Grundläggande egenskaper hos guld

På grund av dess kemiska och fysikaliska egenskaper tillhör guld en liten grupp av de mest värdefulla och sällsynta metallerna som finns i naturen. Mänskligheten uppskattar denna ädla metall för dess skönhet och förmåga att behålla sitt ljusa och glänsande utseende i smycken och mynt gjorda av den. Det används också i vissa branscher. Under många århundraden har guldföremål varit en lyxvara och har aldrig förlorat sitt värde, vilket betonar den höga solvensnivån hos deras ägare eller det land som äger guld- och valutareserver. Man kan ofta höra att det är guld som är det internationella betalningssystemet, vilket har tyngd och betydelse inom vilken världsstats territorium som helst.

Till utseendet ser detta mineral ut som små metallbitar med oregelbunden rund form, halmgul färg. Grundläggande fysiska egenskaper hos guld:

• smältning av metallen sker vid en temperatur lika med 1063 ° C;
• densiteten av ämnet är 19,33 g / cu. centimeter;
• hårdhetsindikatorer, bestämda av Mohs-skalan, kan vara från 2,5 till 3;
• det är möjligt att få metallen till den högsta kokpunkten vid t = 2948 ° С;
• nivån av specifik värmeledningsförmåga vid t = 0 ° C är lika med 311,5 W / mK;
• metallens hållfasthet efter glödgning är från 100 till 140 MPa.

Enligt strukturen på dess kristallgitter är guld en ganska mjuk substans, och olika föroreningar, kallade ligaturer, tillsätts metallen för att ge hårdhet.

Detta värdefulla naturliga mineral har andra unika fysiska egenskaper.

• Hög nivå av plasticitet. Från 1 gram guld, om så önskas, kan du dra ut en tråd upp till 2-2,6 meter lång eller rulla ut metallen i form av ett platt ark av folie 1 mikron tjockt. På grund av guldets naturliga mjukhet märktes det att inom 1 år kunde mynt i omlopp förlora upp till 0,1 % av sin ursprungliga vikt när de gjuts.

• Hög reflektivitet. Den färdiga dyrbara legeringen har förmågan att enkelt poleras till en ljus spegelfinish. Tunna ark av rullat material används för förgyllning. Detta används till och med inom astronautik - de tunnaste lagren av guld appliceras på astronauternas hjälmar och ytorna på rymdutrustning för att skydda dem från de skadliga effekterna av infraröd strålning, som visar sig i yttre rymden.

• Sprayförmåga. Det dyrbara mineralet tenderar att sönderfalla i små fraktioner som är lika stora som ljusvågornas längd. Denna förmåga gör att detta material kan sprutas. Till exempel är det känt att det i vattendrag och floder finns en spridning av guld, som inte kan ses visuellt, men kan bestämmas med hjälp av speciella instrument. Ytan, täckt med det tunnaste guldskiktet, kan släppa in solens strålar utan att värmas upp.

• Bra formbarhet. Guld har mjukhet och förmågan att ta önskad form, vilket är en av dess mest värdefulla egenskaper. Till exempel, från 1 gram guld, kan du göra ett ark av tunn folie, vars yta kommer att vara minst 1 kvadratmeter. m. Denna egenskap används för att göra förgyllning i form av det finaste bladguldet, som går till att täcka kyrkkupoler och ikoner, används för att dekorera interiörer och används för att skapa konstföremål.

• Hög nivå av elektrisk ledningsförmåga. Med motståndskraft mot oxidativa processer har det dyrbara mineralet god elektrisk ledningsförmåga. Denna egenskap hos metall gör det möjligt att använda den för tillverkning av motstånd i elektroniska kretsar för många moderna enheter: telefoner, tv-apparater, datorer, multimediaspelare, i radioteknik och andra liknande enheter.

Det är känt att ädelmetallen är helt luktfri, och även detta material har inte förmågan att magnetiseras. Dessutom är det vetenskapligt bevisat att guld som grundämne ingår i minst 15 mineral utvunna i jordens inre. I de flesta av de utvunna stenarna i detta antal ingår guld i en pulveriserad sammansättning som finns på atomnivå.

