Что реагирует на золото и какие вещества помогут распознать металл в обычных условиях или в лаборатории? Это сложный вопрос, поскольку по своей сути это элемент периодической таблицы Менделеева, который отличается инертностью.
Содержание статьи
Растворение золота в царской водке
Инертность — способность вещества не реагировать на кислоты, щелочи и не окисляться при контакте с воздухом и водой. В таблице металл обозначается символом Au, а «золото» с латыни переводится, как «восход солнца». Золото и платина как раз стали называться благородными металлами, когда выяснилась их способность не реагировать на внешние факторы и химические реагенты. Но химия, как и любая другая наука, не стоит на месте, и удалось обнаружить несколько веществ, которые вступают с Au в реакцию.
Свойства металла
Химические свойства золота свидетельствуют о том, что этот металл все же может реагировать на некоторые вещества.
Так с чем же взаимодействует Au и при каких условиях?
- Ртуть может образовывать с золотом особое соединение — амальгаму. Это сплав двух металлов, молекулы ртути притягивают к себе молекулы Au, в результате чего образуется соединение.
- Золото растворяется в царской водке, об этом известно довольно давно, но смесь высокой концентрации азотной и соляной кислот не имеет аналогов. Химики используют ее до сих пор, они не нашли царской водке достойной замены и применяют ее при проведении аффинажа.
- Реакция селеновой кислоты и Au начинается только тогда, когда концентрированную кислоту разогревают до определенной температуры.
- Еще благородный металл вступает в реакцию с йодистым калием. Но в некоторых случаях для идентификации используют обычный раствор йода на спирту, который присутствует в аптечке.
- Жидкий бром и вода с цианидами — вот еще два химических реагента, которые способны вступить в реакцию с Au.
Способности ртутит притягивать молекулы Au известны давно. В старину это свойство металла использовали для добычи золота. Были созданы специальные шлюзы, поверхность которых покрывалась слоем ртути, притягивавшей Au и позволявшей увеличить уровень его добычи. Минусом такого способа считалась токсичность, человек, который имел постоянный контакт со ртутью, жертвовал своим здоровьем, добывая золото.
Амальгама — состояние обратимое, чтобы Au вновь приобрел свой первоначальный вид, смесь необходимо подогреть примерно до 800 градусов.
Задолго до того как Дмитрию Менделееву приснилась его периодическая таблица, алхимикам была известна способность золота растворяться в смеси двух кислот. Азотную и соляную кислоты смешивали и использовали для проведения различных опытов. Ученые того времени шифровали свои записи, по этой причине не расписывали реакцию, а рисовали ее.
Алхимики изображали льва, который поглощал солнце, животное стояло на задних лапах и поедало желтый круг. Золото ассоциировалось с солнцем за свой цвет, а вот львом была как раз смесь двух кислот. Царская водка, по сути, — универсальный растворитель, которому под силу разложить на молекулы все благородные металлы. Смесь кислот используют и сегодня, при проведении аффинажа или других опытов. Формула царской водки: HNO3+3 HCl.
Реакция золота на йод
Такая смесь способна растворить даже платину и большинство существующих металлов. Только серебро не слишком охотно растворяется в смеси двух кислот. Но с течением времени сила растворителя уменьшается: чем больше реагент контактирует с воздухом, тем слабее он становится.
Реакция с селеновой кислотой проходит при определенных условиях. Чтобы растворить золото, необходимо использовать концентрированную кислоту, нагреть ее до определенной температуры и при этом обеспечить приток кислорода. Если кислорода будет недостаточно, то реакция будет идти медленно.
Йодистый калий используют довольно редко в химии, подобным образом Au идентифицировать не любят. Зато в обычной жизни украшения, изготовленные из золота, часто проверяют на подлинность, используя раствор йода на спирту.
Если говорить о применении в промышленных масштабах, то способность цианидов взаимодействовать с желтым металлом нашла свое место в этой отрасли. Цианирование — один из методов очистки золота, он помогает отделить Au от частиц породы и примесей.
Несмотря на инертность, при работе с Au стоит учитывать один факт. Если металл с другими реагентами нагреть, то реакция пойдет быстрее. Но золото очень быстро возвращается в первичное состояние, что нужно иметь в виду.
