Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

Содержание

Что представляет собой золото

В чистом виде золото – это блестящий металл ярко-желтого цвета. 79-й номер таблицы Менделеева, международное обозначение – Aurum (Au). Один из самых «массивных», но мягких металлов с решеткой кубической структуры, центрированной по граням.

Название в современных языках восходит к праиндоевропейскому корню, обозначающему «желтый, зеленый, яркий». Как «желтый» переводится и латинское название, данное в честь богини утренней зари Авроры.

Кристаллы золота, выращенные методом химического транспорта

Кристаллы золота, выращенные методом химического транспорта

Как образовывается в природе?

На сегодняшний день существуют две основные теории, связанные с появлением этого ценного металла на Земле. Согласно первой из них, золото появилось на планете уже после того, как она была сформирована. Причиной этому послужило массовое падение небесных тел, содержащих данный металл. Попадая на земную поверхность, золото распределялось в коре, откуда и выносилось на поверхность через некоторое время.

Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

Согласно второй теории, золото входило в состав той материи, из которой и формировалась Земля. Месторождения металла в различных частях планеты также были образованы в результате различных вулканических процессов в земной коре.

Сейчас в природе существуют 2 вида месторождений золота, в которых происходит образование ценного металла. Первичные возникают в связи с происходящими в природе процессами. Они находятся в горной местности. Металл в таких местах представлен в форме мелких крупинок, которые нельзя увидеть невооружённым глазом.

Вторичные или же россыпные месторождения золота располагаются ближе к поверхности. Формируются они в процессе разрушения пород. Существенную роль в перемещении высвободившегося золота играет вода, которая размывает горные породы и уносит частички металла вниз по реке.

Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

Месторождения и их классификация

Происхождение нашего драгоценного металла в месторождениях зависит от вида породы:

  1. Золото-кварцевые формации. Приурочены к зонам разломов. Распределение металла неравномерно; образуются обогащенные участки, называемые «бонанцами» или «рудными столбами».
  2. Месторождения золото-полисульфидно-кварцевой формации. Приурочены к гранитоидным и субвулканическим комплексам. Среднее содержание металла 10-15 г/т.
  3. Золото-лиственнитовые месторождения. К ним относится Хаак-Саирское (Тува), Мечниковское, Кировское (Урал) месторождения.
  4. Золото-сульфидные месторождения. Связаны с вулканогенно-осадочными толщами.
  5. Золото-порфировые месторождения. К этому типу относятся Березняковское (Урал), Юбилейное (Казахстан), Кызык-Чадр (Тува) месторождения.
  6. Месторождения зон окисления. Приурочены к верхним горизонтам сульфидных залежей на многих колчеданных месторождениях.
  7. Россыпные месторождения часто сопровождают коренные золоторудные поля. Длина россыпей от 200-300 метров, реже 3-5 км. Ширина россыпей 20-30 метров, реже — 100-300 метров. По условиям залегания существуют россыпи, связанные с руслами, поймами рек, террасами, долинами, межгорными впадинами.

Крупнейшее в мире месторождение золота расположено в ЮАР. По некоторым данным, здесь получают до половины мировой добычи.

Добыча золота в мире

Еще 100-150 лет назад при отсутствии знаний о происхождении желтого металла его добыча была сопоставима с азартной игрой. Сегодня, имея точные представления об образовании золота в определенных породах, его добыча вышла на промышленный уровень с точными данными о том, сколько драгоценного элемента можно изъять с каждого месторождения.

За всю историю добычи золота в мире было получено около 160 тыс. тонн желтого металла. А основная часть с этой массы была извлечена в период последних 100 лет.

Много ли злата на Земле

Многие аналитики считают, что запасы добытого «презренного металла» подсчитать сложно.

Эксперты дают цифры, разнящиеся на порядки (от 155 000 тонн до 2,5 миллионов тонн).

Существуют страны, где процветает нелегальная «заготовка» золота, а иные государства предпочитают держать в тайне объемы добычи. Принцип «вы мои деньги не считайте» работает как у отдельного гражданина, так и на государственном уровне.

Известнейшие месторождения золота

Крупнейшими месторождениями и разработками в золотодобыче являются несколько рудников: Мурунтау (Узбекистан), Грасберг (Индонезия), Голдстрайк (США), Кортес (США), Пуэбло Вьехо (Доминиканская республика). Объемы добытого металла в этих местах колеблется от 60 до 30 тонн в год. Также есть два крупнейших первых месторождения золота, которые на данный момент не разрабатываются: Pebble Deposit в штате Аляска США и Наталка Колыма – Россия.

Крупные залежи драгоценного металла в России, где ведется разработка или же подготовка к добыче золота

Месторождение Регион Состав золота в породе грамм/тонну
Наталкинское Магаданская обл. 1,7
Сухой Лог (резерв государства) Иркутская обл. 2,7
Олимпиадинское Красноярский край 3,9
Нежданинское Якутия 5
Благодатное Красноярский край 2,4

Рентабельным для разработки считаются месторождения, где состав золота в породе составляет 2-5 грамма на одну тонну породы. Сегодня эти стандарты постоянно пересматриваются. Например, Наталкинское месторождение на данный момент уже подготавливают для разработки, в ближайшем будущем на нем начнется добыча золота.