Metallen som kallas guld (aurum) har beteckningen - Au, som ordagrant betyder "soligt" eller "gult". I Mendeleevs system är metallen tilldelad grupp 1, den tilldelas 79 atomserienummer. Det kemiska kristallgittret av Au har en kubisk struktur.

Metallen har speciella kemiska egenskaper.

• Relativ tröghet. Guld ändrar inte sina egenskaper vid kontakt med svavel och syre, interagerar inte med kväve, kol, väte och fosfor. Guld reagerar inte på många alkalier och syror.
• Valensen av detta kemiska element visar sig som + I eller + III.
• Vid t = 20 ° C går metallen in i en kemisk reaktion med vattenlösningar av klor och brom. Och vattenhaltiga-alkoholhaltiga lösningar av jod, som reagerar med guld 585, lämnar områden med mörka fläckar på det, vilket inte händer om jod tappas på 750 guld.
• Färgspektrumet för en metall beror på vilken partikelstorlek den består av. De minsta guldpartiklarna kan ha en gröngrå nyans. Enligt geologiska prospekteringsdata finns det bara en för var 20:e gruva, där guld bryts i form av gula klumpar.

Om en naturlig guldklimp smälts, kommer den i flytande tillstånd att se ut som ett ämne som har en ljusgrön-grå nyans, och denna nyans är också inneboende i ångor som stiger upp från den heta smälta metallen. Man behöver bara värma ämnet till en temperatur som överstiger 1064 ° C, det vill säga att öka metallens smältindex med minst 1 ° C, eftersom ångan från guldlegeringen börjar avdunsta till atmosfären. Och ju högre smältpunkt ett ämne har, desto högre blir dess flyktighet. Om komponenterna av kvicksilver, arsenik, såväl som antimon eller tellur tillsätts till legeringen, kommer avdunstning från ytan av guldlegeringen att öka ännu mer, eftersom dessa komponenter kommer att bilda de så kallade flyktiga föreningarna.

Juvelerare som arbetar med olika guldlegeringar har märkt det ligaturföroreningar påverkar de kemiska, fysikaliska och yttre egenskaperna hos materialet som erhålls genom att smälta guld.

Låt oss överväga mer i detalj hur egenskaperna hos ett dyrbart mineral förändras när det kombineras med olika ämnen.

I kombination med silver sänker den ädelgula metallen sin smältpunkt och ändrar även sin naturliga ursprungliga gröngula färg till silverfärgade stålnyanser. Denna kombination har sina positiva och negativa sidor. Trots yttre visuella förändringar ökar styrkan hos det färdiga omsmälta materialet bara när det kombineras med silver. Men under loppet av praktisk forskning fann man att i en dyrbar legering med en sådan sammansättning är så viktiga egenskaper som formbarhet och duktilitet något reducerade. Det betyder dock inte alls att Au- och Ag-legeringar inte används – det är tvärtom en ganska vanlig kombination som juvelerare ofta använder i sitt arbete.

Förändringar i de fysikaliska egenskaperna hos den färdiga ädellegeringen kommer att inträffa om koppar tillsätts som en masterlegering till den. Denna metall ökar avsevärt styrkan hos guldlegeringen, samtidigt som du bibehåller duktiliteten hos det resulterande materialet och dess goda duktilitet med en sådan kombination av metaller.

Om i sammansättningen av den dyrbara legeringen av guld koppar är närvarande från 14,5% eller mer, kommer de färdiga produkterna att ha en uttalad rödaktig nyans - sådant guld kallas vanligtvis "rent guld". Men i det här fallet var det inte utan nackdelar - med en kopparlegering förlorar det resulterande materialet sina korrosionsskyddande egenskaper, vilket beror på den ökade förmågan hos koppar att bilda oxidativa reaktioner med syre. I kontakt med en fuktig miljö och till och med bara med luft, kommer en produkt gjord av en sådan legering säkert att mörkna, samtidigt som den förlorar sina ursprungliga ljusa färger och glans.

