химический каталог




ЗОЛОТО

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ЗОЛОТО (Aurum) Au, химический элемент I гр. периодической системы, атомный номер 79, атомная масса 196,9665; относится к благородным металлам. В природе один стабильный изотоп 197Аu. Конфигурация внешний 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). Содержание 3. в земной коре 4,3-10 % по массе, в воде морей и океанов менее 5 * 10 - 6 мг/л. Относится к рассеянным элементам. Известно более 20 минералов, из которых главный - самородное 3. (электрум, медистое, палладистое, висмутистое 3. и др.), представляющее собой твердый раствор Ag (от следов до 43%) в 3. и содержащее также Сu, Fе, Рb, реже - металлы платиновой группы, Mn, Bi и др. Химическая соединения 3. в природе редки, в основные это теллуриды - калаверит АuТе2, креннерит (Au,Ag)Te2, сильванит AuAgTe4, петцит Ag3AuTe2, мутманнит (Ag,Au)Te, монтбрейит Аu2Те3 и др. 3. присутствует главным образом в кварце, карбонатах, пирите, арсенопирите, галените, сфалерите, халькопирите. В рудах 3. присутствует в виде вкраплений размерами б. ч. 0,1-1000 мкм, иногда находят самородки до несколько десятков кг. Генетич. типы пром. месторождений 3.: гидротермальные высокотемпературные золото-арсенопиритовой формации; гидротермальные среднетемпературные кварц-сульфидной и золото-кварцевой формаций; гидротермальные низкотемпературные золото-серебряной формации; месторождения выветривания и метаморфизованные; аллювиальные россыпи. 3. извлекают из собственно золотых руд и, попутно, из железных, медных, свинцово-цинковых и урановых рудельная Мировые пром. ресурсы 3. (без СССР) около 65 тысяч т.
Свойства. 3. - желтый металл; кристаллич. решетка гранецентрир. кубическая, а = 0,40786 нм, z = 4, пространств. группа Fm3m. Температура плавления 1064,4 °С, температура кипения 2880 °С; плотность твердого 3. 19,32 г/см3, жидкого 17,22 г/см3 (1100°С); С0p 25,39 Дж/(моль * К); D H0пл 12,55 кДж/моль, D H0исп 348 кДж/моль; S0298 47,40 Дж/(моль * К); уравения температурной зависимости давления пара: для твердого 3. lgp (гПа) = 3,94 - 19820/T - 0,3061gT - 0,16 * 10 - 3 Т (298-1337 Т), для жидкого lgp(Пa) = 10,710 + 17866/Т (1337-3150 К); температурные коэффициент линейного расширения (5,98-19,10) * 10 - 6 К - 1 (40-1200 К), объемного (1,79-5,73) * 10 - 5 К - 1 (40-1200 К); теплопроводность 318 Вт/(м * К) при 273 К; r (2,06-2,84) * 10 - 8 Ом * м (273-373 К), температурный коэффициент r 4,0 * 10 - 3 К - 1 (273-373 К); диамагнетик, магн. восприимчивость —29,59 * 10 - 6. Золото - очень мягкий и пластичный металл, твердость по Моосу ~ 2,5, по Бринеллю 220-250 МПа; модуль упругости 81 ГПа; s раст 10-25 МПа. 3. устойчиво на воздухе и в воде; с О2, Н2, N2, P, Sb и С непосредственно не взаимодействует. Фосфид Аu2Р3 ( D H0обр -102 кДж/моль) и антимонид AuSb2 ( D H0обр - 13 кДж/моль) получают косвенным путем. 3. не растворим в растворах щелочей и кислотах, растворим в горячей H2SeO4, смесях кислот - Н24 с HNO3, H2SO4 с НМnО4, а также в царской водке (НСl + НNO3): Аu + HNO3 + 4НСl : H[AuCl4] + NO + 2Н2О; после осторожного выпаривания выделяются желтые кристаллы комплексной золотохлористоводородной кислоты НАuСl4 * 3Н2О. В водных растворах цианидов (Na, Ca, К) при доступе О2 или др. окислителей 3. раств. с образованием дицианоаурат-иона (цианирование): 2Au + 4CN - + Н2О + 0,5О2 : 2[Au(CN)2] - + 2OH - , что лежит в основе важнейшего пром. способа извлечения 3. из рудельная С галогенами в отсутствие влаги 3. без нагревания не взаимодействие, при нагревании порошка 3. в атмосфере галогенов образуются золота галогениды. С многие металлами 3. дает сплавы. На легком образовании амальгамы 3. основан один из методов извлечения 3. из горных пород. Соед. золота неустойчивы, в водных растворах гидролизуются, легко восстанавливаются до металла. В табл. 1 приведены значения стандартных окислит.-восстановит. потенциалов E0 некоторых соединений AuLn (где L - лиганд, п = 1,3). Важнейшим соединение 3. посвящены отдельные статьи [см. Золота цианиды, Золотоорганические соединения, Калия дицианоаурат(I)], ниже приводятся сведения о др. соединениях 3.

