Arany kémiai tulajdonságok, fizikai tulajdonságok, a természetben való felfedezés
Az arany fizikai tulajdonságai
Az arany puha világos sárga nehézfém. Az arany kristályrács köbös arccal központosított, az a = 0,40783 nm (4,0783 E) paraméter, fizikai tulajdonságok: sűrűség (20 ° C-on) 19320 kg / m 3; Olvadáspont: 1046,5 ° C; forráspont 2947 ° C, hővezető képesség (0 ° C-on) 311,48 W / (m • K), fajlagos hő (0 ° C és 1 atm nyomáson) 132,3 J / (kg • K); Különleges ellenállás (0 ° C-on) 2,065 • 10 -8 Ohm • cm, 100 ° C-on 2,8873 • 10 -8 Ohm • m; az elektromos ellenállás hőmérsékleti együtthatója 0,0039 ° С -1 (0-100 ° С); elektromos vezetőképesség a réz tekintetében (0 ° C-on) 75,0%; lineáris terjeszkedés együtthatója (0-100 ° C) 14,6 • 10 -6 K -1; A lágyított arany esetében a szakítószilárdság 100-140 MPa; Brinell keménység 18,9 • 10 MPa.
Az arany a legmagasabb plaszticitással és alakíthatósággal rendelkezik az összes többi fémhez képest. Könnyedén beilleszthető a legfinomabb levelekbe, így 1 g aranyat egy 1 m-es lapra lehet lapítani. Könnyen csiszolt. A reflexiós képesség magas. Az arany oxidációs foka +1, +2, +3, +5. Az aranyvegyületekben a valenciát leggyakrabban + 1 és + 3 értékkel látjuk el. A kétértékű arany csak szulfid formájában stabil, a fennmaradó Au 2+ vegyületek vízzel bomlanak.
Az arany kémiai tulajdonságai
Az arany kivételes kémiai közömbösséggel rendelkezik, ez az egyetlen fém, amely a higított és koncentrált savakra nem reagál. Normál körülmények között az arany nem kölcsönhatásba lép az oxigénnel. sem kénnel. Az arany ellenáll a légköri korrózió és a különféle természetes víz hatásainak.
Az arany általában ligandumot (aranyat alkotó komplexeket) és oxidálószert tartalmazó vizes oldatokban oldódik, de mindegyik reagens külön-külön nem oldja fel az aranyat. Például, az arany nem sósavban oldjuk vagy salétromsavval, de könnyen oldódik az úgynevezett aqua regia (3: 1 HCI + HNO3) alkotnak NAuCl4 hidrogén-tetrakloro-aurát. kloridok és az alkálifém-bromidok jelenlétében krómsavban, cianid oldatokban levegő vagy hidrogén-peroxid jelenlétében, cianofurán keletkezéséhez.
Az Ari feloldódik a tioszulfát, tiokarbamid oldatokban a Kl + I2 keverékben. emelkedett hőmérsékleten kölcsönhatásba lép a tellúrzal az AuTe2 képződésével. reagál az összes halogénnel. Az arany bróm esetében a leginkább reakcióképes: arany porral exoterm reakcióba lép szobahőmérsékleten, így Au2 Br6. Az arany és a klór reakciója rendkívül lassú a felületi vegyületek kialakulása miatt. Csak 200 ° C feletti hőmérsékleten nagy reakciósebességet érhetünk el, mivel ezen a hőmérsékleten az aranyklorid szublimál, ami folyamatosan kitett felületet eredményez. A reakciótermék AuCl3. Amikor az arany sókat helyreállítjuk az ón dikloriddal, stabil, színes, vörös színű ("cassian purple") kolloid oldatot képezünk.
