Свойства соединения золота(III)
Оксид золота (III) Au2O3, темно-коричневый, нерастворимый в воде порошок, может быть получен косвенным путем из гидроксида Au(ОН)3, который, в свою очередь, получают действием сильных щелочей на крепкий раствор НAuС14.
При сушке Au(ОН)з над пентаксидом фосфора образуется порошок состава AuО(ОН), который при осторожном нагреве до 140°С теряет воду и переходит в Au2O3. Однако уже при температуре около 160°С оксид золота (III) разлагается на элементы. Гидроксид золота (III) проявляет амфотерные свойства.
Однако кислотный характер этого соединения преобладает, поэтому иногда его называют золотой кислотой. Соответствующие ей соли – аураты могут быть получены растворением Au(ОН)3 в сильных щелочах:
Au(OH)3 + NaOH = Na [Au(OH)4]
Аураты щелочных металлов – соединения, хорошо растворимые в воде.
Соли, соответствующие основной функции Au(ОН)3, могут быть получены растворением этого соединения в сильных кислотах, которое идет за счет образования анионных комплексов:
Au(OH)3 + 4HC1 = H[AuCl4] + 3H2O
Au(ОН)3 + 4HNO3 = Н [Au(N03)4] + 3H2O
Из галогенидов золота (III) интересен хлорид AuС13, который получают пропусканием газообразного хлора над порошком золота при температуре ~240°С. Образующийся хлорид возгоняется и при охлаждении осаждается в виде красных кристаллов. В воде AuС13 растворим, водный раствор этого соединения имеет коричнево-красную окраску, что объясняется образованием комплексной кислоты:
AuCl3 + Н2O= Н2[AuОС13]
Вообще, склонность к образованию комплексных анионов – характерная черта Au(III).
При добавлении к водному раствору хлорида Au(III) соляной кислоты образуется золотохлористоводородная кислота Н[AuС14]:
Н2 [AuОС13] + HCI = Н [AuС14] + Н2O
в результате чего раствор становится лимонно-желтым. Золотохлористоводородная кислота образуется также при растворении металлического золота в насыщенном хлором растворе соляной кислоты:
2Au + ЗС12 + 2HC1 = 2Н[AuCl4]
При упаривании раствора золотохлористоводородная кислота кристаллизуется в виде кристаллогидрата Н[AuС14]x4Н20. Как сама кислота, так и многие ее соли хорошо растворимы в воде, что обусловливает их применение при аффинаже золота.
Стандартный потенциал золота (III) в хлоридных растворах достаточно высок:
Au + 4Cl- = [AuCl4]- + 3e; E0 = = + 1,00 В.
Поэтому из хлоридных растворов золото легко восстанавливается многими восстановителями: щавелевой кислотой, муравьиной кислотой, хлоридом олова (II), углеродом, оксидом углерода (II), диоксидом серы и т.д., например:
2 [AuС14]-+ ЗH2C2O4 = 2Au + 6СO2 + 8Сl- + 6Н+
4 [AuС14]-+ ЗC2 + 6Н2O= 4Au + 3СO2 + 16Сl- + 12Н+
2 [AuС14]-+ ЗSO2 + 6Н2O= 2Au + 3SO42- + 8Сl- + 12Н+
Характерно, что даже перекись водорода, для которой более свойственна окислительная функция, по отношению к хлоридным растворам золота выступают в качестве восстановителя:
2AuСl4- + ЗН2O2 = 2Au + 8Сl- + 6Н+ + 3O2
При восстановлении из разбавленных растворов золото часто не выпадает в осадок, а образует устойчивые ярко окрашенные коллоидные растворы. Интенсивно окрашенный раствор коллоидного золота, так называемый кассиев пурпур, может быть получен восстановлением золота хлоридом олова (II):
2Н [AuCl4] + 3SnCl2 = Au + 3SnCl4 + 2НС1
Эту реакцию иногда используют для обнаружения в растворе следов золота.
В зависимости от размера и формы образующихся частиц коллоидные растворы золота имеют красный, голубой или фиолетовый цвета.
В качестве восстановителей для получения коллоидных растворов могут быть использованы гидразин, формальдегид, оксид углерода и т. д.
Из других галогенидов Au(Ш) представляет интерес AuI3. Это соединение, представляющее собой нерастворимый в воде порошок темно-зеленого цвета, можно получить, например, добавлением нейтрализованного раствора золотохлористводородной кислоты к раствору иодида калия:
AuСl4- + 3I- = AuI3 + 4Сl-
С цианид ионами золото (III) образует комплексные анионы. Так, при действии KCN раствор AuС13 обесцвечивается вследствие образования анионов [Au(CN4)]3-.
Соли золота (III) кислородных кислот (серной, азотной) устойчивы лишь в концентрированных растворах соответствующих кислот. При разбавлении водой они гидролизуют с образованием Au(ОН)3. В этих растворах золото, по-видимому, находится в виде комплексных анионов.
Косвенно это подтверждается тем, что при упаривании раствора Au(ОН)3 в концентрированной азотной кислоте выделяется кристаллогидрат комплексной кислоты H[Au(NO3)4]x3H2O.
Аналогично из раствора Au(ОН)3 в концентрированной серной кислоте упариванием с добавкой гидросульфата калия может быть выделена комплексная соль K[Au(SO4)2].
Сульфид золота (III) Au2S3 представляет собой черный порошок, разлагающийся на элементы при нагревании выше 200°С.
Его можно получить лишь сухим путем (например, действием сероводорода на раствор AuС13 в безводном эфире), так как действие сероводорода на соединения Au(III) в водной среде сопровождается частичным восстановлением золота (III).
Сульфид золота (III) не растворяется в НСl и H2SO4, но растворяется в царской водке, водном растворе цианида калия. При взаимодействии Au2S3 с раствором Na2S образуется растворимый тиоаурат:
Au2S3 + Na2S = 2NaAuS2
Это соединение имеет тенденцию к распаду по реакции:
NaAuS2 = NaAuS + S
Под действием воды NaAuS2 гидролизуется:
2NaAuS2 + Н2Щ = Au2S3 + NaSH + NaOH.
Источник: http://www.searchgold.ru/index.php/chemistry-gold-3
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Cтраница 1
Оксиды золота и серебра легко разлагаются при нагревании. Оксиду меди ( П) соответствует гидроксид Си ( ОН) 2, оксиду золота ( Ш) – дигидрат А Оз 2Н2О, который проявляет амфотерные свойства с преобладанием кислотных. [1]
Оксид золота ( III) Au2O3 ( коричневый) может быть получен при осторожном нагреваний гидроксида Аи ( ОН) 3 до 150 С. [2]
Оксиды золота и серебра легко разлагаются при нагревании. [3]
Оксид золота ( III) Au2O3 – порошок темно-коричневого цвета; теплота его образования – 46 0 кдж / моль; термически неустойчив и разлагается при нагревании около 160 С. [4]
Пю гидратоксида золота ( Ш) ( тв, см. Пд) гидроксид-ион ( п / к) – раствор. [5]
В концентрированных щелочахоксид золота несколько лучше растворяется, чем в кислотах, следовательно, обладает амфотерным характером с более выраженными кислотными функциями. [6]
Производные одновалентного золота – этооксид золота ( I) Au2O, галиды AuHlg, сульфид Au2S, а также комплексные соединения. Все эти соединения, кроме комплексных, крайне плохо растворимы. [7]
Напишите формулы: а) двухоксидов золота, в одном из которых золото одновалентно, а в другом – трехвалентно, б) оксида кадмия ( II), в) двух оксидов хрома, в одном из которых хром трехвалентен, а в другом – шести валентен. [8]
Однако уже при температуре около 160 Соксид золота ( III) разлагается на элементы. Гидроксид золота ( III) проявляет амфотерные свойства. Однако кислотный характер этого соединения преобладает, поэтому иногда его называют золотой кислотой. [9]
Озон химически активен, окисляет даже золото дооксида золота ( I), серебро до пероксида серебра ( I), иодид ионы в растворе KI, непредельные углеводороды. [10]
В течение всего времени опыта ( 4 – 6 нед) в нижней части ампулы при 290 – 260 С растворяется гидратоксида золота, а в верхней трети ампулы при 250 – 220 С происходит кристаллизация препарата на стенках.
