Физические и химические свойства золота, проба золота. Физические и химические свойства золота, проба золота Имеет ли золото запах

> чем пахнет железо?1.11.2006

Наверное, многих посещала мысль – почему пахнет железо? Чем обусловлен несильный, но характерный «металлический» запах, возникающий после того, как мы прикоснемся к железным или стальным объектам – монеткам, ключам, инструментам. Почему, в конце концов, водопроводная вода, текущая из старых труб, «пахнет ржавчиной». Химики знают, что запах – результат взаимодействия рецепторов нашего носа с соединениями молекулярной природы, однако вещества с ионной, атомной или металлической кристаллической решеткой не должны пахнуть.

Исследовав этот вопрос, объединенная исследовательская группа из Университета Лейпцига, и Политехнического института Виргинии, возглавляемая Дитмаром Глиндеманном (Dietmar Glindemann), пришла к выводу о том, что запах металла – иллюзия и на самом деле мы ощущаем запах собственного тела .

Добровольцы, согласившиеся принять участие в эксперименте, практически моментально узнали «запах железа» при соприкосновении их рук с металлическим железом или обработке рук растворами солей двухвалентного железа. Вместе с тем, обработка кожи добровольцев растворами, содержащими ионы железа(+3) не вызывали образование запаха. Хромато-масс спектрометрия образцов веществ с кожи добровольцев показала, что на кожных покровах человека, контактировавших с железом(0) или железом(+2) содержится целый «букет» органических веществ, ответственных за «металлический» запах. Ключевой компонент этой смеси – сопряженный кетон 1-октен-3-он, растворы которого обладают сильным «металлическим» запахом даже при сильном разбавлении.

Прекурсорами молекул «металлического» аромата являются перекиси липидов, образующиеся при окислении жиров кожи ферментами-оксидоредуктазами, при облучении кожи ультрафиолетом или в результате других процессов. Перекиси липидов разлагаются под действием с двухзарядных ионов железа, которые, в свою очередь, окисляются до инертных по отношению к перекисным соединениям ионов железа (+3). Незаметной на глаз коррозии железного изделия под воздействием влаги кожи оказывается достаточным для генерации количества ионов железа(+2), требуемого для окисления пероксолипидов.

Кровь, содержащая железо в составе гемоглобина, также характеризуется узнаваемым «металлическим» ароматом, формирующимся за счет тех же органических молекул. Исследователи считают, что способность человека «чувствовать запах металла» сложилась эволюционно и ассоциируется с запахом крови. Возможно, что, ориентируясь на этот запах, наши предки выслеживали раненых жертв или членов племени.

Исследователи надеются, что полученные знания можно будет использовать для дальнейшего тестирования кожи, крови и соединительных тканей соединениями железа с целью создания «картотеки запахов» человека и использования летучих пахнущих молекул в роли маркеров для индивидуального запаха тела, диагностики стрессовых состояний и заболеваний.

Золото известно человечеству очень давно. Его добычу стали осуществлять несколько веков назад. Свою ценность данный металл обрел из-за низкого содержания на поверхности планеты Земля. Ученые доказали, что золото попало на планету при бомбардировке астероидами много миллионов лет назад. Также оно изначально содержалось в небольшом количестве в недрах Земли.

Сейчас золото добывают в рудниках во многих странах. Наибольшие золотые запасы недр Земли находятся в Южной Африке и Северной Америке. Причем этот драгоценный металл можно обнаружить не только в почве, но и в воде. В России золото в основном добывают на Севере и в Сибири. Крупнейшие месторождения этого драгоценного металла в нашей стране находятся в Красноярском крае, Амурской области и Чукотском автономном округе. Мировым лидером по добыче золота сейчас считается Китай.

Цвет золота

В естественном виде золото имеет желтый цвет с небольшим красноватым оттенком. Но таким оно бывает только в банковских слитках. В природе золото смешивается с другими металлами, например с серебром, медью и так далее. Получается, что, чаще всего, человек имеет дело со сплавами этого драгоценного металла. Даже ювелирные украшения никогда не бывают без примесей других веществ. Особенно популярным сплавом при производстве таких украшений считается соединение золота с палладием, которое имеет серебряно-белый цвет. Его даже называют белым золотом. Оно менее подвержено разрушению со стороны атмосферного давления и обладает более прочными свойствами.

Имеет ли золото запах

На самом деле золото не имеет запаха. Оно отличается от других металлов тем, что практически не подвергается коррозии и воздействию окружающей среды. А, следовательно, золото не окисляется и не вступает в реакцию с кислородом. Отсюда и полное отсутствие каких-либо запахов.

При этом золото каким-то образом воздействует на почву, которая располагается рядом с крупными месторождениями. Такая земля имеет крайне неприятный запах, который может ощущаться на расстоянии в несколько сотен метров.

ЛЮБОМУ москвичу не раз приходилось видеть в переходах метро или на площадях перед вокзалами подозрительного вида мужчин, держащих перед собой табличку "Куплю золото". Несмотря на кажущуюся бесперспективность данного промысла, за день "золотые" дельцы могут заработать до нескольких тысяч долларов. Корреспонденты "НГ" попытались поближе познакомиться с этими загадочными людьми.

