Золото

(Aurum) Au, хим. Элемент I гр. Периодич. Системы, ат. Н. 79, ат. М. 196,9665. Относится к благородным металлам. В природе один стабильный изотоп 197 Аu. Конфигурация внеш. Электронной оболочки 5d106s1. Степени окисления +1, +3, редко +5. Энергии ионизации Аu0 . Аи + . Аu2+ . Аu3+ соотв. Равны 9,2258, 20,5 и 30,5 эВ. Электроотрицательность по Полингу 2,4 сродство к электрону 2,8 эВ. Атомный радиус 0,144 нм, ионные радиусы (в скобках указаны координац. Числа) Аu+ 0,151 нм (6), Аu3+ 0,082 нм (4), 0,099 нм (6). Содержание 3. В земной коре 4,3-10 % по массе, в воде морей и океанов менее 5.10-6 мг/л. Относится к рассеянным элементам. Известно более 20 минералов, из к-рых главный - самородное 3. (электрум, медистое, палладистое, висмутистое 3. И др.), представляющее собой твердый р-р Ag (от следов до 43%) в 3.

И содержащее также Сu, Fе, Рb, реже - металлы платиновой группы, Mn, Bi и др. Хим. Соединения 3. В природе редки, в осн. Это теллуриды - калаверит АuТе 2, креннерит (Au,Ag)Te2, сильванит AuAgTe4, петцит Ag3AuTe2, мутманнит (Ag,Au)Te, монтбрейит Аu2 Те 3 и др. 3. Присутствует гл. Обр. В кварце, карбонатах, пирите, арсенопирите, галените, сфалерите, халькопирите. В рудах 3. Присутствует в виде вкраплений размерами б. Ч. 0,1-1000 мкм, иногда находят самородки до неск. Десятков кг. Генетич. Типы пром. Месторождений 3. Гидротермальные высокотемпературные золото-арсенопиритовой формации. Гидротермальные среднетемпературные кварц-сульфидной и золото-кварцевой формаций. Гидротермальные низкотемпературные золото-серебряной формации. Месторождения выветривания и метаморфизованные.

Аллювиальные россыпи. 3. Извлекают из собственно золотых руд и, попутно, из железных, медных, свинцово-цинковых и урановых руд. Мировые пром. Ресурсы 3. (без СССР) ок. 65 тыс. Т. Свойства. 3. - желтый металл. Кристаллич. Решетка гранецентрир. Кубическая, а= 0,40786 нм, z = 4, пространств. Группа Fm3m. Т. Пл. 1064,4 °С, т. Кип. 2880 °С. Плотн. Твердого 3. 19,32 г/см 3, жидкого 17,22 г/см 3 (1100°С). С 0p25,39 Дж/(моль. К). DH0 пл 12,55 кДж/моль,DH0 исп 348 кДж/моль. S029847,40 Дж/(моль. К). Ур-ния температурной зависимости давления пара. Для твердого 3. Lgp (гПа) = 3,94 - 19820/T - 0,3061gT - 0,16.10-3 Т(298-1337 Т), для жидкого lgp(Пa)= 10,710 + 17866/Т (1337-3150 К). Температурные коэф. Линейного расширения (5,98-19,10).10-6 К -1 (40-1200 К), объемного (1,79-5,73).10-5 К -1 (40-1200 К).

Теплопроводность 318 Вт/(м. К) при 273 К. R (2,06-2,84).10-8 Ом. М (273-373 К), температурный коэф. R 4,0.10-3 К -1 (273-373 К). Диамагнетик, магн. Восприимчивость Ч29,59.10-6. З. - очень мягкий и пластичный металл, твердость по Моосу ~ 2,5, по Бринеллю 220-250 МПа. Модуль упругости 81 ГПа. S раст 10-25 МПа. 3. Устойчиво на воздухе и в воде. С О 2, Н 2, N2, P, Sb и С непосредственно не взаимодействует. Фосфид Аu2 Р 3 (DH0 обр -102 кДж/моль) и антимонид AuSb2 (DH0 обр - 13 кДж/моль) получают косвенным путем. 3. Не раств. В р-рах щелочей и к-тах, раств. В горячей H2SeO4, смесях к-т - Н 2SО 4 с HNO3, H2SO4 с НМnО 4, а также в царской водке (НСl + НNO3). Аu + HNO3 + 4НСl . H[AuCl4] + NO + 2Н 2 О. После осторожного выпаривания выделяются желтые кристаллы комплексной золотохлористоводородной к-ты НАuСl4.3Н 2 О.