Arany-oxidok (AuO2 és Au2O3) csak a magas hőmérsékletű vákuumban történő elpárologtatásával nyerhetők. A vörösbarna Au (OH) 3-hidroxid az erős lúgok hatására csapódik ki az AuCl3-oldatban. Au (OH) 3 sók bázisokkal - aurátok - keletkeznek, amikor erős lúgokban feloldják. Az arany hidrogénnel reagálva 28-65 × 10 8 Pa nyomáson és 350 ° C-ot meghaladó hőmérsékleten hidridet képez. MeAuS szulfoaurátokat alakítanak ki az arany és az alkálifém-hid-roszulfidok magas hőmérsékleten történő reakciója során. Aranszulfidok Au2 S3 és Au2 S ismertek, de az utóbbiak metastabilak és bomlanak a fémes fázis kialakulásával. Az arany jellegzetessége az összetett vegyületek összetételének nyilvánvaló tendenciája.
Az arany felfedezése a természetben
Az arany mozgása a geológiai folyamatokban elsősorban a vizes oldatok hatásával jár együtt. A legrealisztikusabb megoldás az arany hidrotermális oldatokban különböző egyszerű és vegyes mononukleáris Au + 1 komplexek formájában valósul meg. Ezek közé tartoznak a hidroxil-, hidroxiklorid- és hid-roszulfid-komplexek. Az antimon és arzén tartalmának növekedésével a heteronukleáris aranykomplexek kialakulása ezekkel az elemekkel lehetséges. Lehetőség van arra, hogy aranyat atom alakba helyezzünk. Az alacsony hőmérsékletű hidrotermális körülmények, valamint a felszíni vizek esetében az arany oldható szerves fémkomplexek formájában is migrálhat, amelyek közül a legvalószínűbbek a fulvát és humán komplexek. Hipergén körülmények között az arany vándorlás kolloid oldatok és mechanikai szuszpenziók formájában történik. Az aranyat számos tényező jellemzi, amelyek a koncentrációhoz és rögzítéshez vezetnek. A hőmérséklet, a nyomás és a pH változásaival együtt az arany koncentrációjában jelentős szerepet játszik a tápközeg oxidációs-redukciós potenciáljának változása. Az aranykoncentráció folyamatában a koprecipitáció és a szorpció szerepe jelentős.
A természetben az arany elsősorban arany eredetű. valamint formájában szilárd oldatok ezüst (elektrum), réz (kuproaurid), bizmut (bismutoaurid), ródium (szülő), irídium (iraaurid) és platina (platinistoe arany). Arany telluridok AuTe2 (calaverite) és AuTe3 (montbreyite) ismertek. Természetes aranyszulfidokat nem találunk, azonban számos helyen az Utenobogardit (Ag3 AuS2) arany- és ezüst-szulfidja találkozott. Számos aranyatartalmú tellurid és szulfid is ismert. Az arany betétek legfontosabb genetikai típusai a Gold Ore cikkében találhatók. A legősibb módszer az arany kitermelés - gravitációs - az aranytartalmú koncentrátum megszerzésének vezető folyamata. Az 1. évezred óta. Amikor aranyat extraháltak a koncentrátumokból, összekevertük (feloldódás fémhiganyval, majd higany desztillációjával). A 18. század végén. és a 19. század nagy részében. a klórozási módszer elterjedt. A zúzott ércetrátumon klórt vezetünk át, és az eljárás során keletkező aranykloridot vízzel mossuk. 1843-ban P. P. Bagration a cianid aranyhasznosítási módszerét javasolta, amelyet széles körben használnak, és szinte teljesen kivonja az aranyat a legszegényebb ércektől is. Az arany kivonásához az érc koncentrátumot NaCN oldattal hígított levegővel kezeljük. Ugyanakkor az arany egy megoldásba kerül, ahonnan ezután felszabadul a fém cink hatása. Az így vagy oly módon nyert arany tisztítását a szennyezésekből forró kénsavval történő kezeléssel végezzük. Az arany gazdasági jelentőségét a fémek fő valutájának a szerepe határozza meg. A technológiában más fémekkel ötvözött formában is használják. Az aranyat repülőgép- és űrtechnológiákban használják egyes reflektorok, elektromos érintkezők és vezetékek, valamint rádióberendezések gyártásához. Az arany elektronikája, Ge, In, Ga, Si, Sn és mások által adalékolt, kapcsolatba lép. Az arany jelentős része ékszerekhez kerül. Arany is használják az orvostudományban; A radioaktív arany (általában 198 Au) segít a daganatok diagnosztizálásában.