Загадки благородных металлов

Золото   

Серебро   

Платина   

главная | история | производство | применение | свойства

Физические свойства

Плотность золота 19,32 г/см3 . 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. По плотности золото располагается на втором месте после платины (21,5 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 ковко и тягуче, что, конечно, является результатом его мягкости.

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

Золото - хороший проводник тепла и электрического тока. Температура плавления золота 1063 ^ОС, оно обладает большой летучестью, которая возрастает при повышении температуры.

Модуль упругости золота 79 х 10³ Па, а предел прочности при разрыве в зависимости от способа его предварительной обработки (отожженное, литое и т.д.) колеблется от 100 до 140 Па. Наибольшей прочностью при разрыве обладает золотая проволока, протянутая в холодном состоянии.

Самородное золото, имеющее примеси серебра и меди, существенно отличается от искусственных сплавов с этими же металлами. Сплав имеет однородную структуру, которая образуется в результате затвердевания расплавленной смеси металлов. Самородный металл появляется в результате кристаллизации из водных растворов.

В чистом виде золото имеет красивый соломенно-желтый цвет с сильным металлическим блеском. 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 толщены куска металла и его агрегатного состояния. Поэтому очень тонкая золотая пластинка имеет на просвет зеленый цвет. Также зелёный цвет имеет расплавленное золото. В депрессионном состоянии золото обычно рубинового или темно-фиолетового цвета.

Иногда самородное золото бывает покрыто пленкой оксидов железа. В этом случае цвет его может быть самым заурядным – грязно-бурым, коричневым, а то и почти черным. В некоторых случаях это могут быть мельчайшие частицы пустой породы, вдавленные в поверхность золотины. Такая «рубашка» мешает различать золото и затрудняет его обработку – амальгамацию или цианирование.

Химические свойства

Сплавы золота с серебром, медью, платиной, палладием и другими металлами не являются химическими соединениями, а представляют собой твердые растворы, т.е. атомные смеси. Атомы сплавленных металлов не обмениваются электронами. Именно это и является признаком отсутствия между ними химического взаимодействия. Способность ряда металлов образовывать сплавы с золотом объясняется тем, что их атомные радиусы очень близки к атомному радиусу золота.

Если атомный радиус золота равен 1,46 х 10^-10 м, то висмута 1,46 х 10^-10 м, серебра - 1,44 х 10^-10 м, а платины - 1,39 х 10^-10 м. Характерно то, что все металлы в сплаве с золотом имеют меньшую температуру плавления чем в чистом виде.

Золото хорошо поглощает рентгеновские лучи. Дробность атомной массы природного золота (196,9) говорит о том, что оно состоит из смеси различных изотопов. Как и положено «благородному» металлу, золото в химические реакции вступает очень не охотно, но с некоторыми элементами оно все-таки взаимодействует, в частности с галоидами (хлором, бромом, йодом), образуя соединения типа AuCl, AuCl₃.

Взаимодействует оно также с цианидами, ртутью и теллуром. Существуют соединения полученные искусственным путем, в том числе и так называемое гремучее золото – Au(NH)₃, (CH)₃, которое легко взрывается при ударе или просто при нагреве.

В некоторых жидкостях, хотя и очень трудно, золото растворяется. В воде, содержащей хлор, серную кислоту или гумусовые кислоты, можно растворить небольшое количество золота.

В этой смеси, при растворении золота, образуется хлор и нитрозилхлорид NOCl:

ЗНСl + HNO₃ = Сl₂ + NOCl + 2Н₂0

Золото растворяется также в растворах цианидов натрия или калия при доступе воздуха:

4Аu + 8NaCN + 2Н₂O + О₃ == 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Эта реакция, открытая в 1843 г. П.Р.Багратионом (племянником знаменитого полководца П.И.Багратиона), широко применяется для извлечения золота из руд.

Золото очень легко осаждается из растворов его соединений неорганическими восстановителями, например сульфатом железа (II):

2АuСl₃ + 6FeSO₄ = 2Fe₂(SO₄)₃ + 2FeCl₃ + 2Аu

Золото кристаллизуется в кубической системе. Форма кристаллов может быть удлиненной или октаэдрической. При затвердевании после плавки кристаллы золота выглядят неправильными многоугольниками. Чем медленнее идет охлаждение, тем больше размеры кристаллов. При отжиге или медленном охлаждении образуются кристаллы с прямыми ребрами.