Кристаллы в падающем свете коричневые, в проходящем – рубиново-красные. Они достигают размеров 0 5X0 4X0 4 мм и имеют хорошо построенные плоскости. Для удаления КС1О4 кристаллы Аи2О промывают горячей водой.
Следует соблюдать осторожность: ампула по окончании опыта находится под давлением. [11]
Окраска многих минералов и драгоценных камней обусловлена наличием в них высокодисперсных частиц металлов и их оксидов. Например, прозрачным рубиновым стеклам окраску придают коллоидные частицыоксидов золота, железа. [12]
Окраска многих минералов и драгоценных камней обусловлена наличием в них высокодисперсных частиц металлов и их оксидов. Например, прозрачные рубиновые стекла обязаны своей окраской наличию коллоидных частицоксидов золота, железа. [13]
Оксиды золота и серебра легко разлагаются при нагревании. Оксиду меди ( П) соответствует гидроксид Си ( ОН) 2, оксиду золота ( Ш) – дигидрат А Оз 2Н2О, который проявляет амфотерные свойства с преобладанием кислотных. [14]
Для построения своей схемы он выбрал систему, содержавшую наиболее важные, по его мнению, металлы или их соединения, которые он разбил на шесть групп: первая группа – калий, натрий, аммоний; вторая группа – барит, стронцианит, известь, магнезия; третья группа – глинозем и оксид хрома; четвертая группа – оксиды цинка, марганца, никеля, кобальта и железа; пятая группа – оксиды серебра, ртути, свинца, висмута, меди, кадмия; шестая группа – оксиды золота, платины, сурьмы, олова, мышьяковая и мышьяковистая кислоты. [15]
Страницы: 1 2
Источник: http://www.ngpedia.ru/id208871p1.html
ПОИСК
При растворении золота в царской водке образуются хлорид золота (III) и оксид азота (II) [c.171]
По сравнению с хлором фтор F гораздо более активен. Он реагирует почти со всеми химическими элементами, со щелочными и щелочноземельными металлами даже на холоде.
Некоторые металлы (Mg, Al, Zn, Fe, Си, Ni) на холоде устойчивы к действию фтора из-за образования пленки фторидов. Фтор — самый сильный окислитель из всех известных элементов. Он единственный из галогенов не способен проявлять положительные степени окисления.
При нагревании фтор реагирует со всеми металлами, в том числе с золотом и платиной. Он образует ряд соединений с кислородом, причем это единственные соединения, в которых кислород электроположителен (например, дифторид кислорода OFa).
В отличие от оксидов эти соединения называют фторидами кислорода. [c.108]
Разложение оксида азота (I) на поверхности золота при высоких температурах протекает по уравнению N20 N2 + 0. Кон- [c.109]
Отсутствие надежных данных по кислородному перенапряжению объясняется сложностью процесса анодного образования кислорода и почти неизбежным наложением на него побочных и вторичных реакций.
Прежде всего необходимо напомнить, что обратимый кислородный электрод экспериментально реализовать чрезвычайно сложно, и, следовательно, входящая в уравнение (20.5) величина не определяется опытным путем. Ее обычно рассчитывают теоретически.
Для выделения газообразного кислорода из растворов кислот необходимо, чтобы потенциал анода был более положительным, чем равновесный потенциал кислородного электрода ( + 1,23 В при ан = 1 и 25° С), на величину кислородного перенапряжения, отвечающую данной плотности тока.
Однако еще до достижения такого высокого положительного потенциала больщинство металлов термодинамически неустойчивы, и вместо реакции выделения кислорода идет процесс их анодного растворения или окисления.
Для изучения кинетики выделения кислорода из кислых сред можно использовать поэтому только металлы платиновой группы и золото (стандартные потенциалы которых ноложительнее потенциала кислородного электрода), а также некоторые другие металлы, защищенные от растворения в кислотах стойкими поверхностными оксидами.
В щелочных растворах, где равновесный потенциал кислорода менее положителен (при аоп-= 1 и 25° С он составляет около +0,41 В), в качестве анодов применяют также металлы группы железа, кадмий и некоторые другие. Установлено, что в условиях выделения кислорода поверхность всех металлов, включая платину и золото, оказывается в большей или меньшей степени окисленной, и поэтому кислород выделяется обычно не на самом металле, а на его оксидах. [c.421]
Напишите формулы а) двух оксидов золота, в одном из которых золото одновалентно, а в другом — трехвалентно, б) оксида кадмия (II), в) двух оксидов хрома, в одном из которых хром трехвалентен, а в другом — шестивалентен. [c.10]
Азотная кислота действует почти на все металлы (за исклю-ением золота, платины, тантала, родия, иридия), превращая их нитраты, а некоторые металлы — в оксиды. [c.413]
Поскольку из исходной смеси металлов с концентрированной азотной кислотой взаимодействует только медь, то по объему выделившегося оксида азота(IV) (6,72 л) по уравнению (1) можно рассчитать количество растворенной меди. Оно равно 9,6 г. Так кйк медь и золото в соляной кислоте не растворяются, то по уравнению (2), зная [c.87]
Известны соединения меди в степенях окисления +1, +2 и +3. Последние, однако, малочисленны и ограничиваются простми и сложными оксидами и фторидами. Гораздо более распространены соединения меди (I) и меди (II).
Соединения одновалентной меди менее устойчивы и похожи на аналогичные соединения серебра и золота (I). Соли двухвалентной меди по свойствам гораздо ближе к солям других двухзарядпых катионов переходных металлов. Эти особенности меди неразрывно связаны с ее электронным строением.
Основное состояние атома меди 3< 4з обусловлено устойчивостью заполненной а -оболочки (ср. с атомом хрома), однако первое возбу кденное состояние 3d 4s превышает основное по энергии всего на 1,4 эВ (около 125 кДж/моль).
Поэтому в химических соединениях проявляются в одинаковой мере оба состояния, дающие начало двум рядам соединений меди (I) и (II). [c.159]
Свойства. Щелочные металлы Ыа, К, КЬ, Сз — легкоплавкие металлы. Ы, Ыа, К, КЬ имеют серебристо-белую окраску, а Сз — золотисто-желтую, не такую яркую как у золота, но вполне заметную. Находящиеся под керосином щелочные металлы бывают покрыты слоем нз оксидов и пероксидов (литпй — смес1 .
ю нитрида и оксида) . На воздухе они легко окисляются (КЬ и Сз — самовозгораются), реакция ускоряется под действием влаги в совершенно сухом кислороде при комнатной температуре натрий не окисляется н сохраняет блестящую поверхность. Литий приблизительно такой же мягкий, как свинец, натрий — как воск.
К, КЬ и Сз — еще мягче. Щелочные металлы обладают высокой сжимаемостью, электро- и теплопроводностью. Литий — самое легкое из твердых веществ, существующих прп комнатной температуре. Некоторые свойства щелочных металлов указаны в табл. 3.
1 Работа со щелочными металлами требует боль иой осторожно сти,. гак как они легко загораются, бурно реагируют с водой многими другими веществами.
При длительном хранении в керо сине калий покрывается слоем надпероксида, который при разре зании металла может с ним интенсивно реагировать, вызывая загорание и разбрызгивание горящей массы. [c.299]
Золото не реагирует с кислородом воздуха.
Это является одной из причин широкого использования золота для изготовления декоративных предметов, которые мы хотим сохранить в течение долгого времени (например, факел у статуи Свободы).
Надежность электрических контактов, покрытых золотом, обусловлена тем, что на их поверхности не образуются непроводящие электричество оксиды. [c.129]
Для большинства высокотемпературных реакций используются металлические катализаторы.
