Что реагирует на золото? Золото можно считать инертным, оно не реагирует на факторы внешней среды и не подвержено окислению. Например, взаимодействия металла с воздухом и водой никаким образом не меняют характеристики элемента.
Основные свойства
Химические свойства золота и другие характеристики металла говорят о том, что элемент не взаимодействует со следующими реагентами:
Взаимодействовать с этими элементами золото не может, исключением по его химическим свойствам можно считать соединение ртути и золота, которое химики называют амальгамой.
Реакция с кислотой или щелочью не идет даже при нагревании: повышение температуры никоим образом не сказывается на состоянии элемента. Это и отличает золото и платину от других металлов, которые не имеют статуса «благородных».
Крупное россыпное золото
Если погрузить в кислоту или щелочь не чистое золото, а сплав из лигатуры, то реакция может возникнуть, она будет идти медленнее. Произойдет это потому, что в состав сплава входят и другие элементы, кроме золота.
С чем взаимодействует золото? Оно реагирует со следующими веществами:
Амальгама — это твердое или жидкое соединение ртути и других металлов, в том числе с медью и серебром. А вот железо в реакцию со ртутью не вступает, по этой причине ее можно перевозить в свинцовых цистернах.
Растворяется в царской водке, формула которой включает в себя азотную и соляную кислоты, но только в концентрированном виде. Реакция проходит быстрее, если раствор нагревают до определенной температуры. Если изучить исторические документы, то можно обнаружить интересное изображение: лев, который глотает диск солнца — таким образом алхимики изображали подобную реакцию.
Золото растворяется в царской водке
Если смешать бром или цианиды с водой, то можно получить раствор, в котором растворится золото. Металл вступит в реакцию с веществами, но только при условии, что для реакции будет достаточно кислорода (без последнего она не начнется). Если раствор нагреть, то реакция пойдет быстрее.
Подобная реакция начнется и в том случае, если погрузить золото в раствор йода или йодистого калия.
Характерной особенностью металла можно считать и то, что реагировать на кислоты он начинает только при повышении температуры. Например, реакция золота с селеновой кислотой начинается только при повышении температуры раствора. А также кислота должна иметь высокую концентрацию.
Еще к одной характерной особенности элемента можно отнести его способность к восстановлению до чистого металла. Так, в случае амальгамы ее просто стоит нагреть до 800 градусов.
Если оценивать условия, далекие от лабораторных, то стоит отметить, что вступать в реакцию с безопасными реагентами золото не может. Но большинство украшений изготавливают не из чистого металла, а из сплава. Разбавляют лигатуру серебром, медью, никелем или другими элементами. По этой причине драгоценности стоит беречь и избегать их контакта с химическими веществами и водой.
У золота есть еще ряд качеств, которые относят не к химическим, а физическим, таковыми можно считать:
Плотность — одна из основных характеристик элемента, она считается показательной. При поиске металла он оседает на шлюзах, а легкие кусочки породы вымываются потоком воды. В силу своей плотности металл обладает весьма приличным весом. Плотность металла можно сравнить только с двумя элементами из периодической таблицы Менделеева — вольфрамом и ураном.
Оценивая плотность металла по 10-балльной шкале, ему дают всего три. Поэтому золото легко поддается воздействию и меняет форму. Слиток из чистого металла при желании можно разрезать ножом, а монету, выполненную из золота без примеси других элементов, можно повредить, попытавшись ее надкусить.
Золото — тяжелый металл, если заполнить полстакана золотым песком, то он будет весить около 1 кг, приблизительно таким же весом обладает и свинец.
Ковкость и пластичность золота — качества, востребованные не только в ювелирной промышленности. Без труда можно разбить кусок металла в тонкий лист. Такое золото называют сусальным, его используют в качестве покрытия для куполов церквей, защищая тем самым от агрессивных факторов внешней среды.
Желтый цвет — цвет Солнца, признак богатства и благополучия, по этой причине золото ассоциируется с достатком, а украшения из этого металла призваны подчеркнуть статус владельца и его материальное состояние.
