Золото как химический элемент

Золото (Aurum) Au-химический элемент первой группы Периодической системы Д.И.Менделеева. П.Н.79, атомный вес 196,967. Известен один устойчивый изотоп Au197. Из искусственно радиоактивных изотопов наиболее важны Au195 (T1/2=185 дня) и Au198 (T1/2=2,686 дня). Золото - ковкий и пластичный металл. Обладает низкой твердостью. Плотность золота 19,3 г./см³. Температура плавления составляет 1063,4С°. В соединениях золото одновалентно и трехвалентно. Одновалентное золото имеет нормальный потенциал +1,5 В, трехвалентное имеет потенциал 1,38 В. Электрохимический эквивалент для одновалентного золота составляет 7,357г/Ач, трехвалентного золота 2,45г/Ач. Относится к группе благородных металлов.

Золото, встречающееся в природе в свободном состоянии, иногда в виде крупных самородков, отличающихся цветом, блеском и ковкостью, несомненно было известно человеку уже в древнейшие времена. Возможно, что оно явилось первым металлом который человечество стало применять для своих потребностей. Имеются данные о добывании золота и изготовлении из него различных изделий (украшений, утвари, принадлежностей религиозного культа) в Египте (3500-3000 лет до н.э.), Индии, Индокитае (2000-1500 лет до н.э.). Золото относится к числу рассеянных металлов. Содержание золота в горных породах 5.10-7%,в водах рек и океанов0,01-0,05мг/т оно обнаружено в тканях и крови живых организмов.

Промышленные скопления, в которых золото находится в виде руд коренных и россыпных месторождений, встречаются редко. Основной формой нахождения золота в природе является самородное золото, содержащее серебро (5-30%), медь (до 20%) реже - металлы платиновой группы, селен и другие металлы. Химические соединения золота в природе редки, встречаются теллуриды (AuTe₂). К золотосодержащим минералам относятся: самородное золото, электрум (AuAg), медистое золото, теллуриды золота (канаверит, кренерит, сильванит). В рудах золото присутствует в виде вкраплений размерами б.ч.1000-0,1мк, иногда находят самородки до нескольких десятков килограммов. Форма зерен золота в рудах разнообразна: листочки, уплощенные конкреции, сфероиды, октаэдры, палочки, коллоидные частицы. Поверхность частиц золота иногда покрыта пленками водных окислов железа и окислов других металлов, сульфида серебра, которые могут затруднить или снизить его извлечение.

Промышленными являются руды, содержащие 4-8 грамм золота и выше на 1 тонну руды. Весьма часто золото добывается как спутник меди и свинца из медных и полиметаллических руд. Золоторудные месторождения находятся в Восточной и Западной Сибири, главным образом в Забайкалье, Якутии, Приморье, а также в Красноярском крае, на Урале. Наиболее крупные зарубежные месторождения - в Южной Африке (более 50% мировой добычи золота), Канаде, США, Австралии, Казахстане. Мировая добыча золота из золотых руд и в качестве спутника цветных металлов составляет около 90%, остальное из россыпей. Сплавы золота – сплавы , главным компонентом которых является золото с серебром. Золото образует непрерывные твердые растворы 1 типа, температура начала кристаллизации возрастает от Ag к Au. Сплавы золота с серебром (AuAg) мягки и ковки.

С палладием золото образует непрерывные твердые растворы 1 типа. С медью золото дает непрерывные твердые растворы 3 типа. После длительного отжига при температуре 500-670 градусов твердые растворы Au-Cu претерпевают превращения с образованием фаз, имеющих сингулярные точки на ординатах, отвечающих составам CuAu, Cu₃Au. Этим впервые была доказана возможность превращения твердых растворов в химические соединения. Сплавы Au-Cu имеют красновато-желтый цвет. Отжиг (ниже 425-450С°) придает сплавам, содержащим металлид CuAu, твердость, хрупкость, а закалка-мягкость, пластичность. Сплавы Au-Cu более тверды и упруги, менее ковки, чем золото. С платиной золото образует ограниченные твердые растворы 4 типа. С оловом золото дает соединения AuSn₄ и AuSn₂, плавящиеся с разложением при 252С° и 309С°, а также AuSn с температурой плавления 418С°.

Кроме того известны следующие ауриды, т.е. соединения золота с другими металлами: MgAu, Mg₂Au, Mg₅Au₂, Mg₃Au, In₂Au, InAu, ZnAu₃, ZnAu, Zn₃Au, MnAu₃, MnAu₂, MnAu, Mn₃Au, Te₂Au, Na₂Au, NaAu₂, UAu₃, U₂Au₃, Th3Au₅, ThAu₃, Ti₃Au, TiAu, TiAu₂, TiAu₆, Pr₂Au, PrAu, PrAu₃, La₂Au, LaAu, LaAu₂, LaAu₃. Сплавление золота с металлами, которые образуют с ним твердые растворы, имеет целью повышение прочности и твердости и экономию золота. Cплавы золота применяют для электрических контактов, в зубопротезном деле, ювелирном производстве и др.. Содержание в них золота выражают пробой.