Они могут быть в виде металла, нанесенного на тугоплавкий носитель, такой, как плавленый оксид алюминия, смешанный оксид алюминия и магния, алюмосиликат, например муллит, алюминат магния (шпинель) и смешанный тугоплавкий оксид алюминия и хрома.
Оксид хрома может обладать собственной каталитической активностью, и поэтому его следует тщательно исследовать, прежде чем использовать в качестве носителя.
Наоборот, если возможно получить бифункциональный катализатор, в котором действие металла дополняется действием носителя, то хром в этом случае может принести существенную пользу. К числу металлов, используемых как катализаторы дегидрирования, принадлежат медь, серебро и иногда золото. Такие благородные металлы, как платина, палладий, родий и рутений, можно использовать при очень высоких температурах, а серебро недостаточно устойчиво при температурах выше 700 °С. [c.142]
Красители, придающие стеклу необходимый цвет оксиды и соли металлов, образующие в стекле коллоидные растворы меди (I), железа (П), кобальта (П), хрома (Ш), хлорида золота, сульфата меди (II) и др. [c.316]
Небольшое число металлов (золото, серебро, платина, ртуть) встречается в природе в свободном состоянии. Большинство же находится в форме минералов и руд. Среди наиболее распространенных природных соединений металлов — оксиды, сульфиды, карбонаты, силикат , , сульфаты. [c.142]
Во вторичной реакционной зоне окисление горючих газов идет до конца, т. е. в случае углеводородов — до образования СОг и НгО.
В этой зоне преобладают радикалы с окислительным действием (НзО-, СО-, 0-, ОН-, N0-, НСО-), и она является предпочтительной для наблюдений атомной абсорбции элементов, не образующих термостойких оксидов (медь, серебро, золото, цинк, марганец и т.
п.). Измерения в этой зоне характеризуются наибольшей стабильностью и наименьшими шумами. [c.146]
В концентрированной азотной кислоте золото не растворяется, тогда как медь взаимодействует с ней, образуя нитрат меди (II) и оксид азота (IV) [c.171]
Зная объем выделившегося оксида азота (И), рассчитываем количество золота, растворившегося в царской водке, оно равно 39,4 г (уравнение 2). [c.171]
Рассматриваемые элементы характеризуются большой инертностью, причем химическая активность уменьшается от меди к золоту. Так, с кислородом непосредственно взаимодействует только медь при наг(>евании. Серебро и золото даже при нагревании на воздухе не окисляются. Оксиды серебра и золота легко образуются при разложении соответствующих гидроксидов, например [c.226]
В вертикальных столбцах таблицы — группах располагаются элементы, обладающие одинаковой валентностью в высших солеобразующих оксидах (она указана римской цифрой).
Каждая группа разделена на две подгруппы, одна из которых (главная) включает элементы малых периодов и четных рядов больших периодов, а другая (побочная) образована элементами нечетных рядов больших периодов. Различия между главными и побочными подгруппами ярко проявляются в крайних группах таблицы (исключая VIII).
Так, главная подгруппа I группы включает очень активные щелочные металлы, энергично разлагающие воду, тогда как побочная подгруппа состоит из меди Си,серебра Ag и золота Аи, малоактивных в химическом отношении.
В VII группе главную подгруппу составляют активные неметаллы фтор F, хлор С1, бром Вг, иод I и астат At, тогда как у элементов побочной подгруппы — марганца Мп, технеция Тс и рения Re — преобладают металлические свойства. VIII группа элементов, занимающая особое положение, состоит из девяти элементов, разделенных на три триады очень сходных друг с другом элементов, и подгруппы благородных газов. [c.22]
Озон — один из сильнейших окислителей. Он окисляет все металлы, кроме золота и платиновых металлов, а также большинство неметаллов. Он переводит низшие оксиды в высшие, а сульфиды металлов — в их сульфаты. В ходе большинства этих реакций молекула озона теряет один атом кислорода, переходя в молекулу О2. [c.456]
В первой группе — медь, серебро, золото. Оксиды серебра и золота прп пагрсванпи в атмосфере водорода могут вызвать взрыв. Поскольку оксиды этих металлов разлагаются при простом нагревании, описанный метод для их получения не используют. Водород, применяемый для восстановления оксидов, в какой-либо специальной очистке не нуждается (ч. II, I). [c.12]
Ртуть и ее соединения находят широкое применение в промышленности. Из ртути изготавливают катоды при электрохимическом получении хлора и щелочей. Парами ртути заполняют люминесцентные лампы.
Амальгамы используются в металлургии для извлечения некоторых металлов, например золота. Оксид ртути (II) НдО используется для получения красок, которыми окрашивают днища морских судов, прп этом они не обрастают водорослями.
Сулема НдСЬ используется в сельском хозяйстве как ядохимикат. [c.257]
Известны два ряда соединений золота, отвечающие степеням окисленности +1 и -f3. Так, золото образует два оксида — оксид эолота ), или закись золота, АигО и оксид золога(И1), или окись золота, AU2O3. Более устойчивы соединения, в которых золото имеет степень окисленности -j-3. [c.580]
Нагреванием смеси порошкообразных олова (или его амальгамы), серы и ЫН4С1 (для удаления с поверхности олова препятствующей реакции пленки оксида) получают пЗг в виде золотистых металлически блестяигих чешуек (сусальное золото). Его используют для приготовления бронзовой краски. [c.386]
Не подворгаются действию ННОз только золото, платина, родий, рутений, иридий и тантал. Концентрированная кислота пассивирует алюминий, железо и хром из-за образования нерастворимых пленок оксидов [c.123]
Для получения качественного изображения применяют образцы очень малой толщины, которые наносят на тонкие подложки из аморфного материала. Увеличение толщины образца не только ухудшает качество фотографии, но и может привести к его термодеструкции.
Очень часто наблюдают не сами объекты, а пользуются репликами (пленки-отпечатки). Метод реплик является косвенным методом изучения микрорельефа поверхности.
В качестве материала для реплик используют формвар, вещества типа коллодия и оксид 5162(510), конденсированный в высоком вакууме из паровой фазы.
Для усиления контрастности изображения обычно проводят оттенение реплик с помощью напыления на них слоя тя келых металлов (уран, палладий, золото, хром, никель). Напыление проводят путем возгонки металла при высоком вакууме на реплику наносят два-три атомных слоя. [c.251]
Окраска многих минералов и драгоценных камней обусловлена наличием в них высокодисперсных частиц металлов и их оксидов.
Например, прозрачные рубиновые стекла обязаны своей окраской наличию К0ЛЛ011ДНЫХ частиц оксидов золота, железа.
Нельзя не отметить, что практически всем краскам и эмалям цвета сообщаются дисперсными ппгментами из оксидов и солей металлов (титана, железа, олова, меди и др.). [c.267]
Царская водка. Нагревают серебряную проволоку и листовое золото с азотнйй кислотой средней концентрации. Серебро растворяется с выделением оксидов азота. Золото удается перевести в раствор лишь после добавления трехкратного количества конц. НС1. Растворению золота благоприятствует образование комплексной кислоты. [c.548]
Медь образует два оксида СизО — полуокись и СиО —окись. Дигйдроксид Си (ОН) 2 термически неустойчив и разлагается при слабом нагревании Си(ОН)2=СиО-+Н2О. Гидроксиды СиОНиАдОНразлагаются в момент их образования. Дигидроксид меди Си (ОН) 2 — слабое основание. Тригидроксид золота Аи (ОН) 3 —амфотерное соединение с преобладанием кислотных свойств. [c.103]
Красивая и яркая окраска многих драгоценных и полудрагоценных камней (рубинов, изумрудов, топазов, сапфиров) обусловлена содержанием в них ничтожных (не определимых даже на лучших аналитических весах) количеств примесей тяжелых металлов и их оксидов, находящихся в коллоидном состоянии. Так, для искусственного получения яркого рубинового стекла, употребляемого для автомобильных, велосипедных и прочих фонарей, достаточно на 1000 кг стеклянной массы добавить нсего лишь 0,1 кг коллоидного золота. [c.297]
Озон химически активен, окисляет даже золото до оксида золота (I), серебро до пероксида серебра (I), иодид ионы в растворе К1, непредельные уптеводороды. [c.295]
Цветные стекла образуются в результате диспергирования в силикатном стекле примесей металлов или их оксидов, придающих стеклз окраску. Например, рубиновое стекло содержит 0,01—0,1% золота с размером частиц 4—30 мкм. Эмали — это силикатные стекла с включениями пигментов (ЗпОг, TiOa, ZrOa), придающих эмалям [c.291]
Кислород образует соединения со всеми химическими элементами, кроме гелия, неона и аргона. С большинством элементов он взаимодействует непосредственно (кроме галогенов, золота и платины).