Вся крупная мировая разработка рудников принадлежит лишь нескольким компаниям, ведущим поиски и добычу золота по всему миру. Есть компании-лидеры и в России (см. Российская разработка, позволяющая добывать золото из каменного угля).

В мире В России
Название/страна Объемы тонн Название Объемы тонн
Barrick (Канада) 190-200 Полюс золото 40-50
Newmont (США), AngolGold 150 Петропавловск 20-25
Ashanti (ЮАР) 130-140 Полиметалл 18-20
Goldcorp (Канада) 80-90 Чукотская ГГК 15
Kinross (Канада) 75-85 Nordgold N.V. 10

Объемы добытого золота зависят от видов разрабатываемых месторождений.

Страны лидеры по добыче золота

Если еще сравнительно недавно лидером по добыче золота считался Южно-Африканский регион, то сегодня лидирующие позиции заняли другие страны.

По последними данным 2016 года можно составить следующий топ 5 стран лидеров по золотодобыче.

Страна Количество добытого драгоценного металла в тоннах
Китай 455
Австралия 270
Россия 250
США 209
Канада 170

Среди лидеров по добыче золота сохраняют свои позиции Перу, ЮАР, Мексика, Узбекистан, Индонезия, Гана, Бразилия и Новая Гвинея.

За весь 2016-й год было извлечено 3104 тонны благородного металла, с каждым новым годом этот показатель растет, хотя это и затрудняется постепенным истощением приисков.

Добыча золота в России

В нашей стране основные районы по золотодобыче сосредоточенны в Забайкалье и Сибири. Также есть месторождения на Урале, но на данный момент они истощаются, так как этот регион стал исторически первым, где начали поиски и разработку залежей.

В европейской части страны незначительные запасы драгоценного металла есть на территории Ленинградской области. На данный момент “Ленинградские” месторождения считаются нерентабельными для промышленной добычи. Хотя еще в XIX веке здесь были императорские старательские артели. Сейчас поисками золота в этом регионе занимаются «черные старатели».

Основная масса добываемого драгоценного металла извлекается из руды, добываемой на коренных месторождениях. Добыча золота в России на россыпях не утратила своей актуальности, но объемы постепенно сокращаются в виду обеднения таких залежей.

В каком виде можно встретить золото в природе?

Природное месторождение может содержать руду в двух вариантах: крупицы или самородки. Оба вида имеют принципиальные различия, при этом для ученых до сих пор остается загадкой принцип их формирования.

Крупицы

Наиболее часто встречаемая разновидность. Крупицами называются золотые фракции размером до 15 г. Как правило, крупицы содержат минимум примесей, поэтому их добыча считается наиболее эффективной в экономическом плане.

Способ их добычи заключается в просеивании горной породы. Остающиеся крупицы драгоценного металла послужили толчком к золотой лихорадке, возникшей сразу на трех континентах: в Северной Америке, Европейской части России и Австралии.

Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

Самородки

Куски размером свыше 15 г получили название самородков. Образование самородков происходит значительно реже, но ценность их при этом значительно выше. Чем больше размер куска, тем ценнее будет находка.

В некоторых источниках можно найти упоминание о самородке в 2,5 тонны, который извлекли из земли в XI веке. До наших дней самородок не сохранился, и отыскать нечто подобное сейчас практически невозможно. Найденные в период новейшей истории экземпляры значительно меньше, однако некоторые все-таки заслуживают внимания:

  1. Австралийский континент запомнился как место нахождения рекордсмена в среде самородков. Гигант известен под именем «Плита Хольтермана». Вес находки был равен 100 кг.
  2. Второе место занимает гигант, выкопанный на острове Хоккайдо. Название самородка «Японец», вес – 71 килограмм.
  3. Уральский самородок весом в 36 кг получил свое название «Большой треугольник» благодаря необычной форме.
  4. Замыкает круг известных самородков магаданский «Золотой Великан». Правда, вес у него достаточно скромный, всего 14 кг.

Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

В самородках никогда не бывает чистого золота. А примеси способны изменить цвет металла до неузнаваемости. Поэтому обнаружить самородок очень сложно, а определить его принадлежность к благородным металлам сможет только опытный специалист.

В чем различие между золотыми самородками и крупицами?

С точки зрения обывателя золотом можно назвать оба вида руды. А вот для золотодобытчика разница довольно ощутима:

  1. Крупицы содержат до 97 % чистого золота, самородки изобилуют трудноудаляемыми примесями.
  2. Добыча крупиц экономически более выгодна.
  3. Самородки встречаются крайне редко.

Зарабатывают добытчики золота в основном на крупицах. Находка хорошего самородка считается большой удачей и сулит не столько доход, сколько престиж, создавая имя добытчику.

