Золото::Химические элементы::Chemfiles.narod.ru::
. Золото (Аu) Д благородный металл желтого цвета с приятным блеском. Известно с древних времен (за 12 тыс. лет до н. э.). % (по массе). Золото наряду с его ближайшими аналогами по группе медью и серебром относится к самородным металлам. Кроме того, известно до 20 минералов, содержащих, помимо золота, некоторые другие элементы, в том числе медь, железо, теллур, селей. Самородное золото чаще всего содержит до 10Д15 % Ag. При более высоком содержании серебра (35Д45 %) минерал становится серебристо-белым с зеленоватым оттенком; он носит название электрум. Практически ~97 % всего добываемого золота получают из самородного золота и лишь остальные ~3 % из его теллуридов, образующих минералы калаверит (АuТе ), кренмерит (Au,Ag)Te, сильванит (AuAgTaTe ). ГОСТ 6835 80 регламентирует химический состав золота и его сплавов с серебром, медью, платиной, палладием, а также примерные области применения золота и его сплавов. Согласно ГОСТ в СССР выпускают две марки золота следующего химического состава (по примесям), %: Характеристикой степени чистоты золота является его проба, которая отражает содержание этого металла в 1000 ч сплава. Так, проба 560 указывает, что данный образец содержит 56 % золота и 44 % примесей, которыми могут быть серебро, медь и другие металлы. Физические свойства. Атомные характеристики. Атомный номер 79, атомная масса 196,967 а. е. м., атомный объем 10,2*10 /моль. Атомный радиус (металлический) 0,144 нм, ионный радиус Аu 0,137 нм, ковалентный радиус 0,134 нм. Природное золото состоит из стабильного изотопа Аи. Получено 20 радиоактивных изотопов с массовыми числами 184Д 196, 198Д204 и периодами полураспада от нескольких секунд до 185 сут. Золото Д мономорфный металл, имеет г. ц. к. решетку с периодом а =0,40785 нм. Энергия кристаллической решетки 345 мкДж/кмоль. Электроотрицательность 2,4. Потенциалы ионизации атома золота (эВ): 9,223; 20,5. Работа выхода электронов ф = 4,53 эВ. Плотность. При комнатной температуре плотность золота = 19,299 Мг/м Отношение dp/dT для жидкого золота равно 1,5 мг/(м К). Электрические и магнитные. =3,70 . При плавлении электрическое сопротивление золота возрастает в 2,08 раза. В термопаре золото Д платина золото проявляет отрицательную т. э. д. с. по отношению к платине при температуре горячего спая 173,2 К. В этом случае Е 390 мкВ. С повышением температуры т. э. д. с. меняет знак и при 373,2 К =+780 мкВ. Абсолютный коэффициент т. э. . с. = + 1,1 мкВ/К. Максимальное значение коэффициента вторичной электронной эмиссии золота =1,46 и соответствует ускоряющему напряжению первичных электронов Ер, равному 0,75 кэВ. Постоянная Холла золота высокой чистоты при комнатной температуре R=(Д0,69±0,0009) *10 /Кл, при 800 К R = (Д0,74+0,0074) *10 /Кл. =Д0,142*10 при 293 К. Тепловые и термодинамические. Температура плавления 1064,2 С, температура кипения 2877°С, характеристическая температура 161,6 К, удельная теплота плавления 64,4 кДж/кг, удельная теплота сублимации, от ая к 298 К, = 1873 кДж/кг. При плавлении происходит увеличение объема =2,79*10 /кг, или V/V=0,055. При увеличении давления температура плавления золота возрастает и при 6,56 ГПа достигает 1565 К; dT/dP = 60 К/ГПа. Удельная теплоемкость Cр золота значительно возрастает при повышении температуры: при 1 К Cр =0,088 Дж/(кг*К),а при 5 К 4,5 Дж/(кг*К). Средняя удельная теплоемкость золота в интервале 273Д373 К составляет 130 Дж/(кг*К). Электронная теплоемкость Cэл =[0,764 мДж/(моль*К )]*T. золота чистотой 99,9 % в зависимости от температуры: Температурный коэффициент линейного расширения при низких температурах описывается формулой : существенно изменяется и при температурах ~ 100 К становится практически линейным. Давление пара золота при температуре его плавления (1337 К) равно 24,32*10 Па. Поверхностное натяжение =1140 мН/м, d /dT= Д 0,52 мН/(м*К). Поверхностная э для грани (111). Эиергия дефекта упаковки 52 мДж/м . = 5,0 мПа . Примечание. Образуется твердый раствор. Оптические. Гладкая поверхность. ** Примечанне. Электролитическое полирование. Примечание. Пленка толщиной 0,025Д0,05 мкм. Механические свойства . Золото Д малопрочный, легко деформируемый металл. 