Скорость взаимодействия кислорода как с простыми, так и со сложными веществами зависит от природы вещества и от температуры.
Некоторые вещества, например оксид азота (II), гемоглобин крови, уже при комнатной температуре соединяются с кислородом воздуха со значительной скоростью. Многие реакщ1и окисления ускоряются катализаторами.
Например, в присутствии дисперсной платины смесь водорода с кислородом воспламеняется при комнатной температуре. Характерной особенностью многих реакций соединения с кислородом является выделение теплоты и света. Такой процесс называется горением. [c.455]
Известны два ряда соединений золота, отвечающие степеням окисления -1-1 и +3. Так, золото образует два оксида — оксид золота (1) АигО и оксид золота (III) AU2O3. Более устойчивы соединения, в которых золото имеет степень окисления 4-3. [c.540]
С, т. кип. 86° С. Смешивается с водой во всех отношениях. Азеотроп-ная смесь с водой содержит 68,4% НХОз и кипит при 121,9° С. Обычная 96—98%-ная НКОз — жидкость красно-бурого цвета. А. к. — сильный окислитель, реагирует почти со всеми металлами, образуя с ними соответствующие оксиды или соли — нитраты и выделяя оксиды азота. Устойчивы к действию А. к.
золото, платина, родий, иридий и тантал. Такие металлы, как железо, хром, алюминий, пассивируются концентрированной А. к. за счет стойкости к действию А. к. оксидной пленки, образующейся на ее поверхности. Концентрированная А. к. окисляет серу до серной кислоты, фосфор — до фосфорной. Многие органические соединения под действием А. к.
разрушаются и воспламеняются. Разбавленная А. к. более слабый окислитель, чем концентрированная продуктами восстановления ее сильными восстановителями могут быть гемиоксид азота, свободный азот н нитрат аммония. В лаборатории А. к. получают действием на ее соли концентрированной N3804 при нагревании. В промышленности разбавленную (45—55%) А. к.
получа- [c.11]
Источник: http://chem21.info/info/16302/
№79 Золото
Рукоятка ритуального ножа древних инков. Золото, изумруды.
Золото – один из первых освоенных человеком металлов. Латинское название “aurum” происходит от слова “Aurora” – утренняя заря, русское название от слова “желтый”.
Получение:
Содержание золота в земной коре 5*10-7% (1012 тонн). В природе находится обычно в самородном состоянии в виде песка или самородков (самый большой весил 216 кг). В виде примесей часто содержит серебро, платину, палладий, медь, висмут (мольдонит – 34% Bi). Известны также минералы, содержащие золото, серебро, теллур. Промышленное извлечение золото из руд проводят цианидным способом:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
2Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Au
Дальнейшую очистку проводят электролизом солянокислого раствора хлорида золота(III) с анодом изготовленным из грязного золота. На катоде получают золото с чистотой не менее 99,99%.
Физические свойства:
Мягкий желтый металл с высокой плотностью (19,32 г/см3), электропроводностью, очень пластичный, что позволяет получать фольгу толщиной до 0,000013 см. Тпл.= 1064°С.
Химические свойства:
Устойчиво при нагревании на воздухе, не реагирует с серой, фосфором, углеродом, водородом. При нагревании взаимодействует с галогенами.
Не растворяется в кислотах и в щелочах, медленно растворяется в царской водке, смеси серной и азотной кислот, в селеновой кислоте.
Золото растворяется при обработке хлором в концентрированной соляной кислоте и в водных растворах цианидов в присутствии кислорода.
В соединениях проявляет степени окисления +1, +3, реже другие, от -1 до +7.
Важнейшие соединения:
Соединения золота(I) в большинстве неустойчивы, легко окисляются, восстанавливаются и диспропорционируют:
3AuCl(крист) + KCl(p-p) = K[AuCl4](p-p) + 2Au
Известны: оксид золота(I), Au2O*xH2O, фиолетовый,
хлорид золота(I), AuCl, желтый, получают разложением AuCl3.
Более устойчивы комплексные соединения, например цианидные K[Au(CN)2], или тиосульфатные K3[Au(S2O3)2].
Оксид золота(III) Au2O3, коричневый, получают осторожным нагреванием гидроксида. Выше 160°С разлагается. Амфотерен, при растворении в щелочах образует соли типа K[Au(OH)4].
Гидроксид золота(III) Au(OH)3, бурый осадок, образуется при действии щелочей на раствор AuCl3. При нагревании легко переходит в AuO(OH) и затем в оксид. Амфотерен, вследствии чего его иногда называют “золотой кислотой”.
Хлорид золота(III) существует в виде димера Au2Cl6, образованного мостиковыми атомами хлора, так что у золота КЧ=4. Красные кристаллы, растворим, гидролизуется с образованием H[Au(OH)Cl3]. При растворении в соляной кислоте или растворах хлоридов образует H[AuCl4] и ее соли. Исходное вещество для получения других соединений золота. Разлагается при 200°С.
Бромид золота(III) по строению и свойствам подобен хлориду. Йодид золота(III) не существует, вследствии восстановительных свойств йодид-иона.
Тетрахлорозолотая (золотохлороводородная) кислота H[AuCl4]*4H2O, желтые игольчатые кристаллы, разлагается при 120°С, растворима в воде, спирте. Применяется при гальваническом золочении. Соли – тетрахлороаураты.
Фторид золота(V), красно-коричневые кристаллы, образуется при окислении золота фторидом криптона:
2Au + 5KrF2 = 2AuF5 + 5Kr
Очень сильный окислитель, с основными фторидами образует гексафтораураты(V): AuF5 + KF = K[AuF6]
Применение:
Ежегодное мировое производство золота оценивается в 2500 тонн; 40% всего добытого золота сосредоточено в ювелирных украшениях, 30% – в государственных резервах, 20% в виде слитков и монет, и 10% используется в промышленных и других целях.
В ювелирных изделиях и для технических целей используют в основном не чистое золото, а его сплавы с другими металлами (Cu, Ag и др.), превосходящими мягкое чистое золото по механической прочности и стойкости.
Золото незаменимо для покрытия электрических контактов, что обуславливает его широкое применение в микроэлектронике.
Золото находит применение в медицине, в стоматологии, а в виде соединений для лечения ревматических артритов, в онкологии. Радиоактивный изотоп 198Au – для сканирования и определения кровотока печени.
См. также: Золото //Популярная библиотека химических элементов. Издательство «Наука», 1977. Пичугина Д.А., Рыжова О.Н. Неизвестные свойства известного металла. Химия в школе, 2006, №3, с 6. Пичугина Д.А., Рыжова О.Н., Пичугин И.А. Круговорот золота в природе. Химия в школе, 2006, №4, с 7. (+ способы добычи, потребление)
Пичугина Д.А., Рыжова О.Н., Пичугин И.А. Золото – катализатор XXI века. Химия в школе, 2006, №5, с 7.
Источник: http://www.kontren.narod.ru/x_el/info79.htm
Золото
ЗОЛОТО, Au (лат. Aurum * а. gold; н. Gold; ф. or; и. oro), — химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 79, атомная масса 196,967. Природное золото состоит из стабильного изотопа 197Au.