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура золота

Кристаллическая структура золота

Кристаллизуется в кубической сингонии, в виде октаэдров, ромбододекаэдров, кубов и более сложных по форме кристаллов; нередко они искажены, сильно вытянуты, образуя «проволочки», «волоски», или уплощены параллельно грани октаэдра. Для самородного золота особенно низкопробного, характерно многообразие форм роста, оно обычно в виде скелетных кристаллов, дендритов, нитевидных и скрученно-нитевидных кристаллов. Широко распространены прожилковидные и неправильные комковидные, «крючковатые» выделения; на их поверхности нередко сохраняются отпечатки кристаллов других минералов, агрегаты которых включали скопления самородного золота. Травление выявляет кристаллически-зернистое строение золотых частиц.

СВОЙСТВА

Золотые слитки и самородки

Золотые слитки и самородки

Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Диамагнетик, то есть, магнитное поле в золоте ослабевает. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, рения, платины, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя).
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.
Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.

Сплавы с другими металлами

Сплавы благородного металла образуются с двумя целями:

  1. Изменить механические свойства золота, сделать его более прочным или, напротив, более хрупким и ковким.
  2. Сэкономить запасы драгоценного металла.

Различные добавки в золото называются лигатурой. Цвет и свойства сплава зависят от того, какова химическая формула его составляющих. Так, серебро и медь значительно повышают твердость сплава, что позволяет использовать его для изготовления ювелирных изделий. А вот свинец, платина, кадмий, висмут и некоторые другие хим элементы делают сплав более хрупким. Несмотря на это, их часто используют для производства самых дорогих украшений, так как они существенно изменяют цвет изделия. Самые распространенные сплавы:
Зелёное золото

  • зеленое золото — сплав 75% золота, 20% серебра и 5% индия;
  • белое золото — сплав золота и платины (в соотношении 47:1) или золота, палладия и серебра в пропорции 15:4:1.
  • красное золото — сплав золота (78%) и алюминия (22%);
  • сплав золота и серебра в пропорции 3:1 (что интересно, сплав в любой другой пропорции приобретет белый цвет, и эти сплавы называются общим термином «электрон»).

      В зависимости от количества золота в сплаве, определяют его пробу. Она измеряется в промилле и обозначается трехзначной цифрой. Количество искомого металла в каждом сплаве строго регулируется государством. В России официально приняты только 5 проб: 375, 500, 585, 750, 958, 999. Цифры пробы означают, что именно столько мер золота приходится на 1000 мер сплава.

Иными словами, в слитке или изделии 585 пробы содержится 58,5% золота. Золото высшей пробы, 999, считается чистым. Его для своих нужд использует только химия, так как этот металл слишком хрупкий и мягкий. 750 проба — самая популярная в ювелирной промышленности. Ее основные компоненты — серебро, медь, платина. На изделии обязательно должно стоять клеймо — цифровой знак, обозначающий пробу.

Характеристики отдельных сплавов

Под плотностью какого-либо материала понимается физическое свойство, которое обуславливается массой определённой единицы объема. Измерение параметра определяется соотношением массы и величины тела.

Сплав золота с другими металлами обозначают пробой, которую наносят непосредственно на изделие.

Физические и химические свойства

Золото инертно: в чистом виде не образует оксидов, не подвержено коррозии. Еще у него:

  • высокая плотность — 19,32 г/см³;
  • среднеплавкость (температура плавления в диапазоне 600–1600 °С — 1064,43 °С);
  • низкая твёрдость — 2,5 пунктов по шкале Мооса;
  • высокая ковкость (благодаря ей создается позолота);
  • высокая пластичность, тягучесть.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Тип изотропный
Цвет в отраженном свете желтый переходящий в белый с увеличением содержания Ag, — красноватый — с увеличением содержания Cu.
Плеохроизм не плеохроирует
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении не флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа m3m (4/m 3 2/m) — гексаоктаэдральный
Пространственная группа Fm3m
Сингония кубическая
Параметры ячейки a = 4.0786Å
Двойникование общая по (111)

Золото не взаимодействует с кислотами и щелочами

Золото не способно растворяться в кислотно-щелочной среде. Растворить его можно лишь в единственном случае – при соединении с царской водкой, которая представляет собой концентрат двух кислот:

  • соляной кислоты
  • азотной кислоты

Если посмотреть на работы алхимиков разных поколений, то можно увидеть, что они иллюстрировали исследования данной реакции в виде рисунка льва, который пожирал диск с солнечными лучами.

Химические свойства золота

Золото отличается высокой реакционностью

В процессе нагревания золота наблюдается увеличение показателей реакционности. То есть, металл можно растворить во время соединения окислителя и концентрата серной кислоты. При повышении температуры золото вступает в реакцию с галогенами (в том числе – с их соединениями), а также с определенными видами элементов системы. Отметим, что различные ювелирные украшения изготовляют не из чистого металла, а из его сплава с никелем, медью и так далее. Поэтому хранить золото рекомендуется с теми веществами, в составе которых присутствует йод и хлор.