Тихие улочки в окрестностях Старого Арбата как магнитом притягивают к себе самый разнообразный люд. Торговцы золотом и антиквариатом здесь не редкость. Впрочем, большинство бывших "подпольщиков" к настоящему времени успели легализоваться и стать респектабельными владельцами небольших ювелирных лавок. Золотые украшения здесь не слишком дороги - большинство магазинов принимают товар на реализацию. Кроме того, практически на всем Арбате расположились скупщики золота. Чаще всего это среднего возраста мужчины, небрежно разгуливающие вокруг своих, как правило, стареньких "Жигулей". На лобовом стекле машины, как визитная карточка, красуется табличка: "Куплю золото, серебро и ювелирные изделия".

Когда корреспонденты "НГ" подошли к одному из них и предложили купить коллекцию редких марок, торговец бойко объяснил, что "такими вещами не интересуется", и посоветовал поехать на площадь перед станцией метро "Сокол": там, дескать, стоит специальный человек. Когда же торговец увидел фотокамеру, то быстренько убрал табличку и моментально превратился в немногословного, замкнутого человека. А спустя несколько минут корреспонденты "НГ" увидели, как к торговцу подошли двое мужчин и предложили приобрести орден Отечественной войны...

Ситуация с незаконной покупкой золота в метро, как выяснилось, ничуть не лучше. Искать нелегальных покупателей "рыжья" (так на уголовном сленге именуется золото и ювелирные изделия из него) долго не пришлось. Один из них расположился в переходе между станциями "Охотный Ряд" и "Театральная". Парень в джинсовом костюме держал перед собой табличку со стандартным текстом. Вежливо поинтересовавшись, как идет торговля, мы выяснили, что "день на день не приходится: случается, что клиентов нет целую неделю, а иногда...". Незнакомец не стал объяснять, для каких целей приобретает ювелирные изделия, но заметил, что почти всегда готов расплатиться на месте. "До штуки баксов всегда отдам, если товар подходящий, - заявил он. - А вот если колечко ценное, ждать придется. Но недолго - минут тридцать".

Скупщики золота совершенно не боятся, что вместо золота им подсунут медные побрякушки. Двое мужчин в том же переходе объяснили нам: "Отличить настоящее золото от подделки просто - по запаху". Но нюхать обыкновенное обручальное кольцо бессмысленно: "Кроме запаха руки, ничего не почувствуете", - утверждали скупщики. А чтобы удостовериться в подлинности металла, скупщики мажут его... йодом: "Йод все посторонние запахи отбивает, а настоящее золото вообще не пахнет".

Удивительно, но нелегальные скупщики и торговцы ювелирными изделиями совсем не боятся милиции: "Стоять с табличками о покупке чего-либо не является нарушением закона". Видимо, такого же мнения и сотрудники правоохранительных органов, периодически дефилирующие мимо покупателей. Но по российским законам за незаконную торговлю драгметаллами можно получить до десяти лет. А если скупщики золота принимают украденные вещи, вступает в действие статья 175 УК РФ - приобретение или сбыт имущества, заведомо добытого преступным путем (до семи лет). Но все равно столь суровые наказания не пугают скупщиков. По слухам, большинство из них связано со специальными оперативными службами ГУВД, занимающимися поисками украденных драгоценностей. Никто из собеседников корреспондентов "НГ" не стал рассказывать о контактах с оперсоставом милиции. Однако факты говорят сами за себя. Например, до недавних пор на Комсомольской площади стояли автомобили, хозяева которых предлагали продать золото. Корреспонденты "НГ" обратили внимание на одну деталь: марки машин периодически менялись, а вот госномера оставались прежними...

Эту историю мне рассказал школьный приятель, ныне психиатр в одной специализированной лечебнице. В сумасшедшем доме, попросту говоря. Время от времени мы с ним встречаемся и садимся пить пиво (или водку) на его или моей кухне. А заодно потчуем друг друга разными байками из профессиональной сферы. Его интересует больше политическая кухня, а меня — занятные случаи из жизни его пациентов.

Впрочем, эту историю занятной никак не назовешь...

«Вчера, можно сказать, у меня на руках скончался один мужичок, — рассказывал приятель. — Родственников у него в Москве не оказалось, корни у него украинские. Так что получилось, вроде как я у него душеприказчик. Мне же он и исповедался...

Попал в он в больницу довольно обыденным в наше время путем — был подобран на улице милицейским патрулем. Но поняв, что мужик не пьяный, а вроде как не в своем уме, милиционеры переправили его к нам.

Судя по следам уколов на руках, мужик был завзятый наркоман, уже на последней стадии. И спасти его было в принципе нельзя, но из комы мы его все же вывели.

Ломало его жутко, он слезно просил вколоть ему дозу, а взамен обещал рассказать очень занимательную историю. Не то чтобы я ему поверил, просто жалко мужика стало — вид у него был какой-то небомжистый, я бы сказал, даже интеллигентный, хотя и весьма запущенный. В общем, позволил я ему немного кайфануть, а он мне взамен и выдал свою историю.

