|
|
 |
|
Металлы
 |
Золото
Золото (химический символ — Au, от лат. Aurum) — элемент 11 группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы первой группы) шестого периода периодической системы химических элементов с атомным номером 79.
Простое вещество золото — благородный металл жёлто-оранжевого цвета.
Физические свойства
Чистое золото — мягкий металл, из-за релятивистских эффектов электронов имеющий жёлтый цвет. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например, монетам, придают примеси других металлов, в частности, меди. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением.
Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см? (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, платины, рения, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25 грамма в одном кубическом сантиметре).
Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнимо с твёрдостью ногтя).
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.
Из-за своих физических свойств золото не ржавеет, как железо, оно не покрыто зеленым оксидом, как медь, оно не темнеет, как серебро. Он мягкий и ковкий. Высокая ценность золота способствует тому, что, как только добыто, оно не исчезает из оборота, только перевоплощается в разные вещи. Не исключено, что кольцо на чей-то палец сделано из золота, добытого четыре тысячи лет назад в Древнем Египте, и ранее находилось в виде заградительного, миски, монет, часов и т.д.
По мнению экспертов, потеря золота (монетный оборот, сокровища, затонувшие корабли) составила не более 10-11%, что делает крайне важным вопрос об общем количестве золота, добытого человечеством.
Многочисленные научные исследования показывают, что с VI тысячелетия до нашей эры и до конца второго тысячелетия нашей эры было добыто около 100 тысяч тонн золота. Все его число можно разместить в кубе с краем около 17 м (высота пятиэтажного здания). Интересно, что до открытия Америки было добыто не более 13 тысяч тонн и стоимость золота была очень высокой (цена на обычные ювелирные изделия в средневековой Европе была равна стоимости небольшой деревни с жителями и скотом).
Получение
Наиболее древними методами отбора золота являются гравитационный (основной процесс получения золотого концентрата) и клей. Начиная с I тысячелетия до н.э. для извлечения золота из концентратов использовалось амальгамирование — растворение золота с ртутью с последующим извлечением (перегонкой) ртути. В конце XVIII века и в XIX веке распространился метод хлорирования. Хлор пропускали через измельченный рудный концентрат, в результате чего образовался хлорид золота, который затем промывали водой.
В 1843 г. Р. Багратион предложил цианидный метод добычи золота, который сейчас широко используется и который позволяет почти полностью отличить золото даже от самых бедных руд. Для извлечения золота рудный концентрат обрабатывают разбавленным раствором NaCNNaCN для доступа воздуха. В результате золото переходит в раствор, из которого затем высвобождается действием металлического цинкуцинка. Очистка золота, полученного тем или иным способом из примесей, осуществляется путем обработки его горячей серной кислотой.
В Украине разработаны оригинальные современные методы добычи золота - обогащение грануляционной адгезии и биометоды, в частности:
• бактериальное выщелачивание (передача золота в раствор);
• биосорбция (селективная добыча золота из растворов);
• биофлотация (использование морско-метрических волоконных агентов).
Золото и сплавы из золота нашли свое применение во многих сферах: при изготовлении ювелирных изделий, медалей, монет, протезов для зубов, в производстве часов, при окрашивании стекол, изготовлении деталей в микроэлектронике. Золото обычно сплавляется с палладием и серебром, такой сплав называется белое золото.
Специфическое использование золота
• Некоторые аппараты, детали в космической отрасли для предохранения их от водородной хрупкости покрывают тонким слоем золота.
• Ядерный синтез менделевия – золотая фольга покрывается тонким слоем эйнштейния электрохимическим методом.
• Золото радиоактивное может использоваться и в медицине.
• Золото применяется в изготовлении высокоточных радиодеталей и электронных компонентах.
• Радиоактивные изотопы золота используются как катализатор в нефтехимических, химических процессах.
Рассматривается возможность использования радиоактивных изотопов золота в создании двигателей для самолетов со сверхскоростью.
|
 |
Золото в природе
В природе золото встречается в основном в виде золота местного, а также в виде твердых растворов с серебром (электро, електруммедью (купроаурид), висмутом (исмустоаврид), родием (родитом), иридием (ирауридом) и платиной (платиновое золото). Знаменитые tellyda золото AuTe 2 (calaveit) калаверити AuTe 3 3(montbrayt). монтбреїт
|
|
Электроника, контакты разъемов
|
|
Электроника, радиодетали
Наибольшее количество этого драгметалла находится в транзисторах, которые производились до девяностых годов прошлого столетия. Например, транзистор KT – 3107 состоит из значительной доли золота, которое расположено под корпусом из пластика. Еще больше желтого металла в транзисторах вида KT – 814; 815; 816; 817, ведь этот РЭК имеет позолоченную платформу, на которой крепится транзисторный кристалл. Полностью позолоченным является и транзистор KT – 602 и транзисторы из серии MП. Такие детали использовали преимущественно в технике, создаваемой для военных, но кое-что из подобных транзисторов попадало и в бытовую радиотехнику.
|
 |
В космической отрасли
Там тонкослойным золотом покрывают защитные шлемы космонавтов для отражения в открытом космосе инфракрасных лучей.
