Какими свойствами обладает химический элемент золото?

Некоторые свойства золота сделали его одним из самых ценных металлов на Земле. Чистое золото — это элемент и минерал. Люди ценят его за привлекательный внешний вид, способность длительное время сохранять яркий цвет и ряд других уникальных свойств. Золото было названо самыми красивым из всех химических элементов. Это первый металл, который люди стали использовать в чистом виде. Он применяется в ювелирном деле, изготовлении монет и произведений искусства на протяжении тысяч лет.

Золото – благородный металл

Распространение в окружающем мире

Золото можно найти главным образом в виде самородков. Следовые количества его встречаются повсеместно, но крупные месторождения находятся лишь в нескольких местах. Оно может находиться как в чистых золоторудных залежах, так и комплексно с иными, родственными металлами. Рудное или жильное золото располагается в первичных залежах, а промывное или рассыпное находится во вторичных. Жильные залежи, в зависимости от того, как глубоко находятся от поверхности земли, делятся на высокотемпературные и низкотемпературные. Присутствие в породе серебра или меди придает разный оттенок: от золотисто-желтого до серебристо-белого. Примесь меди дает ей розоватый тон с металлическим блеском.

Мировой океан содержит золото в количестве 5–10 мг на 1 т воды, поэтому промышленным способом добывать его из морской воды невыгодно. Золото содержится как в виде самородков, так и в составе руд. Кроме того, встречается в виде соединений с сероводородом, которые залегают в геотермальных водах. Получают металл несколькими способами:

1. вымыванием из золотосодержащей породы;
2. амальгамным способом;
3. цианидным способом.

Уровень чистоты золота и присутствия в нем лишних примесей обозначается пробой. Она записывается в промилле (%о) и показывает процент чистого золота. Так, 560 проба означает, что в образце содержится 560%о и 440%о чужих примесей.

Получение золота

Из россыпных месторождений золото можно извлечь методом флотации (осаждение), основанным на большой разности плотностей золота и пустой породы. Золото почти в 20 раз тяжелее воды и примерно в 8 раз тяжелее песка,

поэтому крупинки золота можно струей воды отделить от песка или от измельченной пустой породы. Старинный способ промывки с помощью бараньих шкур, на которых отлагались золотые крупинки, отражен в древнегреческом мифе о золотом руне. Самородки и россыпи золота часто находили по течению рек, которые тысячелетиями размывали золотоносные породы. В древние времена золото добывали только из россыпей. И сейчас там, где они остались, золотоносный песок вычерпывают со дна рек и озер и обогащают на драгах – огромных сооружениях размером с многоэтажный дом, способных перерабатывать миллионы тонн золотоносной породы в год.

Однако, этот способ, применявшийся уже в глубокой древности, сопряжен с большими потерями. Он уступил место амальгамации (известной уже в 1 веке до н. э. и применявшейся в Америке начиная с XVI века) и цианированию, получившему широкое распространение в Америке, Африке и Австралии в 1890-х годах.

Старый (так называемый ртутный) способ извлечения золота из руды – амальгамирование основан на том, что ртуть хорошо смачивает золото – как вода смачивает стекло. Тонко размолотую золотоносную породу встряхивали в бочках, на дне которых находилась ртуть. При этом частички золота прилипали к жидкому металлу, смачиваясь ртутью со всех сторон. Поскольку при этом цвет золотых частиц исчезает, может показаться, что золото «растворилось». Затем ртуть отделяли от пустой породы и сильно нагревали. Летучая ртуть отгонялась, а золото оставалось в неизменном виде. Недостатки этого метода – высокая ядовитость ртути и неполнота выделения золота: самые мелкие его частицы смачиваются ртутью плохо.