Золото — элемент 11 группы периодической таблицы Менделеева, обозначается символом Au, Aurum — это латинское название. В периодической системе металл имеет 79-й номер.
Дополнительная информация
Еще Дмитрий Менделеев не решил, под каким номером в его таблице будет расположено золото и каким символом оно будет обозначаться. Но металл уже пользовался популярностью среди монархов и знатных особ. Его цвет и характеристики удивляли ученых того времени и по этой причине элемент наделяли магическими свойствами.
Алхимики считали, что золото поможет:
Но некоторые астрологи склонны считать, что золото подходит не всем, кому-то оно поможет справиться с проблемами здоровья, а для кого-то станет нежелательным подарком.
Современные астрологи утверждают, что золото стоит носить следующим знакам зодиака:
Первые три знака зодиака относят к огненным. А значит, к ним благосклонно Солнце и его энергия. По этой причине людям, рожденным под этими знаками зодиака, носить украшения из благородного металла можно постоянно.
Три следующих знака зодиака могут носить драгоценности из золота часто, но не постоянно. Можно снимать изделия на ночь.
Остальным знакам зодиака носить золото необходимо ограниченно, поскольку металл может нанести их организму вред. Но, надевая украшения, не стоит забывать и о том, что контакт с золотом может привести к аллергической реакции.
Это аллергия, если при ношении драгоценностей появились:
Стоит отказаться от контакта с золотом, поскольку встречается индивидуальная непереносимость металла, которая проявляется только при непосредственном контакте с элементом Au.
Несмотря на то что золото известно человечеству очень давно, его уникальные свойства изучены и активно используются в разных отраслях промышленности, изучение этого металла и его свойств не прекращается до сих пор. Некоторые ученые утверждают, что элемент попал на Землю из космоса и поэтому он нечувствителен к кислотам и щелочам, не окисляется при контакте с водой и воздухом. Может быть, ученые правы и золото действительно имеет космическое происхождение, но, так или иначе, потенциал металла полностью еще не раскрыт, а на Земле его осталось не так уж много.
Золото (лат. Aurum), Au, химический элемент 1 группы периодической системы Менделеева; атомный номер 79, атомная масса 196,9665; тяжёлый металл жёлтого цвета, относящийся к благородным. Состоит из одного устойчивого изотопа 197Au.
Обзоры приведены в соответствии с энциклопедическими статьями С. А. Погодина и А. И. Стадниченко.
Разделы страницы о золоте как веществе и материале:
Физические и физико-химические свойства золота
ЗОЛОТО (Aurum) Au, хим. элемент I гр. периодич. системы, ат. н. 79, ат. м. 196,9665; относится к благородным металлам. В природе один стабильный изотоп 197 Аu. Конфигурация внеш. электронной оболочки 5d106s1; степени окисления +1, +3, редко +5; энергии ионизации Аu0 : Аи+ : Аu2+ : Аu3+ соответственно равны 9,2258, 20,5 и 30,5 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,4 сродство к электрону 2,8 эВ; атомный радиус 0,144 нм, ионные радиусы (в скобках указаны координац. числа) Аu+ 0,151 нм (6), Аu3+ 0,082 нм (4), 0,099 нм (6).
Золото — мягкий, очень пластичный, тягучий металл (может быть проковано в листки толщиной до 8·10-5 мм, протянуто в проволоку, 2 км которой весят 1 г): твердость по Моосу
2,5, по Бринеллю 220-250 МПа; модуль упругости 81 ГПа; sраст 10-25 МПа. Золото хорошо проводит тепло и электричество.
С многими металлами золото дает сплавы. На легком образовании амальгамы золота основан один из методов извлечения золота из горных пород. Соед. золота неустойчивы, в водных р-рах гидролизуются, легко восстанавливаются до металла.
Химические свойства золота и его соединений
Конфигурация внешних электронов атома золота 5d10 6s1. В соединениях золото имеет валентности 1 и 3 (известны комплексные соединения, в которых золото 2-валентно).