Когда ему было лет тринадцать, летом в деревне у бабки в него попала молния. Парню повезло, зашибло не до смерти. Но с той поры его стали преследовать всяческие запахи. Нюх у него открылся почище, чем у служебно-розыскной собаки.

Сколько мог, он терпел окружающую вонь, но потом все-таки пожаловался матери. Та потащила его по врачам. Но медицина ничего особенного у парня не обнаружила. Выписали ему успокаивающие таблетки, тем и ограничились.

Пришлось ему учиться не замечать запахов. Через какое-то время он наловчился вроде как нюх свой уникальный отключать. Да так, что вообще никаких запахов не чувствовал. Так бы, наверное, и похоронил бы в себе уникальный талант, если бы не случай.

Они с матерью жили вдвоем, отец погиб, когда пацан совсем маленький был. Каким образом, он не рассказывал. Но сказал, что самая дорогая вещь у матери была — обручальное кольцо, некогда подаренное мужем. И однажды она его потеряла.

Когда парень вечером из школы пришел, все в комнате было перевернуто, мать в слезах. И тогда он вдруг почувствовал запах жасмина, который шел из-под дивана. По какому-то наитию он полез туда и... нашел кольцо. Так он понял, что может чувствовать запах драгоценного металла.

Причем, как оказалось, не только золота. Мог по запаху определить серебро, платину, драгоценные камни. Скажем, бриллианты для него пахли апельсином, рубины — лимоном, сапфиры — яблоком. А от подделок исходил запах гнили.

В тайне свои способности парень удержать не смог. Вначале помогал найти потерянные драгоценности родственникам, учителям, друзьям. Потом к нему стали обращаться посторонние люди и он стал работать за вознаграждение.

Платили неплохо, ведь вещи он отыскивал ценные. Так что они с матерью постепенно стали выбираться из нищеты, хорошо одеваться. Все то, что раньше парню было недоступно — дискотеки, бары, хорошая одежда, — вдруг стало повседневностью. У него даже девушка появилась...

Но вскоре эта сказка кончилась. Один из клиентов, Борис Николаевич, предложил работать в паре. Когда парень спросил, что, собственно, ему надо делать, выяснилось, что он должен будет ходить вместе с Борисом Николаевичем по гостям к разным богатеньким. И принюхиваться, где что ценное у них лежит.

Парень сгоряча отказался. А через несколько дней узнал, что его девушка была изнасилована. Потом снова появился Борис и намекнул, что это только начало. У него, дескать, есть немало средств воздействовать на любого. Например, у каждого человека есть мама, жизнь и здоровье которой во многом зависят от сговорчивости ее сына. И повторил свое предложение.

Парень, понятное дело, испугался. И согласился. Их с матерью перевезли на шикарную загородную дачу с домработницей и сторожем. На самом деле девица, готовая на все услуги, выполняла заодно и роль соглядатая, а сторож в случае необходимости мог сыграть и роль палача...

Парень все понял, но матери, конечно, соврал: дескать, нашел применение своему таланту за хорошую плату. Но в чем именно заключалась его работа, распространяться не стал.

Методика же была простая. Его при удобном случае приводили в тот или иной дом. Он принюхивался, а потом составлял план-схему, где что лежит. Остальное его не касалось. Через несколько дней получал деньги и старался не читать местных газет. А по телевизору смотрел только порнушные кассеты через видак.

Спустя пару лет мать заболела и вскоре умерла. А парень, почувствовав, что у него развязаны руки, стал готовиться к побегу. Но...

Однажды вечером, когда он возвращался с очередного гостевого визита на своем БМВ, увидел бредущую по обочине девушку. Была она в одном легком платьице, вся зареванная, а на дворе, между прочим, зима. Парень остановился, предложил помощь. В машине разглядел, что девушка очень даже симпатичная. Звали ее Наташей. Рассказала, как ее пригласила на день рождения подружка. А в квартире оказались мужики, которые, подвыпив, пытались было ее изнасиловать. Она убежала, в чем была...

Наташа была напугана, вся дрожала. Он привез ее к себе, напоил кофе... и оставил ночевать. К утру понял, что дальнейшая жизнь без этой девушки не имеет смысла. И предложил выйти за него замуж. А чтобы она знала, какую опасность несет это предложение, рассказал заодно о своем положении и планах на будущее.

К его удивлению, она не только согласилась уехать с ним, но и предложила свою помощь в оформлении выезда за границу. И действительно, через несколько дней привезла загранпаспорта и билеты на самолет до Нью-Йорка.

Как это удалось скромной учительнице? Вопрос вполне резонный. Но видно не зря говорят, что любовь слепа.

Будущие супруги договорились встретиться прямо в аэропорту. Но когда «нюхач» подошел к стойке регистрации, рядом вместо Наташи возник какой-то парень. И не говоря ни слова, протянул мобильник. Из телефонной трубки раздался рыдающий голос Наташи: «Сереженька! Прости! Помоги!».