В конце XIXначале XX века основным источником золота становятся коренные месторождения. Золотоносную породу подвергают дроблению и выщелачиванию цианидом натрия, при котором даже самые мелкие крупинки переводят в водорастворимые цианистые соединения. Затем из водного раствора золото извлекают с помощью цинкового порошка: 2Na[Au(CN)2] + Zn → Na[Zn(CN)4] + 2Au. Выщелачивание позволяет извлекать остатки золота из отвалов заброшенных разработок, фактически превращая их в новое месторождение. Перспективен и метод подземного выщелачивания: раствор цианида закачивают в скважины, он по трещинам проникает внутрь породы, где растворяет золото, после чего раствор выкачивают через другие скважины.

Другой способ очистки золота электролизом, был предложен Э. Вольвиллом в 1896 году. Аноды, отлитые из нечистого золото, подвешивают в ванне, содержащей солянокислый раствор АuCl3, катодом служит лист чистого золота. При этом при прохождении тока примеси выпадают в осадок (анодный ил, шлам), а на катоде отлагается золото чистотой не менее 99,99%.

Физические характеристики металла

Золото представляет блестящий металл желтого цвета. В процессе нагревания происходит его окисление и появляется красноватый оттенок (червонный). Основные физические свойства золота следующие:

• температура плавления – 1063ºС;
• плотность – 19,32 г/см3;
• твердость (по шкале Мооса) — 2,5–3;
• температура кипения – 2700ºС.

Золото – очень пластичный металл

Металл имеет достаточно хорошие отражательные свойства, пластичный и легко полируется. 1 г Au возможно раскатать в лист толщиной не более 0,0001 мм или растянуть в длинную проволоку (до 3,5 м). Золото из-за его мягкости в чистом виде почти не применяется. Сплавы с иными металлами снижают температуру плавления, изменяя механические характеристики Au. Это свойство давно используется в производстве: для нанесения позолоты, изготовления зубных протезов и различных изделий.

Как отличить подделку?

Есть несколько способов, как отличить подлинное изделие от фальсификации. Надо отметить, что применение только одного теста не гарантирует точность результата. Лучше вести проверку по нескольким параметрам. Итак, опытные ювелиры используют следующие способы, чтобы отличить золото от подделки:

1. Проверяют мягкость. Настоящий желтый металл очень мягкий. Если надкусить его, то на нем останется след. Именно так, на зуб, можно отличить подделку. Сплавы с минимальным содержанием благородного металла твердые.
2. Проверяют звучание. Настоящее ювелирное изделие из золота звенит мягко, легко. Но только на слух полагаться не стоит. Различные примеси по-разному искажают звучание.
3. Капают йодом. Если в изделии большая доля искомого металла, то капля йода, помещенная на поверхность предмета, почернеет. В противном случае — станет белой.
4. Чертят по кафелю. Так как плотность золота выше кафеля, то оно должно оставить на нем характерный золотистый след. Если же это подделка, то след останется на изделии. Также следы золотой пыли останутся на коже, если изделие тщательно потереть, например, о руку.
5. Взвешивают на специальных весах. Если плотность металла меньше заявленной, то и вес изделия будет меньше.
6. Скребут по тыльной стороне предмета. Это делается для того, чтобы узнать, не скрывается ли под слоем позолоты обыкновенная медь или вольфрам.

Потенциального покупателя должны насторожить и следующие моменты:

• отсутствие документации;
• несоответствие клейма с пробой, задекларированной в документах;
• исправления в документах;
• стертое клеймо с пробой;
• знак пробы советского периода;
• непривычный цвет изделия.

Если смущает что-то непонятное и есть какие-то подозрения, это верный знак, что сперва изделие стоит показать профессионалу, оценщику или сотруднику ломбарда, и только потом принимать решение о покупке.