В водных р-рах цианидов (Na, Ca, К) при доступе О 2 или др. Окислителей 3. Раств. С образованием дицианоаурат-иона (цианирование). 2Au + 4CN- +Н 2 О + 0,5О 2 . 2[Au(CN)2]- + 2OH-, что лежит в основе важнейшего пром. Способа извлечения 3. Из руд. С галогенами в отсутствие влаги 3. Без нагревания не взаимод., при нагр. Порошка 3. В атмосфере галогенов образуются золота галогениды. С мн. Металлами 3. Дает сплавы. На легком образовании амальгамы 3. Основан один из методов извлечения 3. Из горных пород. Соед. Золота неустойчивы, в водных р-рах гидролизуются, легко восстанавливаются до металла. В табл. 1 приведены значения стандартных окислит.-восстановит. Потенциалов E0 нек-рых соед. AuLn (где L - лиганд, п =1,3). Важнейшим соед. 3. Посвящены отдельные статьи [см.

Золота цианиды, Золотоорганические соединения, Калия дицианоаурат(I)], ниже приводятся сведения о др. Соединениях 3. Гидроксид Au(OH)3 - темно-коричневые кристаллы. При нагр. Дегидратируется с образованием сначала АuО(ОН), а затем сесквиоксида Аu2 О 3, к-рый выше 160°С разлагается на 3. И О 2. Р-римость в воде 2,4.10-12 моль/л при 20 °С, в р-рах НNО 3 - до 0,38 моль/л при 25 °С, в р-рах NaOH - до 8.10-4 моль/л при 25°С. В последнем случае в р-ре 3. Находится в виде гидроксоаурат-ионов [Аu(ОН)4]- (рН 7-13). Образуется Аu(ОН)3 при добавлении конц. Р-ра щелочи или Mg(OH)2 к р-рам Н[АuСl4]. Ауpaты неустойчивы, легко разлагаются при нагревании. Аураты щелочных металлов хорошо раств. В воде, р-римость растет с увеличением ионного радиуса катиона.

Аураты Mg, Ca, Sr, Ba, Тl(I) ограниченно растворимы. Аураты с нек-рыми орг. В-вами образуют взрывчатые смеси. Предполагают, что при действии на гидроксид 3. Р-ров щелочи образуются аурат-анионы [Н 2 АuО 3]-, [HAuO3]2-, [AuO3]3-. См. Также табл. 2. Др. Кислородные соед. 3. Неустойчивы, легко образуют взрывчатые смеси. Соед. Аu2 О 3 с аммиаком Au2O3.4NH3 наз. "гремучим 3.". Взрывается при 145°С, иногда и при более низких т-рах. Без взрыва раств. В р-рах цианидов щелочных металлов. Гемисульфид 3. Au2S - черно-коричневые кристаллы. DG0 обр 29 кДж/моль. Плохо раств. В воде (произведение р-римости 4.10-69 при 25 °С), раств. В р-рах цианидов и полисульфидов щелочных металлов. Получают взаимод. Конц. Р-ра K[Au(CN)2] с H2S с послед. Нагреванием до кипения с избытком соляной к-ты.

Сесквисульфид Au2S3 - черные кристаллы. Разлагается при нагр. До 200 °С. Не раств. В соляной и серной к-тах, раств. В HNO3 с выделением элементарного 3., р-рах KCN, бромной воде. Получают взаимод. H2S с АuСl3 или комплексными хлоридами 3. В безводном эфире на холоду. Известны комплексные соед., содержащие анионы [AuS3]2-, [AuS2]-, [AuS]-, [Au(SO3)2]3-, [Au(S2O3)2]3- . Моноселенид AuSe существует в двух кристаллич. Модификациях моноклинной сингонии. При обработке солянокислых р-ров 3. На холоду селеноводородом осаждается сесквиселенид Au2Se3.H2Se, устойчивый (после сушки) в интервале 40-390°С. При 535-650°C разлагается с выделением элементарного 3. Селенат (IV) Au2(SeO3)3.3H2SeO3 лимонно-желтые кристаллы. Не раств.

В воде, раств. В соляной и селенистой (при нагр.) к-тах. Селенат (VI) Au2(SeO4)3 желтые кристаллы. DH0 обр Ч 954 кДж/моль. Не раств. В воде, разлагается соляной к-той, раств. В H2SO4, HNO3 и горячей конц. H2Se04. Теллурид (гемителлурид) АuТе 2 - кристаллы от латунно-желтого до серебристо-белого цвета с металлич. Блеском. Плотн. 9,3 г/см, DH0 обр Ч 11 кДж/моль. Хрупок, твердость по Моосу 2,5-3. Тиоцианат AuSCN - бесцв. Кристаллы. Не раств. В воде и орг. Р-рителях. При 140°С разлагается до металлич. 3. И (SCN)n. Под действием воды образует в р-рах прочные комплексные анионы [Au(SCN)2]- и [Au(SCN)4]- . Коллоидное 3. При восстановлении 3. В разб. Р-рах его солей, а также при электрич. Распылении 3. В воде образуются коллоидные р-ры 3., окраска к-рых зависит от степени дисперсности частиц, а интенсивность окраски от их концентрации.

