Королевская семья — золото

Нет металла, который сильнее разжигал бы человеческие страсти. Желтый, тяжелый, благородный. А также необычные, редко встречающиеся. На протяжении тысячелетий он был зарезервирован для элиты общества. Король металлов и металл королей. Золото.

Простые смертные тоже хотели его. Много, переварено Золотая лихорадка, разыскивая желтые самородки на золотоносных месторождениях, ставшие основой для многочисленных фильмов и книг. Другие предпочтут сами производить металлического короля. Успешным он был только в XNUMX веке, но мировую экономику этот факт не потряс.

Портрет правителя

1. Не каждый золотой самородок маленький, тот, что найден в пустыне Мохаве в Калифорнии, весит почти 5 килограммов!

золото он предпоследний элемент группы 11 (см. «Наследник престола»). Король металлов тяжелый (плотность 19,3 г/см³) и плавится при 1064°С. В поверхностном слое Земли всего 5×10^-7% этого металла (5 мг в 1 тонне), что ставит золото на 75-е место в списке обилия элементов, одно из последних. Металл очень податлив: из одного грамма можно взять проволоку длиной в несколько километров и сделать пластину такой тонкой, что она будет просвечиваться. Электро- и теплопроводность не отличается от остальных металлов меди и является одной из самых высоких среди металлов. Цвет золота и это даже доказательство теории относительности: для электронов в его атоме происходит релятивистское увеличение массы, которое меняет положение энергетических уровней. В результате золото поглощает фиолетово-синий свет и отражает желтый и красный, создавая впечатление золотого цвета.

Правитель не хочет общаться с элементарными простолюдинами. Обычно это приходит само, редко как роскошный самородки, чаще в виде микроскопических крошек (1). Поскольку на него не влияет окружающая среда, золото отделяется при выветривании горных пород, и его вес заставляет его накапливаться в месторождениях.

И правители работают

2. Золото — это надежные электрические контакты.

Хотя большая часть добытого золота идет в казначейства и ювелирные мастерские (см.: Не всегда золото), несколько сотен тонн в год отнимают работы. В настоящее время электронная промышленность потребляет много: слой золота на контактах обеспечивает отличную электропроводность и эксплуатационную надежность (отсутствие налетов) (2). Экраны, защищающие от электромагнитного излучения в искусственных спутниках и других дорогостоящих устройствах, покрыты золотом. Золочение поверхностей различных предметовпомимо эстетического эффекта, он также защищает их от коррозии.

Золотое заполнение полостей в полости рта Он вышел из моды, но благородный металл по-прежнему используется в медицине, например, в нервных имплантатах. Есть много применений золота, некоторые из них удивительны, например, использование его в качестве… пищевая добавка, маркированная кодом Е175! Это старая история — древние любили украшать свои блюда золотыми хлопьями, чтобы подчеркнуть свой статус.

Наследник престола …

… появился в мире в 1994 году, а спустя 10 лет получил название рентген. В Немецком институте исследований тяжелых ионов в Дармштадте ионы никеля бомбардировали мишенью из висмута. За несколько недель работы ускорителя было обнаружено образование 3-х ядер нового элемента, которые жили всего несколько миллисекунд. Что такое наследник престола? Основываясь на тенденциях, наблюдаемых в группе 11, и их расчетах, ученые предсказывают, что он окажется даже более благородным, чем золото, цвет, вероятно, будет серебристым и очень тяжелым. Температура плавления будет ненамного выше 1000°С и расчетная плотность около 29 г/см.³. Это может иметь удивительные свойства, потому что мы не знаем веществ с такой высокой концентрацией массы. Однако маловероятно, что мы когда-либо увидим какие-либо следы элемента 111.

Есть золото!

Желание золота всегда сопровождало людей. Первоначально должно было хватить найденных самородков и крошек, смытых с песков рек и щебня. Узнав тот факт, что ртуть отделяет золото от руды, этот опасный метод применялся в больших масштабах. Золотодобыча произвела революцию использование цианидного метода: золото растворяется в цианистых растворах, откуда его легко извлечь. Мировое производство золота превышает 3000 тонн в год, несколько тонн из которых KGHM получает при переработке анодного шлама при рафинировании меди (3).

3. Польское золото (иллюстрация из ресурсов KGHM)

И, конечно же, алхимия. Что только не пытались сделать из золота! Сообщается, что некоторым людям удавалось трансмутировать, но при проверке это оказывалось мошенничеством (алхимик прятал золото, например, в двойном дне тигля) или получал сплав, внешне похожий на золото. Но горе алхимику, уличенному в мошенничестве, — она ​​его дождалась позолоченная виселица! Несмотря на неудачи, опыты алхимиков не прошли даром. За столетия были открыты и описаны тысячи веществ, усовершенствованы лабораторные методы. Не будет преувеличением сказать, что без алхимии не было бы современной химии (4).

4. Михал Сендзивой, самый известный польский алхимик, показывает королю Сигизмунду III Вазе полученный золотой самородок (картина Яна Матейко)

Удалось это только в середине XNUMX века. В результате облучения ртутью (алхимики, однако, были правы и часто видели в этом сырье для трансмутации) в реакторе был получен образец золота. Однако сенсационные сообщения в прессе были охлаждены оценкой затрат: искусственное золото он во много раз дороже натурального и не потрясет мировые финансы.

Золото как бы…

Попробуйте трюк, подобный арсеналу алхимика, и добудьте золото самостоятельно. Вам не понадобятся никакие экзотические ресурсы, а сам опыт безопасен, если он находится в лаборатории. Запаситесь:

• медные монеты, например старые американские монеты номиналом 1, 2 и 5 евроцентов (из стали с медным покрытием). Вы можете использовать медные диски, но это не то же самое, что превратить медную монету в золото;
• металлический цинк в виде гранул или листа из отработанной ячейки Лекланша;
• гидроксид натрия;
• мензурка, пинцет и горелка (можно денатурат).

Приготовьте 5-10% раствор NaOH в стакане. Положите на дно кастрюли несколько гранул цинка или обрезков цинкового листа. Очистите медную монету от налета на поверхности, промойте ее, чтобы обезжирить, и также поместите в стакан так, чтобы она опиралась на цинк (5). Если вы спешите, прогрейте стакан несколько минут, если нет – оставьте все это на несколько часов. По прошествии этого времени вы увидите, что монета уже не цвета меди, а напоминает… серебро. Достаньте его из стакана с помощью пинцета, промойте в воде, а затем высушите. Он на самом деле блестит как серебро (6).

5. Самодельная трансмутация: медная монета, помещенная поверх цинка в растворе NaOH…

6. … превращается в серебро через несколько часов, …

7.… и после нагревания в золоте

Потому что твоя цель — золото, а не серебро, пора завершить трансмутацию — окончательную трансформацию совершит огонь. Возьмите монету пинцетом и поместите ее в пламя горелки. Через некоторое время серебряная монета превращается в блестящий желтый круг… невероятно, это должно быть золото (7)!

Эксперимент действительно впечатляет, и для тех, кто не знаком с химией, он работает почти как по волшебству. Хоть алхимия они старательно хранили свои секреты, я открою вам секрет преображения. поэтому он разбавляется под действием сильного основания. он уравнивает потенциалы обоих металлов по отношению к раствору. Через некоторое время устанавливается равновесие, при котором столько цинка переходит в раствор, сколько вновь осаждается. Осаждение металла, однако, происходит гораздо легче на поверхности меди, чем на поверхности цинка, поэтому монета покрыта блестящим покрытием, имитирующим серебро.

Второй этап трансмутации — это просто физика. Нагреть примерно до 200°С ускоряет диффузию атомов металла чтобы в поверхностном слое образовался сплав меди с цинком — золотая латунь. И это ваше (к сожалению, хочется сказать). Покрытие не является постоянным и через некоторое время стирается.

Итак, как видите, в происходящей трансмутации нет никакой магии, есть химия и физика. Алхимики часто использовали сходство латуни и связанных с ней сплавов с золотом, чтобы доказать, что они узнали секреты производства. король металлов (иногда по незнанию, иногда по расчету). Удалось ли им провести описанный эксперимент? На самом деле вот так: медь известна с доисторических времен, металлический цинк в Европе с конца XVI века (значительно раньше на Дальнем Востоке), открытие едкого натра также затерялось во мраке истории. Однако описания этой попытки в их трактатах нет.

… и действительно

Могу ли я получить золото в домашней лаборатории? Я буду колебаться, чтобы сказать да. Источник — позолоченные контакты от бывших в употреблении электронных компонентов. Однако в домашних масштабах вы будете иметь дело только с миллиграммовым количеством золота (сколько, например, старых костей памяти у вас может быть?), так что затраты на реагенты и оборудование намного превысят стоимость добытого золота. Так что откажитесь от мысли стать миллионером таким образом. Второй аргумент «нет» — необходимость обращаться с концентрированными растворами кислот и работать очень аккуратно (нельзя потерять даже самую мелкую крупинку). Возможно, вы также понимаете, что использование ртути и цианидов исключено. Конечно, бывшая в употреблении электроника перерабатывается для извлечения драгоценных металлов, но промышленный масштаб переработки делает операцию прибыльной, а сам процесс безопасным для работников и окружающей среды.

Вы можете легко найти описания и видео о том, как восстановить золото в домашних условиях в Интернете. Обычно для этой цели используется азотная кислота(V), чтобы растворить основной металл, а затем слить плавающие частицы золота (8). Необработанный металл растворяется в царской воде, снова выпадает в осадок чистое золото, снова стекает и плавится в комок. Если вы очень хотите провести эксперимент, помните о правилах обращения с едкими растворами и сдайте ненужные вам материалы в пункт сбора. электроотходы.

8. Начальные этапы извлечения золота: контакты чипа RAM заливаются раствором азотной кислоты, которая растворяет медную основу, вскоре в растворе начинают всплывать частицы драгоценного металла

И это все в золотой статье. Хотя золотой век человечества давно забыт, хотя есть металлы намного дороже его, хотя масштабы производства малы по сравнению с другими, золото все равно греет умы людей. Король (металлов) всегда останется королем. 

Не всегда золотой

Золото не всегда имеет золотистый цвет. Различные сплавы используются в ювелирных изделиях для цветовых эффектов и потому, что чистое золото мягкое и стирается. Белое золото (похожее на серебро) представляет собой сплав с палладием или никелем, в розовом золоте много меди, в голубоватом золоте — железо, в зеленом и желтом — серебро, а с фиолетовым оттенком — алюминий.

В Польше изделия из золота маркируются символом головы гусара, буквой, обозначающей местонахождение пробирной палаты, и цифрой, обозначающей пробу, т.е. содержание золота в сплаве. Обычно он определяется в каратах: чистое золото имеет вес 24 карата, в то время как наиболее распространенные украшения сделаны из 14-каратного золота (испытание № 3, около 58,5% золота) (9). 

9. Проба золота самой распространенной пробы (14 карат)