Золото подготовила: Парицкая Кристина

Вид материала

Документы

Содержание Проба в различных системах Основные свойства Как же добывают золото? Химические свойства Применение золота

Подобный материал:

• Е. К. Карпенко. Спор о природе металлических субстанций: Бернар Палисси против алхимиков, 372.64kb.
• Золото издавна известно человеку. Украшения из желтого металла появились в III-II тысячелетиях, 123.12kb.
• Пояснительная записка к бухгалтерской отчетности ОАО «Золото Селигдара» Общие сведения, 276.49kb.
• Название проекта, 360.62kb.
• И. Латышев Как Япония похитила российское золото, 930.92kb.
• Реферат «Судьба золотого запаса царской России», 321.33kb.
• Золото, золото чище раскаянья, 9.11kb.
• Домашнее задание Золото, золото слово народное (14 часов), 234.68kb.
• Золото России – не в рудниках, Золото России – в умах!, 172.58kb.
• Учет операций с драгоценными металлами, 25.72kb.

ЗОЛОТО


Подготовила: Парицкая Кристина

Руководитель: Агибалова Г. М.


Москва, 2006

AURUM

Чистое золото- это мягкий, желтоватый металл. Золото высоко ценилось ещё в древности. Первые золотые монеты появились около 600 лет до н.э., в царствование короля Лидия Креза. Золото не вступает в реакцию с другими веществами, которые с ним соприкасаются, и поэтому не подвергается действию коррозий (не разрушается со временем).

Золото делают более твёрдым, смешивая его, как правило, или с медью или с серебром. Когда речь идет о золоте, обычно называют его пробу и отмечают ее в виде цифры на изделии. Проба – это число весовых частей химически чистого золота в 1000 частях самородного золота или сплава.

В России в ювелирном деле для золота установлены следующие пробы: 375, 500, 583, 585, 750, 958. В применении к золоту используется и такая единица как КАРАТ. Но этот, «золотой карат» означает не абсолютное количество золота, а относительное его содержание в сплаве. Принято, что чистому золоту соответствует 24 карата, тогда золото 500 пробы будет 12 карат, а 750 – 18 карат.


Проба в различных системах

Система проб			Сплав, его применение
Метрическая	Каратная	Русская
1000	24	96	Чистое золото
958	23	92	Высокопробный ювелирный сплав
916	22	88	Британский монетный сплав
900	21,6	86,4	Международный монетный сплав
750	18	72	Сплав для дорогих ювелирных изделий
583	14	56	Ювелирный сплав, для перьев ручек, часов
500	12	48	Сплав для дешевых ювелирных изделий
375	9	36	Сплав для дешевых ювелирных изделий

Золото широко используют для изготовления ювелирных изделий, украшений и других драгоценных предметов. Стоматологи делают из золота пломбы и коронки для зубов.

Став средством товарного обмена (деньгами), символом богатства и власти, золото оказалось в центре серьезнейших противоречий. Жажда золота ожесточила в свое время всю Западную Европу, деньги подорвали устои феодализма.

В поисках золота люди проникали в самые отдаленные и труднодоступные районы, в преодолении трудностей, в отношениях к золоту и между собой раскрывались их характеры и нравы, что нашло отражение во многих произведениях художественной литературы. Относительно короткий срок белых пятен на карте Земли почти не осталось, а потребность в золоте все возрастала.

В последние годы интерес к золоту еще более возрос в связи с использованием его в космических исследованиях, в медицине, в электронике и других отраслях промышленности.

При раскопках захоронений египетской знати обнаруживают большое количество различных изделий из золота. Из египетских папирусов сегодня известно, что 2150 лет назад в Египте добывалось как минимум 50 тонн золота в год! Это почти столько же, сколько добывалось во всей царской России в годы наибольшего расцвета золотодобычи (1913г.) или позднее в середине ХХ в. в таких богатых золотом странах как США и Канада. Затем, еще до нашей эры, уровень добычи египетского золота резко упал. Происхождение слова «золото» стерлось из памяти человечества вследствие его древности, но вероятно, все же оно имеет общее происхождение с корнем «сол» - Солнце.