Парень также молча забрал телефон и знаком приказал следовать за ним. Посадил в машину и привез... в тот же загородный дом, где проживал наш герой. Там его уже ждали: Борис Николаевич, пара амбалов и... Наташа. Как ни странно, она сидела в кресле рядом с Борисом Николаевичем, не связанная, улыбающаяся, в белом медицинском халатике.

«Что же ты, сынок? — почти ласково сказал Борис Николаевич. — Нехорошо! Ну чего тебе не хватало? Такой дом, такую девушку тебе организовали, денег вволю. Живи — радуйся. А ты? Ну ничего, ничего. Сейчас Наташа о тебе позаботится...»

Неудавшемуся беглецу заломали руки. Последнее, что он запомнил в «той» жизни, — ухмылку на лице бывшей любимой и шприц в ее руках.

Короче говоря, бандиты посадили парня на иглу и превратили в наркомана, своего рода зомби, послушное орудие. Нынче есть такие наркотики — одного раза достаточно, чтобы получить наркозависимость. Только они очень злые, жесткие — за год-два мозг человека начисто отравляют. Да и весь организм тоже.

В общем, вскоре мой подопечный свой срок выслужил. И бандиты, поняв это, попросту вышвырнули его на улицу. Чтобы с трупом лишний раз не возиться. В итоге на нашем больничном кладбище одной могилкой больше стало. А верить ли в эту историю, ты уж сам решай...»

Так закончил свой рассказ мой приятель и предложил выпить за помин души человека, который при иных условиях мог зарабатывать сказочные деньги. Ведь подобные «нюхачи» — их еще Носами называют (да, именно так, с большой буквы) — весьма ценятся в парфюмерной промышленности. И огромные деньги зарабатывают. У нас же...

Мы, не чокаясь, молча выпили. Что тут еще скажешь?

Зигуненко С. Н. из книги "Величайшие загадки человека"

Нет человека, который не видел бы золота в ювелирных изделиях. Ярко-желтый металл известен людям несколько тысяч лет. Однако в природе золото многолико. Размер его частиц колеблется от микрон до десятков сантиметров, цвет, из-за примесей, не всегда желтый. Встречается несколько минералов, похожих на золото по внешнему виду. Не зря существует поговорка «не все золото, что блестит». Чтобы успешно находить золото, ориентироваться в его ценности, не путать с похожими минералами, нужно знать свойства золота, где и как оно встречается в природе.

Физические свойства золота
Цвет золота ярко-желтый, если в нем отсутствуют примеси. Но чистое золото (и то не совсем) бывает почти исключительно в банковских слитках. В природном золоте и ювелирных изделиях всегда есть примеси серебра, меди и др., то есть фактически мы всегда имеем дело со сплавами золота с другими металлами. Цвет природного золота может зависеть от размера частиц. Например, золото Балейского месторождения Читинской области описано следующим образом: «Золото находится в жилах обычно в виде мельчайших частиц. Эти частицы иногда скапливаются, давая рыхлые сростки и скопления, видимые простым глазом. Внешний вид этих скоплений таков, что впервые видящий их наблюдатель не узнает в них золота. Это серо-зеленые пятна весьма непривлекательного вида с тусклым блеском или вовсе без блеска. Такого рода золото носит название «зеленого» золота. Гораздо реже встречается так называемое «желтое» золото, несколько отличающееся по виду и составу от «зеленого». Отношение количества «зеленого» к «желтому» примерно составляет 20:1.

В ювелирном деле золотом иногда называют сплавы, в которых собственно золота меньше 40 %. Сплав, известный как «белое золото», - это сплав золота с палладием. Десятая часть палладия придает слитку бело-стальной оттенок. Платина окрашивает золото в белый цвет даже интенсивнее палладия. Никель тоже позволяет получить золотые сплавы белого цвета с едва уловимым желтым оттенком. Из белого золота изготавливают ювелирные украшения с бриллиантами. Такая оправа прекрасно отражает блеск камней и будто дополнительно их освещает. По сравнению с желтым белое золото более стойко к воздействию атмосферы. Таким образом, цвет сплавов зависит от количества и состава примесей (табл.1).

Табл.1. Цвет золота в зависимости от количества и состава примесей

Золото - очень мягкий металл, его твердость 2,5-3,0 по 10-балльной шкале твердости (шкале Мооса). В этой шкале самое твердое вещество - алмаз. Его твердость равна 10. Самый мягкое вещество - мел. Его твердость - 1. Твердость стекла - 5, хорошей стали - 4,5. В полевых условиях твердость проверяют, прежде всего, с помощью ножа. Его острием проводят по поверхности изучаемого минерала. Если нож оставляет царапину, значит твердость меньше 5. Золото, имеющее твердость 2,5-3,0, не только легко царапается, но и при значительном усилии режется ножом. На нем можно оставить след даже сильно прикусив зубами. «На зуб» раньше пробовали золотые монеты. На поддельных монетах из меди сделать отметину зубами невозможно, а на золотой монете имея крепкие зубы отметку поставить можно. Проверка на твердость - это важный тест для отличия золота от похожих по цвету металлов или минералов.