Eftersom koppar har en låg kostnad, alltså legeringen från den kommer inte att vara för dyr i pris, vilket återspeglas i kostnaden för den färdiga produkten - det är det billigaste. Under sovjettiden producerades 583 prover för befolkningen, och först 1995 introducerades provet 585 i produktionen, som innehöll 0,2% mindre koppar än den tidigare analogen, men guldhalten ökade med samma 0,2% vilket omedelbart ledde till att till en ökning av priset på guldföremål.

Denna naturliga metall används av juvelerare för att rena guldlegeringen från naturlig rödhet, och denna ligatur används särskilt ofta vid tillverkning av särskilt värdefullt vitt guld.

När det kombineras i en ädellegering av Au och Ni ökar styrkan hos det färdiga ädelmaterialet avsevärt. Produkter gjorda av en sådan ädel legering har en stålfärg med en subtil blek stråton. För att helt eliminera denna svagt manifesterade gulhet är ytan på det färdiga smycket täckt med ett tunt lager av en annan metall - rodium. De gör detta inte bara för skönhet, utan också för att minska allergeniciteten hos värdefulla produkter.

Faktum är att nickelmetall är känt för att ha förmågan att orsaka allergiska reaktioner på huden... Hos 8 av 10 personer kommer dessa manifestationer säkert att göra sig gällande när de bär smycken. Därför är broscher, manschettknappar, hängsmycken, nyckelringar oftast gjorda av legeringar där nickel använts som ligatur, med ett ord, något som har liten kontakt med mänsklig hud under långvarig kontakt. Med tiden försvinner den tunna rodiumplätering på smycken, och ungefär en gång vart sjätte eller sjunde år kommer den att behöva förnyas i en smyckesverkstad. Efter att ha utfört ett sådant restaureringsarbete kommer smyckena återigen att se ut som nya, glänsande med blåaktiga silveröversvämningar av stål.

Ett kemiskt element som kallas palladium, enligt kemister, är en biprodukt från bearbetningen av ädla metaller. Detta grundämne erhölls genom att kombinera platina, kvicksilvercyanid och aqua regia (dess sammansättning: 3 delar salpeter + 1 del saltsyra). Således, upptäckten av denna metall gjordes när Pd, Au, Pt och Ag redan upptäcktes. I en normal temperaturmiljö påverkar inte fluor palladium, saltsyra och till och med regenvatten inte. Denna metall är absolut inte benägen att oxidera när den kommer i kontakt med syre, den har en mycket stark struktur och uppvisar inga repor, sprickor eller spån, och dessutom är den väl mottaglig för all mekanisk bearbetning och svetsning.

Genom att tillsätta metallen palladium som en ligaturkomponent till guldlegeringen är det möjligt att erhålla vitt guld. På grund av deras ovanlighet och ökade styrka är guldföremål med palladium överlägsna i kvalitet och kostnad jämfört med andra guldlegeringar som innehåller enklare komponenter.

Palladium uppskattas inte bara inom smyckestillverkning, utan hittar också tillämpningar som sträcker sig från medicin till flygplanskonstruktion. På internationella marknadsauktioner överstiger priset på palladiumcitat ibland värdet på guld, och smycken gjorda av det ser särskilt eleganta och ädla ut. De är mycket efterfrågade bland kännare av vita ädellegeringar.

Idag är naturlig platina den dyraste av alla ädla metaller som mänskligheten känner till. När det gäller dess fysikalisk-kemiska egenskaper har platina dubbelt så hög densitet och styrka än dess dyrbara motsvarighet, guld. Förutom, platina har den högsta motståndskraften mot metallkorrosion - när den kommer i kontakt med syre sker ingen oxidation. Platina i sina egenskaper liknar mest metallen palladium, skillnaden mellan dem ligger mest av allt i kostnaden - platina är dyrare än palladium.

När man skapar en ädel legering läggs platina till rent guld, och sedan, efter smältning, erhålls en produkt av en glittrande silvervit färg, där det absolut inte finns några gula föroreningar. Som en del av en guldlegering ökar platina sitt värde avsevärt, vilket också påverkar färdiga smycken.Denna legering åtnjuter dock en genomgående hög popularitet och har ett mycket gott rykte bland dem som värdesätter de renaste vita legeringarna skapade av ädla metaller.

Du kan ta reda på varför guld är av stort värde nedan.