Раньше купола церквей покрывали тонким слоем сусального золота, а сверху покрывали тонким слоем ртути. Так как ртуть не реагирует с золотом, она на солнце стекала, а купола оставались золотыми. Но вскоре перестали так делать из-за того, что ртуть очень ядовита, и вокруг церкви погибали все растения, и причинялся вред людям.

Золото – это не только металл. Слово «ЗОЛОТО» встречается в сказках, поговорках, небылицах. Например, всеми известная сказка А. С. Пушкина «Золотая рыбка», или, допустим, говорят - «У этой девушки золотые руки!» - это означает, что эта девушка всё уберёт, всё приготовит, всегда поможет!

Основные свойства

Начинать разговор о золоте лучше всего со свойств этого металла и только потом переходить к тому, как эти свойства используются человеком. Золото интересно тем, что в его характеристиках весьма часто употребляется слово «очень», но редко «самый», так как до «самого» этому металлу почти всегда немного не хватает.

Оно очень тяжелое, но платина все-таки тяжелее. Плотность золота 19,32 г/см³ . Это значит, что золотой шар диаметром всего лишь 46 мм будет иметь массу, равную 1 кг. Здесь мы указали плотность химически чистого золота, но, поскольку в природе такое не встречается, его «естественная» плотность в зависимости от количества примесей может составлять от 15-16 до 18-19 г/см³. Литровая бутыль заполненная золотым песком имеет массу около 16 кг. Тяжесть золота - весьма благоприятное свойство для его добычи. Самые простые технологические процессы, такие, как, например, промывка на шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из промываемой породы.

По плотности самые тяжелые металлы располагаются в следующем порядке: платина – 21,5 г/см³ ; золото – 19,3 г/см³ ; ртуть – 13,6 г/см³ ; свинец – 11,4 г/см³; серебро – 10,5 г/см³ .

Золото очень мягкий металл (и опять-таки не самый мягкий, свинец и олово, например, еще мягче). Чистое золото царапается ногтем. Мягкость всегда делала золото очень удобным для обработки материалом. Но в тоже время она никогда не доставляла радости владельцам золотых украшений, которые легко царапаются, теряют свой блеск и привлекательность. Поэтому при изготовлении ювелирных изделий в золото добавляют для крепости другие металлы, обычно медь или серебро.

Золото очень легко истирается, превращаясь в тончайшую пыль. Благодаря этому свойству оно рассеяно везде, и таким образом, широко распространено в природе.

Хорошо известны случаи, когда вокруг тех мест, где обрабатывали золото, оседала мельчайшая золотая пыль и на этом некоторые ловкачи сумели составить целые состояния.

Золото очень ковко и тягуче, что, конечно, является результатом его мягкости. Однако ковкость и тягучесть золота принято рассматривать отдельно, поскольку благодаря этим свойствам оно обладает такими возможностями для его обработки, которые могут поразить даже весьма осведомленного человека. Золото можно расковать до такой малой толщены, что оно станет на просвет зеленого цвета. Толщина такого золотого листка составляет 1 мкм (0,001 мм). 1 г золота можно превратить в проволоку длиной более 300 м, а одним килограммом золотой фольги можно покрыть поверхность площадью 530 м².

Золото - хороший проводник тепла и электрического тока, опять-таки очень хороший но не самый. По этим качествам оно уступает четырем металлам, в частности серебру. Температура плавления золота 1063 ^ОС, оно обладает большой летучестью, которая возрастает при повышении температуры.

В чистом виде золото имеет красивый соломенно-желтый цвет с сильным металлическим блеском. В данном случае можно сказать что золото – самый желтый из всех металлов. В свое время его желтый цвет вводил в заблуждение алхимиков, которые именно в этом усматривали родство золота и серы.

В природе золото в чистом виде не встречается, а металлы-примеси (прежде всего медь и серебро) придают ему различные цвета и оттенки – от бледно-желтого (даже зеленоватого) до ярко желто-красного. Примесь палладия окрашивает золото в белый цвет («белое» золото).

Цвет золота также зависит от толщины куска металла и его агрегатного состояния. Так, очень тонкая золотая пластинка имеет на просвет, зеленый цвет. Такого же цвета и расплавленное золото, а его пары – зеленовато-желтого. В депрессионном состоянии золото обычно рубинового или темно-фиолетового цвета. К цвету золота мы еще вернемся, когда будем говорить о его применении.

