Поширення ауруму (золота) в природі.
Золото зустрічається переважно у вигляді самородків. В 1872 році, в Австралії було знайдено шматок самородного золота, вагою 250 кг. Рудне або жильне золото знаходиться в первинних родовищах, а розсипне або намивне золото – у вторинних родовищах (річковий пісок). У воді світового океану концентрація золота обчислюється 4 – 10 мг./т. води, тобто запас золота у всій масі води океанів становить приблизно 10.000.000.000 т. металу. Промисловий видобуток золота з морської води не вигідний. Отднак в експериментальних роботах, з морської води вдалося отримати металеве золото, шляхом його осадження на іонообмінних смолах, з наступним вимиванням і осадженням.
Золото міститься не тільки у вигляді самородного металу, але і в різних рудах, а також у вигляді розчинних комплексних сполук з сірководнем, що містяться в глибинних геотермальних водах. Відомі випадки, коли на обсадних трубах геотермальних електростанцій, виявляли тонкий шар золота, яке осідає в наслідок розкладання комплексних сполук золота при підйомі на поверхню.
Отримання золота.
1. Промивка породи яка містить металеве золото.
2. Витяг з породи амальгамним способом. Процес заснований на властивості ртуті розчиняти золото з утворенням амальгами. Після розчинення золота, амальгаму фільтрують від різних нерозчинних домішок (пісок, оксиди та ін). При нагріванні, ртуть легко відганяється, а золото залишається. Отримане золото може містити домішки міді, срібла та інших металів, здатних утворювати амальгами з ртуттю. Крім того, цей спосіб отримання золота, є вкрай шкідливим для здоров’я, у зв’язку з високою токсичністю парів ртуті.
3. Витяг з породи ціанідним способом. Породу обробляють розчином натрію ціаніду при продувці киснем (повітрям), при цьому золото переходить у розчин в вигляді комплексної солі:
4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
З розчину золото осаджують за допомогою цинкового пилу
2[Au(CN)2]– + Zn = [Zn(CN)4]2- + 2Au
потім обробляють розведеною сірчаної кислотою, для відділення цинку, промивають, висушують і очищають електролітичним методом, електролітом служить H[AuCl4] + HCl.
Фізичні властивості золота.
Температура плавлення золота: 1063*С;
Щільність золота при 20°С: 19.32 г./см3.
Жовтий м’який блискучий метал з дуже хорошою електричною і тепловою провідністю. Ковкий і пластичний метал: 1 г. золота можна витягнути в нитку довжиною 3240 метрів а золоту пластинку розміром 1 х 1 см і товщиною 0,5 мм можна розплющити до розміру площею 4 квадратних метри.
Хімічні властивості золота.
На повітрі золото абсолютно стійке. Реагує з хлором, бромом, з царською водкою (алхіміки називали золото – царем металів, тому, суміші кислот, яка розчиняла золото дали назву “Царська водка” (водка від вода) утворює комплексну сполуку розчинну у воді – гідроген тетрахлораурат(III):
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O
Застосування.
Золото – ювелірний метал. Злитки золота забезпечували паперові гроші до 1970-х років. Використовується також в зубопротезній практиці, для фарбування порцеляни і скла, тисненого друку на обкладинках книг, виготовлення електричних контактів в мікроелектроніці, отримання сполук золота і позолочення. Золочення – покриття виробів тонким шаром золота; здійснюється накатуванням фольги, хімічним, або гальванічним методом з використанням електроліту, що містить калію диціаноаурат(I), калію ціанід. Проводяться експерименти і розробка безпечної технології Хімічного золочення, яка дозволить при нормальних умовах, хімічним способом наносити тонкий декоративний шар золота на підготовлену поверхню пластикових, керамічних, скляних та інших виробів.
Останнім часом, з розвитком нанотехнологій, золото використовується в якості каталізатора різних хімічних процесів, наприклад: Каталітичне окислення спиртів і альдегідів в складні ефіри.
В ювелірній справі найчастіше використовуються сплави золота з сріблом і міддю, що обумовлено м’якістю чистого золота і малої зносостійкістю. Проба золота оцінюється, виходячи з 1000 одиниць – чиста, “червоне золото, що відповідає 24 каратам (карат – раніше застосована міра маси дорогоцінних каменів, 1 карат = 0,2 грами); так, проба золота 333 відповідає 8 каратам.
Сполуки ауруму
Сполуки ауруму(III) значно більш стійкі, ніж сполуки ауруму(I). Аурум утворює два оксиди – аурум(I) оксид Au2O та аурум(III) оксид Au2O3. У водному розчині, аурум завжди утворює комплексні сполуки. З аурумвмісних розчинів, дією розчинів станум(II) хлориду можна отримати інтенсивно забарвлений в темно-червоний колір колоїдний розчин ауруму (касієв золотий пурпур); подібного забарвлення набувають сполучення ауруму при нагріванні.
Калій диціаноаурат(I) K[Au(CN)2] – безбарвні кристали з гексагональною кристалічною решіткою. Щільність 3,45 г./см3. Стійкий на повітрі, при нагріванні розкладається. Розчинність у воді – 14,3 г. в 100 г. при 20°С, мало-розчинний в етанолі, ацетоні і ефірі. З водного розчину кристалізується при додаванні спирту або кислот. При дії Zn, Al, Mn, Mg, та інших відновників на водні розчини калій диціаноаурату(I) відновлюється металічний Аu, при нагріванні з розведеними кислотами утворюється AuCN. Калій диціаноаурат(I) легко окиснюється галогенами з утворенням K[Au(CN)2X2], де Х – Сl, Br чи I. Отримують калій диціаноаурат(I) взаємодією Au з розчином KCN в присутності Н2O2 або O2, реакцією AuCN з розчином KCN, анодним розчиненням Au в розчині KCN. Більш докладно про те, як синтезувати калій диціаноаурат(I) читайте на нашому форумі хіміків. Калій диціаноаурат(I) – проміжний продукт при добуванні золота з руд. Його застосовують при електролітичному золоченні металевих поверхонь і елементів мікроелектронних схем, як реагент для аналізу білків і ферментів. Токсичний. Викликає дерматит і стоматит, пошкоджує нирки і головний мозок (!).
Гідроген тетрахлораурат(III) (інші назви тетрахлорозолотая, або золотохлористоводнева кислота) H[AuCl4] – світло-жовті, гігроскопічні кристали, відповідним хімічним складом H[AuCl4]·4H2O. Якщо обережно нагрівати гідроген тетрахлораурат(III), то сполука розкладається з виділенням HCl і утворенням червонувато-коричневих кристалів аурум(III) хлорид AuCl3. У розчині аурум(III) хлорид має жовте забарвлення. Найвідоміша сіль цієї кислоти – “Золота сіль” натрій тетрахлораурат(III) Na[AuCl4], кристали якого забарвлені у жовтий колір.
Луги осаджують з розчинів гідроген тетрахлораурат(III) бурий аурум(III) гідроксид Au(OH)3, (“Золота кислота“), ця речовина має слабо виражені кислотні властивості і утворює солі. При 100*C золота кислота втрачає воду, перетворюючись в бурий аурум(III) оксид Au2O3.
Резінат золота – продукт реакції між сульфурвмісним ефірно-хвойним маслом (“Чорний бальзам“) і калій тетрахлораурат(III); цей продукт, нанесений на порцелянові вироби, після випалювання залишає шар золота з відмінною адгезією до порцеляни.
Аурум(I) хлорид AuCl – мало-розчинна у воді речовина білого кольору. Одержують при нагріванні аурум(III) хлориду в струмені карбон(IV) оксиду до 180*С. З розчинів аурум(I) хлориду луги осаджують фіолетовий аурум(I) оксид Au2O.
Всі сполуки ауруму легко розкладаються при нагріванні з виділенням металевого золота. Багато органічних речовин (альдегіди, деякі спирти, глюкоза), а також іони металів у нижчих ступенях окислення (Sn2+, Fe2+ та ін) відновлюють аурум до металу з розчинів його солей.
Більш детальну інформацію про золоті та його сполуках можна прочитати в книзі Афінаж золота, срібла і металів платинової групи. О. Е. Звягінцев, 1945 р.