Получены 13 радиоактивных изотопов с массовыми числами 192-196, 198-206 и периодами полураспада от нескольких секунд до 15,8 лет.
Изделия из золота обнаружены при раскопках наиболее древних цивилизаций эпохи неолита в горах Франции, в кельтских могильниках, в додинастических памятниках Египта, среди наиболее древних культурных слоев в Индии и Китае.
Рафинирование золота и отделение его от серебра началось во 2-й половине 2-го тысячелетия до н.э. Первые исследования золота связаны с развитием алхимии, главной целью которой было создание золота из неблагородных металлов.
Физические свойства золота
Золото — мягкий ярко-жёлтый тяжёлый металл.
Кристаллическая решётка золота кубическая гранецентрированная, параметр а=0,40783 нм (4,0783 Е), физические свойства: плотность (при 20°С) 19320 кг/м3; t плавления 1046,5°С; t кипения 2947°С, удельная теплопроводность (при 0°С) 311,48 Вт/(м•К), удельная теплоёмкость (при 0°С и давлении 1 атм) 132,3 Дж/(кг•К); удельное сопротивление (при 0°С) 2,065•10-8Ом•см, при 100°С 2,8873•10-8Ом•м; температурный коэффициент электросопротивления 0,0039°С-1 (0-100°С); электропроводность по отношению к меди (при 0°С) 75,0%; коэффициент линейного расширения (0-100 °С) 14,6•10-6 К-1; для отожжённого золота предел прочности при растяжении 100-140 МПа; твердость по Бринеллю 18,9•10 МПа.
Золото обладает самыми высокими по сравнению со всеми остальными металлами пластичностью и ковкостью. Легко расплющивается в тончайшие листочки, так 1 г золота можно расплющить в лист площадью 1 м2. Легко полируется.
Отражательная способность — высокая. Степени окисления золота +1, +2, +3, +5. В соединениях золота наиболее часто проявляет валентность + 1 и +3.
Двухвалентное золото устойчиво лишь в форме сульфида, остальные соединения Au2+ разлагаются водой.
Химические свойства золота
Золото обладает исключительной химической инертностью, это единственный металл, на который не действуют разбавленные и концентрированные кислоты. При нормальных условиях золото не взаимодействует ни с кислородом, ни с серой. Золото стойко к действию атмосферной коррозии и различных типов природных вод.
Золото обычно растворяется в водных растворах, содержащих лиганд (образующий с золотом комплексы) и окислитель, но каждый из этих реагентов, взятый в отдельности, не способен растворить золото.
Так, например, золото не растворяется в соляной или азотной кислоте, но легко растворяется в так называемой царской водке (смеси 3:1 HCl + HNO3) с образованием золотохлористоводородной кислоты НAuCl4, в хромовой кислоте в присутствии хлоридов и бромидов щелочных металлов, в цианидных растворах в присутствии воздуха или пероксида водорода с образованием цианоауратиона.
Золото растворяется также в растворах тиосульфата, тиомочевины, в смеси Kl + I2, при повышенной температуре оно взаимодействует с теллуром с образованием AuTe2, реагирует со всеми галогенами. Наиболее реакционноспособен по отношению к золоту бром: с порошком золота он вступает в экзотермическую реакцию при комнатной температуре, давая Au2Br6.
Реакция золота с хлором проходит чрезвычайно медленно благодаря образованию поверхностных соединений. Только при температураx выше 200°С достигается высокая скорость реакции, поскольку при этих температураx хлориды золота сублимируют, в результате чего постоянно обнажается чистая поверхность. Продукт реакции — AuCl3.
При восстановлении солей золота дихлоридом олова образуется стойкий коллоидный раствор ярко-красного цвета (“кассиев пурпур”).
Оксиды золота (AuO2 и Au2О3) можно получить только испаряя металл при высокой температуре в вакууме. Красно-бурый гидроксид Au(OH)3 выпадает в осадок при действии сильных щелочей на раствор AuCl3. Соли Au(OH)3 с основаниями — аураты — образуются при его растворении в сильных щелочах.
Золото реагирует с водородом, образуя гидрид, при давлении от 28 до 65•108 Па и температуре более 350°С. Сульфоаураты MeAuS образуются при реакции золота с гидросульфидами щелочных металлов при высокой температуре. Известны сульфиды золота Au2S3 и Au2S, однако последние метастабильны и распадаются с выделением металлической фазы.
Характерная особенность золота — резко выраженная склонность к образованию комплексных соединений.
Известны комплексные соединения золота с различными лигандами: хлоридные AuCl2-, AuCl4-; гидрооксокомплексы Au(OH)-, Au(OH)2-, Au(OH)4-; смешанные гидрооксохлоридные типа AuCl2(OH)2-; бромидные AuBr2-, AuBr4-; йодидные AuI2-; фторидные AuF4-, AuF6-; сульфидные и гидросульфидные AuS-, Au(HS)-; тиосульфатные Au(S2О3)2-; цианидные Au(CN)2-; комплексы золота с различными органическими соединениями. Все растворимые соединения золота токсичны. Распространённость золота во Вселенной 5,34•10-8%. Относительное содержание золота на Солнце составляет 4,0•10-6%, что на порядок выше, чем в породах Земли.
Нахождения золота в природе
Среднее содержание его в земной коре 4,3•10-7 (по А. П. Виноградову). По возрастающей концентрации золото выстраивается в следующий ряд природных образований: морская вода, осадочные породы, кислые изверженные породы, средние изверженные породы, основные и ультраосновные изверженные породы, хромиты базальтоидных пород, гидротермальные руды.
В гидросфере содержание золота 1,0•10-9%, т.е. более чем на два порядка ниже среднего для земной коры. Однако общее количество в гидросфере огромно и составляет около 5-6 млн. т. Среднее содержание золота для всех видов пресных вод около 3,0•10-9%.
Содержание золота в морской воде непостоянно: в полярных морях 5,0•10-9%, у берегов Европы 1-3,0•10-7%, в прибрежных зонах Австралии до 5,0•10-6%. Содержание золота в осадочных породах относительно низкое (1,79-4,57•10-7%). Вместе с тем с осадочными образованиями связано формирование промышленных концентраций (золотоносные россыпи).
В изверженных породах среднее содержание золота отвечает величине 3,57• 10-7%, при этом имеется тенденция к повышению среднего содержания золота от кислых пород к основным.
Подвижность золота в геологических процессах главным образом связана с воздействием водных растворов. Наиболее реально нахождение золота в гидротермальных растворах в форме различных простых и смешанных моноядерных комплексов Au+1. К ним относятся гидроксильные, гидроксохлоридные и гидросульфидные комплексы.
При повышенных содержаниях сурьмы и мышьяка возможно образование гетероядерных комплексов золота с этими элементами. Возможен перенос золота в атомарном виде.
В низкотемпературных гидротермальных условиях, а также в поверхностных водах возможна миграция золота в виде растворимых металлоорганических комплексов, среди которых наиболее вероятны фульватные и гуматные комплексы. В гипергенных условиях миграция золота осуществляется в виде коллоидных растворов и механической взвеси.
Для золота характерно разнообразие факторов, приводящих к его концентрированию и фиксации. Наряду с изменением температуры, давления и величины pH большую роль в концентрировании золота играет изменение окислительно-восстановительного потенциала среды. В процессах концентрирования золота значительна роль соосаждения и сорбции.
В природе золото главным образом встречается в виде золота самородного, а также в виде твёрдых растворов с серебром (электрум), медью (купроаурид), висмутом (бисмутоаурид), родием (родит), иридием (ирааурид) и платиной (платинистое золото). Известны теллуриды золота AuTe2 (калаверит) и AuTe3 (монтбрейит).
Природные сульфиды золота не обнаружены, однако в ряде мест встречен сульфид золота и серебра утенбогардит (Ag3AuS2). Известен также ряд золотосодержащих теллуридов и сульфидов. Основные генетические типы месторождений золота смотреть в статье Золотые руды.