Находки золота в метеоритах являются неопровержимым доказательством того, что золото распространено не только на Земле, но и на других космических телах.


Как же добывают золото?

В земной коре содержится золота в 20 раз меньше, чем серебра, и в 200 раз меньше, чем ртути. Неравномерное распределение золота в различных частях земной коры затрудняет изучение его геохимических особенностей. В морях и океанах содержится около 10 млрд. т золота. Примерно столько же содержится золота в речных и подземных водах.

Повышенное содержание золота обнаруживают в водах источников и рек, протекающих в золотоносных районах. В природе золото находится главным образом в самородном виде и представляет собой минерал, являющийся твердым раствором серебра в золоте, содержащим до 43% Ag, с примесями меди, железа, свинца, реже висмута, ртути, платины, марганца и других элементов. Кроме того, золото встречается в виде природных амальгам, а также химических соединений – селенидов и теллуридов. По размеру частиц самородное золото делится на тонкодисперсное (1 – 5 мкм), пылевидное (5 – 50 мкм), мелкое (0,05 – 2 мм) и крупное (более 2 мм). Частицы массой более 5 г относятся к самородкам. Крупнейшие самородки – ''Плита Холтермана'' (285 кг) и ''Желанный Незнакомец'' (71 кг) найдены в Австралии. Находки самородков известны во многих районах Урала, Сибири, Якутии и Колымы. Самородное золото концентрируется в гидротермальных месторождениях Золото добывают главным образом на приисках. Породу, содержащую прожилки золота, взрывают, поднимают на поверхность и дробят с помощью специальных машин. Чтобы получить золото из размельченной в порошок породы, её подвергают химической обработке. Для получения 1 кг золота необходимо добыть из земли около 100 т золотоносной породы. Бывает, что золото находят в руслах некоторых рек. Тогда, чтобы отделить крупинки золота от песка и гальки, применяют мелкие металлические тазы. Песок смывают водой через край таза, а золото при этом оседает на дно.

Знаменитая калифорнийская «золотая лихорадка» началась после того, как Джеймс Маршалл нашёл золото на Саттерс-Хилл в 1848 году. Старателей, которые последовали туда за ним в 1849 году, стали называть сорокадевятниками.

Три четверти золота, которое добывают во всём мире, приходится на долю Южной Африки. За ней следуют США и Австралия. Южная Африка до сих пор продолжает выпускать золотые монеты, которые называют крюгеррандами, но их используют только как средство накопления. Золотые рудники в Южной Африке имеют самые глубокие в мире шахты. Их глубина достигает 3 км.

При промышленной добыче золото отделяется от песка и измельченной кварцевой породы промыванием водой, которая уносит частицы песка, как более лёгкие, или обработкой песка жидкостями, растворяющими золото. Чаще всего применяется раствор цианида натрия (NaCN), в котором золото растворяется в присутствии кислорода с образованием комплексных анионов [Au(CN)₂]^-:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂0 —> 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Из полученного раствора золото выделяют цинком:

2Na[Au(CN)₂] + Zn —> Na₂[Zn(CN)₄] + 2Au

Освобождённое золото обрабатывают для отделения от него цинка разбавленной серной кислотой, промывают и высушивают. Дальнейшая очистка золота от примесей (главным образом от серебра) производится обработкой его горячей концентрированной серной кислотой или путём электролиза.

Метод извлечения золота из руд с помощью растворов цианидов калия или натрия был разработан в 1843 году русским инженером П.Р.Багратионом. Этот метод, принадлежащий к гидрометаллургическим способам получения металлов, в настоящее время наиболее распространён в металлургии золота.

Земля состоит приблизительно из 90 различных основных веществ, называемых элементами. Примерно три четверти из них металлы. Люди тысячелетиями использовали металлы для разных нужд. И сегодня металлы применяют повсюду - от швейных иголок до мостов.