Список веществ, которые способны вступать в реакцию с благородным металлом, на этом исчерпан. Золото не растворяется в воде, в спирте и других веществах. Реагенты не способны нанести металлу вред, разложить его на молекулы, но не стоит забывать, что чистое золото встречается только в слитках. Даже в природе этот металл имеет примеси, которые значительно снижают его инертность.
Оценив все свойства Au, ученые пришли к выводу, что элемент на нашей планете появился из космоса. Золото попало на Землю с частицами космических тел и метеоритов. На нашей планете не существовало условий, благоприятных для его формирования.
Химические свойства элемента под номером 79 немногочисленны, но они все же помогают химикам проводить опыты и исследования, делать очередные открытия. Но не только химия помогает идентифицировать благородный металл, есть и другая наука, которая в этом неплохо преуспела.
Физические показатели
Наряду с химическими, у золота есть и физические свойства, к которым относят:
- Невысокую твердость, по шкале Мооса от 2,5 до 3 единиц.
- Пластичность и ковкость.
- Желтый цвет.
Au не обладает высокой твердостью. В то время как алмазу присваивают 9 баллов по шкале Мооса, этот элемент удостоился всего 3. Чтобы повысить твердость Au, его сплавляют с другими металлами, в результате чего возникает лигатура, используемая для создания украшений. Драгоценности из чистого золота практически не встречаются, они тяжелые и легко деформируются при носке.
Для того чтобы идентифицировать металл, достаточно попробовать его на зуб. Можно укусить изделие, если оно легко поддается деформации и меняет форму, на поверхности остаются следы от зубов, то можно не сомневаться в его подлинности.
Au отличается ковкостью и пластичностью. Можно разрезать слиток ножом, не прилагая особых усилий, а также превратить кусок благородного металла в тонкий лист. Благодаря этому создают сусальное золото, которое используют в качестве декоративного материала: им покрывают купола церквей, защищая их от воздействия факторов окружающей среды.
Золото — единственный металл, который обладает желтым цветом. Этот оттенок повлиял на характеристики элемента, его ассоциировали с силой солнца. Металлу присваивали различные свойства, теплый оттенок свидетельствовал и о таинственном происхождении элемента.
Испокон веков Au ассоциируется у людей с богатством, высоким положением в обществе. В старину обычным людям не дозволялось носить золотые украшения, поскольку этой прерогативы были достойны только представители высшего общества.
Сферы применения
Благодаря своим свойствам, красоте и инертности Au нашел применение в различных отраслях промышленности и не только.
Его используют сегодня:
- в ювелирной промышленности;
- в косметологии и медицине;
- для создания электроники;
- в космической отрасли.
Естественно, что наибольшая часть благородного металла идет для создания произведений ювелирной промышленности. Из него делают украшения, инкрустируя их драгоценными и полудрагоценными камнями. Кроме того, золото в слитках используется как материал для инвестиций, в них вкладывают деньги, и это неизменно приносит прибыль.
Большое количество средств по уходу за кожей содержит в своем составе Au. Этот элемент помогает справиться с признаками старения, в пример можно привести нити из золота, которые вживляют в кожу и которые оказывают омолаживающее действие на организм. Еще металл используют при лечении заболеваний суставов (артритов), а также с его помощью лечат аутоиммунные и онкологические заболевания. Специальную сыворотку, в составе которой есть Au, вводят в организм больного.
Содержат Au в небольшом количестве контакты материнских плат компьютеров и мобильных телефонов, их покрывают золотом.
Если говорить о космической промышленности, то тут элемент используют везде, где необходимы его антикоррозийные свойства. Золотом покрывают стекла шаттлов и шлемов космонавтов. А также некоторые части контактов при изготовлении космических кораблей.
Золото — самый популярный металл на планете, его добыча ведется так давно, что сложно определить дату, когда именно человечество познакомилось с Au. Но точно можно сказать, что произошло это еще задолго до нашей эры. С годами популярность Au только растет, цена на металл поднимается, размеры добычи падают, но любовь человечества к золоту не снижается. Ему присваивают магические свойства, наделяют энергией солнца и называют то металлом Бога, то дьявола.
Причиной «особого отношения» к золоту является не только его красота, но и свойства, которые делают металл благородным и столь ценным для человека.