Плотность проб золота

Проба Цвет сплава Состав сплава Плотность проб золота
г/см3 кг/м3
375 красный золото, серебро, медь 11,54 11540
розовый золото, серебро, палладий, медь 11,56 11560
585 белый золото, серебро, никель, цинк, медь 12,85 12850
золото, серебро, палладий 14,74 14740
зеленый золото, серебро, медь 13,92 13920
желтый золото, серебро, медь 13,70 13700
красный золото, серебро, медь 13,24 13240
750 белый золото, серебро, никель, цинк 15,38 15380
золото, серебро, палладий 16,44 16440
зеленый золото, серебро 15,96 15960
желтый золото, серебро, медь 15,45 15450

Плотность проб золота – таблица сплавов

В таблице выше указана плотность сплавов золота в зависимости от их цвета и лигатуры. Например, удельный вес золота 585 пробы в зависимости от цвета сплава составляет от 12,85 до 14,74 г/см3. Плотность сплава золота и серебра равная 15,96 г/см3
соответствует 750 пробе, и такой ювелирный сплав имеет зеленый оттенок.

Удельный вес золота и других металлов

Удельная плотность золота зависит от его чистоты. В мире не существует идеально чистого золота. На сегодня, с помощью процессов аффинирования, чаще всего получают драгметалл, чистота которого соответствует 99,99 % – это примерно соответствует 1000 пробе золота. Такое условно чистое без примесей золото имеет плотность – 19300 кг/м3 или 19,3 г/см3.
Удельный вес золота 999 пробы будет чуть меньше чем у чистого желтого драгметалла, при условии, что в его состав не будут входить более тяжелые металлы.

Среди всех химических элементов, золото имеет не самую высокую плотность, его значительно опережает иридий, который имеет самый большой удельный вес среди всех известных людям металлов – 22650 кг/м3 или 22,65 г/см3. Также золото легче еще трех металлов: осмия, платины и рения.

Плотность металлов – таблица (все металлы известные на сегодня)

  Металл Удельный вес
кг/м3
Твердость
по шкале Мооса
Температура плавления
°C
  1   Алюминий 2698,9 2,75 660
  2   Барий 3500 1,25 729
  3   Бериллий 1848 5,5 1278
  4   Ванадий 6110 4,5 1887
  5   Висмут 9790 2,25 271,44
  6   Вольфрам 19250 6 3422
  7   Галлий 5910 1,5 29,8
  8   Гафний 13310 4 2233
  9   Железо 7874 4 1538,85
 10   Золото 19300 2,5 1064,18
 11   Индий 7310 1,2 156,6
 12   Иридий 22650 5 2466
 13   Иттрий 4470 2,59 1522
 14   Кадмий 8650 2 321
 15   Калий 856 0,4 63,65
 16   Кальций 1550 1,75 838,85
 17   Кобальт 8900 3,75 1495
 18   Лантан 6162 2,5 920
 19   Литий 534 0,6 180,54
 20   Магний 1738 2,5 650
 21   Марганец 7210 4 1244
 22   Медь 8920 3 1083,4
 23   Молибден 10220 4,5 2623
 24   Натрий 971 0,5 97,81
 25   Никель 8902 4 1453
 26   Ниобий 8570 4,75 2468
 27   Олово 7310 1,5 231,91
 28   Осмий 22610 5,5 3033
 29   Палладий 12020 3,75 1554
 30   Платина 21450 3,5 1768,3
 31   Рений 21020 5,5 3186
 32   Родий 12410 4,5 1963
 33   Рубидий 1532 0,3 39,05
 34   Рутений 1241 5 2334
 35   Свинец 11341,5 1,5 327,46
 36   Серебро 10500 2,5 962
 37   Скандий 2990 3,17 1541
 38   Стронций 2540 1,5 769
 39   Сурьма 6691 3 631
 40   Таллий 11849 1,2 304
 41   Тантал 16650 5 3017
 42   Технеций 11500 5 2157
 43   Титан 4540 4,5 1670
 44   Торий 11780 3 1755
 45   Хром 7190 5 1856,9
 46   Цезий 1873 0,2 28,5
 47   Цинк 7133 2,5 419,6
 48   Цирконий 6506 3,75 1852
 49   β-Уран 19050 6 1132
  Металл Удельный вес
кг/м3
Твердость
по шкале Мооса
Температура плавления
°C

Как видно из таблицы выше, среди химических элементов есть металл, который не относится к благородным, но имеет плотность очень близкую с золотом – это вольфрам. Так как плотность вольфрама и золота почти одинакова, в наше время его часто используют мошенники. Особенно сегодня стали эффективны фальшивые слитки весом от 100 грамм и более. Плотность слитка золота 999,9 пробы почти полностью совпадает с удельным весом вольфрамового слитка. Банковский слиток, имеющий плотность золота 999 пробы абсолютно равноценен по весу слитку из чистого вольфрама такого же объема и формы. Другой металл, который намного реже, но также все еще используется для изготовления фальшивого золота – это свинец. Так как плотность золота и свинца отличается существенно, обмануть внимательного покупателя драгметалла мошенникам будет очень проблематично. В случае если золотое изделие имеет 375 пробу, то такой удельный вес золота и свинца почти совпадает. При качественном
золотом напылении, свинец может вполне сойти за 375 пробу золота.