Виды сплавов

В золотых сплавах дополнительными компонентами могут выступать: серебро, медь, никель, палладий, платина, цинк, кадмий. Каждое из веществ имеет свое влияние на золото и свойства сплава:

1. Серебро несколько понижает температуру плавления, при этом изменяя цвет Au, но сохраняет прочность на прежнем уровне. Высокое содержание Ag влечет за собой изменение цвета от желтого к более светлому.
2. Медь несколько повышает твердость соединения, сохраняя при этом пластичность и ковкость. Когда содержание Cu достигает 14,6%, сплав приобретает ярко-красный тон. Основным недостатком такого легирования является понижение антикоррозионных свойств. Сплав может потемнеть, если меди содержится слишком много.
3. Никель тоже меняет твердость соединений, повышая ее, и придает соединению белый цвет с едва уловимым желтым оттенком.
4. Палладий изменяет (повышает) температуру плавления Au и придает сплаву белый цвет со стальным оттенком. Такое золото качественно превосходит прочие соединения и считается более благородным.
5. Платина придает золоту совершенный белый цвет, удаляя желтизну.

Золото – один из самых редких металлов в природе

Золото считается одним из самых тяжелых металлов. Поэтому часто для объемных изделий используется золочение — покрытие тонким слоем драгметалла. Проводится оно накатыванием фольги или методом гальваники с применением электролита, а также способом автокаталитической реакции. Подобные покрытия отличают высокая стойкость и светоотражающие свойства. Золоченые детали используются в радиоаппаратуре, на рентгеновских аппаратах.

Золото в лечебных целях

Первые способы лечения желтым металлом, как и его основные физические и химические свойства нашли отражение в трудах древних ученых и алхимиков. Изучением золота занимались и во времена Средневековья, научные исследования в этой области продолжаются и сейчас. Ученые разных стран стремятся найти новые способы использования драгметалла в медицине и промышленности.

Еще в древности золото считали средством от многих болезней, настоящим эликсиром жизни. Наши предки считали, что если золото имеет силу над человеком, то оно способно вылечить его недуги: убрать боль, придать сил и бодрости, избавить от стресса, исключить появляющиеся симптомы заболеваний.

Лечебные свойства золота включают в себя:

• Снятие воспалений;
• Улучшение протекания обменных процессов в организме;
• Излечение от аллергии;
• Благоприятное воздействие на нервную систему;
• Стимулирование мозговой активности и улучшение памяти;
• Повышение выносливости организма человека.

При лечении золотом не требуется делать каких-либо особенных процедур, достаточно носить украшения из этого драгметалла. Древние врачеватели считали, что золото продлевает жизнь.

Основные свойства золота лечебной направленности используются обычно в нетрадиционной медицине. Золотые украшения рекомендуется носить всем, кто имеет проблемы с сердцем, печенью, страдает кожными заболеваниями, а также при женских проблемах. Драгметалл способен убивать вирусы и вредные микробы, поэтому может служить средством дополнительной профилактики в сезон гриппа простуды.

Полезные свойства солнечного металла позволяют народным лекарям рекомендовать ношение золота для:

• Энергетической подпитки организма;
• Приобретения уверенности в собственных силах;
• Защиты от сглаза и порчи;
• Сохранения хорошего настроения и быстрого восстановления сил;
• Успешной борьбы с депрессиями и стрессами;
• Продуктивной работы мозга и памяти.

Применение золота в лечебных целях может подойти не каждому: у некоторых людей проявляется индивидуальная реакция на металл.

Тем, кто любит носить много массивных украшений из желтого металла, требуется оценить, не наносят ли они вред организму. Свойства золота, направленные на помощь человеку, могут оказаться во все не полезными в отдельных случаях. При наличии чувствительности к металлу может ухудшиться рост волос, проявиться депрессия или просто преобладать плохое настроение, начаться разрушение зубов, наблюдаться сбои в работе внутренних органов или просто аллергия на кожных покровах. В таких ситуациях использование золотых украшений необходимо строго ограничить.

Химические свойства

Au, как все благородные металлы, пассивный химический элемент. Вещество не окисляется на воздухе, проявляет инертность к большинству как неорганических, так и органических веществ. На золото не действуют концентрированные кислоты и щелочи. Исключение составляют нагретая селеновая кислота и “царская водка” (соединение концентрированных соляной и азотной кислот), растворяясь в которой Au образует кислоту — золотохлористоводородную. Валентность металла может изменяться по типу соединения и составляет +1 или +3. Au легко восстанавливается из соединений. При нагревании оно вступает в химическую реакцию с галогенами, при нормальной температуре образует связи с хлорной и бромной водой. С прочими неметаллами золото не взаимодействует.