Золото легко полируется и обладает высокой отражательной способностью. Через очень тонкие листы золота отлично могут проходить солнечные лучи, при этом тепловая их часть будет отражаться. По этой причине, тонкие слои золота используются для тонированных стекол современных небоскребов в жарком климате. Это позволяет экономить энергию, необходимую на то, чтобы содержать интерьер таких зданий в прохладности в течение всех горячих летних месяцев. Подобные тонкие слои золота используются также в защитном шлеме космонавтов, чтобы отражать большой поток инфракрасных лучей в открытом космосе.

Золото обладает исключительной способностью распыляться, давать частицы, соизмеримые с длиной световой волны, уноситься тоннами в виде мельчайшей пыли в реках, рассеиваться по полу, стенам и мебели золотосплавочных лабораторий и исчезать из банковского обмена за счет истирания монет. При золотом обращении ежегодно терялось от 0,01 до 0,1% веса монеты.

В этих исключительных свойствах золота известный австрийский геолог Зюсс видел назревающий "золотой голод" и указывал на необходимость осторожно решать вопрос о золотом обращении как основе мирового хозяйства. Может быть, опасения Зюсса были преждевременны, однако их значение осталось в силе, хотя темпы приближения золотого истощения не оправдались.

Золото имеет чрезвычайно высокую пластичность (тягучесть) и ковкость (расковывается до толщины 8∙10 -5 мм), т.е. из одного грамма золота можно получить лист фольги площадью до 1м 2 . Благодаря высокой пластичности, золото может быть измельчено, искривлено, сдавлено, сжато, золоту можно придать различную форму, не ломая на части. Фактически, желтый металл может быть истолчен до полупрозрачности, может быть тонким, как лист бумаги, и оставаться таким же красивым и блестящим. Производство тонколистового (сусального) золота позволяет покрывать им купола церквей, отделывать дворцовые залы.

Из одного грамма золота можно вытянуть проволоку длинной 2610 м. Получаемая нить очень тонкая (диаметром 2∙10 -6 мм), что необходимо сегодняшней электронной индустрии, где нужно создавать электрические цепи в чипах очень маленьких размеров. Из-за высокой электрической проводимости и устойчивости к окислению, золото имеет большой спрос в электронной промышленности. Сейчас неудивительно найти золото в таких устройствах как телевизор, мобильный телефон, калькулятор, не говоря уже о более сложной электронике.

Высокая ковкость золота еще один признак, позволяющий отличить золото от похожих минералов. Например, если положить частицу золота на твердый камень и ударить по ней молотком, то она расплющится, а кусочек желтого пирита рассыплется на мелкие частички.

Температура плавления золота составляет 1063˚ С, кипения 2947˚ С. Расплавленное золото имеет бледно-зеленый цвет. Пары золота зеленовато-желтого цвета. Все металлы, входящие в состав сплава с золотом, понижают температуру его плавления. При нагревании золота и его сплавов выше температуры плавления золото начинает улетучиваться, и летучесть его тем выше, чем выше температура. Летучесть зо-лота в значительной мере возрастает также в том случае, когда в сплаве присутствуют другие металлы, обладающие летучими свойствами, например, цинк, мышьяк, сурьма, теллур, ртуть и др. Сплавы по своим свойствам не похожи на те металлы, из которых они образовались. Так, например, сплав золота с серебром обладает значительно большей твердостью, чем золото и серебро, но зато не имеет их ковкости и тягучести. То же самое дает и примесь меди.

Золото имеет еще одно отличительное качество, которое является, возможно, наиболее важным для золоторазведчика (кроме цены) - это плотность золота. Его плотность - 19,3 г/см 3 - означает, что оно весит в 19,3 раза больше, чем равный объем чистой воды. Более высокую плотность имеют только некоторые металлы платиновой группы (индий - 22,6 г/см 3). Частица золота в 2,5 раза тяжелее, чем такая же по размеру частица серебра, и приблизительно в 8 раз тяжелее куска кварца, который обычно находится рядом с золотом. 1 кг золота можно представить в виде куба с ребром 37,3 мм или шара диаметром 46,2 мм. Полстакана золотого песка, добытого из россыпного месторождения, также весит около килограмма. Высокая плотность золота - это свойство, которое чаще всего используется для его извлечения из породы.

Плотность самородного золота несколько ниже, чем химически чистого, и, в зависимости от примесей в нем серебра и меди, колеблется в пределах 18—18,5.

Табл. 2. Важнейшие физические свойства и диагностические признаки золота

Химические свойства золота.
Золото (Au, от латинского Aurum) - химический элемент 1-й группы периодической системы таблицы Менделеева, атомный номер 79. Почти все природное золото состоит из изотопа 197 Au. Валентность золота в химических соединениях обычно +1, +3. За прошедшие столетия химики (а до них алхимики) провели с золотом огромное количество различных экспериментов, и оказалось, что золото вовсе не так инертно, как об этом думают неспециалисты. Правда, сера и кислород, агрессивные по отношению к большинству металлов (особенно при нагревании), на золото не действуют ни при какой температуре. Исключение - атомы золота на поверхности. При 500-700°С они образуют чрезвычайно тонкий, но очень устойчивый оксид, не разлагающийся в течение 12 часов при нагреве до 800° С. Это может быть Au 2 O 3 или AuO(OH). Такой оксидный слой найден на поверхности крупинок самородного золота.