Как определить удельный вес в домашних условиях

При необходимости в домашних условиях можно определить плотность изделия и по таблицам примерно определить его состав.

  1. Взвешиваю изделие с точностью 0,1 г: принесенное на экспертизу кольцо показало 2,5 г.
  2. Наливаю очищенную воду в мензурку и замеряю уровень в миллилитрах по ее делениям.
  3. Опускаю изделие в мензурку с очищенной водой и замеряю новый уровень.
  4. Определяю изменение уровня жидкости (по разности двух измерений). У меня объем изделия примерно равен 0,25 мл.
  5. Делю результат пункта 1 на величину объема (п. 4). При делении 2,5/0,25 = 10 г/см3 (так как 1 мл = 1 см3). Мои измерения показали, что изделие (с учетом погрешности измерения) сделано из серебра (10,5 г/см3).

Ионы золота

7+Au
5+Au
3+Au
2+Au
1+Au

Au 01-Au

Валентность Au

Атомы золота в соединениях проявляют валентность VII, V, III, II, I.

Валентность золота характеризует способность атома Au к образованию хмических связей.
Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании
химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:

Число химических связей, которыми данный атом соединён с другими атомами

Валентность не имеет знака.

Квантовые числа Au

Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации,
для атома Au эти числа имеют значение N = 5, L = 2, Ml = -2, Ms = ½

Металлы с близкими значениями удельного веса

В природе существует несколько металлов, имеющих похожую с золотом плотность. Это уран и вольфрам. Уран не будут использовать для фальсификации золота по двум причинам: во-первых, он радиоактивен, а во-вторых, его достать не так-то просто. Вольфрам же подходит для этого гораздо больше. Но вольфрам также имеет отличия от золота в твердости и цвете, что не позволяет выдавать его за золото.

Фальшивомонетчики поступают иначе. Слитки из вольфрама покрываются сверху золотом. Но не только фальшивые слитки делаются таким образом. Используется он и для изготовления позолоченных украшений. Внешне такие изделия выглядят так же, как и настоящие, но имеют другие характеристики износостойкости и, соответственно, цену. Существуют и просто вольфрамовые изделия, они популярны среди молодежи.

Покрывают золотом и украшения из свинца, который имеет мягкую структуру. Бытует мнение, что свинец легко отличить по плотности или удельному весу, так как для золота этот показатель сильно отличается. Но это не так. Золото не используется для изготовления ювелирных изделий в чистом виде, только в сплавах.

В различных сплавах плотность изделия может варьироваться, поэтому одинаковые по величине изделия из свинца и золота 375 пробы могут и весить одинаково. Золото других проб имеет куда более высокую плотность, за исключением редко применяемого 333 и популярного на Западе 417. Распространенная у нас 585 проба имеет удельный вес 15-16 г на сантиметр в кубе, что тяжелее свинца значительно.

Плотность золота — очень важный показатель, который имеет значение при его добыче, в ювелирном производстве, аффинаже. Определение плотности может помочь отличить настоящее изделие от фальшивого, конечно, если на нем отсутствует проба, однако и пробу можно подделать. Важен этот показатель и при исследованиях, цель которых открыть новые цвета металла.

Очень часто можно встреть украшения с необычными его цветами, часто это бывают напыления, но особо ценятся сплавы, которые имеют редкий цвет. Получение таких сплавов осложнено именно разницей в температурах плавления и плотностях металлов, которые необходимо добавить к золоту для получения определенного цвета.

Метод добычи золота

Золото является довольно редким элементом на Земле. Его содержание в земной коре невелико. В основном оно встречается в виде россыпей в самородном состоянии или в виде руды и изредка встречается в виде минералов. Иногда золото добывается в качестве сопутствующего вещества при разработке медных или полиметаллических руд.

Способов добычи этого благородного металла человечество знает множество. Самый простой — отмучивание, то есть отделение золотой руды от пустой породы по специальному техпроцессу. Однако этот способ предполагает большие потери, так как технология далеко не совершенна. На смену механическому способу добычи золотой руды пришла химия. Алхимики, а после них химики получили множество способов выделения искомого металла из породы, среди них самые распространенные:

  • амальгамация;
  • цианирование;
  • электролиз.

Электролиз, открытый в 1896 году Э. Вольвиллом, получил широкое распространение в промышленности. Его суть заключается в том, что аноды, состоящие из золотосодержащего вещества, помещаются в ванную с солянокислым раствором. В качестве катода используется лист из чистого золота. В процессе электролиза (пропускание тока через катод и анод) на катоде откладывается искомое вещество, а все примеси выпадают в осадок. Таким образом хим свойства драгоценного металла помогают получать его в промышленных масштабах практически без потерь.

Как получают

Основные способы получения золота в промышленных масштабах дополняют друг друга — например, шлих можно очистить от плотных примесей путем амальгамации.