Золото взаимодействует с хлором и соляной кислотой

При воздействии на тонкие листы или порошок данного металла хлором при 200ºС образуется хлорид золота со степенью окисления +3. При растворении в воде красные иглы данного соединения образуют комплексное соединение с кислотными свойствами, окрашивающее раствор в красно-коричневый цвет. Воздействуя на хлорид золота едкой щелочью, можно получить гидроксид металла желто-коричневого цвета, который имеет свойства кислоты и потому носит название золотой кислоты, его соли – аураты. Последние неустойчивы и разлагаются при повышении температуры, с рядом органических веществ они образуют взрывчатые смеси.

Химические свойств элемента дают возможность определять подлинность золота в домашних условиях. Капля водно-спиртового йода оставляет на металле 585 и 583 пробы темные трудновыводимые пятна. Золото высоких проб не реагирует с йодом.

Фальсификация украшений из золота

Если что-то хорошо продается, это знак того, что можно что-то подделать под это. Фальсификации под золото, пожалуй, одна из самых распространенных мошеннических схем на сегодняшний день, что обеспечивается высокой стоимостью драгоценного металла. Чаще всего подделывают «белое золото», выдавая за сплав с платиной обыкновенное серебро высокой пробы. Но опытный покупатель всегда отличит один драгоценный металл от другого.

Идеален для подделки золота другой хим элемент — вольфрам. Из него изготавливают волоски лампочек, электроды и так далее. Этот химический элемент имеет сходную с золотом плотность, поэтому по весу практически не отличим от благородного металла.

Кроме того, иногда подделывают знак пробы. Если есть сомнения относительно качества изделия или если клеймо с пробой не совпадает с цифрой пробы, указанной в сопроводительных документах, лучше отказаться от приобретения такого изделия.

Немного о магии золота

Золото считается солнечным металлом, очень мощным и сильным элементом. Магические свойства золота, как металла Солнца, воздействуют на сильных людей, у которых в космограмме ярко выражены мужские знаки. По знакам зодиака драгметалл рекомендован к постоянному ношению для Львов, Тельцов и Овнов, по самочувствию можно носить украшения из золота Стрельцам, Водолеям, Скорпионам, Близнецам, для остальных знаков ношение золото должно иметь эпизодический характер.

Золото приносит богатство. Магическая характеристика металла свидетельствует о притяжении им новых денег, о наделении человека смелостью и мужеством, которые необходимы для достижения всех поставленных перед собой целей.

Медальон из золота в форме солнца с давних пор считается талисманов для тех, кто работает под землей. Он позволяет сохранить бодрость духа, восстановить физические силы, а также уберегает от обвалов и других несчастий. Медальон из драгметалла, носящийся в области солнечного сплетения, исполняет защитную функцию от любого приворота.

Для тех желающих, кто хочет испытать золото и его волшебное свойство металла, необходимо не просто носить драгоценные украшения, но и верить в их действие. Приобретая уверенность в себе, вы сможете претворить в жизнь все свои цели и мечты, еще недавно казавшиеся недостижимыми.

Самые разные свойства золота – физические, химические, лечебные – обуславливают его ценность в человеческом обществе и спрос на металл в современном мире. На рынке драгметалла уже много лет наблюдается дефицит: предложение намного ниже спроса. Золото, технический анализ которого показывает снижение продаж, постоянно растет в цене, но вот добыча металла год от года продолжает снижаться. Возмещение дефицита металла, который в силу своих характеристик востребован не только в области инвестирования и ювелирного дела, но и широко применяется в промышленном производстве, происходит только за счет плавки и повторного использования желтого металла.

Золото не взаимодействует с кислотами и щелочами

Золото не способно растворяться в кислотно-щелочной среде. Растворить его можно лишь в единственном случае – при соединении с царской водкой, которая представляет собой концентрат двух кислот:

• соляной кислоты
• азотной кислоты

Если посмотреть на работы алхимиков разных поколений, то можно увидеть, что они иллюстрировали исследования данной реакции в виде рисунка льва, который пожирал диск с солнечными лучами.

Царская водка

Есть много кислот, способных разъедать живые ткани и оставлять страшные химические ожоги (вплоть до летального исхода). Однако нет такой одиночной кислоты, в какой растворяется золото. Из всех кислот подействовать на него может только знаменитая смесь — царская водка. Это азотная и соляная (хлороводородная) кислоты, взятые в соотношении 3 к 1 по объему. Замечательные свойства этого адского коктейля обусловлены тем, что кислоты берутся в очень больших концентрациях, что сильно повышает их окислительную способность.

Царская водка начинает действовать с того, что азотная кислота начинает окислять сперва соляную, и в ходе этой реакции образуется атомарный хлор — очень реакционноспособная частица. Именно она идет на атаку золота и образует с ним комплекс — золотохлористоводородную кислоту.

Это очень полезный реактив. Очень часто золото хранят в лаборатории именно в виде кристаллогидрата такой кислоты. Нам же оно служит лишь подтверждением того, что золото растворяется в царской водке.

Стоит еще раз обратить внимание на то, что окисляет металл в этой реакции не одна из двух кислот, а продукт их взаимной реакции. Так что если взять, например, одну лишь «азотку» — известную кислоту-окислитель — ничего не выйдет. Ни концентрация, ни температура не смогут сделать так, чтобы золото растворилось в азотной кислоте.

Как проверить подлинность золота

Химические свойства золота не позволяют ему реагировать с жидким бромом или раствором цианида. Данное правило работает также и в условиях естественного доступа к кислороду. Однако здесь есть исключение. Металл можно растворить в следующих концентратах:

• чистом йоде;
• йодистом калии;
• йодной воде;
• бромной воде.

При увеличении температуры окружающей среды способность золота реагировать на присутствие других соединений увеличивается в несколько раз (речь идет о селеновой кислоте). Единственное условие: селеновая кислота должна иметь вид концентрата и обладать соответствующей температурой. Сегодня данное химическое свойство используется для того, чтобы проверить подлинность золота или очистить его от лишних примесей.

Бонус

Говоря о том, что одиночные кислоты — это то, в чем золото не растворяется, мы немного соврали — на самом деле такие кислоты есть.

Хлорная кислота — одна из самых сильных кислот. Ее окислительные свойства чрезвычайно высоки. В разбавленном растворе они проявляются плохо, однако в больших концентрациях творят чудеса. При реакции образуется ее соль перхлорат золота — желтый и неустойчивый.

Из кислот, в каких растворяется золото, есть еще горячая концентрированная селеновая кислота. В результате также образуется соль — селенат золота красно-желтого цвета.

Нахождение в природе

Золото в свободном состоянии или в сп лаве с другими металлами мало распространено в земной коре , но точечные источники добычи очень многочисленны . В основном это постмагматические зоны или гидротермальные , также добыча золота ведётся в местах разрушения коренных месторождений и по его руслу .

Основные источники добычи благородного металла из его руд , в состав которого входит золото ,платина , серебро и т.д. , заключается в том , что под воздействием воды , воздуха и других факторов природные сплавы и соединения распродаются и иммигрируют из основной зоны ( коренное месторождение , гидротермальные и постмагматические ) в места где образует россыпи ( первичные месторождения золота ) или осадочную породу которая со временем также может переходить в твердое состояние ( пример пирит ). Самородное золото : природные сплавы золота с иридием , платины золото , родий-золото , серебро-золото ( электрум ) , палладий-золото ( порпесит ) , медь-золото ( медистое золото ) .

Природные минералы золота : в основном это минералы в состав которых входит Те теллур , AuTe2(калаверит ), Ag3AuTe2 ( петцит ) , ( AgAu )Te ( мутманит ) , Au2Te3 ( монтбрейит ), Pb5AuSbTe3S6 ( нагиагит ) и другие .

Органические и неорганические соединения золота и человек

Золото в виде солей и некоторых органических соединений ведёт себя как токсическое вещество , которое накапливается в жизненно важных органах и вызывает некоторые заболевания связанные с кровью и иммунной системой .

Органические лекарства на основе золота используют для лечения аутоиммунных заболеваний и некоторых других видов также связанных с иммунной системой . Изготовление косметических препаратов в состав которого входит золото .

Историческая справка об использовании золота

Золото было первым металлом, известным человеку. Изделия из золота найдены в культурных слоях эпохи неолита (5—4-е тыс. до н. э.). В древних государствах — Египте, Месопотамии, Индии, Китае добыча золота, изготовление украшений и др. предметов из него существовали за 3—2 тыс. до н. э. Золото часто упоминается в Библии, «Илиаде», «Одиссее» и др. памятниках древней литературы. Алхимики называли золото «царём металлов» и обозначали его символом Солнца; открытие способов превращения неблагородных металлов в золото было главной целью алхимии.

Первоначально золото употреблялось исключительно для выделки украшений, затем оно стало служить средством сбережения и накопления богатств, а также обмена (сначала в форме слитков). В качестве денег золото использовалось ещё за 1500 лет до н. э. в Китае, Индии, Египте и государствах Месопотамии, а в Древней Греции — в 8—7 вв. до н. э. В Лидии, богатой месторождениями золотами, в 7 в. до н. э. началась чеканка первых в истории монет. Имя лидийского царя Креза (правил около 560—546 до н. э.) стало синонимом несметного богатства. На территории СССР (в Армении) монеты из золота чеканились в 1 в. до н. э. Но в древности и в средние века золото не являлось основным валютным металлом. Наряду с ним функции денег выполняли медь и серебро.

Погоня за золотом, страсть к обогащению были причинами многочисленных колониальных и торговых войн, в эпоху Великих географических открытий толкали на поиски новых земель. Поток драгоценных металлов в Европу после открытия Америки явился одним из источников первоначального накопления капитала. До середины 16 в. из Нового Света в Европу ввозилось преимущественно золото (97—100% ввозимого металла), а со 2-й трети 16 в., после открытия богатейших месторождений серебра в Мексике и Перу — преимущественно серебро (85—99%).

В России в начале 19 в. стали разрабатываться новые месторождения золота на Урале и в Сибири, и в течение трёх десятилетий страна занимала первое место в мире по его добыче. В середине 19 в. были открыты богатые месторождения золота в США (Калифорния) и Австралии, в 1880-х гг. — в Трансваале (Южная Африка). Развитие капитализма, расширение межконтинентальной торговли усилили спрос на денежные металлы, и, хотя добыча золота возросла, во всех странах наряду с золотом в качестве денег ещё продолжало широко использоваться серебро. В конце 19 в. произошло резкое снижение стоимости серебра вследствие совершенствования способов его добычи из полиметаллических руд. Рост мировой добычи золота и особенно прилив его в Европу и США из Австралии и Африки ускорили вытеснение обесценившегося серебра и создали условия для перехода большинства стран к монометаллизму (золотому) в его классической форме золотомонетного стандарта (см. Золотой стандарт). Первой к золотому монометаллизму перешла в конце 18 в. Великобритания. К началу 20 в. золотая валюта утвердилась в большинстве стран мира.

• Первые золотодобытчики. Древние шахты на юге Египта датируются периодом от 5500 до 3100 г. до н. э. Признавая древность шахт, некоторые ученые склоняются к версии по которой до египтян золотоискательством занялись месопотамцы, а подданные фараонов позаимствовали опробованную технологию. Это подтверждается тем, что найденные шахты находятся в районе, который был одним из этапов древнейшего торгового пути между Египтом и Месопотамией.