С неметаллами (кроме галогенов) золото не взаимодействует. С галогенами золото образует галогениды, например 2Au + 3Cl2 =2AuC13. В смеси соляной и азотной кислот золото растворяется, образуя золотохлористоводородную кислоту H [AuCl4].
В растворах цианида натрия NaCN (или калия KCN) при одновременном доступе кислорода золото превращается в цианоаурат (I) натрия 2Na [Au (CN)2]. Эта реакция, открытая в 1843 П. Р. Багратионом, получила практическое применение только в конце 19 в. (см. Цианирование).
Хлорид золота (I) AuCl получается при нагревании хлорида золота (III): AuC13 = AuCl + C12.
Хлорид золота (III) AuC13 получается действием хлора на порошок или тонкие листочки золота при 200 °С. Красные иглы AuCl3 дают с водой коричнево-красный раствор комплексной кислоты: AuC13 +Н2О=Н2[AuOC13].
При осаждении раствора AuC13 едкой щёлочью выпадает амфотерная жёлто-коричневая гидроокись золота(III) Au(OH)3 c преобладанием кислотных свойств; поэтому её называют золотой кислотой, а её соли — ауратами (III). При нагревании гидроокись золота (III) превращается в окись золота Au2O3, которая выше 220° разлагается по реакции: 2Au2O3 = 4Au + 3O2.
При восстановлении солей золота хлоридом олова (II) 2AuC13 + 3SnCl2 = 3SnCl4 + 2Au образуется весьма стойкий пурпуровый коллоидный раствор золота (кассиев пурпур); это используется в анализе для обнаружения золота. Количественное определение золота основано на его осаждении из водных растворов восстановителями (FeSO4, H2SO3, H2C2O4 и др.) или на применении пробирного анализа.
Ауpaты неустойчивы, легко разлагаются при нагревании. Аураты щелочных металлов хорошо растворяются в воде, растворимость растет с увеличением ионного радиуса катиона; аураты Mg, Ca, Sr, Ba, Тl(I) ограниченно растворимы. Аураты с некоторыми органическими веществами образуют взрывчатые смеси. Предполагают, что при действии на гидроксид золота растворов щелочи образуются аурат-анионы [Н2АuО3]-, [HAuO3]2-, [AuO3]3-. См. также табл. 2.
Другие кислородные соединения золота неустойчивы, легко образуют взрывчатые смеси. Соединение Аu2О3 с аммиаком Au2O3.4NH3 называется «гремучим золотом»; взрывается при 145°С, иногда и при более низких температурах; без взрыва растворяется в растворах цианидов щелочных металлов.
Моноселенид AuSe существует в двух кристаллич. модификациях моноклинной сингонии. При обработке солянокислых р-ров золота на холоду селеноводородом осаждается сесквиселенид Au2Se3.H2Se, устойчивый (после сушки) в интервале 40-390°С; при 535-650°C разлагается с выделением элементарного золота.
Селенат (IV) Au2(SeO3)3.3H2SeO3 лимонно-желтые кристаллы; не раств. в воде, раств. в соляной и селенистой (при нагр.) к-тах.
Селенат (VI) Au2(SeO4)3 желтые кристаллы; DH0обр — 954 кДж/моль; не раств. в воде, разлагается соляной к-той, раств. в H2SO4, HNO3 и горячей конц. H2Se04.
Коллоидное золото
При восстановлении золота в разб. р-рах его солей, а также при электрич. распылении золота в воде образуются коллоидные р-ры золота, окраска к-рых зависит от степени дисперсности частиц, а интенсивность окраски от их концентрации. Частицы золота в коллоидном р-ре отрицательно заряжены. Гидрофобный золь золота в солянокислом водном р-ре можно представить схемой:
Некоторые свойства золота сделали его одним из самых ценных металлов на Земле. Чистое золото — это элемент и минерал. Люди ценят его за привлекательный внешний вид, способность длительное время сохранять яркий цвет и ряд других уникальных свойств. Золото было названо самыми красивым из всех химических элементов. Это первый металл, который люди стали использовать в чистом виде. Он применяется в ювелирном деле, изготовлении монет и произведений искусства на протяжении тысяч лет.