Промывка

Промывка (шлихование) — древний метод добычи золотого песка (шлиха) из вторичных месторождений. Песок отмывается благодаря плотности: менее плотные минералы вымываются водой, а шлих оседает.

Масштабная добыча золота автоматизирована: вместо людей работают промывочные устройства и экскаваторы. Однако принцип их действия за последние 2000 лет почти не изменился.

Шлих — не чистое золото. Существуют элементы плотнее — они оседают с песком на дне промывочной емкости. Для финальной очистки используются другие, в частности химические, способы.

Амальгамация

Этот метод тоже известен с древности, но описан в XVI веке. Он возможен благодаря свойству ртути образовывать сплавы (амальгамы) с другими металлами без дополнительного термического или химического воздействия. После избавления от фрагментов пустой породы химические элементы механически разделяются.

Амальгамация применяется не везде: в ряде стран (с 1988 года — в России) запрещено использовать ртуть из-за смертельной опасности этого элемента для человека.

Цианирование

Способ извлечения драгоценного элемента из руды цианированием основывается на способности золота растворяться в синильной кислоте (цианистом водороде, HCN) и ее солях. Руда обрабатывается слабым (0,03–0,3 %) раствором цианида. Благородный металл реагирует раньше других химических элементов, а после химической реакции осаждается из раствора.

Что такое белое золото?

Так называют сплав золота с платиной, никелем или палладием. Соединение золота с другими металлами придает сплаву белый цвет. Белое золото используют в ювелирном деле – из него получаются изящные украшения.

Высоким спросом пользуются кольца, дизайн которых предусматривает сочетание белого золота с «классическим» желтыми или красным.

Оно прекрасно смотрится в ансамбле с черным жемчугом и бриллиантами. Чтобы сплав не был матовым, ему придают блеск путем гальванизации (покрывают родием).

Что такое чёрное или червонное золото?

Черное или червонное золото
Черное и червонное золото

Черное золото – сочетание золота с различными элементами. В результате изделие становится серого или черного оттенка.

Черное золото получают путем соединения золота с кобальтом и хромом и дальнейшего окисления при высокой температуре. Также иногда его получают методом напыления аморфного углерода. Еще реже – путем гальванического покрытия золота родием или рутением. Но лучше всего черное золото сочетается с черным жемчугом и разноцветными драгоценными камнями.

Однако словосочетание «червонное золото» сегодня используется в основном лишь в быту. По одной из версий, термин «червонный» произошел от польского слова «czerwony», то есть «раскаленный», по другой – от старославянского «червить», то есть «красить».

С точки зрения состава червонное золото – это сплав золота высокой пробы (не ниже 750) с медью. Кстати, использовали такой сплав для чеканки монет и в ювелирном производстве.

Что такое красное или розовое золото?

Красное золото – сплав золота и меди – на Руси использовали для чеканки червонцев. Поэтому многие склонны считать, что «красное» – это и есть «червонное» золото. Кстати, золота в таких монетах было 90%, соответственно, проба такого золота – 900.

Красное золото содержит минимум примесей и традиционно использовалось для изготовления дорогих обручальных колец. Сегодня красное золото – это сплав золота 585 или более низкой пробы, включающий в себя медь и серебро.

Процентное соотношение строго рассчитано: в случае, если меди будет слишком много, сплав будет окисляться и темнеть. В розовом золоте меди примерно в пять раз меньше, чем в красном. Это своего рода «облегченная» версия красного золота.

Что показывает проба?

Пробу ставят на ювелирные изделия, чтобы показать количество чистого металла в составе драгоценного сплава. От нее зависит стоимость готового изделия.

Меры чистоты золота

Государства контролируют оборот драгметалла. Век назад почти в каждой стране работала своя система пробирования, но сейчас большинство приведено к общему знаменателю.

Британская каратная система

В каратной системе (США, Канада, Швейцария) за 100 % принято число 24. Клеймо «18 K» говорит о том, что украшение состоит на 75 % из драгоценного металла, а на 25 % из чего-то ещё — например меди и палладия.

Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

Метрическая

Популярная система, которая используется и сейчас. По метрической пробе можно узнать весовое количество золота в 1000 весовых частей сплава.

Золотниковая система

Золотниковая система проб действовала в Российской империи, РСФСР и СССР в 1798–1927 годах. Она основана на русском фунте, равном 96 золотникам, аналогична каратной математически, но делит целое не на 24, а на 96 долей.

Лотовая

Раньше была популярна в странах Западной Европы. Сейчас не используется. Раньше массу золота, серебра определяли марками. Число лотов на 1 марку сплава указывало на количество чистого благородного металла.

Таблица соответствия проб

Посмотрим на три системы в сравнении. Существует также лотовая проба — она по сути повторяет каратную, но берет за сто процентов 16 единиц (лот). Лотовая проба использовалась для пробирования серебра в Европе до введения метрической системы и не имеет отношения к золоту.