Существует множество разных металлов, и у всех них есть некоторые общие свойства. Если не считать жидкой ртути, все металлы при комнатной температуре - твёрдые вещества. Чистые металлы блестят, если их отполировать. Они очень хорошие проводники электрического тока и тепла. Большинство металлов достаточно прочны и могут выдерживать значительное давление или растяжение, не ломаясь. В тоже же время металлы- вещества ковкие, то есть им можно легко придавать желаемую форму с помощью ковки и прокатки. Многие металлы к тому же тягучи: их можно растягивать, превращая в проволоку.

Химические свойства

Несмотря на то, что золото в периодической системе Д. И. Менделеева находится в одной группе с серебром и медью, его химические свойства гораздо ближе к химическим свойствам металлов платиновой группы. В периодической системе элементов Д.И. Менделеева золото занимает 79-ю клетку. Это значит, что атом золота имеет 79 вращающихся вокруг ядра электронов, несущих отрицательный заряд. Электродный потенциал пары Au – Au (111) равен – 1,5 В. Вследствие такого высокого значения на золото не действуют разбавленные и концентрированные HCI, HNO, HSO. Однако в HCI оно растворяется в присутствии таких окислителей, как двуокись магния, хлористое железо и медь, а также под большим давлением и при высокой температуре в присутствии кислорода. Золото легко растворяется также в смеси HCI и HNO (царская водка):

Au + HNO₃ + 3HCl —> AuCl₃ + NO + 2H₂O.

В химическом отношении золото - малоактивный металл. На воздухе оно не изменяется, даже при сильном нагревании. Золото легко растворяется в хлорной воде и в аэрируемых растворах цианидов щелочных металлов. Ртуть также растворяет золото, образуя амальгаму, которая при содержании более 15% золота становится твердой. Известны два ряда соединений золота, отвечающие степеням окисленности +1 и +3. Так, золото образует два оксида – оксид золота (1), или закись золота, Au O и оксид золота (111), или окись золота, Au O. Более устойчивы соединения, в которых золото имеет степень окисленности +3. Соединения золота легко восстанавливаются до металла. Восстановителями могут быть водород под большим давлением, многие металлы, стоящие в ряду напряжений до золота, перекись водорода, двух хлористое олово, сернокислое железо, треххлористый титан, окись свинца, двуокись марганца, перекиси щелочных и щелочноземельных металлов. Для восстановления золота используют также различные органические вещества: муравьиную и щавелевую кислоты, гидрохинон, гидразин, метол, ацетилен и др. Для золота характерна способность к образованию комплексов с кислородом и серосодержащими лигандами, аммиаком и аминами вследствие высокой энергии образования соответствующих ионов. Чаще всего встречаются соединения одновалентного и трехвалентного золота. Часто их рассматривают как сложные молекулы, состоящие из равного числа атомов Au (1) и Au (3). Трехвалентное золото – очень сильный окислитель, оно образует много устойчивых соединений. Золото соединяется с хлором, фтором, йодом, кислородом, серой, теллуром и селеном.

Применение золота

Если смотреть по таблице свойств и использования металлов, то можно увидеть, что золото стоит на третьем месте. Его используют в ювелирном деле и при чеканке монет. Применяют в электронике как материал для электрических контактов.

На втором месте стоит медь – это красновато-жёлтый, довольно мягкий, чрезвычайно пластичный металл. Очень хороший проводник тепла и электрического тока. Идёт на изготовление электрических проводов и кабелей, водопроводных труб, иногда-кровельного материала.

На первом месте стоит алюминий-это лёгкий и прочный металл, особенно в сплавах. Основной материал для создания самолётов. Из него делают некоторые детали автомобилей, вагонов, кораблей и машин, дверные и оконные рамы, кастрюли…

Первыми вошедшими в обиход металлами были золото, серебро и медь, поскольку они иногда встречаются в природе в чистом виде. В средние века знания о металлах развивали алхимики, которые пытались превратить разные металлы в золото.

Алюминий	Лёгкий и прочный металл, особенно в сплавах.	Основной материал при создании самолётов. Из него делают некоторые детали автомобилей, вагонов, кораблей и машин…
Медь	Красновато- жёлтый, мягкий, пластичный металл. Очень хороший проводник тепла и электрического тока.	Важная составная часть сплавов, в том числе бронзы и латуни.
Золото	Желтый, блестящий металл. Превосходный проводник электрического тока.	Используют как драгоценный металл в ювелирном деле и при чеканке монет.

Тысячелетиями золото использовалось для производства ювелирных украшений и монет, а применение золота для зубопротезирования известно еще древним египтянам. Применение золота в стекольной промышленности известно с конца XVII в. Золотую фольгу, а позднее гальванопокрытия золотом широко применяли для золочения куполов церковных храмов. Раньше купола церквей покрывали тонким слоем сусального золота, а сверху покрывали тонким слоем ртути. Так как ртуть не реагирует с золотом, она на солнце стекала, а купола оставались золотыми. Но вскоре перестали так делать из-за того, что ртуть очень ядовита, и вокруг церкви погибали все растения, и причинялся вред людям. Лишь последние 40 – 45 лет можно отнести к периоду чисто технического применения золота. Золото обладает уникальным комплексом свойств, которого не имеет ни какой другой металл. Оно обладает самой высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, по электро – и теплопроводности уступает лишь серебру и меди, ядро золота имеет большое сечение захвата нейтронов, способность золота к отражению инфракрасных лучей близка к 100%, в сплавах оно обладает каталитическими свойствами.

Золото очень технологично, из него легко изготавливают сверхтонкую фольгу и микронную проволоку. Покрытия золотом легко наносят на металлы и керамику. Золото хорошо паяется и сваривается под давлением. Такая совокупность полезных свойств послужила причиной широкого использования золота в важнейших современных отраслях техники: электронике, технике связи, космической и авиационной технике, химии.

Следует отметить, что в электронике на 90% золото используют в виде покрытий. Электроника и связанные с ней отрасли машиностроения являются основными потребителями золота в технике. В этой области золото широко используют для соединения интегральных схем сваркой давлением или ультразвуковой сваркой, контактов штепсельных разъемов, в качестве тонких проволочных проводников, для пайки элементов транзисторов и других целей. В последнем случае особенно важно то, что золото образует легкоплавкие эвтектики с индием, галлием, кремнием и другими элементами, которые обладают проводимостью определенного типа. Помимо технологических усовершенствований в электронике, для ряда деталей и узлов вместо золота стали использовать палладий, покрытия оловом, сплавами олова со свинцом и сплавом 65% Sn + 35% Ni с золотым подслоем. Сплав олова с никелем обладает высокой износостойкостью, коррозионной стойкостью, приемлемой величиной контактного сопротивления и электропроводностью. Несмотря на то, что в настоящее время расход золота в электронике непрерывно возрастает, считается, что он мог быть на 30% выше, если бы не меры, направленные на экономию золота.

В микроэлектронике широко применяют пасты на основе на основе золота с различным электросопротивлением. Широкое использование золота и его сплавов для контактов слаботочной аппаратуры обусловлено его высокими электрическими и коррозионными свойствами. Серебро, платина и их сплавы при использовании в качестве контактов, дают гораздо худшие результаты. К тому же серебро быстро тускнеет в атмосфере, загрязненной сероводородом. Золото свободно от этих недостатков, и контакты из его сплавов обеспечивают высокую надежность и длительный срок службы.

В измерительной технике для контроля температуры и, особенно, для измерений низких температур используют сплавы золота с кобальтом или хромом. В химической промышленности золото главным образом используют для плакирования стальных труб, предназначенных для транспортировки агрессивных веществ.

Золотые сплавы применяют в производстве часовых корпусов и перьев для авторучек. В медицине используют не только зубопротезные золотые сплавы, но и медицинские препараты, содержащие соли золота, для различных целей, например при лечении туберкулеза. Радиоактивное золото используют при лечении злокачественных опухолей. В научных исследованиях золото используют для захвата медленных нейтронов. С помощью радиоактивных изотопов золота изучают диффузионные процессы в металлах и сплавах.


Используемая литература:

1. Войлошников В.Д., Войлошникова Н.А., «Книга о полезных ископаемых», Москва «Недра» 1991г. стр.104.
   
2. Потемкин С.В. «Благородный 79-й» Москва «Недра» 1988г.
   
3. Николаева Л.А. «О чем рассказывают золотинки» Москва «Недра» 1990г.