Тонкий слой золотого напыления способен отражать инфракрасное излучение. Поэтому драгоценный металл широко применяется в аэрокосмической отрасли. Еще золото используют при производстве реактивных двигателей и космических аппаратов. Напыление не разрушается от радиационного излучения и значительных перепадов температуры.
Инженеры NASA использует золото при производстве зеркал спутников и солнечных панелей, а также для защиты корпусов шаттлов от перегрева и радиации. Тонкий слой драгоценного металла наносят и на шлемы астронавтов.
|
 |
Медицина, стоматология
Золото используют при изготовлении коронок, мостов и других конструкций, применяемых в стоматологии. Драгоценный металл, ввиду упомянутой химической устойчивости, не разрушается от действия слюны и кислот, которые содержатся в пище. Легко принимает заданную форму, чем упрощает работу зубного техника.
|
 |
Медицина, терапия
Современная медицина научилась использовать для лечения золотосодержащие соли, разработан такой препарат, как «тиосульфат золота», помогающий и при туберкулезе, и при волчанке. С советских времен известен препарат «кризанол», который помогает в излечении проказы. Не так давно ученые открыли радиоактивный изотоп золота, который поможет успешно лечить некоторые виды онкологических заболеваний.
Ученые открыли новый эффективный метод введения в опухолевые ткани золотых капсул микроскопического размера с воздействием на них инфракрасным облучением. В результате здоровые ткани человека остаются неповрежденными, а гибнут только раковые клетки.
В пластической хирургии. Золотые нити специальным проводником вводят под кожу. Примерно через месяц после мезопроцедуры вокруг имплантированных компонентов сформируется новая коллагеновая ткань, которая станет основой для обвисшей кожи – и женщина получает «молодое» лицо.
|
|
Архитектура
На церквях и соборах.
Купола на церкви несут свою историю еще со времен Византийской империи. В то время их изготовление и покрытие стоило много времени, денег и человеческих жизней. Да, именно жизней, ведь для покрытия использовалась смесь золота со ртутью. Ее втирали в лист метала, преимущественно меди, над огнем. Именно испарения ртути отравляли работников, симптомы же причиняли смерть. Но кроме того, количество золота, необходимое для покрытия всех куполов на соборе, иногда могло стоить городу или же поселку, дохода за несколько лет. А если говорить о времени, то процесс изготовления куполов занимал около года.
Чем покрывают купола церквей мастера сегодня?
Этой технике, как ни странно, дал старт отечественный производитель. Благодаря советским разработкам, а именно физико-техническому институту в Харькове, были исследованы различные технологии напыления. Изначально, напылением таких материалов как никель, хром, и другие, пытались повысить прочность инструмента, но никак не улучшить внешний вид предметов. Но в результате получились приятные открытия. Ученые увидели, что оксид хрома, например, дает грязно-серый цвет, а вот при смеси титана с азотом получается золотой цвет! Именно методом напыления нитрида титана на листы нержавеющей стали, изготовляются сегодня купола, которые так ярко блещут золотом на солнце. Процесс занимает совсем немного времени, а цена по сравнению значительно ниже.
|
|
На небоскребах
Действительно, тончайшими слоями драгметалла тонируются стекла небоскребов в странах с жарким климатом. Этот материал обладает высочайшей степенью отражательной способности. Солнечные лучи беспрепятственно проходят через сверхтонкие золотые листы, при этом полностью теряя тепловую силу.
|
 |
Ювелирная промышленность
Многие из нас наверняка в первый раз видели золото на витринах ювелирных магазинов – в виде украшений. Из драгоценного металла в частности изготавливают кольца, браслеты, серьги, цепочки и кулоны. Впрочем, ювелиры редко используют для этих целей чистое золото: в большинстве случаев его сплавляют с другими металлами для придания большей прочности.
Традиционным и крупнейшим потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливаются не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, которые значительно перевешивают золото по механической прочности и стабильности. В наше время для этого находятся сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки из цинка, никеля, кобальта, палладия. Устойчивость к коррозии таких сплавов определяется главным образом содержанием золота в них, а цветовыми оттенками и механическими свойствами — соотношением серебра и меди.
Белое золото намного тяжелее, чем красное или желтое, и в то же время оно не так хорошо обработано. Ювелиры считают, что желтое золото – это гармоничное сочетание твердости и пластичности.
Наиболее важной характеристикой ювелирных изделий является их образец, который определяет содержание золота в них.
|
|