Распространение в окружающем мире
Золото можно найти главным образом в виде самородков. Следовые количества его встречаются повсеместно, но крупные месторождения находятся лишь в нескольких местах. Оно может находиться как в чистых золоторудных залежах, так и комплексно с иными, родственными металлами. Рудное или жильное золото располагается в первичных залежах, а промывное или рассыпное находится во вторичных. Жильные залежи, в зависимости от того, как глубоко находятся от поверхности земли, делятся на высокотемпературные и низкотемпературные. Присутствие в породе серебра или меди придает разный оттенок: от золотисто-желтого до серебристо-белого. Примесь меди дает ей розоватый тон с металлическим блеском.
Мировой океан содержит золото в количестве 5–10 мг на 1 т воды, поэтому промышленным способом добывать его из морской воды невыгодно. Золото содержится как в виде самородков, так и в составе руд. Кроме того, встречается в виде соединений с сероводородом, которые залегают в геотермальных водах. Получают металл несколькими способами:
Уровень чистоты золота и присутствия в нем лишних примесей обозначается пробой. Она записывается в промилле (%о) и показывает процент чистого золота. Так, 560 проба означает, что в образце содержится 560%о и 440%о чужих примесей.
Физические характеристики металла
Золото представляет блестящий металл желтого цвета. В процессе нагревания происходит его окисление и появляется красноватый оттенок (червонный). Основные физические свойства золота следующие:
Металл имеет достаточно хорошие отражательные свойства, пластичный и легко полируется. 1 г Au возможно раскатать в лист толщиной не более 0,0001 мм или растянуть в длинную проволоку (до 3,5 м). Золото из-за его мягкости в чистом виде почти не применяется. Сплавы с иными металлами снижают температуру плавления, изменяя механические характеристики Au. Это свойство давно используется в производстве: для нанесения позолоты, изготовления зубных протезов и различных изделий.
Виды сплавов
В золотых сплавах дополнительными компонентами могут выступать: серебро, медь, никель, палладий, платина, цинк, кадмий. Каждое из веществ имеет свое влияние на золото и свойства сплава:
Золото считается одним из самых тяжелых металлов. Поэтому часто для объемных изделий используется золочение — покрытие тонким слоем драгметалла. Проводится оно накатыванием фольги или методом гальваники с применением электролита, а также способом автокаталитической реакции. Подобные покрытия отличают высокая стойкость и светоотражающие свойства. Золоченые детали используются в радиоаппаратуре, на рентгеновских аппаратах.
Химические свойства
Au, как все благородные металлы, пассивный химический элемент. Вещество не окисляется на воздухе, проявляет инертность к большинству как неорганических, так и органических веществ. На золото не действуют концентрированные кислоты и щелочи. Исключение составляют нагретая селеновая кислота и “царская водка” (соединение концентрированных соляной и азотной кислот), растворяясь в которой Au образует кислоту — золотохлористоводородную. Валентность металла может изменяться по типу соединения и составляет +1 или +3. Au легко восстанавливается из соединений. При нагревании оно вступает в химическую реакцию с галогенами, при нормальной температуре образует связи с хлорной и бромной водой. С прочими неметаллами золото не взаимодействует.
При воздействии на тонкие листы или порошок данного металла хлором при 200ºС образуется хлорид золота со степенью окисления +3. При растворении в воде красные иглы данного соединения образуют комплексное соединение с кислотными свойствами, окрашивающее раствор в красно-коричневый цвет. Воздействуя на хлорид золота едкой щелочью, можно получить гидроксид металла желто-коричневого цвета, который имеет свойства кислоты и потому носит название золотой кислоты, его соли – аураты. Последние неустойчивы и разлагаются при повышении температуры, с рядом органических веществ они образуют взрывчатые смеси.
Химические свойств элемента дают возможность определять подлинность золота в домашних условиях. Капля водно-спиртового йода оставляет на металле 585 и 583 пробы темные трудновыводимые пятна. Золото высоких проб не реагирует с йодом.
Золото в медицинских целях
Драгоценный металл применяется в терапии как масляная взвесь (кризанил) и водный раствор (санкризин и солганал). Препараты назначаются в виде инъекций для лечения ревматического артрита, эритематозной волчанки.
После открытия радиоактивных изотопов роль Au для медицины возросла. Коллоидные растворы применяют для терапии раковых опухолей, а также для обследования печени, селезенки и других органов.
С какими веществами реагирует золото, какие у него свойства?
Что реагирует на золото и какие вещества помогут распознать металл в обычных условиях или в лаборатории? Это сложный вопрос, поскольку по своей сути это элемент периодической таблицы Менделеева, который отличается инертностью.
Растворение золота в царской водке
Инертность — способность вещества не реагировать на кислоты, щелочи и не окисляться при контакте с воздухом и водой. В таблице металл обозначается символом Au, а «золото» с латыни переводится, как «восход солнца». Золото и платина как раз стали называться благородными металлами, когда выяснилась их способность не реагировать на внешние факторы и химические реагенты. Но химия, как и любая другая наука, не стоит на месте, и удалось обнаружить несколько веществ, которые вступают с Au в реакцию.
Свойства металла
Химические свойства золота свидетельствуют о том, что этот металл все же может реагировать на некоторые вещества.
Так с чем же взаимодействует Au и при каких условиях?
Способности ртутит притягивать молекулы Au известны давно. В старину это свойство металла использовали для добычи золота. Были созданы специальные шлюзы, поверхность которых покрывалась слоем ртути, притягивавшей Au и позволявшей увеличить уровень его добычи. Минусом такого способа считалась токсичность, человек, который имел постоянный контакт со ртутью, жертвовал своим здоровьем, добывая золото.
Амальгама — состояние обратимое, чтобы Au вновь приобрел свой первоначальный вид, смесь необходимо подогреть примерно до 800 градусов.
Задолго до того как Дмитрию Менделееву приснилась его периодическая таблица, алхимикам была известна способность золота растворяться в смеси двух кислот. Азотную и соляную кислоты смешивали и использовали для проведения различных опытов. Ученые того времени шифровали свои записи, по этой причине не расписывали реакцию, а рисовали ее.
Алхимики изображали льва, который поглощал солнце, животное стояло на задних лапах и поедало желтый круг. Золото ассоциировалось с солнцем за свой цвет, а вот львом была как раз смесь двух кислот. Царская водка, по сути, — универсальный растворитель, которому под силу разложить на молекулы все благородные металлы. Смесь кислот используют и сегодня, при проведении аффинажа или других опытов. Формула царской водки: HNO3+3 HCl.
Реакция золота на йод
Такая смесь способна растворить даже платину и большинство существующих металлов. Только серебро не слишком охотно растворяется в смеси двух кислот. Но с течением времени сила растворителя уменьшается: чем больше реагент контактирует с воздухом, тем слабее он становится.
Реакция с селеновой кислотой проходит при определенных условиях. Чтобы растворить золото, необходимо использовать концентрированную кислоту, нагреть ее до определенной температуры и при этом обеспечить приток кислорода. Если кислорода будет недостаточно, то реакция будет идти медленно.
Йодистый калий используют довольно редко в химии, подобным образом Au идентифицировать не любят. Зато в обычной жизни украшения, изготовленные из золота, часто проверяют на подлинность, используя раствор йода на спирту.
Если говорить о применении в промышленных масштабах, то способность цианидов взаимодействовать с желтым металлом нашла свое место в этой отрасли. Цианирование — один из методов очистки золота, он помогает отделить Au от частиц породы и примесей.
Несмотря на инертность, при работе с Au стоит учитывать один факт. Если металл с другими реагентами нагреть, то реакция пойдет быстрее. Но золото очень быстро возвращается в первичное состояние, что нужно иметь в виду.
Список веществ, которые способны вступать в реакцию с благородным металлом, на этом исчерпан. Золото не растворяется в воде, в спирте и других веществах. Реагенты не способны нанести металлу вред, разложить его на молекулы, но не стоит забывать, что чистое золото встречается только в слитках. Даже в природе этот металл имеет примеси, которые значительно снижают его инертность.
Оценив все свойства Au, ученые пришли к выводу, что элемент на нашей планете появился из космоса. Золото попало на Землю с частицами космических тел и метеоритов. На нашей планете не существовало условий, благоприятных для его формирования.
Химические свойства элемента под номером 79 немногочисленны, но они все же помогают химикам проводить опыты и исследования, делать очередные открытия. Но не только химия помогает идентифицировать благородный металл, есть и другая наука, которая в этом неплохо преуспела.
Физические показатели
Наряду с химическими, у золота есть и физические свойства, к которым относят:
Au не обладает высокой твердостью. В то время как алмазу присваивают 9 баллов по шкале Мооса, этот элемент удостоился всего 3. Чтобы повысить твердость Au, его сплавляют с другими металлами, в результате чего возникает лигатура, используемая для создания украшений. Драгоценности из чистого золота практически не встречаются, они тяжелые и легко деформируются при носке.
Для того чтобы идентифицировать металл, достаточно попробовать его на зуб. Можно укусить изделие, если оно легко поддается деформации и меняет форму, на поверхности остаются следы от зубов, то можно не сомневаться в его подлинности.
Au отличается ковкостью и пластичностью. Можно разрезать слиток ножом, не прилагая особых усилий, а также превратить кусок благородного металла в тонкий лист. Благодаря этому создают сусальное золото, которое используют в качестве декоративного материала: им покрывают купола церквей, защищая их от воздействия факторов окружающей среды.
Золото — единственный металл, который обладает желтым цветом. Этот оттенок повлиял на характеристики элемента, его ассоциировали с силой солнца. Металлу присваивали различные свойства, теплый оттенок свидетельствовал и о таинственном происхождении элемента.
Испокон веков Au ассоциируется у людей с богатством, высоким положением в обществе. В старину обычным людям не дозволялось носить золотые украшения, поскольку этой прерогативы были достойны только представители высшего общества.
Сферы применения
Благодаря своим свойствам, красоте и инертности Au нашел применение в различных отраслях промышленности и не только.
Его используют сегодня:
Естественно, что наибольшая часть благородного металла идет для создания произведений ювелирной промышленности. Из него делают украшения, инкрустируя их драгоценными и полудрагоценными камнями. Кроме того, золото в слитках используется как материал для инвестиций, в них вкладывают деньги, и это неизменно приносит прибыль.
Большое количество средств по уходу за кожей содержит в своем составе Au. Этот элемент помогает справиться с признаками старения, в пример можно привести нити из золота, которые вживляют в кожу и которые оказывают омолаживающее действие на организм. Еще металл используют при лечении заболеваний суставов (артритов), а также с его помощью лечат аутоиммунные и онкологические заболевания. Специальную сыворотку, в составе которой есть Au, вводят в организм больного.
Содержат Au в небольшом количестве контакты материнских плат компьютеров и мобильных телефонов, их покрывают золотом.
Если говорить о космической промышленности, то тут элемент используют везде, где необходимы его антикоррозийные свойства. Золотом покрывают стекла шаттлов и шлемов космонавтов. А также некоторые части контактов при изготовлении космических кораблей.
Золото — самый популярный металл на планете, его добыча ведется так давно, что сложно определить дату, когда именно человечество познакомилось с Au. Но точно можно сказать, что произошло это еще задолго до нашей эры. С годами популярность Au только растет, цена на металл поднимается, размеры добычи падают, но любовь человечества к золоту не снижается. Ему присваивают магические свойства, наделяют энергией солнца и называют то металлом Бога, то дьявола.
Причиной «особого отношения» к золоту является не только его красота, но и свойства, которые делают металл благородным и столь ценным для человека.
Крупное россыпное золото
Золото растворяется в царской водке
