20-30 тисяч років до нашої ери.

Самородне золото не є хімічно чистим. У ньому завжди, без винятку, є домішки, часто в пристойних кількостях. Домішки срібла можуть становити від 2% до 50%, домішки міді зазвичай складають до 20% суміші, в самородка можуть міститися залізо, свинець, ртуть, вісмут, телур, метали платинової групи і інші. Природний сплав золота і срібла, в якому приблизно 15-20% срібла і незначна домішка міді, в античній Греції назвався електроном (у римлян звучало як "електрум") - імітація бурштину, не електризується при терті об шерсть. Цьому послужив жовтий колір, по-грецьки слово "elektor" означає сонце, світило, звідки і пішла грецької "elektron", тобто Бурштин.

застосування

В даний час, що є в світі золото, розподілено приблизно так: 10% - в промисловості, 45% у приватних осіб (злитки і ювелірні вироби) і 45% - централізовані запаси (стандартні злитки хімічно чистого золота).

У 2005 р аферист Рік Мунарріц задався гіпотетичним питанням: куди інвестувати вигідніше - в золото (у вигляді чужого сульфіду заліза - "золота дурнів") або в пошукову систему Google? Відповідь проста - в Google, там більше реального (технічного гальванічного) золота (золочення "лапок" сучасних 32-розрядних процесорів ПК ЕОМ гальваніки РФ, золочення контактів коаксіальних кабелів, в т.ч. акустичних комп'ютерних цифрових процесорних аудіосистем, кабельний Інтернет, main faraim'и і інші сучасні комп'ютерні технології).

Золото виступає невід'ємним елементом глобальної комп'ютерної системи, тому що даний метал не піддається корозії, володіє багатьма сферами технічного застосування, а його застосування обмежене. Золото активно втрачалося під час історичних катаклізмів, переплавлялось, забруднювалося і накопичувалося. В результаті - банкрутство XX в. по золоту (до введення сучасних комп'ютерних технологій). Au returnes ...

За механічної міцності та хімічної стійкості золото поступається платиноїдів, але воно незамінне як ходового матеріалу для виготовлення електричних контактів. Саме тому гальванічні покриття золотим напиленням роз'ємів, контактних поверхонь, друкованих плат, а також золоті провідники використовуються в мікроелектроніці дуже широко.

Золото використовується як мішень в ядерних дослідженнях, як покриття дзеркал, які працюють в інфрачервоному далекому діапазоні, як спеціальна оболонка в нейтронної (водневої) бомби.

Амальгованих припої з ртуті і золота змочують різні металеві поверхні, застосовуються для пайки металів (рожево-червона порошкова присадка до золота - червона кіновар). Виготовлені з м'яких золотих сплавів тонкі прокладки використовують в техніці надвисокого вакууму.

Позолота металів використовується для захисту від корозії. Хоч таке покриття металів і має недоліки, воно поширене і тому, що готовий виріб стає більш дорогим на вигляд, "гальванізованим". Золото було зареєстровано як харчова добавка Е175.

Значні кількості золота до споживала стоматологія: із сплавів золота і срібла, міді, нікелю, платини, цинку виготовляють зубні протези і коронки. Поступилося сучасним цирконієвим, платиновим, іридієвим і ін. Сплавів через хижацького полювання за золотом на кладовищах - його крали і переплавляли в неконтрольовані ювелірні вироби крадене і збанкрутували в 1989-1985 рр. ювелірну промисловість (амальгама золота, глобально).

До складу медичних препаратів входять сполуки золота (амальгама і суміш з червоною кіновар'ю). Вони використовуються при лікуванні ревматоїдних артритів, туберкульозу, і ін. При лікуванні (діагностики та пошуку) багатьох злоякісних пухлин використовують радіоактивне золото.

виробництво

На даний момент великим постачальником світового ринку золота виступає Південна Африка, в якому шахти досягли глибини в 4 км. Рудник Вааль-Ріфс в ПАР є найбільшим в світі. У ПАР виробництво золота є основним виробництвом країни (замість урану ...).

У слідстві концентрування золота в природі для видобутку теоретично доступна десята частина. Видобуток кристалів золота починалася з самородків, які яскраво блищать і помітні. Але таких самородків мало, тому найважливішим способом стало промивання піску.

Золото приблизно в 8 разів важче піску і 20 разів важча за воду, тому можна вимивати золото з піску за допомогою струменя води. Найдавніший спосіб вимивання відображений в давньогрецькому міфі про золоте руно, тобто крупинки золота після вимивання відкладалися на баранячої шкурі. Золоті розсипи раніше досить часто зустрічалися в річках, століттями підточують золотоносні породи.

На сьогоднішній день видобуток золота з руди стала механізованої, але, незважаючи на це, процес залишається складним і ховається глибоко під землею. Останнім часом стали виходити з економічної ефективності при пошуку родовищ. Обгрунтовано, що при утриманні 2-3 г золота в 1 тонні руди, а якщо зміст становить 10 г і більше, воно вже вважається багатим. Серед всіх витрат. використовуваних на геологорозвідувальні роботи, витрати на пошуки золотих руд займають від 50 до 80%.

Існує ртутний спосіб видобутку золота з руди. Заснований він на тому, що ртуть змочує золото і розчиняє його. Розмолоту золотоносну руду струшували бочках, а на їхньому дні перебувала ртуть або кіновар (в останньому випадку бочку нагрівали, для чого аферисти вугілля крали). Частинки золота прилипали до вироблені ртуті і формували хімічну амальгаму золота (крадіжки алхіміків в м Альмаден, Іспанія).

Оскільки колір золотих частинок при цьому зникає, здається, що золото "розчинилося" - перейшло в "срібло" або "платину" ( "серебрішко", отрута - так обдурили царя Олексія Михайловича Романова, середина XVII ст., Росія). Потім суміш амальгами золота нагрівали (з сіркою і вугіллям, піч закривали). Летюча ртуть частково йшла (отрута для жінок - афродизіак), залишалося золото. Недоліки: ртуть має високу отруйність, неповнота виділення золота (тріскається, ртуть залишається).

Є і сучасний спосіб - вилуговування ціанідом натрію, коли дрібні крупинки переводяться в водорозчинні сполуки (технологія добування урану, наприклад). З водного розчину витягується золото, наприклад, витягають за допомогою цинкового порошку: 2Na + Zn = Na + 2Au.

Процес дозволяє витягти золото з відвалів розробок, перетворюючи їх в нове родовище. Є й спосіб підземного вилуговування, при якому розчин ціаніду закачується в свердловини, по тріщинах він проникає всередину породи і розчиняє золото, а після розчин викачують з інших свердловин. Ціанід буде переводити в розчин з золотом, і інші метали, які утворюють ціанідні комплекси.

Іншим постійним джерелом видобутку золота є проміжні продукти мідного, уранового, свинцево-цинкового і ін. Виробництв. Золото є сусідами з ін. Металами. При рафінуванні міді, благородні метали після розчинення анода скупчуються під анодом в шламі. Даний шлам є важливим джерелом отримання золота, яке видобувається тим більше, чим масштабніше виробництво основних металів.

Вторинне золото отримують з бракованих або відпрацьованих виробів електроніки. Важливим джерелом вторинного золота є золотий лом.

Поряд з дрібними крупинками знаходять і великі самородки, про які пишуть в газетах і говорять по радіо і TV. Велика частина великих самородків була знайдена на Уралі (РФ).

Фізичні властивості

Золото є кубічний метал жовтого кольору. Кусковое золото дає жовтий відбитий колір, золота фольга особливо тонкого виготовлення на просвіт може бути синьою або зеленою, пари золота зеленувато-жовтого кольору. Колоїдні розчини з вмістом золота мають різне забарвлення, все залежить від ступеня дисперсності (наприклад, при попаданні сполук золота на людську шкіру утворюється колоїд має фіолетове забарвлення).

Формула в вигляді тексту має вигляд: Au. Молекулярна маса золота становить (в а.е.м.) 196,97. Температура плавлення металу (в градусах за Цельсієм) дорівнює 1063,4 o, температура кипіння (в градусах за Цельсієм) становить 2880 o. Розчинність золота (в г / 100 г або характеристика): в дистильованої воді майже не розчиняється; в ртуті - 0,13 (при температурі 18 o C); в етанолі майже не розчиняється.

Вміст золота в складі земної кори (тверді) дорівнює 0,0000005%. У природі зустрічається лише в самородному вигляді (найбільший в світі самородок важив 112 кілограм). Відомі мінерали золота здебільшого теллурідной природи, наприклад, Калавера, креінеріт, ільваніт, ауростібіт, Петца. Середній вміст золота родовищ становить 0,001%. У воді світових океанів вміст розчиненого золота становить +0,0000000005% (їм труяться в океані при прийомі морської води всередину). Якщо розглядати живі організми, то найбільше золота міститься в зернах, стеблах і листках кукурудзи.

Щільність золота як металу становить 19,3 (при температурі 20 o C, г / см3). Значення тиску золотих парів (в мм.рт.ст.) становить 0,01 (при температурі 1403 o C), 0,1 (при температурі 1574 o C), 10 (при температурі 2055 o C) 100 (при температурі 2412 o C) ю Показник поверхневого натягу металу (в мН / м) становить 1120 (при температурі 1200 o C). Питома теплоємність металу при збереженні постійного тиску (в Дж / г · K) становить 0,132 (при температурі 0-100 o C). Стандартна ентальпія освіти золота ΔH (298 К, ​​кДж / моль) дорівнює 0 (т). Показник стандартної енергії Гіббса освіти ΔG (298 К, ​​кДж / моль) складає 0 (т). Значення стандартної ентропії освіти S (298 К, ​​Дж / моль · K) дорівнює 47,4 (т). Стандартна мольна теплоємність золота Cp (298 К, ​​Дж / моль · K) становить 25,4 (т). Показник ентальпії плавлення золота ΔHпл (кДж / моль) дорівнює 12,55. Ну а Ентальпія кипіння золота ΔHкіп (кДж / моль) складає 348,5.

Золото має високу тягучість, гнучкість, а також тепло- і електропровідність. Золото добре зварюється і паяется (на амальгамі). Золото відображає інфрачервоне випромінювання. Зустрічається в природі золото має один ізотоп - Au-197. Показник твердості золота по Моосу становить 2,5. Чисте золото м'яко.

Золото є одним з найбільш важких металів: щільність металу, як було сказано вище, складає 19,3 г / см3. Велику масу, ніж золото мають осмій, іридій, платина і реній.

Хімічні властивості

Золото є інертним металом, в нормальних умовах золото не вступає в реакцію з більшістю кислот, не утворює оксидів, через що і відноситься до благородних металів, але на відміну від звичайних металів, які руйнуються під дією навколишнього середовища. Було відкрито, що царська горілка розчиняє золото, а це похитнуло впевненість в інертності металу.

За тисячоліття хіміки провели багато різних експериментів з золотом, в результаті виявилося, що золото не на стільки інертно, як неспеціалісти думають про це. Але ось, сірка і кисень (які агресивні по відношенню майже до всіх металів, особливо після нагрівання), не діють на золото при будь-якій температурі. Виняток становлять поверхневі атоми золота. При досягненні 500-700 o С атоми утворюють тонкий, але сильно стійкий оксид, який не розкладається протягом 12 год при нагріванні до 800 o С. Наприклад, Au 2 O 3 або AuO (OH). Даний оксидний шар був знайдений на поверхні самородного золота.

Золото не реагує і з азотом, воднем, вуглецем, фосфором, а галогени при нагріванні реагують з золотом, утворюючи AuBr 3, AuF 3, AuCl 3, і AuI. Легко, навіть в кімнатній температурі проходить реакція з бромної і хлорного водою. З даними реактивами зустрічаються хіміки. Небезпека для золотих кілець в побуті представляє йодна настоянка, тобто водно-спиртовий розчин йоду і йодиду калію: 2Au + I 2 + 2KI = 2K.

Срелі стандартних потенціалів золото розташовується правіше водню, саме тому воно не вступає в реакції з неокісляющуюся кислотами. Розчиняється золото в нагрітій селеновой кислоті:

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

В також в концентрованій соляній кислоті в процесі пропускання через розчин хлору:

2Au + 3Cl 2 + 2HCl = 2H

Якщо упарюють одержуваний розчин, їсть можливість отримувати кристали золотохлорістоводородной кислоти HAuCl 4 · 3H 2 O.

Після відновлення солей золота олов'яним дихлорида, утворюється стійкий яскраво-червоний колоїдний розчин (тобто "Каса пурпур"). Деякі оксиди золота (напр., АuО 2 і Аu 2 O 3) можна отримати лише випаровуючи метал на високій температурі в умови вакууму. Гідроксид Аu (ОН) 3 при дії особливо сильних лугів випадає в осад у вигляді розчину АuCl 3. Сіль Au (ОН) 3 з підставою - аурат - утворюються при розчиненні його в сильних лугах. Золото вступає в реакцію з воднем, утворюючи гідрид, при досягненні тиску 28 - 65 * 10 -8 Па і температури понад 3500 o С. Сульфоаурат MeAuS утворюється в реакції золота з гідросульфіди лужних металів у високій температурі. Існують сульфіди золота Au 2 S і Аu 2 S 3, але вони метастабільних, розпадаються, виділяючи металеву фазу.

Золото розчиняється царської горілкою: Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O. Після випарювання розчину виділяються кристали золотохлорістоводородной кислоти HAuCl 4 · 3H 2 O. Ще арабський алхімік Гебер (9-10 ст.) Знав царську горілку, яка здатна розчиняти золото. У сірчаної кислоти золото може розчинятися з окислювачами: йодною кислотою, азотною кислотою, діоксидом марганцю. У розчинах ціанідів з доступом кисню золото розчиняється, утворюючи дуже міцні діціаноаурати: 4Au + 8NaCN + 2H 2 O + O 2 = 4Na + 4NaOH; дана реакція залягає в основі дуже важливого індустріального методу вилучення рудного золота.

Існують органічні сполуки золота. Дією хлориду золота (III) з ароматичними сполуками утворюються сполуки, які стійкі до кисню, воді і кислотам, наприклад: AuCl 3 + C 6 H 6 = C 6 H 5 AuCl 2 + HCl. Органічні похідні металу (I) стабільні в присутності лігандів, координаційно пов'язаних з золотом, у Приміром, тріетілфосфін: CH 3 Au · P (C 2 H 5) 3.

З використанням матеріалів веб-сайту