Не реагирует золото с водородом, азотом, фосфором, углеродом, а галогены с золотом при нагревании образуют соединения: AuF 3 , AuCl 3 , AuBr 3 и AuI. Особенно легко, уже при комнатной температуре, идет реакция с хлорной и бромной водой. С этими реактивами встречаются только химики. В быту опасность для золотых колец представляет иодная настойка - водно-спиртовый раствор иода и иодида калия:

2Au + I 2 + 2KI ® 2K.

Щелочи и большинство минеральных кислот на золото не действуют. На этом основан один из способов определения подлинности золота. Весь истолченный металл пересыпается в фарфоровую чашку, куда наливается азотная кислота в коли-честве, достаточном для покрытия всего металла. Чашку с кис-лотой и металлом, при непрерывном помешивании стеклянной палочкой, подогревают на примусе до кипения. Если при этом не происходит растворения металла и выделения пузырьков газа, то металл является золотом. Смесь концентрированных азотной и соляной кислот («царская водка») легко растворяет золото:

Au + HNO 3 + 4HCl ® H + NO + 2H 2 O.

После осторожного выпаривания раствора выделяются желтые кристаллы комплексной золотохлористоводородной кислоты HAuCl 4 ·3H 2 O. Царскую водку, способную растворять золото, знал еще арабский алхимик Гебер, живший в 9-10 веке. Менее известно, что золото растворяется в горячей концентрированной селеновой кислоте:

2Au + 6H 2 SeO 4 ® Au 2 (SeO4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O.

В концентрированной серной кислоте золото растворяется в присутствии окислителей: иодной кислоты, азотной кислоты, диоксида марганца. В водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется с образованием очень прочных дицианоауратов:

4Au + 8NaCN + 2H 2 O + O 2 ® 4Na + 4NaOH;

эта реакция лежит в основе важнейшего промышленного способа извлечения золота из руд - цианирования.

Действуют на золото и расплавы из смеси щелочей и нитратов щелочных металлов:

2Au + 2NaOH + 3NaNO 3 ® 2Na + 2Na 2 O,

пероксиды натрия или бария: 2Au + 3BaO 2 ® Ba 2 + 3BaO,

водные или эфирные растворы высших хлоридов марганца, кобальта и никеля:

3Au + 3MnCl 4 ® 2AuCl 3 + 3MnCl 2 ,

тионилхлорид: 2Au + 4SOCl 2 ® 2AuCl 3 + 2SO 2 + S2Cl 2 , некоторые другие реагенты.

Интересны свойства мелкораздробленного золота. При восстановлении золота из сильно разбавленных растворов оно не выпадает в осадок, а образует интенсивно окрашенные коллоидные растворы - гидрозоли, которые могут быть пурпурно-красными, синими, фиолетовыми, коричневыми и даже черными. Так, при добавлении к 0,0075%-му раствору H восстановителя (например, 0,005%-го раствора солянокислого гидразина) образуется прозрачный голубой золь золота, а если к 0,0025%-му раствору H добавить 0,005%-й раствор карбоната калия, а затем по каплям при нагревании добавить раствор танина, то образуется красный прозрачный золь. Таким образом, в зависимости от степени дисперсности окраска золота меняется от голубой (грубодисперсный золь) до красной (тонкодисперсный золь).

При размере частиц золя 40 нм максимум его оптического поглощения приходится на 510-520 нм (раствор красный), а при увеличении размера частиц до 86 нм максимум сдвигается до 620-630 нм (раствор голубой). Реакция восстановления с образованием коллоидных частиц используется в аналитической химии для обнаружения малых количеств золота.

При восстановлении соединений золота хлоридом олова в слабокислых растворах образуется интенсивно окрашенный темно-пурпурный раствор так называемого кассиевого золотого пурпура (он назван так по имени Андреаса Кассия, стекловара из Гамбурга, жившего в 17 в.). Кассиев пурпур, введенный в расплавленную стеклянную массу, дает великолепно окрашенное рубиновое стекло, количество затрачиваемого при этом золота ничтожно. Кассиев пурпур применяется и для живописи по стеклу и фарфору, давая при прокаливания различные оттенки - от слаборозового до ярко-красного.

В геологических процессах подвижность золота связана с водными растворами, имеющими высокую температуру (сотни градусов) и находящимися под высоким давлением. Золото при этом может находиться в форме различных простых и смешанных комплексов: гидроксильных, гидроксохлоридных, гидросульфидных. В низкотемпературных гидротермальных условиях, а также в биосфере, миграция золота возможна в виде растворимых металлоорганических комплексов.

В нормальных природных условиях золото стойко к различным типам минеральных вод и атмосферной коррозии. Частицы золота практически не меняются с течением времени. Изделия из золота сделанные тысячи лет назад сохраняются практически неизменными в земле и морской воде. Со временем они не только не теряют своей ценности, но становятся дороже. Такая устойчивость дает основание относить золото к группе благородных металлов.