Метрическая система проб 999 958 916 900 750 585 500 375
Каратная система проб 24 23 22 21,6 18 14 12 9
Золотниковая система проб 96 92 88 86,4 72 56 48 36

Сферы применения

Золото давно используется различными странами в виде монет. Однако в качестве монопольного денежного средства их утвердили только к XIX веку.

Сегодня драгметалл используется во многих сферах жизни общества:

Ювелирная промышленность
Посуда с позолотой

  1. Ювелирная промышленность. Именно на эту область приходится большой объём добываемой горной породы. Украшения и аксессуары производят не из чистого вещества, а из его сплавов с другими металлами, которые повышают механическую прочность и стойкость изделий. Обычно золото соединяют с серебром и медью. Дополнительными компонентами служат цинк, кобальт, никель или палладий. Драгметалл определяет устойчивость сплава к коррозии, соотношение меди и серебра — оттенок и механические особенности. Важная характеристика таких изделий — проба. Она определяется содержанием золота в них.
  2. Промышленность. Вещество используется для электрических контактов. Микроэлектроника не обходится без золотых проводников и гальванических покрытий металлом. Обработка оконных стёкол этим материалом позволяет уменьшить потери тепла зимой и предохранить помещения от нагревания ультрафиолетовыми лучами летом. Золотыми припоями смачивают поверхности из разных металлов. Вещество применяется для защиты от коррозии и придания другим материалам дорогого вида.
  3. Стоматология. Золотые сплавы применяют для производства коронок и зубных протезов, которые не портятся.
  4. Фармакология. Вещество часто служит дополнительным компонентом в лекарствах от туберкулёза и ревматоидных артритов. Радиоактивный изотоп, который обозначается 198Au, применяется для лечения злокачественных опухолей. Перед использованием препаратов необходимо убедиться в том, что у пациента нет негативных реакций на золото.
  5. Пищевая промышленность. Элементом в качестве пищевой добавки E175 декорируют различные блюда.

Во все времена золото служило важным элементом финансовой системы. Этот металл не подвержен коррозии, поэтому ему стараются найти применение в различных областях. Периодически роль металла снижалась в качестве международной валюты, однако банки в любых странах хранят его как самый важный источник ликвидности.

Медицина

Жёлтый металл часто используется в стоматологии для изготовления коронок и зубных протезов. Они отличаются высоким качеством и со временем не темнеют. Единственный минус таких коронок заключается в том, что постепенно они стираются. Поэтому вместо золотых зубов многие используют другие, более современные протезы.

Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

Лекарства, содержащие в составе ионы Au, часто используются для лечения туберкулёза, волчанки и артрита. В Индии считается, что регулярное употребление лекарств, состоящих из чистого золота и особых трав, позволяет омолодить организм.

Промышленность

Очень часто золото используется при производстве микросхем и плат. Из него делают тонкую драгоценную фольгу, которая применяется для покрытия различных предметов и отлично защищает их от ржавчины.

Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

Как правило, для этого подходит техническое золото.

Интересные факты

Исторические факты о золоте

С историей драгметалла связано много интересных моментов и любопытных фактов.

  1. Начиная с момента обнаружения золота и до наших дней, было добыто более 160 тысяч тонн этого ценного металла. Стоимость такого количества сырья оценивается примерно в 10 триллионов долларов.
  2. Золотая руда была обнаружена на всех материках.
  3. Один из наиболее крупных самородков, обнаруженных за всё время существования человечества, весил 72 килограмма.
  4. В древние времена для того, чтобы отделять золотые крупицы от песка, египтяне использовали нестриженную овчину. Говорят, что именно эта традиция и поспособствовала возникновению мифа о Золотом руне.
  5. Древние греки считали, что золото – это солнечные лучи, которые растворяются в воде. Инки называли этот металл «слезами бога Солнца», а египтяне – «кожей бога Ра».

Золото: описание и свойства металла, цвета, пробы, сферы применения и месторождения

Много столетий назад люди считали, что золото – это дар богов людям. Сейчас этот драгоценный металл используется в разных современных отраслях, делая человеческую жизнь яркой и комфортной, что лишь подтверждает ценность этого драгметалла.

Алхимики

Никто не ставит сейчас под сомнение состав золота, но когда-то оно считалось не только составляющим минералов и благородным металлом в очищенном виде, но и чем-то, что можно получить из другого вещества. Речь идет об алхимии, науке, которая появилась задолго до химии и стала ее прародительницей. Алхимиков считали колдунами и шарлатанами, им не доверяли и их боялись, но, тем не менее, не существует доказательств, которые бы позволили с уверенностью сказать, что это лженаука или вымысел. Существуют книги по алхимии, свидетельства очевидцев, истории, вписанные в хроники. Конечно, золото всегда было наибольшей ценностью и идея его получения при помощи опытов стала «идеей фикс» для многих поколений ученых.

