Золото хімічні властивості, фізичні властивості, знаходження в природі
Фізичні властивості золота
Золото - м'який яскраво-жовтий важкий метал. Кристалічна решітка золота кубічна гранецентрированная, параметр а = 0,40783 нм (4,0783 Е), фізичні властивості: щільність (при 20 ° С) 19320 кг / м 3; t плавлення 1046,5 ° С; t кипіння 2947 ° С, питома теплопровідність (при 0 ° С) 311,48 Вт / (м • К), питома теплоємність (при 0 ° С і тиску 1 атм) 132,3 Дж / (кг • К); питомий опір (при 0 ° С) 2,065 • 10 -8 Ом • см, при 100 ° С 2,8873 • 10 -8 Ом • м; температурний коефіцієнт електроопору 0,0039 ° С -1 (0-100 ° С); електропровідність по відношенню до міді (при 0 ° С) 75,0%; коефіцієнт лінійного розширення (0-100 ° С) 14,6 • 10 -6 К -1; для відпаленого золота межа міцності при розтягуванні 100-140 МПа; твердість по Бринеллю 18,9 • 10 МПа.
Золото має найвищі в порівнянні з усіма іншими металами пластичністю і ковкість. Легко розплющується в найтонші листочки, так 1 г золота можна розплющити в лист площею 1 м 2. Легко полірується. Відбивна здатність - висока. Ступені окислення золота +1, +2, +3, +5. У з'єднаннях золота найбільш часто проявляє валентність +1 і +3. Двовалентне золото стійко лише в формі сульфіду, інші сполуки Au 2+ розкладаються водою.
Хімічні властивості золота
Золото має виняткову хімічною інертністю, це єдиний метал, на який не діють розбавлені і концентровані кислоти. При нормальних умовах золото не взаємодіє ні з киснем. ні з сіркою. Золото стійко до дії атмосферної корозії і різних типів природних вод.
Золото зазвичай розчиняється у водних розчинах, що містять ліганд (який утворює із золотом комплекси) і окислювач, але кожен з цих реагентів, взятий окремо, не здатний розчинити золото. Так, наприклад, золото не розчиняється в соляній або азотній кислоті, але легко розчиняється в так званій царській горілці (суміші 3: 1 HCl + HNO3) з утворенням золотохлорістоводородной кислоти НAuCl4. в хромової кислоті в присутності хлоридів і бромідів лужних металів, в ціанідних розчинах в присутності повітря або пероксиду водню з утворенням ціаноауратіона.
Золото розчиняється також в розчинах тіосульфату, тіосечовини, в суміші Kl + I2. при підвищеній температурі воно взаємодіє з телуром з утворенням AuTe2. реагує з усіма галогенами. Найбільш реакционноспособен по відношенню до золота бром: з порошком золота він вступає в екзотермічну реакцію при кімнатній температурі, даючи Au2 Br6. Реакція золота з хлором проходить надзвичайно повільно через утворення поверхневих сполук. Тільки при температураx вище 200 ° С досягається висока швидкість реакції, оскільки при цих температураx хлориди золота сублимируют, в результаті чого постійно оголюється чиста поверхню. Продукт реакції - AuCl3. При відновленні солей золота дихлорида олова утворюється стійкий колоїдний розчин яскраво-червоного кольору ( "Каса пурпур").
Оксиди золота (AuO2 і Au2 О3) можна отримати тільки випаровуючи метал при високій температурі в вакуумі. Червоно-бурий гідроксид Au (OH) 3 випадає в осад при дії сильних лугів на розчин AuCl3. Солі Au (OH) 3 з підставами - аурати - утворюються при його розчиненні в сильних лугах. Золото реагує з воднем, утворюючи гідрид, при тиску від 28 до 65 • 10 8 Па і температурі понад 350 ° С. Сульфоаурати MeAuS утворюються при реакції золота з Гідросульфіду лужних металів при високій температурі. Відомі сульфіди золота Au2 S3 і Au2 S, однак останні метастабільних і розпадаються з виділенням металевої фази. Характерна особливість золота - різко виражена схильність до утворення комплексних сполук.
Знаходження золота в природі
Рухливість золота в геологічних процесах головним чином пов'язана з впливом водних розчинів. Найбільш реально знаходження золота в гідротермальних розчинах у формі різних простих і змішаних моноядерних комплексів Au +1. До них відносяться гідроксильні, гідроксохлорідние і гідросульфідні комплекси. При підвищених змістах сурми і миш'яку можливе утворення гетероядерних комплексів золота з цими елементами. Можливе перенесення золота в атомарному вигляді. У низькотемпературних гідротермальних умовах, а також в поверхневих водах можлива міграція золота у вигляді розчинних металоорганічних комплексів, серед яких найбільш вірогідні фульватно і гуматний комплекси. У гіпергенних умовах міграція золота здійснюється у вигляді колоїдних розчинів і механічної суспензії. Для золота характерна різноманітність чинників, що призводять до його концентрування і фіксації. Поряд зі зміною температури, тиску і величини pH велику роль в концентрировании золота відіграє зміна окислювально-відновного потенціалу середовища. У процесах концентрування золота значна роль соосаждения і сорбції.
У природі золото головним чином зустрічається у вигляді золота самородного. а також у вигляді твердих розчинів зі сріблом (електрум), міддю (купроаурід), вісмуту (бісмутоаурід), родієм (народить), іридію (ірааурід) і платиною (платіністое золото). Відомі теллуріди золота AuTe2 (Калавера) і AuTe3 (монтбрейіт). Природні сульфіди золота не виявлені, проте в ряді місць зустрінутий сульфід золота і срібла утенбогардіт (Ag3 AuS2). Відомий також ряд золотовмісних теллуридов і сульфідів. Основні генетичні типи родовищ золота дивитися в статті Золоті руди. Найдавніший метод виділення золота - гравітаційний - є провідним процесом отримання золотовмісної концентрату. Починаючи з 1-го тисячоліття до н.е. при добуванні золота з концентратів використовувалося змішення (розчинення металевою ртуттю з подальшим відгоном ртуті). В кінці 18 ст. і протягом більшої частини 19 ст. поширився метод хлорування. Хлор пропускався через подрібнений рудний концентрат, і утворюється при цьому хлорид золота вимивався водою. У 1843 П. Р. Багратіоном запропонований ціанідний спосіб виділення золота, який широко використовується і дозволяє практично повністю виділити золото навіть з найбідніших руд. Для вилучення золота рудний концентрат обробляється при доступі повітря розбавленим розчином NaCN. При цьому золото переходить в розчин, з якого потім виділяється дією металічного цинку. Очищення отриманого тим або іншим шляхом золота від домішок проводиться обробкою його гарячою сірчаною кислотою. Економічне значення золота визначається його роллю основного валютного металу. У техніці його використовують у вигляді сплавів з іншими металами. Покриття золотом застосовують в авіаційній і космічній техніці, для виготовлення деяких відбивачів, електричних контактів і деталей провідників, а також в радіоапаратурі. В електроніці з золота, легованого Ge, In, Ga, Si, Sn і іншими, виготовляють контакти. Значна частина золота йде на ювелірні вироби. Золото застосовується також у медицині; радіоактивне золото (зазвичай 198 Au) допомагає діагностувати пухлини.