Частицы 3. В коллоидном р-ре отрицательно заряжены. Гидрофобный золь 3. В солянокислом водном р-ре можно представить схемой. [Аu]m - ядро мицеллы (число атомов тв зависимости от условий может меняться от неск. Сотен до миллионов единиц). АuСl4- - ионы, определяющие отрицательный заряд коллоидной частицы 3. И величину потенциала адсорбц. Слоя толщиной d0. Н + - противоионы, определяющие потенциал диффузионного слоя (электрокинетич. Потенциал), из к-рых хионов находится в размытой части двойного слоя толщиной d. N- кол-во ионов АuСl4-, адсорбированных на пов-сти ядра мицеллы, при этом п <<. т. Получение. Источники З. - руды и пески собственно золотых россыпных и коренных месторождений (содержание 3. В них 5-15 г/т), а также промежут.

Продукты (0,5-3 г/т) свинцово-цинкового, медного, уранового и нек-рых др. Произ-в. Из россыпей 3. Извлекают гравитац. Методами, используя т. Н. Ловушки, отсадочные машины, концентрац. Смолы, шлюзы, разл. Промывочные приборы. Со дна рек и озер золотоносные пески добывают и обогащают на драгах. При извлечении 3. Из коренных руд используют комбинир. Схемы, включающие обогатительные (гравитация, флотация) и металлургические (выщелачивание, ионообменная сорбция из пульп, цианирование, реже амальгамирование) операции. При использовании цианирования измельченную руду или концентрат обрабатывают р-ром NaCN при перемешивании. Из цианистых р-ров 3. Осаждают порошком Zn, с помощью ионообменных смол или активир. Углей. Конечные продукты схемы - обычно гравитационный концентрат (т.

Н. Золотая головка) и черновое 3. Очищают 3. Растворением в царской водке с послед. Избират. Осаждением (напр., с помощью FeSO4), хлорированием в расплаве или р-ре (хлоринация) и электролитич. Рафинированием в солянокислом р-ре. Определение. Качественно 3. Обнаруживают по образованию окрашенных осадков и р-ров. Используют р-ции соед. 3. С Hg2Cl2, H2O2, SnCl2, K4[Fe(CN)6], KI, бснзидином, 1-нафтиламином, о-толуидином, гваяковой смолой, комплексоном III, аскорбиновой к-той, фенилтиомочевиной, дитизоном, родамином, изохинолином и др. Можно использовать сорбцию на ионообменных смолах, а также методы электрофореза, хроматографии (круговой тoнкослойной, осадительной и распределительной), люминесценции. Количественно 3. Определяют гравиметрически (в виде металлич.

3.), титриметрически (восстановлением Аu3+ с послед. Титрованием избытка восстановителя), фотометрически (по оранжевой окраске бромаурат-иона, а также по интенсивной окраске соед. 3. С разл. Орг. Реагентами), электрохимически, спектральными методами, методами активац., атомно-абсорбц. И пробирного анализов. Для предварит. Концентрирования 3. Используют хим. Методы, жидкостную экстракцию и хроматографию. Применение. 3. - валютный металл, выполняет ф-цию всеобщего эквивалента денег. 3. И его сплавы используют для декоративных целей, изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, зубных протезов, деталей хим. Аппаратуры, электрич. Контактов и проводов, изделий микроэлектроники, для плакирования труб в хим. Пром-сти, в произ-ве припоев, катализаторов, часов, для окрашивания стекол, изготовления перьев для авторучек, нанесения покрытий на металлич.

Пов-сти (в самолетостроении, космич. Технике и др. Областях). Искусств. Радиоактивный изотоп 198 Аu (T1/2 2,967 сут) используют для лечения опухолей в радиотерапии. Мировое произ-во 3. (без СССР) ок. 1100 т/год (1984). Осн. Производители - ЮАР, СССР, Канада, США, Бразилия, Австралия. Нек-рые препараты Au(I) токсичны, накапливаются в почках, в меньшей мере - в печени, селезенке и гипоталамусе. Накопление 3. В почках может привести к их заболеванию, а также к дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении. 3. Было известно человеку уже в древнейшие времена. Возможно, что оно явилось первым металлом, к-рый человечество стало применять для своих потребностей. Имеются данные о добыче 3. И изготовлении из него разл. Изделий в Египте (4100-3900 до н.

Э.), Индии, Индокитае (2000-1500 до н. Э.) и др. Лит. Бусев А. И., Иванов В. М., Аналитическая химия золота, М., 1973. Малышев В. М., Румянцев Д. В., Золото, М., 1979. Паддефет Р., Химия золота, пер. С англ., М., 1982. Благородные металлы. Справочник, под ред. Е. М. Савицкого, М., 1984. Марфунин А. С., История золота, М., 1987. B. C. Стрижко, М. А. Меретуков. .