40 МПа, относительное удлинение = 50 %, НВ = 245 250 МПа. Твердость по В 300 °С и до 152 МПа при 400 °С. Модуль нормальной упругости Е у золота высокой чистоты в зависимости от температуры: В процессе пластической деформацни золото упрочняется очень слабо из-за большой склонности к рекристаллизации в процессе деформирования. Температура рекристаллизации близка к комнатной. Небольшие добавки (0,1Д0,25 %) меди, серебра значительно повышают температуру рекристаллизации. Сжимаемость золота х =0,617 . Химические свойства . Наиболее характерная степень окисления золота +3; известны соединения золота со степенями окисления +1 и +2. Золото Д малоактивный в химическом отношении металл, нормальный электродный потенциал реакции Au Аu при 298 К Фо= 1,498 В. Для одновалентного золота Аu Аu, при нормальных условиях этот потенциал составляет 1,962 В. В ряду напряжений, металлов золото располагается правее водорода, причем дальше всех остальных металлов. Поэтому в растворе соляной, серной и других кислот при е растворяется. Хорошо растворяет золото смесь кислот, состоящая з 1 объема азотной кислоты и 3Д4 объемов соляной («царская водка»). На воздухе золото не изменяет своего цвета и до 400 °С. Пр обычных условиях поверхность золота покрыта тончайшим адсорбированным слоем кислорода, однако непосредственно, даже пр нагреве, золото е соединяется не только с кислородом, но с серой, и селеном. могут быть получены только косвенным путем. е реагирует даже при высоких температурах. Однако летучие гидриды типа АuН образуются в небольших количествах при обдувке золота струей водорода при температурах выше 1425 °С. Воздействуя на золото атомарным водородом, удается получить бесцветный твердый г д, который очень неустойчив. Водород крайне незначительно растворяется в твердом золоте. Максимальная растворимость при 900°Ссоставляет ~8 %. , которое после промывки разбавленной азотной кислотой переходит в Au О. В сухом состоянии оба соединения взрывоопасны. е реагирует с углеродом даже при высоких температурах. Соединение золота с этим элементом может быть получено косвенным путем Д воздействием ацетилена ого комплекса золота, при этом образуется желтый карбид Аu , точнее ацетилид золота, который крайне взрывоопасен. Золото реагирует с хлором, бромом и одом. Реакция с бромом протекает пр . С сухим хлором одом золото вступает в реакцию только при нагревании, при этом образуется хлорное золото AuCl . Теплоты образования АиС1 соответственно равны 117,08 54,15 кДж/моль. В водном растворе хлора (хлорной воде) золото легко растворяется. Еще более активно, чем ио ы хлора, действуют на золото ноны CN -. В их присутствии золото окисляется даже кислородом воздуха. Этот процесс лежит в основе получения золота цианидным выщелачиванием из золотоносной руды. Со своими ближайшими аналогами Д серебром и медью Д золото образует непрерывные твердые растворы, аналогичный характер взаимодействия наблюдается при сплавленнн золота с некоторыми элементами VIII группы Д платиной и палладием. В системах золото Д медь и золото Д платина непрерывные твердые растворы существуют лишь при высоких температурах, при понижении температуры наблюдается их распад с образованием упорядоченных металлических соединений, так называемых фаз Кур акова. Золото образует ряд металлических соединений (аур дов) с электроположительными и переходными металлами ПА, IIIA, IVA, VIIA и VIIIA подгрупп. Ограниченные твердые растворы и