Гидроксид Au(OH)3 - темно-коричневые кристаллы; при нагревании дегидратируется с образованием сначала АuО(ОН), а затем сесквиоксида Аu2О3, который выше 160°С разлагается на 3. и О2; растворимость в воде 2,4 * 10 - 12 моль/л при 20 °С, в растворах НNО3 - до 0,38 моль/л при 25 °С, в растворах NaOH - до 8 * 10 - 4 моль/л при 25°С. В последнем случае в растворе 3. находится в виде гидроксоаурат-ионов [Аu(ОН)4] - (рН 7-13). Образуется Аu(ОН)3 при добавлении конц. раствора щелочи или Mg(OH)2 к растворам Н[АuСl4]. Ауpaты неустойчивы, легко разлагаются при нагревании. Аураты щелочных металлов хорошо растворим в воде, растворимость растет с увеличением ионного радиуса катиона; аураты Mg, Ca, Sr, Ba, Тl(I) ограниченно растворимы. Аураты с нек-рыми органическое веществами образуют взрывчатые смеси. Предполагают, что при действии на гидроксид 3. растворов щелочи образуются аурат-анионы [Н2АuО3] - , [HAuO3]2 - , [AuO3]3 - . См. также табл. 2.

Др. кислородные соединения 3. неустойчивы, легко образуют взрывчатые смеси. Соед. Аu2О3 с аммиаком Au2O3 * 4NH3 называют "гремучим 3."; взрывается при 145°С, иногда и при более низких температурах; без взрыва растворим в растворах цианидов щелочных металлов. Гемисульфид 3. Au2S - черно-коричневые кристаллы; D G0обр 29 кДж/моль; плохо растворим в воде (произведение растворимости 4 * 10 - 69 при 25 °С), растворим в растворах цианидов и полисульфидов щелочных металлов. Получают взаимодействие конц. раствора K[Au(CN)2] с H2S с последующей нагреванием до кипения с избытком соляной кислоты. Сесквисульфид Au2S3 - черные кристаллы; разлагается при нагревании до 200 °С; не растворим в соляной и серной кислотах, растворим в HNO3 с выделением элементарного 3., растворах KCN, бромной воде. Получают взаимодействие H2S с АuСl3 или комплексными хлоридами 3. в безводном эфире на холоду. Известны комплексные соединения, содержащие анионы [AuS3]2 - , [AuS2] - , [AuS] - , [Au(SO3)2]3 - , [Au(S2O3)2]3 - . Моноселенид AuSe существует в двух кристаллич. модификациях моноклинной сингонии. При обработке солянокислых растворов 3. на холоду селеноводородом осаждается сесквиселенид Au2Se3 * H2Se, устойчивый (после сушки) в интервале 40-390°С; при 535-650°C разлагается с выделением элементарного 3. Селенат (IV) Au2(SeO3)3 * 3H2SeO3 лимонно-желтые кристаллы; не растворим в воде, растворим в соляной и селенистой (при нагревании) кислотах. Селенат (VI) Au2(SeO4)3 желтые кристаллы; D H0обр — 954 кДж/моль; не растворим в воде, разлагается соляной кислотой, раств. в H2SO4, HNO3 и горячей конц. H2Se04. Теллурид (гемителлурид) АuТе2 - кристаллы от латунно-желтого до серебристо-белого цвета с металлич. блеском; плотность 9,3 г/см, D H0обр — 11 кДж/моль; хрупок, твердость по Моосу 2,5-3. Тиоцианат AuSCN - бесцветные кристаллы; не растворим в воде и органических растворителях; при 140°С разлагается до металлич. 3. и (SCN)n; под действием воды образует в растворах прочные комплексные анионы [Au(SCN)2] - и [Au(SCN)4] - . Коллоидное 3. При восстановлении 3. в разбавленый растворах его солей, а также при электрич. распылении 3. в воде образуются коллоидные растворы 3., окраска которых зависит от степени дисперсности частиц, а интенсивность окраски от их концентрации. Частицы 3. в коллоидном растворе отрицательно заряжены. Гидрофобный золь 3. в солянокислом водном растворе можно представить схемой:

[Аu]m - ядро мицеллы (число атомов т в зависимости от условий может меняться от несколько сотен до миллионов единиц); АuСl4 - - ионы, определяющие отрицательный заряд коллоидной частицы 3. и величину потенциала адсорбционного слоя толщиной d 0; Н+ - противоионы, определяющие потенциал диффузионного слоя (электрокинетическая потенциал), из которых х ионов находится в размытой части двойного слоя толщиной d; n - количество ионов АuСl4 - , адсорбированных на поверхности ядра мицеллы, при этом п << т.
Получение. Источники золота - руды и пески собственно золотых россыпных и коренных месторождений (содержание 3. в них 5-15 г/т), а также промежуточные продукты (0,5-3 г/т) свинцово-цинкового, медного, уранового и некоторых др. производств. Из россыпей 3. извлекают гравитац. методами, используя т. н. ловушки, отсадочные машины, концентрац. смолы, шлюзы, различные промывочные приборы. Со дна рек и озер золотоносные пески добывают и обогащают на драгах. При извлечении 3. из коренных руд используют комбинир. схемы, включающие обогатительные (гравитация, флотация) и металлургические (выщелачивание, ионообменная сорбция из пульп, цианирование, реже амальгамирование) операции. При использовании цианирования измельченную руду или концентрат обрабатывают раствором NaCN при перемешивании; из цианистых растворов 3. осаждают порошком Zn, с помощью ионообменных смол или активир. углей. Конечные продукты схемы - обычно гравитационный концентрат (т. н. золотая головка) и черновое 3. Очищают 3. растворением в царской водке с последующей избират. осаждением (например, с помощью FeSO4), хлорированием в расплаве или растворе (хлоринация) и электролитич. рафинированием в солянокислом растворе.
Определение. Качественно 3. обнаруживают по образованию окрашенных осадков и растворов. Используют реакции соединение 3. с Hg2Cl2, H2O2, SnCl2, K4[Fe(CN)6], KI, бснзидином, 1-нафтиламином, о-толуидином, гваяковой смолой, комплексоном III, аскорбиновой кислотой, фенилтиомочевиной, дитизоном, родамином, изохинолином и др. Можно использовать сорбцию на ионообменных смолах, а также методы электрофореза, хроматографии (круговой тoнкослойной, осадительной и распределительной), люминесценции. Количественно 3. определяют гравиметрически (в виде металлич. 3.), титриметрически (восстановлением Аu3+ с последующей титрованием избытка восстановителя), фотометрически (по оранжевой окраске бромаурат-иона, а также по интенсивной окраске соединение 3. с различные органическое реагентами), электрохимически, спектральными методами, методами активац., атомно-абсорбц. и пробирного анализов. Для предварит. концентрирования 3. используют химический методы, жидкостную экстракцию и хроматографию.
Применение. 3. - валютный металл, выполняет функцию всеобщего эквивалента денег. 3. и его сплавы используют для декоративных целей, изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, зубных протезов, деталей химический аппаратуры, электрич. контактов и проводов, изделий микроэлектроники, для плакирования труб в химический промышлености, в производстве припоев, катализаторов, часов, для окрашивания стекол, изготовления перьев для авторучек, нанесения покрытий на металлич. поверхности (в самолетостроении, космич. технике и др. областях). Искусств. радиоактивный изотоп 198Аu (T1/2 2,967 сут) используют для лечения опухолей в радиотерапии. Мировое производство 3. (без СССР) около 1100 т/год (1984). Осн. производители - ЮАР, СССР, Канада, США, Бразилия, Австралия. Некоторые препараты Au(I) токсичны, накапливаются в почках, в меньшей мере - в печени, селезенке и гипоталамусе; накопление 3. в почках может привести к их заболеванию, а также к дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении. 3. было известно человеку уже в древнейшие времена; возможно, что оно явилось первым металлом, который человечество стало применять для своих потребностей. Имеются данные о добыче 3. и изготовлении из него различные изделий в Египте (4100-3900 до н. э.), Индии, Индокитае (2000-1500 до н. э.) и др.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
комьпьтерные курсы на речном
купить цветные линзы в москве
рено ремонт вмятин авто
вес вытяжной вентилятор kt 70-40-6 вес

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)