Наиболее древний метод выделения золота — гравитационный — является ведущим процессом получения золотосодержащего концентрата. Начиная с 1-го тысячелетия до н.э. при извлечении золота из концентратов использовалось амальгамирование (растворение металлической ртутью с последующей отгонкой ртути). В конце 18 в. и в течение большей части 19 в.
распространился метод хлорирования. Хлор пропускался через измельчённый рудный концентрат, и образующийся при этом хлорид золота вымывался водой. В 1843 П. Р. Багратионом предложен цианидный способ выделения золота, который широко используется и позволяет практически полностью выделить золото даже из самых бедных руд.
Для извлечения золота рудный концентрат обрабатывается при доступе воздуха разбавленным раствором NaCN. При этом золото переходит в раствор, из которого затем выделяется действием металлического цинка. Очистка полученного тем или иным путём золота от примесей производится обработкой его горячей серной кислотой.
Экономическое значение золота определяется его ролью основного валютного металла. В технике его используют в виде сплавов с другими металлами. Покрытие золотом применяют в авиационной и космической технике, для изготовления некоторых отражателей, электрических контактов и деталей проводников, а также в радиоаппаратуре.
В электронике из золота, легированного Ge, In, Ga, Si, Sn и другими, изготовляют контакты. Значительная часть золота идёт на ювелирные изделия. Золото применяется также в медицине; радиоактивное золото (обычно 198Au) помогает диагностировать опухоли.
Источник: http://www.mining-enc.ru/z/zoloto
Общая характеристика оксидов — урок. Химия, 8–9 класс
Оксидами называют сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, одним из которых является кислород.
В оксидах химический элемент кислород находится в степени окисления (–2).
Оксиды — весьма распространённый в природе класс соединений. Они находятся в воздухе, распространены в гидросфере и литосфере.
Примеры оксидов:
— оксид водорода, или вода.
На Земле вода встречается во всех трёх агрегатных состояниях — газообразном (водяной пар), жидком и твёрдом (лёд, снег). На долю воды также приходится большая часть массы живых организмов.
— оксид углерода((IV)), двуокись углерода или углекислый газ.
Как вы уже знаете, углекислый газ нужен зелёным растениям для фотосинтеза. Оксид углерода((IV)), находящийся в твёрдом агрегатном состоянии, называют сухим льдом.
— оксид углерода((II)), угарный газ.
Примесь этого очень ядовитого вещества может содержаться в воздухе. Основным источником загрязнения является транспорт. Угарный газ образуется в результате неполного сгорания топлива. Этот же оксид образуется и во время пожаров.
— оксид железа((III)).
В природе этот оксид встречается в виде минерала гематита. Он составляет основу руды, называемой красным железняком.
— оксид кремния.
В природе встречается в виде кварцевого песка, кварца, горного хрусталя.
Оксиды принято группировать в зависимости от их способности реагировать с кислотами и основаниями. Различают три важнейшие группы оксидов: основные, кислотные и амфотерные. Их относят к солеобразующим оксидам. Существуют также оксиды, которые называют несолеобразующими.
Основными называют оксиды, которые реагируют с кислотами, образуя соль и воду.
Основные оксиды образуются химическими элементами — металлами. Как правило, степень окисления элемента, образующего основной оксид, является невысокой: (+1) или (+2).
Примеры основных оксидов:
оксид натрия , оксид меди((II)) .
Кислотными называют оксиды, которые реагируют с основаниями, образуя соль и воду.
Кислотные оксиды образуют элементы — неметаллы. Например, оксид серы((VI)) , оксид азота((IV)) .
Также кислотные оксиды могут быть образованы металлическими химическими элементами, в которых те проявляют степень окисления от (+5) до (+8). Например, оксид хрома((VI)) и оксид марганца((VII)) .
Амфотерными называют оксиды, которые реагируют как с кислотами, так и с основаниями, образуя соли.
Амфотерные свойства проявляет оксид цинка , оксид алюминия , оксид бериллия .
Если металлический элемент имеет переменную валентность (проявляет несколько степеней окисления), то из всех образуемых им оксидов амфотерными свойствами обладают те, в которых этот элемент имеет промежуточную валентность (промежуточную степень окисления).
Например, хром может быть двухвалентен, трёхвалентен и шестивалентен.
Амфотерными свойствами обладает именно оксид хрома ((III)) .
Несолеобразующими называют оксиды, которые при обычных условиях не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями.
Примеры несолеобразующих оксидов: оксид углерода((II)), или угарный газ , оксид азота((I)), или веселящий газ , и оксид азота((II)) .
Номенклатура оксидов
В соответствии с номенклатурой ИЮПАК, оксиды называют словом «оксид», после которого следует наименование химического элемента в родительном падеже.
Например: — оксид натрия, — оксид алюминия.Если элемент, образующий оксид, имеет переменную степень окисления (или валентность), то в названии оксида указывается его степень окисления римской цифрой в скобках сразу после названия (без пробела).
Например: — оксид меди((I)), — оксид меди((II)), — оксид железа((II)), — оксид железа((III)), — оксид хлора((VII)).
Часто используют и другие наименования оксидов по числу атомов кислорода: если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом, или моноокисью, если два — диоксидом, или двуокисью, если три — то триоксидом, или трёхокисью и т. д.
Например: монооксид углерода , диоксид углерода , триоксид серы .
Также распространены исторически сложившиеся (тривиальные) названия оксидов, например, угарный газ , серный ангидрид и т. д.
Источник: https://www.yaklass.ru/p/himija/89-klass/klassy-neorganicheskikh-veshchestv-14371/oksidy-13609/re-29d095fc-d20b-44e5-a3c1-28ca9c299050
Химические свойства золота
Химические свойства золота
Золото — самый инертный металл, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов.
При нормальных условиях оно не взаимодействует с большинством кислот и не образует оксидов, благодаря чему было отнесено к благородным металлам, в отличие от обычных металлов, разрушающихся под действием окружающей среды.
Затем была открыта способность царской водки, растворять золото, что опровергло мнение об его химической инертности.
Наиболее устойчивая степень окисления золота в соединениях +3. В этой степени окисления оно легко образует с однозарядными анионами (F−, Cl−. CN−) устойчивые плоские квадратные комплексы [AuX4] − .
Относительно устойчивы также соединения со степенью окисления +1, дающие линейные комплексы [AuX2]−.
Долгое время считалось, что +3 — высшая из возможных степеней окисления золота, однако, используя дифторид криптона, удалось получить соединения Au+5 (фторид AuF5, соли комплекса [AuF6]−). Соединения золота(V) стабильны лишь с фтором и являются сильнейшими окислителями.
При взаимодействии атомарного фтора с пентафторидом золота были получены летучие фториды золота (VI) и (VII): AuF6 и AuF7. Они крайне неустойчивы, особенно AuF6, который дисмутирует с образованием AuF5 и AuF7[4].
Степень окисления +2 для золота нехарактерна, в веществах, в которых она формально равна 2, половина золота, как правило, окислена до +1, а половина — до +3. Например, правильной ионной формулой сульфата золота(II) AuSO4 будет не Au2+(SO4)2−, а Au1+Au3+(SO4)2−2, однако обнаружены комплексы, в которых золото всё-таки имеет степень окисления +2.
Существуют соединения золота со степенью окисления −1, называемые ауридами. Например, CsAu (аурид цезия), Na3Au (аурид натрия)[5].
Из чистых кислот золото растворяется только в горячей концентрированной селеновой кислоте:
Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты:
Цианоаураты легко восстанавливаются до чистого золота:
В случае реакции с хлором возможность комплексообразования также значительно облегчает ход реакции: если с сухим хлором золото реагирует при ~200 °C с образованием хлорида золота(III), то в концентрированном водном растворе соляной и азотной кислот («царская водка») золото растворяется с образованием хлораурат-иона уже при комнатной температуре:
Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, образуя трибромид AuBr3.
С фтором золото реагирует в интервале температур 300−400 °C, при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются.