металлические соединения золото образует со многими элементами, более электроотрицательными по сравнению с ним. Так, золото образует широкие области огра ых твердых растворов с металлами ПА подгруппы (цинком, кадмием, ртутью), IIIA подгруппы (алюминием, галлием, индием), IVA подгруппы (германием, оловом, свинцом) и VA подгруппы (мышьяком, сурьмой). За пределами растворимости в этих системах образуются соединения, имеющие во многих случаях переменные составы. Характерная черта золота Д большое разнообразие во взаимодействии с другими элементами Периодической системы, связанное с образованием твердых растворов н большого числа металлических соединений различного состава, с различной кристаллической структурой и различной природой химической связи. Все это обусловливает возможность создания на основе золота большого числа сплавов различного назначения. . Из золота марок Зл999,9 и Зл999 изготовляют полуфабрикаты в виде полос, ле ты, проволоки. Технология выплавки и последующего производства полуфабрикатов не имеет каких-либо специфических особенностей, так как чистое золото, а также большинство сплавов на его основе высокопластич ые и технологические материалы. Отечественная промышленность производит сплавы золота с различным количеством серебра, обладающие высокой коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах и хорошей электрической проводимостью. Их состав регламентируется ГОСТ 6835Д80. Примечание. Остальное Ag. Сплавы золота с медью гораздо более прочны, чем сплавы с серебром. Они обладают высокой упругостью и твердостью. Согласно ГОСТ 6835Д80 изготовляют две марки сплавов системы золото Д медь Их химический состав, %: Примечание. Остальное Сu. Большое промышленное значение имеют сплавы тройной системы золото Д сереброДмедь (ГОСТ 6835Д80), которые применяют в электротехнической промышленности, ювелирном деле. Высокой технологичностью, хорошим сопротивлением истиранию и износу обладают сплавы золота с платиной и палладием. В нашей стране изготавливают четыре марки сплавов золота с платиной, содержащих 2, 5, 7 и 10 % Pt (ЗлПл2, ЗлПлб и т. д.) и три марки сплавов золота с палладием, содержащих 16, 20 и 40 % палладия (ЗлПд16 и т. д.). Сплавы золота с палладием широко используются для изготовления электроко тактов и элементов термопар. В частности сплав ЗлПд40 имеет по отношению к платине отрицательную т. э. д. с, равную 42 мВ при 273 К. В стоматологии чаще всего используют сплавы, содержащие 75Д90 % олота, с добавками серебра и меди. Иногда в эти сплавы для повышения их жидкотекучест вводят небольшое количество цинка и кадмия. Состав некоторых зубопротезных сплавов, %: а основе золота широко применяются в качестве припоев. Прежде всего следует упомянуть группу тройных сплавов системы АuДAgДСu, состав которых выбирают в зависимости от рабочей температуры изделия и достижимой температуры пайки. Так, широко используемый в электротехнической промышленности припой марки ПЗлМСр75 содержит 75 % Аu; 12,5 % Ag; 12,5 % Сu и плавится в интервале температур (890-900 °С). У припоев этой системы прослеживается определенная закономерность: по мере уменьшения содержания золота снижается температура начала его плавления. Так, припой с 45 % Аu, 30Д35 % Ag и 15Д20 % Сu, применяющийся в стоматологии, плавится в интервале 690Д820 °С. Определенное количество золота ежегодно расходуется на золочение Д покрытие золотом по ерхности металлических и неметаллических изделий в декоративных целях, а также в целях защиты от коррозии и др. Существуют разные методы нанесения золота на поверхность: гальваническое осаждение, катодное распыление, вакуумное осаждение, покрытие сусальным золотом, газофазное осаждение и некоторые другие. Использование золота для различного вида покрытий и прежде всего наносимых гальваническим осаждением непрерывно возрастает.