Проба золота.
Количественное содержание химически чистого золота (по массе) в природном твердом растворе или сплаве (изделии) выражается пробой. В международной практике применяются метрическая (в большинстве стран, в том числе и в России) и каратная системы проб.

При метрической системе содержание металла определяется числом его единиц в 1000 единицах лигатурной массы раствора (сплава), при каратной в 24 единицах. До 1927 года в СССР, а также в дореволюционной России, действовала золотниковая система проб, при которой содержание золота определялось количеством золотников в фунте лигатурной массы (1 русский фунт = 409,5 г = 96 золотникам; 1 золотник = 4,27 г = 96 долям; 1 доля = 44,4 мг).

В метрической системе химически чистому золоту соответствует 1000-я проба, а твердый раствор (сплав), например, 750-й пробы, содержит 750 частей химически чистого золота и 250 частей примесей (лигатуры), или же 75,0% золота и 25,0% примесей.

Расчетом устанавливается взаимное отношение и перевод различных систем проб. Например, 450-я метрическая проба изделия (сплава) соответствует:

450/1000 ´ 96= 43,2 золотниковой

и 550/1000 ´ 24= 10,8 каратной пробам.

Самородное золото обладает различной пробой (наиболее часто 940-900, 890-740, 680-600-й и крайне редко 550-й). Для производства ювелирно-бытовых изделий обычно используются золотые сплавы различной пробы, так как золото в чистом виде слишком мягкое и легко истирается.

Ювелирным сплавам за счет добавления лигатурных цветных металлов (меди, серебра, реже никеля, палладия, цинка, кадмия и др.) придаются требуемые для механической обработки свойства и желательный цвет. В таблице 3 указаны наиболее часто используемые для производства ювелирных украшений сплавы и соотношение различных систем обозначения их пробы, распространенные в бывшем СССР и России.

Табл.3. Пробы и основной состав лигатуры ювелирных золотых сплавов, принятых в бывшем СССР и Российской Федерации

Золото в природе.
Золото в небольших количествах содержится во многих горных породах. Среднее его содержание в литосфере (Кларк) составляет 4,3 мг/т.

Золото содержится в организмах и в растениях. Есть предположение, что золото имеет определенное значение для организма животных. В золе растений золото впервые обнаружено французским химиком Клодом Луи Бертолле в XVIII веке. По современным данным содержание золота в некоторых гумусовых почвах достигает 0,5 г/т. Растения, произрастающие на таких участках, поглощают золото, сосредотачивая его в корневой системе, стеблях, стволах и в ветвях. В настоящее время разработаны методы поиска месторождений (биогеохимические), основанные на выявлении ореолов с повышенным содержанием золота в золе растений.

Огромное количество золота содержится в гидросфере. Во всех видах пресных вод его среднее содержание составляет порядка 3∙10-9% (0,03 мг/т), но иногда многократно выше, например, в подземных водах золоторудных месторождений содержание золота достигает порядка 1 мг/т. На изменении содержания золота в подземных водах основан один из методов поиска золоторудных месторождений (гидрохимический метод).

В морских водах содержание золота также колеблется: в полярных морях - 0,05 мг/т, у берегов Европы - 1-3∙мг/т. Наиболее высокая концентрация золота отмечается в прибрежной зоне США - до 16 мг/т., в водах Карибского моря - 15-18 мг/т., в водах Мертвого моря - до 50 мг/т.

Океаны насыщаются золотом вследствие привноса его грунтовыми, поземными и поверхностными водами, за счет распыления метеоритов, выбросов вулканических веществ и ряда других естественных источников. Французскими исследователями было выяснено, что сицилийский вулкан Этна каждый день выбрасывает в виде мелких частиц более 2,5 кг и большая часть этого уходит в океан. По подсчетам каждый год в атмосфере Земли распыляется примерно 3,5 тыс. метеоритного вещества, содержащие примерно 18 кг золота, что составляет за миллион лет где-то 18 тыс.т. Поступление золота в океаны происходит также с речными и морскими взвесями, а также в виде растворимых металлоорганических комплексов. Циркулирующие на золотоносных площадях поверхностные и подземные водотоки содержат, как правило, золото, находящееся во взвешенном состоянии, или растворенное золото, которое может достигнуть океана. Особенно велик перенос золота речными системами. Специалисты посчитали, что только Амур в своих водах за год выносит в океан около 8,5 т золота.

Общее количество золота в водах Мирового океана оценивается в 25-27 млн.т. Это чрезвычайно много. Человечеством за все время добыто около 150 тыс.т. Ведутся изыскания технологий извлечения золота из воды океанов, запатентованы технические решения, но приемлемых экономических показателей добычи золота из воды пока не достигнуто.

В земной коре золото может находиться в сплошных горных массах— рудах или в разрушенных горных породах — россыпях. В первом случае оно называется рудным, а во втором — россыпным золотом. Россыпи обычно встречаются в долинах рек, ручейков или сухих логов и образуют более или менее мощные пласты, при-крытые слоем пустой породы, так называемыми торфами. Зо-лото находится в россыпях в виде кусочков, чешуек, зерен и пыли.

Золото в рудных и россыпных месторождениях встречается главным образом в сплавах с серебром, медью, железом и другими металлами. Кроме этих природных сплавов золота известны также платинистое и родистое золото, в состав которых соответственно входят платина и родий. Чаще всего в состав самородного зо-лота входит от 5 до 30 % серебра. Относительно редко, но все же встречается в природе сплав золота с 30—40% серебра, который называется электрумом. Довольно распространено в природе самородное медистое золото, состоящее из 74—80% золота, 2—16% серебра, 9—20% меди.

Больше всего в природе частиц золота размером от доли микрона до десятков микронов. Такие частицы называются дисперсными. Условно они делятся на грубодисперсные и тонкодисперсные (высокодисперсные). В грубодисперсных системах частицы имеют размеры от 1 мкм и выше, в тонкодисперсных — от 1 нм до 1 мкм (0,001 мм).

Дисперсные частицы золота есть в породах, в воде и в растениях. Такие частицы видны только в электронный микроскоп, их не удастся взвесить на лучших микроаналитических весах. Расчетная масса частицы размером 0,001 мм составляет всего 0,00000001 мг, а предел взвешивания лучших микроаналитических весов — 0,0001 мг. Количество мельчайших частиц золота несметное. В каждом грамме золота заключено больше 100 миллиардов таких частиц. При огромном количестве дисперсных частиц их извлечение представляет наибольшую трудность и обходится дороже всего.

Чрезвычайно много в природе также золотин размером порядка 0,01 мм. Самая крупная золотина этого класса (0,01 мм) имеет массу порядка 0,00001 мг и ее также невозможно взвесить на микроаналитических весах. В каждом грамме золота количество таких частиц превышает 100 миллионов. Несмотря на то, что золота мельче 0,01 мм в природе больше, чем любого другого, оно находится преимущественно в рассеянном состоянии. Иногда оно концентрируются в виде включений в некоторые минералы (пирит, арсенопирит и т.п.), но если свободное золото крупностью 0,01-0,1 мм попадает в речной поток, то оно преимущественно рассеивается. Мелкие легкие золотинки свободно переносятся во взвешенном состоянии даже при небольшой скорости течения.

Золото крупнее 0,1 мм относится к «гравитационному», то есть к такому, которое осаждается в воде под действием силы тяжести и образует скопления, выгодные для отработки - россыпные месторождения. Извлеченное из россыпей золото часто называют «золотой песок». Фактически так оно и есть, частицы золота легко пересыпаются и их можно насыпать в кожаный мешочек (раньше так носили в кармане или сумке), золотой песок можно ссыпать в бутылку (в ней удобно прятать золото) или в любую емкость.

Золотины размером 8 мм и более обычно имеют массу свыше 1 г и называются самородками. Различают самородки мелкие (1-10 г), средние (10-100 г), крупные (100-1000 г), весьма крупные (1-10 кг) и гигантские (более 10 кг). Однако иногда самородками называют также золотины «резко выделяющиеся по размерам среди других частиц металла», и нижний предел массы самородка принимают 0,1 грамма.

Самый крупный самородок золота найден в Австралии - “Плита Холтермана” (285 кг вместе с кварцем, чистого золота 83,3 кг); на Урале найден самородок золота “Большой треугольник” (36,2 кг). Большинство крупных самородков имеют свои имена (Табл.4).

Табл. 4. Крупнейшие самородки мира

В последние десятилетия самородки начали искать с помощью металлодетекторов (разновидность миноискателей). Крупнейший самородок найденый металлодетектором весит 27,2 кг. Его нашел в Австралии в штате Виктория Кевин Хиллер (Kevin Hillier) 26 сентября 1980 года. Самородок назван «Рука Судьбы». Его размеры: 47 см в длину, 20 см в ширину и 9 см толщиной, проба 926. Кевин продал свой самородок в 1981 году за 1 000 000 долларов в казино «Золотой Самородок» в Лас-Вегасе.

Трудно назвать другой металл, который в истории человечества сыграл бы большую роль, чем золото. Во все времена люди старались завладеть золотом хотя бы путем преступлений, насилий и войн. Начиная с первобытного человека, украшавшего себя золотыми блестками, намытыми в песках рек, и кончая современным промышленником, обладающим огромным производством, человек в упорной борьбе завладел частью природного богатства. Но эта часть золота ничтожна по сравнению с количеством распыленного в природе металла и с потребностями и желаниями самого человечества. Сегодня поиски золота и его месторождений идут все усиливающимся темпом, по добыче золота во всем мире работает не менее пяти миллионов человек, а добывается его около трех тысяч тонн ежегодно. Природа очень бережно хранит свои сокровища и упорно не отдает человеку этот металл. В наши дни создано большое количество золотодобывающей, самой современной техники, но наибольший эффект в золотодобыче дают все возрастающие знания человека о свойствах золота.