Золото также растворяется в ртути, фактически образуя легкоплавкий сплав (амальгаму), содержащий интерметаллиды.
Существуют золотоорганические соединения — например, этилдибромид золота или ауротиоглюкоза.
Физиологическое воздействие
Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении. Органические соединения золота (препараты кризанол и ауранофин) применяются в медицине при лечении аутоиммунных заболеваний, в частности ревматоидного артрита.
Источник: https://www.linerich.com/zoloto/himicheskie-svojstva-zolota.html
Золото в природе
Золото (Au) – очень редкий металл. Его содержание в земной коре (кларк) составляет около 4 х 10-7 %, то есть в 1 км3 содержится 12 т золота.
Это в несколько тысяч раз меньше, чем содержание таких металлов, как медь, цинк или свинец, поэтому при поисках и разведке месторождений золота важно понять условия его концентрирования и рассеяния в природе.
Проведенные исследования показали, что золото присутствует в разных горных породах: как в магматических (гранитах и базальтах), так и в осадочных (океанических илах). Ф. Фриденбург в 1953 году рассчитал, что в слое земной коры до глубины 3000 м содержится 4470 млн т золота.
Еще большие запасы хранятся в воде. Содержание золота в пресной воде составляет 1 х 10-9 %, а в морской может достигать 15-16 мг/т (у берегов США, в водах Карибского моря). Таким образом, 1 т воды содержит около 0,02 мг золота и общая масса морского золота составляет 25-27 млн т.
Самородное золото часто представляет собой его природный сплав с серебром, называемый электрумом. Присутствие в самородном золоте примесей серебра, меди и некоторых других металлов определяет его пробу – отношение содержания золота к сумме содержаний золота и серебра. Наиболее широко в природе распространено самородное золото с пробой выше 650.
Помимо серебристого золота (электрума) в природе было найдено также медистое, висмутистое, платинистое, палладистое и иридистое самородное золото. Часть золота с примесями Pt, Pd и Ir попадает на поверхность Земли из космоса в составе метеоритов. Количество таких космических золотых осадков составляет около 18 кг в год.
Формы выделения и внутреннее строение самородного золота: а – невидимое, тонкодисперсное в пирите (изображение в растровом электронном микроскопе); б – видимое в срастании с кварцем (дендриты); в – россыпное (самородки); г, д – биогенное
В зависимости от условий нахождения самородное золото меняет внешнюю форму (морфологию), внутреннее строение, обогащается или обедняется различными примесями. Размеры выделений самородного золота в природе весьма разнообразны. Большая часть золота в горных породах – это мельчайшие частицы, видимые только под электронным микроскопом (рис. 1, а).
Такое тонкодисперсное золото получило название невидимого, так как оно имеет размеры меньше 10 мкм (0,01 мм). Размеры видимого золота колеблются от пылевидных частиц (порядка 0,1 мм) до крупных выделений размером несколько миллиметров. Зерна золота, имеющие массу более 1 г, получили название самородков. Среди них известны гиганты весом более 50 кг.
Таких крупных находок очень немного – всего несколько десятков. Крупнейший из них (“Плита Холтермана”) найден в Австралии в штате Новый Южный Уэльс на руднике Хилл Энд в 1872 году. Этот сросток самородного золота с кварцем (оксидом кремния, SiO2) имел в длину почти 1,5 м, весил 285 кг и содержал 93,3 кг чистого золота. Большие самородки золота были найдены и в России.
Крупнейший из них – “Большой треугольник” весил 36,6 кг. Он был найден на Южном Урале в 1842 году.
Природное самородное золото разнообразно не только по размерам выделений, но и по их форме.
Иногда оно образует правильные ограненные кристаллы – октаэдры и кубооктаэдры, но чаще самородное золото, заполняя трещинки во вмещающих породах, образует плоские папоротниковидные выделения (дендриты) или причудливой формы зерна с разнообразными выступами и наростами (рис.
1, б ). Такие золотинки бывают похожи на фигурки людей или зверей (рис. 1, в) и потому получают собственные названия: “Мефистофель” (20,25 г), “Заячьи Уши” (3,34 кг), “Верблюд” (9,29 кг).
Помимо внешней формы (морфологии) важную информацию об условиях образования самородного золота можно получить изучая его внутреннее строение. Работами Н.В. Петровской, Л.А. Николаевой, В.Г. Моисеенко, Н.Е. Саввы, С.В. Яблоковой, Г.С.
Попенко было показано, что в ходе кристаллизации самородного золота и во время его длительной и сложной посткристаллизационной истории (растворения, регенерации, транспортировки) зерна самородного золота приобретают разнообразные внутренние структуры.
Выявляют внутреннюю структуру частиц самородного золота путем травления полированных зерен в растворах царской водки с добавлением хромового ангидрита (HNO3 + + HCl + CrO3) и тиомочевины. Различные по составу участки золотин протравливаются по-разному.
Выявленные таким образом неоднородности состава изучают методами оптической и электронной микроскопии.
Заканчивая характеристику самородного золота, необходимо охарактеризовать те свойства, которые важны при добычи и извлечении его из руд.
Это, конечно, его высокая плотность – 19,32 г/см3, которая является основой гравитационного метода извлечения золота, использовавшегося еще в древности при ручной промывке в лотках.
Важнейшим химическим свойством золота является способность образовывать жидкие амальгамы с ртутью, поэтому амальгамирование – второй по значимости и времени изобретения способ извлечения золота из руд.
В современных технологиях добычи золота широко применяют его способность растворяться в хлорной воде и растворах цианидов щелочных металлов в присутствии кислорода. На этих свойствах основаны методы хлорирования и цианирования.
В первом случае образовавшийся осадок AuCl3 вымывается водой, а во втором руду сначала обрабатывают раствором цианида натрия, а затем золото восстанавливают из комплексных анионов электролизом на пластинах цинка. Метод цианирования впервые был предложен П.Р. Багратионом в 1843 году, а применен в 1890 году в ЮАР.
Важнейшими техническими свойствами золота являются низкое электрическое сопротивление (2,887 х 10-8 Ом/м) и высокая ковкость (из 1 г золота можно получить 1 м2 фольги или проволоку длиной 2610 м).
Типы месторождения золота
Существуют два главных цикла миграции и накопления золота в природе: глубинный (эндогенный) и поверхностный (экзогенный).
В каждом из этих циклов могут формироваться месторождения золота, отличающиеся по физико-химическим условиям образования (давлению, температуре, окислительно-восстановительному потенциалу, кислотности и щелочности среды), а также по геологическим условиям их локализации в горных породах.
https://www.youtube.com/watch?v=OXpDs0fd2E4
Большая часть золоторудных месторождений мира образовалась в результате гидротермальных процессов, то есть в результате отложения золота и сопровождающих его минералов из горячих водных растворов (гидротерм).
Главными спутниками самородного золота в этих месторождениях являются кварц (оксид кремния, SiO2) и сернистые соединения тяжелых металлов (сульфиды железа, свинца, цинка и меди).
В этих месторождениях кварцевые жилы, содержащие самородное золото и сопровождающие его сульфиды, образуют серии сближенных параллельных или кулисообразных рудных залежей небольшой мощности (10-20 см), но значительные по протяженности (до 2 км) и глубине (до 1,5 км). Гидротермальные месторождения золота известны по всему миру (рис. 2).
Одним из самых древних и богатых считается рудник Ашанти в Западной Африке. Он работает по настоящее время с 1471 года. Этот район не зря называли Золотым берегом, так как даже сейчас на глубине 1000 м идет отработка руды с содержанием золота 26 г/т. Одной из самых больших и богатых является жила Морро-Велью в Бразилии. Она имеет длину 180 м и уходит на глубину до 5 км.
По минеральному составу гидротермальные месторождения золота разделяют на золото-кварцевые (рудных минералов меньше 1,5%) и золото-сульфидно-кварцевые (рудных минералов 1,5-20%).
Сульфидные минералы распределены в жилах неравномерно, образуя разнообразные причудливые узоры (текстуры). По глубине образования эндогенные гидротермальные месторождения золота разделяют на три типа.
Наиболее глубинные месторождения локализованы в древнейших метаморфических комплексах земной коры (в протерозойских вулканитах, гнейсах и сланцах). Размах оруденения может достигать 4 км.
Ярким примером месторождений этого типа можно считать уникальное месторождение Калгурли в Австралии, открытое в 1863 году и разрабатывающееся до сих пор. Из этого месторождения было добыто около 100 млн т руды и более 1100 т золота.
Не меньшее, а может, и большее экономическое значение имеют месторождения золота малых глубин. Особенно широко месторождения этого типа распространены в молодых складчатых областях, главным образом в обрамлении Тихого океана (см. рис. 2).
К этому типу месторождений относятся месторождения Мексики (Пачука, Эль Оро), США (Голдфилд, Крипл-Крик), Австралии, а также многие месторождения России (Балей в Забайкалье, Карамкен и Хаканджа в Магаданской области). Вмещающими породами служат мезозойские песчаники, аргиллиты и конгломераты, а размах оруденения по глубине колеблется от 50 до 400 м.
Рудные жилы близповерхностных месторождений отличаются большим минеральным разнообразием, многие из них богаты серебром и получили название золото-серебряных.
Современные методы анализа позволяют изучать не только химический состав минералов и включений в них, но и их изотопный состав. Именно изотопные исследования позволили решить давний спор “плутонистов” и “нептунистов”.
“Плутонисты” предполагали, что гидротермальные рудоносные растворы формируются благодаря остыванию магматических интрузивных тел, с которыми генетически связаны многие месторождения золота, а “нептунисты” отстаивали приоритет нагретых поверхностных вод, экстрагирующих рудные компоненты из вмещающих пород.
В настоящее время выявлены четкие критерии, позволяющие отделить глубинные источники от поверхностных по изотопному составу серы (?34S) в сульфидах и по соотношению изотопов кислорода (?18O) и дейтерия (?D) в растворах
В результате этих определений наибольшее распространение получила смешанная схема формирования гидротермальных кварцевых жил с золотой минерализацией.
Предполагают, что на первом этапе происходит вскипание глубинных растворов при температуре выше 300°С, вызывающее увеличение концентрации солей и формирование рассолов, экстрагировавших рудные элементы из вмещающих пород.
На втором этапе происходит поступление в систему холодных и слабоминерализованных поверхностных вод, которое вызывает осаждение рудных минералов и золота.
Исследования последних лет показывают, что важную роль в процессах переотложения и накопления золота в поверхностных условиях играют бактерии. Зарождение биогенного золота может быть внутри- и внеклеточным.
Экспериментально показано, что бактерии Mesentericus niger поглощают золото из хлоридных растворов, а затем их клетки лопаются, оставляя сферические частицы нового золота.
Схожие формы наблюдались и в природных образцах, например в окисленных рудах месторождения Парма (Бенин), в которых методами растровой электронной микроскопии выявлены элипсоидальные частицы самородного золота, сгруппированные в цепочки, характерные для бактерий, присоединяющихся к твердому субстрату.
Биогенная природа новообразований золота хорошо подтверждается находками полных псевдоморфоз по микроскопическим водорослям и бактериям. Псевдоморфозы по нитчатым водорослям были описаны для образцов из рудника Елена (ЮАР), а в образцах из рудопроявления Апапель (Камчатка) методом оже-спектроскопии были обнаружены остатки панцирей диатомей и цисты зеленых водорослей, состоящие из золота с примесями кремния и серебра (см. рис. 1, г, д ).
Важно отметить, что крупные россыпи могут образоваться не только при разрушении богатого первоисточника. Образование россыпных месторождений связано с накоплением материала, поступающего из множества мелких и бедных жил. Источником золота могут быть не только золотоносные кварцевые жилы, но и насыщенные сульфидами (пиритом и пирротином) горные породы (особенно углистые).
Часто россыпи имеют сложное строение и состоят из нескольких золотоносных пластов, образованных в разное время и в разных условиях. Мощность отдельных пластов может колебаться от 10 см до 40 м.
Такие многопластовые россыпи образуются из-за сложной истории геологического развития района в четвертичное время, связанной с резкими изменениями климата. Особенно это важно для территории России, которая неоднократно подвергалась оледенениям.
Наступая ледник выпахивал золотоносные жилы, а при отступлении ледника талые воды вымывали золото и переотлагали его в долинах рек, образуя аллювиальные россыпи. Россыпи затем перекрывались более поздними, более молодыми озерно-ледниковыми наносами, что предохраняло их от последующего размыва и разрушения.
Сами ледниковые отложения (морены) тоже могут быть золотоносны. В результате климатических изменений менялся режим рек и по их берегам образовывались террасы, уровень которых соответствовал уровню древних русел. Например, в долине р.
Бодайбо известны восемь уровней речных террас, некоторые из которых расположены на высоте 75 м от современного русла. Большое значение может иметь географическое положение залежей. Например, для Ленского района было установлено, что богатые долинные россыпи образуются на южных склонах ключей (они в 10 раз богаче северных) при уклонах менее 3°.
Россыпи являются наиболее рентабельным типом месторождений золота.
Их отработка проста и не требует больших трудозатрат, так как самородное золото в россыпях локализовано в слабо связанных легко разрушаемых породах: песках, галечниках, конгломератах, в которых рудные залежи образуют линзы и гнезда.
Именно россыпи исторически первыми всегда попадали в поле зрения людей, а каждое новое открытие надолго оставалось в памяти из-за возникавших золотых лихорадок.
Среди коренных месторождений золота особое место занимают метаморфизованные руды.
Этот тип месторождений образуется в результате переработки древних (протерозойских) россыпей, которые в результате геологических процессов погружаются на значительную глубину и захораниваются под более молодыми (палеозойскими, мезозойскими) осадочными породами.
В дальнейшем эти древние осадочные накопления перерабатывались высокотемпературными гидротермальными растворами, еще больше обогащаясь золотом и другими полезными металлами.
Так образовались золотоносные конгломераты и гравеллиты, месторождения которых известны в Гане (Тарква), Бразилии (Жакобина) и Австралии (Каллагайн). Крупнейшим в мире является месторождение Витватерсранд в ЮАР, в котором вместе с золотом добывают также платину и уран. На этом месторождении действует самая глубокая в мире шахта – 3800 м. Максимум добычи был достигнут в 1970 году и составил 1000,4 т.
Золото и в наше время остается стратегически важным металлом несмотря на отмену его денежных функций (демонетизацию), которая была проведена МВФ в 1978 году. Накопленные к концу XX века государственные золотые резервы составляют около 40 тыс. т (США – 2590 т, Франция – 2545 т, ФРГ – 2960 т, Италия – 2074 т).
Добыча золота в мире неуклонно растет, так же как и его цена, которая в 1970 году составляла 1,15 долларов за 1 г, а к 1990 году поднялась до 12,35 долларов за 1 г и сейчас составляет 8,3 долларов за 1 г.
Первое место по добыче занимает ЮАР (606 т в год), а в десятку крупнейших производителей входят США (296 т), Канада (165 т), Австралия (242 т) и Россия (302 т). Вместе с добычей растет и потребление золота, как в ювелирной промышленности (1953 т в 1999 году), так и в других производствах (249,5 т в 1999 году).
Значительная часть золота уходит на тезаврацию, то есть на хранение в сейфах банков, компаний и частных лиц (28-30 тыс. т). Все это заставляет геологов расширять поиски и изыскивать новые источники этого драгоценного металла.
Современное развитие геолого-разведочных работ на золото невозможно без научно обоснованных прогнозов, достоверность которых значительно возрастает благодаря дальнейшему совершенствованию традиционных и разработке новых методов комплексного изучения золотых руд.
Источник: http://londonjack.ru/zoloto.html
Загрузка...