Алхимики

У алхимиков было особое видение мира, они считали, что в природе все едино и все эволюционирует. Это относилось и к человеческой душе, и к минералам, веществам. Низшим металлом считался свинец, он был несовершенен, высшим — золото, так как оно обладало исключительными свойствами. Многие свидетельства указывают на то, что алхимики нашли секретное соединение, которое обращало олово и ртуть в чистейшее золото — философский камень. Состав и свойства этого камня остались неизвестны, так как те, кто его изобрели, унесли секрет в могилу, а свидетели могли рассказать лишь о процессе превращения олово, смешанного с порошком или камнем, в золото. Алхимическое золото по сей день будоражит умы, формула неизвестна даже сейчас при том, что наши технологии так развиты. Единственным доказательством в пользу достоверности этих экспериментов можно назвать эксперименты с ураном, когда при особом воздействии он образует совсем иные, новые, вещества. История требует уважительного отношения и вспомнив о грандиозных сооружениях, возведенных еще до нашей эры, дальних путешествиях и блестящих изобретателях, можно лишь развести руками, предположив, что алхимики древности знали о металлах гораздо больше, чем мы.

Золото в химии — лишь один из элементов, обладающий особыми свойствами, но его название в жизни людей побуждает совершенно другие ассоциации, чем другие металлы. Оно является мерилом состоятельности и успеха, символизирует власть и влияние. Конечно, человека в самом начале его знакомства с этим металлом привлекла его красота. Золотой цвет напоминал о Солнце, которое обожествлялось многими народами многие века. Золото стало материалом для культовых сооружений, украшений. Позже из него были выпущены первые монеты, так вошло в обиход понятие денег. Во времена империй и царств золото использовалось в отделке утвари и помещений. В церквях оно всегда использовалось для рам, покрытий, украшений, сусальное золото получило широкое распространение, а купола церквей покрывало листовое. Сейчас золото используется и для эстетических целей, и ради науки.

Как отличить подделку?

Есть несколько способов, как отличить подлинное изделие от фальсификации. Надо отметить, что применение только одного теста не гарантирует точность результата. Лучше вести проверку по нескольким параметрам. Итак, опытные ювелиры используют следующие способы, чтобы отличить золото от подделки:

  1. Проверяют мягкость. Настоящий желтый металл очень мягкий. Если надкусить его, то на нем останется след. Именно так, на зуб, можно отличить подделку. Сплавы с минимальным содержанием благородного металла твердые.
  2. Проверяют звучание. Настоящее ювелирное изделие из золота звенит мягко, легко. Но только на слух полагаться не стоит. Различные примеси по-разному искажают звучание.
  3. Капают йодом. Если в изделии большая доля искомого металла, то капля йода, помещенная на поверхность предмета, почернеет. В противном случае — станет белой.
  4. Чертят по кафелю. Так как плотность золота выше кафеля, то оно должно оставить на нем характерный золотистый след. Если же это подделка, то след останется на изделии. Также следы золотой пыли останутся на коже, если изделие тщательно потереть, например, о руку.
  5. Взвешивают на специальных весах. Если плотность металла меньше заявленной, то и вес изделия будет меньше.
  6. Скребут по тыльной стороне предмета. Это делается для того, чтобы узнать, не скрывается ли под слоем позолоты обыкновенная медь или вольфрам.

Потенциального покупателя должны насторожить и следующие моменты:

  • отсутствие документации;
  • несоответствие клейма с пробой, задекларированной в документах;
  • исправления в документах;
  • стертое клеймо с пробой;
  • знак пробы советского периода;
  • непривычный цвет изделия.

      Если смущает что-то непонятное и есть какие-то подозрения, это верный знак, что сперва изделие стоит показать профессионалу, оценщику или сотруднику ломбарда, и только потом принимать решение о покупке.

Источники
  • https://jgems.ru/metally/zoloto
  • https://vplate.ru/zoloto/chto-takoe/
  • https://TheMineral.ru/metally/zoloto
  • https://promdevelop.ru/industry/vsyo-o-dobyche-zolota-gde-i-kak-dobyvaetsya-zoloto/
  • https://zhazhdazolota.ru/dobycha/kak-vyglyadit-v-prirode
  • https://mineralpro.ru/minerals/gold/
  • https://grammzolota.ru/vidy/himicheskiy-element.html
  • https://VseoMetallah.ru/zoloto/plotnost-udelnyj-ves-i-proba
  • https://zhazhdazolota.ru/interesnoe/himicheskij-element-aurum
  • https://goldenlab.ru/interesnoe-o-zolote/svojstva-zolota/himicheskie-svojstva-zolota-kratko-o-glavnom/
  • https://goldomania.ru/articles-3/plotnost_zolota.html
  • https://zhazhdazolota.ru/interesnoe/udelnyj-ves-prob
  • https://k-tree.ru/tools/chemistry/periodic.php?element=Au
  • https://DedPodaril.com/zoloto/imform/udelnyy-ves-zolota.html
  • https://www.vseznaika.org/chemiks/chto-takoe-zoloto-i-za-chto-cenyat-etot-metall/
  • https://metalloy.ru/metally/zoloto
  • https://nauka.club/khimiya/zoloto.html
  • https://golden-inform.ru/prochee/formula-zolota-v-ximii/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector