Alla domanda Quando e dove è stato ottenuto l'oro artificiale? data dall'autore An@stasia Lifestyle D/s...® la risposta migliore è Si scopre che l'eterno sogno degli alchimisti sulla trasformazione dei metalli di base in oro è abbastanza fattibile. È vero, solo la chimica nucleare può farlo. È noto che in un reattore nucleare alcuni elementi vengono convertiti in altri, ad esempio uranio - in plutonio, zolfo - in cloro, ferro - in nichel. In esso, puoi anche "fare" oro artificiale. Un tale "metallo prezioso" sintetico fu ottenuto nel 1947 dai fisici americani, a riprova del quale tutti i 35 microgrammi di oro estratti da 100 mg di mercurio possono ora essere visti nel Museo della Scienza e dell'Industria di Chicago.
Il modo più economico per produrre oro artificiale è il decadimento radioattivo di alcuni isotopi degli elementi vicini (mercurio e platino). Sebbene sia molto poco redditizio trasformare il platino in oro, poiché quest'ultimo è più costoso dell'oro. L'oro-197 (l'unico isotopo stabile dell'oro) può essere ottenuto dal mercurio-197, che emette raggi beta. Tutti questi sono processi estremamente costosi e dispendiosi in termini di tempo, che producono una quantità molto piccola di "metallo nobile", che deve ancora essere isolato da una miscela di nuclidi e isotopi non reagiti. Di conseguenza, il prezzo dell'oro sintetico sarà favolosamente alto, e quindi non è possibile arricchirsi attraverso la sua produzione. Altre reazioni nucleari portano alla formazione di isotopi instabili dell'oro, la cui durata è limitata a pochi giorni, dopodiché l'oro radioattivo, esteriormente indistinguibile dal naturale, si trasformerà letteralmente in una pozza di mercurio davanti ai nostri occhi.
Nel 1935, il fisico americano Arthur Dempster riuscì nella determinazione spettrografica di massa degli isotopi contenuti nell'uranio naturale. Durante gli esperimenti, Dempster ha anche studiato la composizione isotopica dell'oro e ha trovato un solo isotopo: l'oro-197. Non c'era alcuna indicazione dell'esistenza dell'oro-199. Alcuni scienziati hanno suggerito che ci deve essere un isotopo pesante dell'oro, perché all'oro in quel momento era assegnata una massa atomica relativa di 197,2. Tuttavia, l'oro è un elemento monoisotopico. Pertanto, coloro che desiderano ottenere artificialmente questo ambito metallo nobile devono indirizzare tutti gli sforzi verso la sintesi dell'unico isotopo stabile: l'oro-197.
La notizia di esperimenti di successo nella produzione di oro artificiale ha sempre suscitato preoccupazione negli ambienti finanziari e dirigenti. Così era al tempo dei sovrani romani, quindi è rimasto. Pertanto, non sorprende che un secco rapporto sulla ricerca del National Laboratory di Chicago del gruppo del professor Dempster abbia recentemente suscitato entusiasmo nel mondo finanziario capitalista: l'oro può essere ottenuto dal mercurio in un reattore nucleare! Questo è l'ultimo e più convincente caso di trasformazione alchemica.
Cominciò già nel 1940, quando in alcuni laboratori di fisica nucleare iniziarono a bombardare con neutroni veloci ottenuti con l'aiuto di un ciclotrone, gli elementi adiacenti all'oro - mercurio e platino. In una riunione di fisici americani a Nashville nell'aprile 1941, A. Sherr e K. T. Bainbridge dell'Università di Harvard riferirono dei risultati positivi di tali esperimenti. Hanno inviato deuteroni accelerati a un bersaglio di litio e hanno ricevuto un flusso di neutroni veloci, che è stato utilizzato per bombardare i nuclei di mercurio. Come risultato della trasformazione nucleare, è stato ottenuto l'oro!
Tre nuovi isotopi con i numeri di massa 198, 199 e 200. Tuttavia, questi isotopi non erano stabili come l'isotopo naturale oro-197. Emettendo raggi beta, dopo poche ore o giorni, si trasformarono di nuovo in isotopi stabili del mercurio con numeri di massa 198, 199 e 200. Pertanto, i moderni seguaci dell'alchimia non avevano motivo di rallegrarsi. L'oro che si ritrasforma in mercurio non ha valore: è oro ingannevole. Tuttavia, gli scienziati si sono rallegrati per la riuscita trasformazione degli elementi. Sono stati in grado di ampliare la loro conoscenza degli isotopi artificiali dell'oro.
...In questo articolo sull'oro, le sue proprietà vengono rivelate più o meno nello stesso modo in cui l'umanità le ha riconosciute nel tempo.
Oro - decorazione e simbolo del dio sole
Il primo oro nativo
molto probabilmente trovato in acqua
Le persone hanno conosciuto per la prima volta l'oro nella sua forma nativa. Una "pietra" molto rara, gialla, lucida e non appannante, che non si spacca all'impatto, ma cambia solo forma, ha inizialmente acquisito nella società primitiva un enorme valore simbolico, quasi divino.
A causa del bagliore giallo brillante del sole, l'oro diventa simbolo del dio sole. La proprietà dell'oro di non appannarsi con il tempo (non ossidarsi) ce l'ha fatta simbolo di vita eterna.
L'oro è il re dei metalli, simbolo di ricchezza e potere
Con l'accumulo di oro e l'emergere della stratificazione sociale nelle tribù, i suoi proprietari in un modo o nell'altro sono diventati leader: l'oro diventa un simbolo di potere. E i simboli del potere devono essere ostentati, per di più, nel proprio al suo meglio! - C'era bisogno di elaborare l'oro. Fu qui che le persone ne impararono proprietà come malleabilità e plasticità. L'oro diventa un materiale per realizzare gioielli cerimoniali.
Allo stesso tempo, l'oro iniziò ad essere utilizzato nello scambio di merci: anche l'oro aveva un valore di scambio molto elevato. Con l'aumento del valore di scambio dell'oro, aumentava anche il numero di persone desiderose di estrarlo.
Probabilmente è stato l'oro a portare l'umanità dall'età della pietra all'età del bronzo. Proprio come la chimica moderna e l'industria chimica sono nate dai tentativi degli alchimisti nel Medioevo di creare la pietra filosofale, così in epoca preistorica si fondeva il primo rame dai tentativi di estrarre l'oro dalla pietra. A poco a poco, le persone hanno imparato a estrarre un intero gruppo di metalli a basso punto di fusione. I metalli sono comparsi nella vita quotidiana dell'umanità e l'oro è stato messo a capo di loro, come metallo nobile!
Con l'avvento della statualità e la crescita del valore di scambio dell'oro, il suo simbolismo divino svanisce in secondo piano: l'oro diventa un simbolo potere, potere e ricchezza.
Passarono i secoli, alcuni caddero in pezzi e al loro posto furono creati altri antichi stati. Per facilitare lo scambio, l'oro iniziò ad essere utilizzato sotto forma di pezzi di metallo identici per peso e forma: queste furono le prime monete d'oro. In relazione alle monete, iniziarono a correlare il valore di tutto ciò che veniva offerto in cambio: apparve il denaro e l'oro divenne la misura principale del loro valore.
Le persone hanno imparato a fare varie leghe d'oro. C'era un problema di falsi. Ricorda il compito assegnato ad Archimede da re Ierone sul contenuto d'oro nella corona. Come risultato della risoluzione di questo problema, fu scoperta la legge di Archimede. L'oro è ancora un driver di progresso!
Ma questa stimolazione non porta sempre a un percorso rettilineo. Nell'era della tarda antichità, i seguaci alessandrini della scuola filosofica metafisica erano seriamente perplessi dalla domanda: "Se ogni sostanza e le sue proprietà sono determinate da una combinazione in una certa proporzione degli elementi primari che la formano: fuoco, terra, acqua, aria ed etere (o quintessenza, secondo Tolomeo), allora è possibile trasformare una sostanza in un'altra modificando il contenuto degli elementi primari in essa contenuti. Non solo hanno creato un nuovo movimento filosofico: l'"ermetismo" (a nome di uno dei fondatori - Hermes Trismegistus) ha cercato di metterlo in pratica.
Il compito principale, che trovò sostegno tra coloro che erano al potere, fu, ovviamente, la trasformazione dei metalli di base in oro. Ironia della sorte, fu in quest'epoca che Alessandria era famosa per la sua ricchezza e le sue riserve auree! Dopo che i romani distrussero parte dei magazzini della Biblioteca di Alessandria, nacque la leggenda secondo cui il compito di trasformare i metalli vili in oro era stato risolto, ma la soluzione stessa era persa. L'unica cosa che si è conservata in modo affidabile di quest'epoca è la designazione dell'oro introdotta dagli Alessandrini: ☉ - il segno del Sole, e che consideravano il fuoco l'essenza fondamentale dell'oro, e gli attribuivano un rapporto compenetrante con in primo luogo i segni infuocati dello zodiaco - questo, e poi i segni Ariete e Sagittario . Vale la pena notare che già a quei tempi la maggior parte degli ermetici credeva mercurio il metallo più adatto per ottenere l'oro
E la leggenda sulla possibilità di trasformare i metalli di base in oro si rivelò così tenace che gli arabi, dopo aver conquistato l'Egitto, fecero rivivere la ricerca di un metodo per tale trasformazione e crearono l'alchimia, arricchendo la conoscenza con nuovi metodi di purificazione di metalli e liquidi , oltre a creare nuove leggende e miti (pietra filosofale). Ma i detentori del record per la mistificazione dell'alchimia furono gli europei, a cui proveniva dagli arabi a seguito delle crociate, tuttavia ricevettero molti più risultati in termini di ottenimento di conoscenze pratiche (ottennero ad esempio "aqua regia" - una miscela di acido cloridrico e nitrico, in cui si dissolve anche l'oro) Fu dall'alchimia europea che nacque la chimica moderna. Nonostante le idee sbagliate, il merito principale degli alchimisti è di aver scoperto molte delle proprietà dell'oro come elemento chimico.
Anche la percezione simbolica dell'oro da parte delle persone è cambiata di epoca in epoca. Con l'avvento delle religioni monoteiste, il simbolismo spirituale dell'oro comincia a rivivere. Per i cristiani, l'oro simboleggia luce divina, sole e cristo(doni dei Magi), nobiltà d'anima, purezza di spirito e fede.
L'oro nel mondo moderno
La moderna percezione delle proprietà dell'oro come metallo prezioso, elemento chimico e mezzo di pagamento di riserva cominciarono a prendere forma tra la fine dell'ottocento e l'inizio del novecento.
La scoperta del nostro connazionale D.I. Mendeleev della legge periodica degli elementi chimici rovesciò l'oro dal trono del re dei metalli - ora iniziò a occupare il 79° posto nella tavola periodica tra platino e mercurio.
Alla fine del diciannovesimo secolo, i governi dei paesi economicamente sviluppati avevano imparato a mantenere stabile la circolazione della “cartamoneta” (banconote: banconote, banconote di credito e del tesoro, ecc.) - l'oro non era più utilizzato per la produzione in serie di banconote. Tutto l'oro estratto era diviso in due flussi: gli accumuli di riserve di fondi statali (l'oro era ancora utilizzato per i pagamenti internazionali) e per le esigenze dell'industria, principalmente gioielli. Questo stato di cose è sopravvissuto fino ad oggi, con l'unica differenza che ora il flusso dell'oro per i bisogni dell'industria è molte volte maggiore del flusso per gli accumuli di riserve. L'oro è ancora il principale metallo utilizzato per produrre gioielleria ha trovato ampia applicazione nell'elettronica.
Nel 1947, il sogno degli alchimisti di tutti i tempi e di tutti i popoli si avverò: lo era oro artificiale ottenuto dal mercurio, irradiandolo con neutroni lenti in un reattore nucleare. Ma ahimè, i sogni si trasformano in realtà: pulire tale oro dalla contaminazione radioattiva che lo accompagna è molte volte più costoso che estrarre l'oro in depositi naturali!
Non c'è da stupirsi che dicano: "Il nuovo è un vecchio molto ben dimenticato!". A tempi recenti Un'altra caratteristica di una persona associata alla data di nascita è diventata di moda: il suo segno zodiacale. Sembrerebbe solo un gioco... Ma anche le agenzie di collocamento hanno iniziato a utilizzare questa caratteristica per la selezione preliminare dei candidati. Il fatto è che il 60-70% delle persone nate nell'emisfero settentrionale, in larga misura, corrisponde agli indicatori del temperamento del loro segno.
L'industria della gioielleria offre ora un'ampia selezione di gioielli in oro, sia in termini di prezzo che di qualità estetiche. Scegliere un regalo per amata o scegliendo gioielli per se stessi, molti pensano involontariamente alla compatibilità dei gioielli e del segno zodiacale del suo futuro proprietario. Quindi, posso rassicurare i seguaci del cristianesimo: l'oro si adatta a tutti, indipendentemente dal segno dello zodiaco.
Soprattutto per coloro che sono nati sotto i segni d'acqua dello zodiaco (scorpione, vergine, pesce) e credono fermamente nella loro fatalità, vale la pena dire che è meglio integrare l'oro (se l'oro non è di altissimo livello, allora non devi preoccuparti - gioiellieri già curati). In generale, in questi casi, devi seguire i postulati della tua fede interiore, se una persona lo crede anello d'oro lo aiuta, così è!
Ma torniamo al simbolismo dorato:
- Cosa ne pensi, quali gioielli simbolici in oro sono più comuni nel mondo?
- Giusto! Fedi nuziali.
La tradizione di darsi anelli al momento del matrimonio, come simboli di fedeltà, purezza di sentimenti ed eternità di amore, è ora distribuito in tutto il mondo.
Un altro esempio di simbolismo associativo moderno associato all'oro è la doratura di templi e opere d'arte. - “La vita è breve, ma l'art per sempre". Lo splendore della doratura dei campanili ai raggi del sole nascente, visibile per chilometri, somiglia involontariamente Luce divina.
Ora è già difficile trovare una persona che non sia un possessore d'oro libero o inconsapevole. Anche se non indossi gioielli d'oro, probabilmente hai un pezzo d'oro con te... nella tua cellulare!
La parola "Oro" - significati, storia di origine
La parola "oro" può significare non solo il metallo prezioso, ma anche i simboli e le proprietà ad esso associati.
Ad esempio, per sottolineare il valore di un dipendente, dicono "Non un dipendente, ma oro!", Oppure, sottolineando una fortuna eccezionale: "La suocera è solo oro!". Nella letteratura e nella poesia, molto spesso, allegoricamente, si usa la percezione visiva del metallo prezioso: “Oro dei campi, turchese dei prati”.
Ma l'aggettivo "d'oro" derivato dalla parola "oro" iniziò ad avere un numero molto maggiore di sfumature semantiche. Sulla base delle parole "oro" e "oro", sono stati creati moltissimi slogan e detti tra la gente: mani d'oro, parole d'oro, matrimonio d'oro, autunno d'oro- non puoi elencare tutto, quindi, dai detti, dovresti limitarti a uno solo: "La parola è, il silenzio è oro".
Le radici storiche della parola "oro" sono molto più profonde del tempo in cui è apparsa la scrittura. E ora è impossibile stabilire con precisione l'origine della parola.
I metodi di ricostruzione etimologica portano a due radici proto-indoeuropee consonanti con il protoslavo "zolt", la prima significa "giallo", la seconda "splendente", "soleggiato" (gli indoeuropei sono i nostri grandi etnici antenati). L'etimologia ufficiale è incline a credere che in XI - XII, a seguito della trasformazione fonetica del proto-slavo "oro" (oro), la parola "oro" (pieno accordo) sia apparsa nelle lingue slave orientali e " oro” (disaccordo) è apparso nelle lingue slave meridionali e occidentali. Personalmente, credo che nel nostro caso particolare, la parola slava comune fosse "oro". Il fatto è che anche nella lingua russa "oro" e "oro" erano in un corso equivalente fino all'inizio del XIX secolo. Ricorda, nella poesia di Pushkin "Ruslan e Lyudmila": "... La catena d'oro... ... Là lo zar Kashchei langue per l'oro..." e allo stesso tempo la fiaba "Il gallo d'oro"... È dovuto alla varietà di significati semantici e alla frequenza d'uso dell'aggettivo "golden", solo la consonante "gold" è rimasta in uso. Nonostante il fatto che la storia della parola “oro” contenga molti momenti che possono dar luogo ad accese discussioni, il suo risultato più importante: “ La parola oro è di origine russa!”
Lavora sull'articolo "L'oro è un simbolo, un metallo, un elemento. La parola "Oro" - significati, storia". è ancora in corso.
Sergey Ov(seosnews9)
Proprietà dell'oro come metallo e come elemento chimico.
L'oro Au (dal latino Aurum) è un metallo giallo pesante, morbido, malleabile e duttile.
In condizioni normali, la densità dell'oro è di 19320 kg/m3;
- capacità termica specifica 132,3 j/(kg K);
- conducibilità termica specifica 311,48 W/(m·K);
- resistività elettrica 2,25·10 -8 ohm·m;
- coefficiente lineare di dilatazione termica 14,2·10 -6 K -1 .
Il punto di fusione dell'oro è 1064,43°C, il calore specifico di fusione è ≈ 67 kJ/kg.
Il punto di ebollizione dell'oro è 2856 °C, il calore specifico di vaporizzazione è ~ 1800 kJ/kg.
Come elemento chimico, l'oro nella maggior parte dei composti stabili mostra uno stato di ossidazione di +3, meno spesso di +2, ci sono composti con stati di ossidazione di +5 (fluoruri), +2 (sali complessi) e persino -1 (auridi). È importante sapere che alcuni composti dell'oro sono tossici e hanno un effetto cumulativo (si accumulano nel corpo).
Il reticolo cristallino metallico dell'oro, come sostanza semplice, è una struttura cubica centrata sulla faccia di sfere densamente imballate con un numero di coordinazione di 12, un = 4.704 Å. Il raggio atomico dell'oro è 1,44 Å, il raggio ionico di Au + è ~ 1,37 Å; Au 3+ ~0,82 Å
Solo un isotopo dell'oro è stabile nel nostro universo 197 Au, numero di protoni p - 79, neutroni n - 118, spin nucleare 3/2 e parità nucleare +, configurazione del guscio elettronico esterno 5d 10 6s 1 .
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* Aristotele chiamava il quinto elemento "etere", mentre credeva che solo i luminari, i pianeti, le comete e altri oggetti del mondo sopralunare fossero costituiti da etere. Nella successiva filosofia ellenistica, il “quinto elemento” è una sostanza inaccessibile che permea il mondo intero, quindi Tolomeo lo designa come “quintessenza”.
** L'ermetismo è una corrente filosofica del tardo periodo ellenistico, basata sulle opere di un personaggio forse mitico, Ermete Trismegisto, in queste opere, in particolare, si postula la possibilità di trasformare una sostanza in un'altra.
Già da diversi anni Adolf Miethe colorava minerali e vetro sotto l'azione dei raggi ultravioletti. Per fare ciò, ha usato una normale lampada al mercurio: un tubo di vetro al quarzo sottovuoto, tra gli elettrodi di cui si forma un arco di mercurio che emette raggi ultravioletti.
Successivamente, Mite utilizzò un nuovo tipo di lampada, che dava una resa energetica particolarmente elevata. Tuttavia, durante l'operazione a lungo termine, si sono formate incursioni sulle sue pareti, che hanno notevolmente interferito con il lavoro. Nelle lampade al mercurio usate, tali incursioni potrebbero essere rilevate anche se il mercurio fosse scacciato. La composizione di questa massa nerastra interessò il Consigliere privato e all'improvviso, analizzando i restanti 5 kg di mercurio della lampada, trovò ... l'oro. Mite si chiedeva se fosse teoricamente possibile che il mercurio in una lampada a mercurio si decomponesse in oro a causa della distruzione dell'atomo, con la scissione di protoni o particelle alfa. Mite e il suo collaboratore Hans Stamreich realizzarono numerosi esperimenti, affascinati dall'idea di una tale trasformazione degli elementi. Il mercurio distillato sotto vuoto è servito come materiale di partenza. I ricercatori credevano che non contenesse oro. Ciò è stato confermato anche dalle analisi dei famosi chimici K. Hoffmann e F. Gaber. Mite ha chiesto loro di indagare sul mercurio e sui residui nella lampada. Con questo mercurio, che, secondo i dati analitici, era privo di oro, Mite e Stamreich riempirono una nuova lampada, che poi lavorò per 200 ore: agglomerato giallo dorato di cristalli ottaedrici.
Tuttavia, Frederick Soddy non pensava che l'oro si formasse scindendo una particella alfa o un protone. Piuttosto, possiamo parlare dell'assorbimento di un elettrone: se quest'ultimo ha una velocità sufficientemente alta da perforare i gusci di elettroni degli atomi e penetrare nel nucleo, allora si potrebbe formare dell'oro. In questo caso, il numero di serie del mercurio (80) viene ridotto di uno e si forma il 79° elemento: l'oro.
L'affermazione teorica di Soddy ha rafforzato il punto di vista di Mite e di tutti quei ricercatori che credevano fermamente nel "decadimento" del mercurio in oro. Tuttavia, non hanno tenuto conto del fatto che solo un isotopo di mercurio con un valore in contanti di 197 può trasformarsi in oro naturale.Solo la transizione 197 Hg + e- = 197 Au possono dare oro.
Esiste anche l'isotopo 197 Hg? La massa atomica relativa di questo elemento di 200,6, allora chiamato peso atomico, suggeriva che ci fossero molti dei suoi isotopi. FV Aston, mentre studiava i raggi del canale, trovò isotopi di mercurio con numeri di massa da 197 a 202, quindi una tale trasformazione era probabile.
Secondo un'altra versione, 200,6Au potrebbe anche essere formato da una miscela di isotopi 200,6Hg, cioè uno o più isotopi dell'oro con grandi masse. Questo oro avrebbe dovuto essere più pesante. Pertanto, Mite si affrettò a determinare la massa atomica relativa del suo oro artificiale e l'affidò al miglior specialista in questo campo: il professor Gonigschmidt di Monaco.
Certo, la quantità di oro artificiale per una tale determinazione era molto scarsa, ma Mite non ne aveva ancora di più: lo scarabeo pesava 91 mg, il diametro della palla era di 2 mm. Se lo confrontiamo con altri "rendimenti" che Mite ha ricevuto durante le trasformazioni in una lampada a mercurio - in ogni esperimento variavano da 10 -2 a 10 -4 mg - era comunque un pezzo d'oro notevole. Gonigshmidt e il suo collaboratore Zintl hanno trovato una massa atomica relativa di 197,2 ± 0,2 per l'oro artificiale.
A poco a poco, Mite ha rimosso la "segretezza" dai suoi esperimenti. Il 12 settembre 1924 fu pubblicato un rapporto del laboratorio fotochimico, in cui furono presentati per la prima volta dati sperimentali e l'apparato fu descritto in modo più dettagliato. La resa divenne anche nota: da 1,52 kg di mercurio, precedentemente purificato mediante distillazione sotto vuoto, dopo 107 ore di combustione continua di un arco lungo 16 cm, ad una tensione di 160 a 175 V e una corrente di 12,6 A, Mite riceveva altrettanta come 8,2 * 10 -5 g d'oro, cioè otto centesimi di milligrammo. Gli "alchimisti" di Charlottenburg affermavano che né il materiale di partenza, né gli elettrodi e i fili che forniscono la corrente, né il quarzo del guscio della lampada contenevano quantità d'oro analiticamente rilevabili.
Tuttavia, presto arrivò una svolta. I chimici divennero sempre più sospettosi. L'oro a volte si forma, e sempre in quantità minime, quindi non si forma più. Non si trova proporzionalità, cioè la quantità di oro non aumenta con un aumento del contenuto di mercurio, un aumento della differenza di potenziale, con una maggiore durata della lampada al quarzo. L'oro che è stato scoperto è davvero risultato artificiale? O c'era già prima? Le fonti di possibili errori sistematici nel metodo Miethe sono state verificate da diversi scienziati degli istituti chimici dell'Università di Berlino, nonché dal laboratorio dell'azienda elettrica Siemens. I chimici prima di tutto hanno studiato in dettaglio il processo di distillazione del mercurio e sono giunti a una conclusione sorprendente: anche il mercurio distillato, apparentemente privo di oro, contiene sempre oro. O è apparso durante il processo di distillazione, oppure è rimasto disciolto nel mercurio sotto forma di tracce, in modo che non potesse essere immediatamente rilevato analiticamente. Solo dopo una lunga permanenza o durante la spruzzatura in un arco, che ha causato l'arricchimento, è riapparso improvvisamente. Un tale effetto potrebbe benissimo essere scambiato per la formazione dell'oro. Emerse un'altra circostanza. I materiali utilizzati, compresi i cavi che portano agli elettrodi e gli elettrodi stessi, contenevano tutti tracce d'oro.
Ma c'era ancora una convincente affermazione da parte dei fisici atomici che una tale trasmutazione fosse possibile dal punto di vista della teoria atomica. Come è noto, si è ipotizzato che l'isotopo 197 Hg del mercurio assorba un elettrone e si trasformi in oro.
Tuttavia, questa ipotesi fu confutata dal rapporto di Aston su Nature nell'agosto 1925. Un separatore di isotopi è stato in grado di caratterizzare in modo inequivocabile le linee di isotopi di mercurio utilizzando uno spettrografo di massa ad alta risoluzione. Di conseguenza, si è scoperto che il mercurio naturale è costituito da isotopi con numeri di massa 198, 199, 200, 201, 202 e 204.
Di conseguenza, l'isotopo stabile 197 Hg non esiste affatto. Pertanto, si deve considerare che è teoricamente impossibile ottenere l'oro naturale-197 dal mercurio bombardandolo di elettroni e gli esperimenti volti a questo possono essere considerati in anticipo non promettenti. Questo è stato infine compreso dai ricercatori Harkins e Kay dell'Università di Chicago, che hanno iniziato a convertire il mercurio utilizzando elettroni ultraveloci. Hanno bombardato il mercurio (raffreddato con ammoniaca liquida e preso come anticatodo in un tubo a raggi X) con elettroni accelerati in un campo di 145.000 V, cioè con una velocità di 19.000 km / s.
Esperimenti simili sono stati effettuati anche da Fritz Haber durante il controllo degli esperimenti di Mite. Nonostante i metodi di analisi altamente sensibili, Harkins e Kay non hanno trovato tracce d'oro. Probabilmente, pensavano, anche gli elettroni con un'energia così elevata non sono in grado di penetrare nel nucleo dell'atomo di mercurio. Oppure gli isotopi dell'oro risultanti sono così instabili da non poter "sopravvivere" fino alla fine dell'analisi, che dura dalle 24 alle 48 ore.
Pertanto, l'idea del meccanismo di formazione dell'oro dal mercurio, proposta da Soddy, fu molto scossa.
Nel 1940, quando in alcuni laboratori di fisica nucleare iniziarono a bombardare con neutroni veloci ottenuti con l'aiuto di un ciclotrone, gli elementi adiacenti all'oro - mercurio e platino. In una riunione di fisici americani a Nashville nell'aprile 1941, A. Sherr e K.T. Bainbridge dell'Università di Harvard ha riportato risultati positivi da tali esperimenti. Hanno inviato deuteroni accelerati a un bersaglio di litio e hanno ricevuto un flusso di neutroni veloci, che è stato utilizzato per bombardare i nuclei di mercurio. Come risultato della trasformazione nucleare, è stato ottenuto l'oro.
Tre nuovi isotopi con i numeri di massa 198, 199 e 200. Tuttavia, questi isotopi non erano stabili come l'isotopo naturale oro-197. Emettendo raggi beta, dopo poche ore o giorni, si trasformarono di nuovo in isotopi stabili del mercurio con numeri di massa 198, 199 e 200. Pertanto, i moderni seguaci dell'alchimia non avevano motivo di rallegrarsi. L'oro che si ritrasforma in mercurio non ha valore: è oro ingannevole. Tuttavia, gli scienziati si sono rallegrati per la riuscita trasformazione degli elementi. Sono stati in grado di ampliare la loro conoscenza degli isotopi artificiali dell'oro.
Il mercurio naturale contiene sette isotopi in diverse quantità: 196 (0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 (23,13%), 201 (13,22%), 202 (29,80%) e 204 (6,85 %). Poiché Scherr e Bainbridge hanno trovato isotopi dell'oro con numeri di massa 198, 199 e 200, si deve presumere che quest'ultimo derivi da isotopi del mercurio con gli stessi numeri di massa. Ad esempio: 198 Hg + n= 198 Au+ R Tale ipotesi sembra giustificata: dopotutto, questi isotopi del mercurio sono abbastanza comuni.
La probabilità che si verifichi una reazione nucleare è determinata principalmente dalla cosiddetta sezione trasversale di cattura effettiva del nucleo atomico rispetto alla corrispondente particella bombardante. Pertanto, i collaboratori del professor Dempster, i fisici Ingram, Hess e Haydn, hanno cercato di determinare con precisione la sezione d'urto efficace per la cattura dei neutroni da parte degli isotopi naturali del mercurio. Nel marzo 1947 sono stati in grado di dimostrare che gli isotopi con i numeri di massa 196 e 199 hanno la sezione d'urto di cattura dei neutroni più grande e quindi hanno la più alta probabilità di diventare oro. Come "sottoprodotto" della loro ricerca sperimentale, hanno ricevuto... oro. Esattamente 35 microgrammi, ottenuti da 100 mg di mercurio dopo irraggiamento con neutroni lenti in un reattore nucleare. Ciò equivale a una resa dello 0,035%, tuttavia, se la quantità di oro trovata è attribuita solo al mercurio-196, si otterrà una resa solida del 24%, poiché l'oro-197 è formato solo dall'isotopo di mercurio con una massa numero 196.
Con neutroni veloci spesso fluiscono ( n, R) - reazioni e con neutroni lenti - principalmente ( n, d) - trasformazioni. L'oro, scoperto dai dipendenti di Dempster, era formato come segue: 196 Hg + n= 197 Hg* + g 197 Hg* + e- = 197 Au
L'instabile mercurio-197 formato dal processo (n, r) si trasforma in oro stabile-197 come risultato di K-capture (elettrone da K gusci del proprio atomo).
I dipendenti di Dempster non potevano negarsi il piacere di ottenere una certa quantità di tale oro artificiale nel reattore. Da allora, questa piccola curiosità ha onorato il Museo della Scienza e dell'Industria di Chicago. Questa rarità - testimonianza dell'arte degli "alchimisti" nell'era atomica - poté essere ammirata durante la Conferenza di Ginevra dell'agosto 1955.
Dal punto di vista della fisica nucleare sono possibili diverse trasformazioni di atomi in oro. L'oro stabile, 197Au, potrebbe essere prodotto dal decadimento radioattivo di alcuni isotopi di elementi vicini. Ce lo insegna la cosiddetta mappa dei nuclidi, in cui sono presentati tutti gli isotopi conosciuti e le possibili direzioni del loro decadimento. Quindi, l'oro-197 è formato dal mercurio-197, che emette raggi beta, o da tale mercurio mediante K-capture. Sarebbe anche possibile ottenere oro dal tallio-201 se questo isotopo emettesse raggi alfa. Tuttavia, questo non viene osservato. Come ottenere un isotopo di mercurio con un numero di massa di 197, che non si trova in natura? In via puramente teorica, può essere ottenuto dal tallio-197 e quest'ultimo dal piombo-197. Entrambi i nuclidi spontaneamente con la cattura di un elettrone si trasformano rispettivamente in mercurio-197 e tallio-197. In pratica, questa sarebbe l'unica, seppur solo teorica, possibilità di ricavare oro dal piombo. Tuttavia, il piombo-197 è anche solo un isotopo artificiale, che deve essere prima ottenuto da una reazione nucleare. Non funzionerà con piombo naturale.
Anche gli isotopi del platino 197Pt e del mercurio 197Hg si ottengono solo mediante trasformazioni nucleari. Veramente fattibili sono solo reazioni basate su isotopi naturali. Solo 196 Hg, 198 Hg e 194 Pt sono adatti come materie prime per questo. Questi isotopi potrebbero essere bombardati con neutroni accelerati o particelle alfa per arrivare alle seguenti reazioni: 196 Hg + n= 197 Hg* + g 198 Hg + n= 197 Hg* + 2n 194 Pt + 4 He = 197 Hg* + n.
Con lo stesso successo, si potrebbe ottenere l'isotopo di platino richiesto da 194 Pt da ( n, d) - conversione da 200 Hg a ( n, b) - processo. In questo caso, ovviamente, non dobbiamo dimenticare che l'oro naturale e il platino sono costituiti da una miscela di isotopi, quindi le reazioni concorrenti devono essere prese in considerazione in ogni caso. L'oro puro alla fine dovrà essere isolato da una miscela di vari nuclidi e isotopi non reagiti. Questo processo sarà costoso. La conversione del platino in oro dovrà generalmente essere abbandonata per motivi economici: come sapete, il platino è più costoso dell'oro.
Un'altra opzione per la sintesi dell'oro è la trasformazione nucleare diretta degli isotopi naturali, ad esempio, secondo le seguenti equazioni: 200 Hg + R= 197 Au + 4 He 199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He.
Se il mercurio naturale è soggetto all'azione di un flusso di neutroni in un reattore, allora, oltre all'oro stabile, si forma principalmente radioattivo. Questo oro radioattivo (con i numeri di massa 198, 199 e 200) ha una vita molto breve e nel giro di pochi giorni torna alle sostanze originarie con l'emissione di radiazioni beta: 198 Hg + n= 198 Au* + p 198 Au = 198 Hg + e- (2,7 giorni). Non è affatto possibile escludere la trasformazione inversa dell'oro radioattivo in mercurio: le leggi della natura non possono essere aggirate.
Nell'era dell'atomo, puoi fare l'oro. Tuttavia, il processo è troppo costoso. L'oro ottenuto artificialmente in un reattore non ha prezzo. E se parliamo di una miscela di isotopi radioattivi 198 Au e 199 Au, tra pochi giorni dal lingotto d'oro rimarrà solo una pozza di mercurio.
Nel 1935, il fisico americano Arthur Dempster riuscì nella determinazione spettrografica di massa degli isotopi contenuti nell'uranio naturale. Durante gli esperimenti, Dempster ha anche studiato la composizione isotopica dell'oro e ha trovato un solo isotopo: l'oro-197. Non c'era alcuna indicazione dell'esistenza dell'oro-199. Alcuni scienziati hanno suggerito che ci deve essere un isotopo pesante dell'oro, perché all'oro in quel momento era assegnata una massa atomica relativa di 197,2. Tuttavia, l'oro è un elemento monoisotopico. Pertanto, coloro che desiderano ottenere artificialmente questo ambito metallo nobile devono indirizzare tutti gli sforzi verso la sintesi dell'unico isotopo stabile: l'oro-197.
La notizia di esperimenti di successo nella produzione di oro artificiale ha sempre suscitato preoccupazione negli ambienti finanziari e dirigenti. Così era al tempo dei sovrani romani, quindi è rimasto. Pertanto, non sorprende che un secco rapporto sulla ricerca del National Laboratory di Chicago del gruppo del professor Dempster abbia recentemente suscitato entusiasmo nel mondo finanziario capitalista: l'oro può essere ottenuto dal mercurio in un reattore nucleare! Questo è l'ultimo e più convincente caso di trasformazione alchemica.
Cominciò già nel 1940, quando in alcuni laboratori di fisica nucleare iniziarono a bombardare con neutroni veloci ottenuti con l'aiuto di un ciclotrone, gli elementi adiacenti all'oro - mercurio e platino. In una riunione di fisici americani a Nashville nell'aprile 1941, A. Sherr e K. T. Bainbridge dell'Università di Harvard riferirono dei risultati positivi di tali esperimenti. Hanno inviato deuteroni accelerati a un bersaglio di litio e hanno ricevuto un flusso di neutroni veloci, che è stato utilizzato per bombardare i nuclei di mercurio. Come risultato della trasformazione nucleare, è stato ottenuto l'oro! Tre nuovi isotopi con i numeri di massa 198, 199 e 200. Tuttavia, questi isotopi non erano stabili come l'isotopo naturale oro-197. Emettendo raggi beta, dopo poche ore o giorni, si trasformarono di nuovo in isotopi stabili del mercurio con numeri di massa 198, 199 e 200. Pertanto, i moderni seguaci dell'alchimia non avevano motivo di rallegrarsi. L'oro che si ritrasforma in mercurio non ha valore: è oro ingannevole. Tuttavia, gli scienziati si sono rallegrati per la riuscita trasformazione degli elementi. Sono stati in grado di ampliare la loro conoscenza degli isotopi artificiali dell'oro.
La "trasmutazione" effettuata da Scherr e Bainbridge si basa sulla cosiddetta (n, p) -reazione: il nucleo di un atomo di mercurio, assorbendo un neutrone n, si trasforma in un isotopo dell'oro e, in questo caso, un il protone p viene rilasciato.
Il mercurio naturale contiene sette isotopi in quantità diverse: 196 (0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 (23,13%), 201 (13,22%), 202 (29,80%) e 204 (6,85 %). Poiché Scherr e Bainbridge hanno trovato isotopi dell'oro con numeri di massa 198, 199 e 200, si deve presumere che quest'ultimo derivi da isotopi del mercurio con gli stessi numeri di massa. Per esempio:
Hg + n = Au + p
Tale ipotesi sembra giustificata: dopotutto, questi isotopi del mercurio sono abbastanza comuni.
La probabilità che si verifichi una reazione nucleare è determinata principalmente dalla cosiddetta sezione trasversale di cattura effettiva del nucleo atomico rispetto alla corrispondente particella bombardante. Pertanto, i collaboratori del professor Dempster, i fisici Ingram, Hess e Haydn, hanno cercato di determinare con precisione la sezione d'urto efficace per la cattura dei neutroni da parte degli isotopi naturali del mercurio. Nel marzo 1947 sono stati in grado di dimostrare che gli isotopi con i numeri di massa 196 e 199 hanno la sezione d'urto di cattura dei neutroni più grande e quindi hanno la più alta probabilità di diventare oro. Come "sottoprodotto" della loro ricerca sperimentale, hanno ricevuto... oro! Esattamente 35 microgrammi, ottenuti da 100 mg di mercurio dopo irraggiamento con neutroni lenti in un reattore nucleare. Ciò equivale a una resa dello 0,035%, tuttavia, se la quantità di oro trovata è attribuita solo al mercurio-196, si otterrà una resa solida del 24%, poiché l'oro-197 è formato solo dall'isotopo di mercurio con una massa numero 196.
Con neutroni veloci, si verificano spesso reazioni (n, p) e con neutroni lenti - prevalentemente (n, () - trasformazioni. L'oro, scoperto dai dipendenti di Dempster, si è formato come segue:
Hg + n = Hg* + (
Hg* + e[-] = Au
Il mercurio-197 instabile formato dal processo (n, () si trasforma in oro-197 stabile come risultato della cattura K (di un elettrone dal guscio K del proprio atomo).
Così, Ingram, Hess e Haydn hanno sintetizzato quantità apprezzabili di oro artificiale in un reattore atomico! Nonostante ciò, la loro "sintesi dell'oro" non ha allarmato nessuno, dal momento che ne hanno appreso solo gli scienziati che hanno seguito attentamente le pubblicazioni della "Revisione fisica". Il rapporto era breve e probabilmente non abbastanza interessante per molti a causa del suo titolo vago: "Sezioni d'urto di neutroni per isotopi di mercurio". Tuttavia, il caso volle che due anni dopo, nel 1949, un giornalista eccessivamente zelante raccolse questo rapporto puramente scientifico e, in modo rumorosamente orientato al mercato, proclamasse sulla stampa mondiale la produzione di oro in un reattore atomico. A seguito di ciò, in Francia si è verificata una grande confusione nella quotazione dell'oro in borsa. Sembrava che gli eventi si stessero sviluppando esattamente come aveva immaginato Rudolf Daumann, che nel suo romanzo di fantascienza aveva predetto la "fine dell'oro".
Tuttavia, l'oro artificiale ottenuto in un reattore nucleare tardava ad arrivare. Non aveva alcuna intenzione di inondare i mercati del mondo. A proposito, il professor Dempster non aveva dubbi al riguardo. A poco a poco, il mercato dei capitali francese si è nuovamente calmato. Questo non è l'ultimo merito della rivista francese "Atoms", che nel numero di gennaio del 1950 pubblicò un articolo: "La transmutation du mercure en or" (Trasmutazione del mercurio in oro).
Sebbene la rivista, in linea di principio, riconoscesse la possibilità di ottenere oro dal mercurio mediante una reazione nucleare, tuttavia, assicurò ai suoi lettori quanto segue: il prezzo di un metallo prezioso così artificiale sarebbe stato molte volte superiore all'oro naturale estratto dai più poveri minerali d'oro!
I dipendenti di Dempster non potevano negarsi il piacere di ottenere una certa quantità di tale oro artificiale nel reattore. Da allora, questa piccola curiosità ha onorato il Museo della Scienza e dell'Industria di Chicago. Questa rarità - testimonianza dell'arte degli "alchimisti" nell'era atomica - poté essere ammirata durante la conferenza di Ginevra dell'agosto 1955.
Dal punto di vista della fisica nucleare sono possibili diverse trasformazioni di atomi in oro. Finalmente ti sveleremo il segreto della pietra filosofale e ti spiegheremo come fare l'oro. Sottolineiamo qui che l'unico modo possibile è la trasformazione dei nuclei. Tutte le altre ricette dell'alchimia classica che ci sono pervenute non valgono nulla, portano solo all'inganno.
L'oro stabile, Au, potrebbe essere prodotto dal decadimento radioattivo di alcuni isotopi di elementi vicini. Ce lo insegna la cosiddetta mappa dei nuclidi, in cui sono presentati tutti gli isotopi conosciuti e le possibili direzioni del loro decadimento. Quindi, l'oro-197 è formato dal mercurio-197, che emette raggi beta, o da tale mercurio mediante K-capture. Sarebbe anche possibile ottenere oro dal tallio-201 se questo isotopo emettesse raggi alfa. Tuttavia, questo non viene osservato. Come ottenere un isotopo di mercurio con un numero di massa di 197, che non si trova in natura? In via puramente teorica, può essere ottenuto dal tallio-197 e quest'ultimo dal piombo-197. Entrambi i nuclidi spontaneamente con la cattura di un elettrone si trasformano rispettivamente in mercurio-197 e tallio-197. In pratica, questa sarebbe l'unica, seppur solo teorica, possibilità di ricavare oro dal piombo. Tuttavia, il piombo-197 è anche solo un isotopo artificiale, che deve essere prima ottenuto da una reazione nucleare. Non funzionerà con piombo naturale.
Anche gli isotopi del platino Pt e del mercurio Hg si ottengono solo mediante trasformazioni nucleari. Veramente fattibili sono solo reazioni basate su isotopi naturali. Solo Hg, Hg e Pt sono adatti come materie prime per questo. Questi isotopi potrebbero essere bombardati con neutroni accelerati o particelle alfa per arrivare alle seguenti reazioni:
Hg + n = Hg* + (
Hg + n = Hg* + 2n
Pt + He = Hg* + n
Con lo stesso successo sarebbe possibile ottenere l'isotopo del platino desiderato da Pt mediante (n, ()-trasformazione o da Hg mediante (n, ()-processo.In questo caso, ovviamente, non dobbiamo dimenticare che l'oro naturale e platino sono costituiti da una miscela di isotopi , in modo che le reazioni concorrenti devono essere prese in considerazione in ogni caso. L'oro puro alla fine dovrà essere isolato da una miscela di vari nuclidi e isotopi non reagiti. Questo processo sarà costoso. La conversione del platino in oro dovrà essere abbandonato del tutto per motivi economici: come sapete, il platino è l'oro più costoso.
Un'altra opzione per la sintesi dell'oro è la trasformazione nucleare diretta degli isotopi naturali, ad esempio, secondo le seguenti equazioni:
Hg + p \u003d Au + He
Hg + d = Au + He
((, p)-processo (mercurio-198), ((, p)-processo (platino-194) o (p, () o (d, n)-trasformazione (platino-196 L'unica domanda è se questo sia praticamente possibile e, in tal caso, se è economicamente vantaggioso per i motivi menzionati. Solo il bombardamento a lungo termine del mercurio con neutroni che sono presenti nel reattore in concentrazione sufficiente sarebbe economico. Dovrebbero essere ottenute altre particelle o accelerato nel ciclotrone - un tale metodo, come è noto, fornisce solo piccole rese di sostanze.
Se il mercurio naturale è soggetto all'azione di un flusso di neutroni in un reattore, allora, oltre all'oro stabile, si forma principalmente radioattivo. Questo oro radioattivo (con i numeri di massa 198, 199 e 200) ha una vita molto breve e nel giro di pochi giorni torna alle sostanze originarie con l'emissione di radiazioni beta:
Hg + n= Au* + p
Au = Hg + e[-] (2,7 giorni)
Non è affatto possibile escludere la trasformazione inversa dell'oro radioattivo in mercurio, cioè infrangere questo Circus vitiosus: le leggi della natura non possono essere aggirate.
In queste condizioni, la produzione sintetica di un metallo nobile costoso, il platino, sembra meno complicata dell'"alchimia". Se fosse possibile dirigere il bombardamento di neutroni nel reattore in modo tale che si verificassero prevalentemente (n, ()-trasformazioni, allora si potrebbe sperare di ottenere quantità significative di platino dal mercurio: tutti gli isotopi comuni del mercurio - Hg, Hg, Hg - vengono convertiti in isotopi stabili del platino - Pt, Pt e Pt Naturalmente, anche il processo di isolamento del platino sintetico è molto complicato qui.
Frederick Soddy nel 1913 propose un modo per ottenere l'oro mediante la trasformazione nucleare di tallio, mercurio o piombo. Tuttavia, a quel tempo, gli scienziati non sapevano nulla della composizione isotopica di questi elementi. Se si potesse effettuare il processo di scissione delle particelle alfa e beta proposto da Soddy, si dovrebbe procedere dagli isotopi Tl, Hg, Pb. Di questi, esiste in natura solo l'isotopo Hg, mescolato con altri isotopi di questo elemento e chimicamente inseparabile. Pertanto, la ricetta di Soddy non era fattibile.
Ciò che fallisce anche un eccezionale ricercatore dell'atomo, ovviamente, il profano non può farlo. Lo scrittore Daumann, nel suo libro The End of Gold, pubblicato nel 1938, ci ha dato una ricetta per trasformare il bismuto in oro: scindendo due particelle alfa dal nucleo del bismuto usando raggi X ad alta energia. Tale ((, 2()-reazione non è nota fino ad oggi. Inoltre, l'ipotetica trasformazione
Bi + (= Au + 2(
non può andare per un altro motivo: non esiste un isotopo Bi stabile. Il bismuto è un elemento monoisotopico! L'unico isotopo naturale del bismuto con un numero di massa di 209 può dare, secondo il principio della reazione di Daumann, solo oro radioattivo-201, che si trasforma nuovamente in mercurio con un'emivita di 26 minuti. Come puoi vedere, l'eroe del romanzo di Dauman, lo scienziato Bargengrond, non è riuscito a ottenere l'oro!
Ora sappiamo come ottenere davvero l'oro. Armati della conoscenza della fisica nucleare, rischiamo un esperimento mentale: trasformeremo 50 kg di mercurio in un reattore nucleare in oro a tutto peso - in oro-197. L'oro vero si ottiene dal mercurio-196. Sfortunatamente, il mercurio contiene solo lo 0,148% di questo isotopo. Pertanto, in 50 kg di mercurio ci sono solo 74 g di mercurio-196 e solo questa quantità possiamo trasmutare in vero oro.
Inizialmente, siamo ottimisti e supponiamo che questi 74 g di mercurio-196 possano essere convertiti nella stessa quantità di oro-197 se il mercurio viene bombardato con neutroni in un moderno reattore con una capacità di 10 neutroni / (cm * s). Immagina 50 kg di mercurio, cioè 3,7 litri, sotto forma di una palla posta in un reattore, quindi un flusso di 1,16 * 10 neutroni agirà sulla superficie del mercurio, pari a 1157 cm3, ogni secondo. Di questi, lo 0,148%, o 1,69 * 10 neutroni, agisce su 74 g dell'isotopo 196. Per semplicità, assumiamo inoltre che ogni neutrone provochi la trasformazione di Hg in Hg*, da cui Au si forma per cattura di elettroni.
Pertanto, abbiamo a nostra disposizione 1,69 * 10 neutroni al secondo per convertire gli atomi di mercurio-196. Quanti atomi è in realtà? Una mole di un elemento, cioè 197 g di oro, 238 g di uranio, 4 g di elio, contiene 6.022 * 10 atomi. Possiamo avere un'idea approssimativa di questo numero gigantesco solo sulla base di un confronto visivo. Ad esempio, questo: immagina che l'intera popolazione del globo nel 1990 - circa 6 miliardi di persone - abbia iniziato a contare questo numero di atomi. Tutti contano un atomo al secondo. Nel primo secondo verrebbero contati 6 * 10 atomi, in due secondi - 12 * 10 atomi, ecc. Quanto tempo impiegherebbe l'umanità nel 1990 per contare tutti gli atomi in una mole? La risposta è sconcertante: circa 3.200.000 anni!
74 g di mercurio-196 contengono 2,27 * 10 atomi. In un secondo con un dato flusso di neutroni, possiamo trasmutare 1,69 * 10 atomi di mercurio. Quanto tempo ci vorrà per convertire tutto il mercurio-196? Ecco la risposta: ci vorrà un intenso bombardamento di neutroni da un reattore ad alto flusso per quattro anni e mezzo! Dobbiamo fare queste enormi spese per ottenere alla fine solo 74 g d'oro da 50 kg di mercurio, e tale oro sintetico deve anche essere separato dagli isotopi radioattivi dell'oro, del mercurio, ecc.
Sì, è vero, nell'era dell'atomo si può fare l'oro. Tuttavia, il processo è troppo costoso. L'oro ottenuto artificialmente in un reattore non ha prezzo. Sarebbe più facile vendere una miscela dei suoi isotopi radioattivi come "oro". Forse gli scrittori di fantascienza saranno tentati di inventare storie che coinvolgono questo oro "a buon mercato"?
"Mare tingerem, si mercuris esset" (Vorrei trasformare il mare in oro se fosse costituito da mercurio). Questo detto vanaglorioso è stato attribuito all'alchimista Raimundus Lullus. Supponiamo di aver trasformato non il mare, ma una grande quantità di mercurio in 100 kg d'oro in un reattore nucleare. Esternamente indistinguibile dal naturale, questo oro radioattivo si trova di fronte a noi sotto forma di lingotti lucenti. Dal punto di vista della chimica, anche questo è oro puro. Alcuni Creso compra questi lingotti a quello che pensa sia un prezzo simile. Non sospetta che in realtà stiamo parlando di una miscela di isotopi radioattivi Au e Au, la cui emivita va dalle ore 65 alle ore 75. Puoi immaginare questo avaro che ha visto il suo tesoro d'oro letteralmente scivolare tra le sue dita. Per ogni tre giorni la sua proprietà è ridotta della metà, e non può impedirlo; in una settimana da 100 kg d'oro ci saranno solo 20 kg, dopo dieci emivite (30 giorni) - praticamente nulla (in teoria, si tratta di altri 80 g). Nel tesoro è rimasta solo una grande pozza di mercurio. L'oro ingannevole degli alchimisti!
Fin dai tempi antichi, l'oro è noto a vari popoli del nostro pianeta. C'è una versione che era l'oro il primo metallo che una persona ha incontrato per la prima volta. Ci sono prove che nell'antico Egitto l'oro fosse estratto e utilizzato nella fabbricazione di vari prodotti già nel 4° millennio aC, in Indocina e in India nel 2° millennio aC. Lì, l'oro serviva come materiale per la fabbricazione di monete, gioielli costosi, nonché oggetti d'arte e religiosi.
L'oro è forse l'elemento più importante del sistema finanziario globale, perché questo metallo è completamente resistente alla corrosione, ha un aspetto attraente aspetto esteriore, e le sue riserve sono piuttosto piccole. Le riserve di oro estratto sul nostro pianeta sono stimate in circa 32mila tonnellate. Ad esempio, se tutto questo oro viene fuso insieme, ottieni un cubo con un lato di soli 12 metri.
Secondo l'antica tradizione, la purezza dell'oro si misura in carati britannici. Uno di questi carati britannici è uguale a un ventiquattresimo di una lega d'oro. L'oro con il marchio "24K" è assolutamente puro, cioè completamente privo di impurità. Le impurità dell'oro vengono create appositamente per vari scopi, per aumentare la plasticità o durezza del metallo, per cambiare altre qualità. Se la lega avrà il marchio "18K", ciò significherà che questa lega contiene 18 parti di oro e 6 parti di varie impurità.
Nei paesi di lingua russa è stato adottato un sistema diverso per misurare la purezza dell'oro, diverso da quello globale. La purezza dell'oro nei paesi dell'Unione degli Stati Indipendenti è misurata dalla scomposizione. Il valore del campione varia da zero a mille, il valore del campione mostra il contenuto di oro nella lega in millesimi. Ad esempio, il marchio "18K" sopra descritto può essere ricalcolato, a seguito del quale otterremo il 750esimo campione, "24K", ovvero oro puro, solitamente 996 e considerato "praticamente puro", è talvolta utilizzato nella fabbricazione di gioielli costosi. L'oro di livello superiore è estremamente raro, la sua produzione richiede costi enormi, di solito tale oro viene utilizzato solo in chimica.
L'oro puro è un metallo giallo tenue. La tonalità rossastra delle leghe d'oro, come monete e gioielli, è data da impurità di altri metalli, in particolare si trova spesso una miscela di rame. Nella produzione di sottili film d'oro, il metallo inizia a mostrare attraverso il verde. L'oro, in quanto metallo, ha una conduttività termica molto elevata, mentre allo stesso tempo ha una resistenza abbastanza bassa.
Proprietà biologiche
Il meccanismo dell'effetto biologico dell'oro non è del tutto chiaro, ma recentemente è diventato noto che l'oro fa parte delle metalloproteine, interagisce con il rame e le proteasi che idrolizzano il collagene, nonché con l'elastasi e altri componenti attivi dei tessuti connettivi. L'oro è coinvolto nei processi di legame degli ormoni nei tessuti.
L'oligoelemento oro può aumentare l'effetto battericida dell'argento. Ha un effetto antisettico su virus e batteri. A volte l'oro può essere coinvolto nel miglioramento dei processi immunitari del corpo.
Il corpo umano contiene circa 10 mg di oro, circa la metà di questa quantità è nelle ossa. La distribuzione dell'oro in tutto il corpo dipende dalla solubilità dei composti metallici. I composti colloidali spesso si accumulano nel fegato e i composti solubili nei reni.
Finora non si sa nulla di specifico sul ruolo biologico dell'oro, così come sul fabbisogno quotidiano del metallo. L'oro è presente nei grani, negli steli e nelle foglie di mais. L'acqua dell'oceano contiene una quantità variabile di oro (da ~0 a 65 mg/t). Le dosi letali e tossiche per l'uomo non sono state ancora determinate.
L'oro metallico non è tossico e i derivati organici usati come medicinali, al contrario. Alcuni composti organici dell'oro possono essere tossici, accumularsi nel fegato, nei reni, nell'ipotalamo e nella milza, causando dermatiti e malattie organiche, trombocitopenia e stomatite.
La determinazione del contenuto di oro nel corpo viene effettuata sulla base dello studio dei biosubstrati (campioni bioptici e sangue). Con l'avvelenamento da oro, aumenta il contenuto di coproporfirina nelle urine. L'oro è un elemento potenzialmente tossico.
L'oro metallico non viene praticamente assorbito, mentre alcuni sali d'oro possono avere un effetto tossico simile a quello del mercurio.
Nonostante il fatto che l'oro sia un metallo inerte, alcuni portatori di gioielli d'oro possono sviluppare dermatite da contatto. In alcuni casi, l'oro provoca sensibilizzazione del corpo, questo è confermato nello studio dentistico, nella chirurgia plastica e in una serie di altri casi.
L'avvelenamento da oro è estremamente raro. L'effetto negativo dell'oro in eccesso viene facilmente rimosso introducendo il 2,3-dimercaptopropranolo, in cui il gruppo SH separa l'oro dalle proteine contenenti SH e ripristina le loro normali proprietà.
Manifestazioni di eccesso di oro: salivazione, sapore metallico in bocca; vomito, spasmi
escrezione di proteine nelle urine; la comparsa di punti dolenti sulla pelle; dolore lungo i nervi; pancitopenia (leucopenia, trombocitopenia); uno stato di eccitazione; eruzioni cutanee. diarrea; sintomi di depressione centrale sistema nervoso; aumento della sudorazione; dolore colico nell'intestino, dolore alle ossa, alle articolazioni, ai muscoli; gonfiore delle gambe; perdita di peso, ipoplasia del midollo osseo aplastica; congiuntivite;
prurito, infiammazione della pelle, febbre, malessere; dolore alle ossa e alle articolazioni; eczema generalizzato; infiammazione delle mucose della lingua e della cavità orale;
dolore alla gola, anemia aplastica; sindrome nefrosica, glomerulonefrite; vomito, diarrea.
Gli elementi chimici che sono antagonisti e sinergizzanti dell'oro non sono stati stabiliti. Come farmaci ausiliari, è possibile utilizzare globulina antitimocitaria, androgeni, corticosteroidi. In alcuni casi è indicato l'uso di stimolanti dell'emopoiesi, il trapianto di midollo osseo.
A metà del 20° secolo, l'oro veniva usato nel trattamento della tubercolosi, della lebbra, della sifilide, dell'epilessia, delle malattie degli occhi e dei tumori maligni.
Oggi i preparati a base di sali d'oro sono usati nel trattamento dell'artrite reumatoide e psoriasica, della sindrome di Felty e del lupus eritematoso. Questi includono krizanol, auranofin e altri.
Durante il regno del faraone Thutmose III, l'estrazione dell'oro raggiunse le 50 tonnellate all'anno. C'è stato un tempo in cui si spendeva meno lavoro per l'estrazione dell'oro che per l'estrazione di altri metalli, e l'oro era più economico dell'argento, ma questo giacimento più ricco era completamente esaurito nell'antichità.
Entro la fine del XIX secolo. nella regione di Irkutsk è stata trovata una pepita del peso di 22,6 kg. Grandi per grandi pepite è stato trovato negli Urali. La pepita più grande - il "Triangolo Grande" con dimensioni di 39 × 33 × 25,4 cm e una massa di 36,157 kg è stata trovata negli Urali meridionali nel 1842. Ora è nel Fondo Diamanti. La pepita più grande del mondo: la "piastra Holterman" aveva una dimensione di 140 × 66 × 10 cm e una massa di 285,76 kg ed era composta da oro e quarzo. Da esso furono fusi 93,3 kg d'oro.
Ad oggi sono state estratte circa 50mila tonnellate d'oro in Sud Africa, più di 14mila tonnellate in URSS e Russia e più di 10mila tonnellate negli USA (di cui 3500 tonnellate in California), un po' meno in Australia e Canada.
In una mostra è stato mostrato un piccolo cubo d'oro lucido, la cui dimensione è di poco superiore a 5 cm, e l'annuncio diceva che la persona che avrebbe potuto sollevare il cubo con due dita della mano avrebbe potuto portarlo con sé. Allo stesso tempo, gli organizzatori non hanno rischiato nulla: nessun uomo forte raccoglierebbe con le dita un lingotto scivoloso, che pesa diversi chilogrammi.
Se una stanza con una superficie di 20 metri quadrati e un'altezza di 3 metri è densamente riempita di lingotti d'oro, la massa d'oro sarà di 1150 tonnellate, che è uguale al peso di un treno pesante.
Nella sintesi del mendelevio, una lamina d'oro serviva da bersaglio; una quantità trascurabile (solo 1.000.000.000 di atomi) di einsteinio è stata depositata su di essa con mezzi elettrochimici. Substrati d'oro simili per bersagli nucleari sono stati utilizzati nella sintesi di altri elementi.
Le pepite d'oro non sono oro puro. Di solito contengono molto rame o argento. Il tellurio è talvolta presente nell'oro nativo.
Nella corsia pavimento. 19esimo secolo il mercante Shelkovnikov partì da Irkutsk per Yakutsk. Al campo di Krestovaya, ha appreso che gli Evenks (Tungus), che cacciano uccelli e animali, comprano polvere da sparo nelle stazioni commerciali e si procurano da soli. Si è scoperto che lungo il letto del fiume Tonguda poteva essere raccolto un mucchio di "sassi morbidi gialli", potevano essere facilmente arrotondati e il loro peso era lo stesso dei maiali. Il mercante si rese subito conto che si trattava di oro alluvionale. Ben presto, le miniere d'oro furono organizzate nel corso superiore di questo fiume.
In con. 13° secolo i chimici per la prima volta riuscirono a estrarre soluzioni colloidali d'oro. Ma queste soluzioni avevano un colore viola. E già nel 1905, sotto l'azione dell'alcool su soluzioni deboli di cloruro d'oro, soluzioni d'oro colloidale di rosso e fiori blu. Il colore di tale soluzione è strettamente correlato alla dimensione delle particelle colloidali.
L'inventore Ernst Werner Siemens, quando era giovane, combatté un duello, in seguito fu imprigionato per diversi anni per questo. Lo scienziato è riuscito a ottenere dall'amministrazione il permesso di organizzare un laboratorio nella cella e anche in prigione ha continuato gli esperimenti sull'elettroplaccatura. Ha sviluppato un metodo di doratura dei metalli di base. Quando questo compito stava già per essere risolto, arrivò il perdono. Invece della gioia della libertà, il prigioniero ha chiesto di lasciarlo in prigione per un po', per terminare gli esperimenti. Ma le autorità non hanno risposto alla richiesta di Siemens e hanno messo l'inventore fuori dai sotterranei. Ha dovuto riequipaggiare il laboratorio, e già a casa per finire quello che aveva iniziato in carcere. Siemens ha ancora ricevuto un brevetto per il metodo di doratura, ma ciò è accaduto molto più tardi di quanto sarebbe potuto accadere.
Storia
Le più antiche miniere d'oro si trovavano in Egitto. Ci sono prove della produzione di oggetti d'oro già nel V millennio a.C., ad es. durante l'età della pietra. Nell'antichità gli egizi estraevano l'oro nella provincia arabo-nubiana, che si trova tra il Mar Rosso e il Nilo. Durante il regno di circa 30 dinastie, questa miniera d'oro ha prodotto circa 3,5 mila tonnellate d'oro.
Al momento della cattura da parte di Roma, gli egiziani riuscirono a produrre circa 6mila tonnellate d'oro. Le innumerevoli ricchezze delle tombe dei faraoni furono quasi del tutto depredate.
Nell'antichità, le rocce auree della Spagna portavano solo ai romani circa 1,5 mila tonnellate d'oro. Le miniere dell'Austria-Ungheria nel Medioevo producevano 6,5 tonnellate all'anno. Sulle monete dell'epoca si possono trovare iscrizioni in latino "dall'oro del Danubio" o "dall'oro del Reno", ecc. In Scandinavia, l'oro veniva estratto poco, solo pochi chilogrammi all'anno. Oggi le riserve auree europee sono quasi esaurite. Il viaggio di Colombo ha permesso di scoprire la Colombia, che per molti anni ha avuto la più grande estrazione d'oro del mondo. In Brasile, Australia e altri paesi nei secoli XVIII-XIX. sono stati trovati anche collocatori d'oro piuttosto ricchi.
La Russia non ha avuto il suo oro per molto tempo. Gli scienziati non sono d'accordo sulla prima produzione russa. Apparentemente, il primo oro fu estratto dai minerali di Nerchinsk nel 1704, dove era insieme all'argento. Il metallo costoso veniva fuso dall'argento con contenuto d'oro alla Zecca di Mosca. Così, dal 1743 al 1744, da monete d'argento furono ottenuti 2820 chervonet d'oro con "Elizabeth". Questo metodo era laborioso e lungo; per più di 50 anni, con questo metodo è stata estratta meno di 1 tonnellata d'oro. Si dice che i famosi Demidov abbiano fuso segretamente 6 kg d'oro nelle proprie miniere di Altai nel 1745. Nel 1746 le miniere divennero proprietà della famiglia dello zar.
Negli Urali nel 1745 fu aperta la prima miniera d'oro. Ciò ha permesso di avviare l'estrazione industriale del metallo. Durante il 18° secolo, in Russia furono estratte solo circa 5 tonnellate d'oro, ma nel 19° secolo erano già 400 volte di più. Il giacimento di Yenisei, scoperto nel 1840, portò la Russia al 1° posto nell'estrazione dell'oro tra i paesi di tutto il mondo. Entro la fine del 19° secolo, in Russia venivano estratte circa 40 tonnellate di oro all'anno. Fino al 1917, secondo i dati ufficiali, sono state estratte circa 2754 tonnellate e, secondo le stime, più di 3000 tonnellate.
Sin dai tempi antichi, le monete sono state fatte d'oro. Fino alla fine della prima guerra mondiale, l'oro ha agito come misura di tutte le valute mondiali e le banconote di carta erano solo documenti che certificavano la proprietà dell'oro e venivano scambiate liberamente con l'oro.
Nel 1792, un'oncia d'oro negli Stati Uniti costava $ 19,3 e nel 1834 il prezzo è cambiato a $ 20,67. Ciò è causato da riserve auree insufficienti del paese. Dopo la prima guerra mondiale, durante la Depressione nel 1934, furono addebitati $ 35 per oncia d'oro. Nel 1944, dopo l'adozione dell'accordo di Bretton Woods, a seguito del quale il dollaro USA divenne la valuta principale e l'oro divenne la valuta di riserva.
Le ondate di instabilità economica negli Stati Uniti hanno costretto il prezzo dell'oro a salire a $ 38 l'oncia nel 1971, e poi a $ 42,22 nel 1973. Nel 1976, la decisione di rimuovere l'ancoraggio delle valute dall'oro e di stabilire tassi fluttuanti è entrata in vigore forza. Così, l'oro cessò di essere una valuta e il dollaro divenne una valuta di riserva.
Come risultato di tutti questi cambiamenti, l'oro è diventato un oggetto di investimento. Nel 1974, il prezzo dell'oro è salito a $ 195 l'oncia, nel 1978 è salito a $ 200 l'oncia e nel 1980 era fino a $ 850 l'oncia, un record per molto tempo. Successivamente, il prezzo è stato archiviato fino al 1987, quando era di $ 500 per oncia. Il prezzo dell'oro è sceso particolarmente rapidamente nel 96-99, da $ 420 a $ 260 per oncia.
Cosa abbia causato questa caduta non è noto con certezza. Ma l'instabilità dell'economia americana e mondiale divenne la base per il successivo aumento del costo dell'oro. Nel 2004, il costo di un'oncia d'oro aveva raggiunto $ 450. Ma già nel 2009, il costo di un'oncia d'oro ha superato la soglia dei 1.000 dollari. Sotto forma di investimenti, l'oro si presenta sotto forma di monete o lingotti.
Essere nella natura
Nella terra, ad eccezione dell'oro, ne contiene pochissimo, in totale, in peso, circa 4,3 10 -7%. In media, una tonnellata di rocce contiene 4 milligrammi d'oro. L'oro è uno dei metalli più rari sulla terra. Sul nostro pianeta, l'oro è tre volte meno del raro palladio, quindici volte meno dell'argento, trecento volte meno del tungsteno, seicento volte meno dell'uranio e diecimila volte meno del superficiale. Se assumiamo che tutto l'oro terrestre sarebbe disperso uniformemente sul pianeta, come nell'acqua di mare, l'estrazione del metallo diventerebbe impossibile. Ma l'oro tende a migrare attivamente, ad esempio, con le acque sotterranee, con l'ossigeno disciolto. Come risultato di tali processi migratori, il contenuto di oro in alcuni metani aumenta notevolmente: vene auree di quarzo, sabbie auree.
L'oro può essere minerale e sciolto. L'oro minerale ha l'aspetto di piccole particelle d'oro (0,0001 - 1 mm) intervallate da quarzo. In questa forma, il metallo si trova nelle rocce di quarzo sotto forma di inclusioni sottili, a volte sotto forma di potenti vene che penetrano nei minerali di solfuro: piriti di rame CuFeS 2, piriti di zolfo FeS 2, lucentezza di antimonio Sb 2 S 3 e altri. Un'altra forma di oro naturale sono i suoi minerali molto rari, in cui l'oro è sotto forma di composti chimici (il più delle volte con tellurio, con esso l'oro forma cristalli bianco-argento, meno spesso hanno una tinta gialla): montbreuit Au 2 Te 3 , calaverite AuTe 2 , mutmannite (Ag,Au)Te (le parentesi indicano che questi elementi possono essere presenti nel minerale in varie proporzioni), silvanite (Ag,Au) 2 Te 4 , krennerite (Ag,Au)Te 2 , montbreuit ( Au,Sb) 2 Te 3 , aurostibite AuSb 2 , petzite Ag 3 AuTe 2 , auricupride Cu 3 Au, aurantimonate AuSbO 3 , fishesserite Ag 3 AuSe 2 , tetraauricupride AuCu, nagiagit Pb 5 Au(Te,Sb)4S 5–8 e Altro.
A volte l'oro può essere presente come impurità in vari minerali di solfuro, come pirite, calcopirite, sfalerite e altri. I più moderni metodi di analisi chimica consentono di rilevare la presenza di quantità anche trascurabili di "aurum" negli organismi animali e vegetali, nei cognac e nei vini, nell'acqua di mare e nelle acque minerali.
Nel processo di modificazioni geologiche, parte dell'oro è stato portato via dal luogo dell'occorrenza primaria e ri-depositato in altri luoghi dell'occorrenza secondaria, determinando la formazione del cosiddetto oro placer, che è il prodotto di la distruzione dei giacimenti fondamentali che si accumulano nelle valli fluviali. Sono rarissimi i casi di ritrovamento di pepite d'oro piuttosto grandi, che spesso hanno una forma bizzarra. Alcuni di questi depositi si sono formati intorno ai 20-30 mila anni aC. Il giacimento più antico (secondo gli scienziati ha circa 3 miliardi di anni) sulla Terra è anche il più ricco. Si trova in Sud Africa e si estende lungo la catena montuosa del Witwatersrand (che in olandese significa "Bordo dell'acqua bianca").
L'oro nativo non è oro chimicamente puro. Ha sempre, senza eccezioni, delle impurità, spesso anche in quantità decenti. Le impurità d'argento possono variare dal 2% al 50%, le impurità di rame di solito costituiscono fino al 20% della miscela, la pepita può contenere ferro, piombo, mercurio, bismuto, tellurio, metalli del gruppo del platino e altri. La lega naturale di oro e argento, in cui circa il 15-20% di argento e una leggera mescolanza di rame, era chiamata elettrone nell'antica Grecia (i romani suonavano come "elettro"). Ciò era dovuto al suo colore giallo, in greco la parola "elektor" significa il sole, il luminare, da cui deriva il greco "elektron", cioè ambra.
Applicazione
Attualmente l'oro disponibile nel mondo è distribuito approssimativamente come segue: 10% nell'industria, 45% nei privati (lingotti e gioielleria) e 45% - riserve centralizzate (lingotti standard di oro chimicamente puro).
Nel 2005 Rick Munarritz si è posto la domanda: dove è più redditizio investire in oro o in motore di ricerca Google?. Quindi il costo di un'azione Google e di un'oncia d'oro era lo stesso in borsa. Entro la fine del 2008, Google ha chiuso a $ 307 per azione e $ 866 per oncia d'oro.
L'oro è l'elemento più importante del sistema finanziario globale, perché. questo metallo non si corrode, ha molte applicazioni tecniche e le sue riserve sono piccole. L'oro non è stato quasi perso durante i cataclismi storici, è stato solo fuso e accumulato. Ad oggi, le riserve d'oro delle banche nel mondo sono stimate in 32mila tonnellate. Ad esempio, se tutto questo oro viene fuso insieme, ottieni un cubo con un lato di soli 12 metri.
Già nell'antichità l'oro veniva usato da vari popoli come materiale per fare soldi. Finora, le monete d'oro rimangono il monumento dell'antichità meglio conservato. Ma fu solo nel 19° secolo che l'oro si affermò finalmente come merce di monopolio monetario. Non c'è da stupirsi che il periodo dal 1817 al 1914 sia chiamato "l'età dell'oro". Fino alla fine della prima guerra mondiale, l'oro continuò ad essere la misura di tutto ciò che esisteva in quel momento. Le banconote di carta in quel lontano tempo servivano solo come documenti che certificavano la proprietà di una certa parte dell'oro, le banconote venivano scambiate liberamente con l'oro.
In termini di resistenza meccanica e resistenza chimica, l'oro è inferiore ai platinoidi, ma è indispensabile come materiale per la fabbricazione di contatti elettrici. Ecco perché i rivestimenti elettroplaccati con spruzzatura d'oro di connettori, superfici di contatto, circuiti stampati e conduttori d'oro sono ampiamente utilizzati nella microelettronica.
L'oro è usato come bersaglio nella ricerca nucleare, come rivestimento di specchi che operano nel lontano infrarosso, come un guscio speciale in una bomba a neutroni.
Saldature d'oro perfettamente bagnate diverse superfici metalliche utilizzato per la saldatura dei metalli. Realizzato in leghe d'oro morbide pastiglie sottili utilizzato nella tecnologia del vuoto ultra alto.
La doratura dei metalli è ampiamente utilizzata per la protezione dalla corrosione. Sebbene un tale rivestimento di metalli di base presenti notevoli inconvenienti, è anche comune perché il prodotto finito diventa costoso nell'aspetto, "dorato". L'oro è stato registrato come additivo alimentare E175.
Tradizionalmente, il più grande consumatore di oro è l'industria della gioielleria. Gli articoli di gioielleria non vengono fusi in oro puro, sono realizzati con leghe d'oro con altri metalli, che sono significativamente superiori all'oro in termini di durata e resistenza. Per questo vengono utilizzate leghe come Au-Ag-Cu, che possono contenere zinco, nichel, cobalto, palladio. La resistenza di tali leghe alla corrosione è solitamente determinata dal contenuto di oro e dalle loro proprietà meccaniche e sfumature di colore, dal rapporto tra rame e argento.
Fino a poco tempo, l'odontoiatria ha consumato quantità significative di oro: le leghe di oro e argento, rame, nichel, platino e zinco sono utilizzate per realizzare protesi dentarie e corone.
Alcuni medicinali contengono composti d'oro. Sono usati nel trattamento dell'artrite reumatoide, della tubercolosi, ecc. Nel trattamento dei tumori maligni viene utilizzato l'oro radioattivo.
Produzione
Al momento, il più grande fornitore del mercato mondiale dell'oro è il Sud Africa, in cui le miniere hanno già raggiunto una profondità di 4 km. La miniera di Waal Reefs in Sud Africa è la più grande miniera del mondo. Nel processo di lavorazione di 10 milioni di tonnellate di minerale, vengono estratte circa 85 tonnellate di oro. In Sud Africa vengono estratte ogni giorno circa 2 tonnellate di oro. In Sud Africa, la produzione d'oro è la principale produzione del paese.
Come conseguenza della concentrazione di oro in natura, solo un decimo è teoricamente disponibile per l'estrazione mineraria. L'estrazione dell'oro è iniziata con pepite che brillano brillantemente e sono facilmente visibili. Ma ci sono pochissime di queste pepite, quindi modo più importante fin dall'antichità era il lavaggio della sabbia.
L'oro è circa 8 volte più pesante della sabbia e 20 volte più pesante dell'acqua, quindi puoi lavare l'oro dalla sabbia con un getto d'acqua. Il più antico metodo di lavaggio si riflette nell'antico mito greco del vello d'oro, cioè grani d'oro, dopo essere stati lavati, si depositavano sulla pelle del montone. I collocatori d'oro erano abbastanza comuni nei fiumi che per secoli hanno minato le rocce auree. Ma all'inizio del 20° secolo non c'erano quasi più posti simili e i giacimenti di minerali divennero la principale fonte di estrazione dell'oro. Ad oggi, l'estrazione dell'oro dal minerale è diventata meccanizzata, ma nonostante ciò il processo rimane molto complesso e talvolta si nasconde in profondità nel sottosuolo. Recentemente, hanno iniziato a procedere dall'efficienza economica nella ricerca di giacimenti. È dimostrato che con un contenuto di 2-3 g di oro in 1 tonnellata di minerale, e se il contenuto è di 10 g o più, è già considerato ricco. Tra tutti i costi. utilizzato per l'esplorazione, il costo della prospezione dei minerali d'oro varia dal 50 all'80%.
C'è un vecchio metodo di mercurio per estrarre l'oro dal minerale. Si basa sul fatto che il mercurio bagna bene l'oro senza dissolverlo, proprio come l'acqua bagna bene il vetro senza dissolverlo. Il minerale d'oro macinato veniva agitato in barili e sul fondo c'era mercurio. Particelle d'oro si attaccavano al mercurio, bagnandolo dappertutto. Perché il colore delle particelle d'oro scompare, sembra che l'oro si sia "sciolto". Il mercurio è stato quindi separato dalla roccia e riscaldato. Il mercurio volatile è stato rimosso, lasciando l'oro invariato. Svantaggi: il mercurio è altamente tossico, estrazione incompleta dell'oro (piccoli grani).
C'è anche un modo più moderno: la lisciviazione con cianuro di sodio, quando anche i piccoli grani vengono convertiti in composti idrosolubili. L'oro viene estratto da una soluzione acquosa, ad esempio viene estratto utilizzando polvere di zinco: 2Na + Zn = Na + 2Au. Il processo consente di estrarre i resti d'oro dalle miniere abbandonate, trasformandoli in un deposito completamente nuovo. Esiste anche un metodo di lisciviazione sotterranea, in cui una soluzione di cianuro viene pompata nei pozzi, attraverso le fessure penetra nella roccia e dissolve l'oro, quindi la soluzione viene pompata fuori da altri pozzi. Il cianuro andrà in soluzione con l'oro e altri metalli che formano complessi di cianuro.
Un'altra fonte povera ma costante di estrazione dell'oro sono i prodotti intermedi di rame, uranio, piombo-zinco e altre industrie. L'oro spesso coesiste con altri metalli. Durante la raffinazione del rame, i metalli nobili dopo la dissoluzione dell'anodo si accumulano sotto l'anodo nel fango. Questi fanghi sono un'importante fonte di oro, che viene estratto quanto più, maggiore è la produzione di metalli di base.
L'oro riciclato è ottenuto da prodotti elettronici difettosi o usati. Un'importante fonte di oro secondario (circa 500 tonnellate all'anno) è l'oro di scarto.
Insieme a chicchi piccoli, si trovano anche pepite a volte grandi, di cui si parla sui giornali e di cui si parla alla radio e alla TV. Grandi per grandi pepite è stato trovato negli Urali. La pepita più grande - il "Triangolo Grande" con dimensioni di 39 × 33 × 25,4 cm e una massa di 36,157 kg è stata trovata negli Urali meridionali nel 1842. Ora è nel Fondo Diamanti. La pepita più grande del mondo: la "piastra Holterman" aveva una dimensione di 140 × 66 × 10 cm e una massa di 285,76 kg ed era composta da oro e quarzo. Da esso furono fusi 93,3 kg d'oro.
Proprietà fisiche
L'oro è un metallo cubico giallo. L'oro a zolle dà un colore riflesso giallo, la lamina d'oro di lavorazione particolarmente fine alla luce può essere blu o verde, il vapore d'oro è giallo-verdastro. Le soluzioni colloidali contenenti oro hanno un colore diverso, tutto dipende dal grado di dispersione (ad esempio, quando i composti dell'oro vengono a contatto con la pelle umana, si forma un colloide viola).
Formula lorda (secondo il sistema di Hill): Au. La formula sotto forma di testo è simile a: Au. Il peso molecolare dell'oro è (in amu) 196,97. Il punto di fusione del metallo (in gradi Celsius) è 1063,4, il punto di ebollizione (in gradi Celsius) è 2880. Solubilità dell'oro (in g / 100 g o caratteristica): insolubile in acqua; in mercurio - 0,13 (a 18°C); insolubile in etanolo.
Il contenuto di oro nella composizione della crosta terrestre è 0,0000005%. In natura, si trova più spesso in forma nativa (la pepita più grande del mondo pesava 112 chilogrammi). I minerali d'oro sono noti per la maggior parte della natura del tellururo, ad esempio calaverite, creinerite, ilvanite, aurostibite e petzite. Il contenuto medio aureo dei depositi attualmente sfruttati è dello 0,001%. Nell'acqua degli oceani del mondo, il contenuto di oro disciolto è 0,0000000005%. Se consideriamo gli organismi viventi, la maggior parte dell'oro si trova nei chicchi, negli steli e nelle foglie di mais.
La densità dell'oro come metallo è 19,3 (a 20°C, g/cm3). Il valore della pressione del vapore dell'oro (in mmHg) è 0,01 (a 1403°C), 0,1 (a 1574°C), 10 (a 2055°C) 100 (a 2412°C) C) La tensione superficiale del metallo ( in mN/m) è 1120 (a 1200°C). La capacità termica specifica del metallo a pressione costante (in J/g·K) è 0,132 (alla temperatura di 0-100°C). L'entalpia standard della formazione dell'oro ΔH (298 K, kJ/mol) è 0 (t). L'energia standard di Gibbs di formazione ΔG (298 K, kJ/mol) è 0 (t). Il valore dell'entropia standard della formazione S (298 K, J/mol K) è 47,4 (t). La capacità termica molare standard dell'oro Cp (298 K, J/mol K) è 25,4 (t). L'entalpia di fusione dell'oro ΔHm (kJ/mol) è 12,55. Bene, l'entalpia di ebollizione dell'oro ΔHboil (kJ / mol) è 348,5.
L'oro ha una malleabilità, duttilità e conducibilità termica ed elettrica molto elevate. L'oro è molto ben saldato e saldato. L'oro riflette quasi completamente la radiazione infrarossa. L'oro naturale ha un solo isotopo, Au-197. L'indice di durezza Mohs dell'oro è 2,5. L'oro puro è troppo morbido, non è adatto per alcuni prodotti. Per aumentare la durezza, all'oro vengono sempre aggiunti altri metalli, ad esempio rame o argento.
L'oro è uno dei metalli più pesanti: la densità del metallo, come detto sopra, è di 19,3 g/cm3. Solo l'osmio, l'iridio, il platino e il renio hanno una massa maggiore dell'oro. In una mostra è stato mostrato un piccolo cubo d'oro lucido, la cui dimensione è di poco superiore a 5 cm, e l'annuncio diceva che la persona che avrebbe potuto sollevare il cubo con due dita della mano avrebbe potuto portarlo con sé. Allo stesso tempo, gli organizzatori non hanno rischiato nulla: nessun uomo forte raccoglierebbe con le dita un lingotto scivoloso, che pesa diversi chilogrammi. Se una stanza con una superficie di 20 metri quadrati e un'altezza di 3 metri è densamente riempita di lingotti d'oro, la massa d'oro sarà di 1150 tonnellate, che è uguale al peso di un treno pesante.
Proprietà chimiche
L'oro è un metallo relativamente inerte, in condizioni normali, l'oro non reagisce con la maggior parte degli acidi, non forma ossidi, motivo per cui appartiene ai metalli nobili, ma a differenza dei metalli ordinari, che vengono facilmente distrutti dall'ambiente. Si scoprì che l'acqua regia dissolve l'oro, e questo scosse la fiducia nell'inerzia del metallo.
Nel corso dei millenni, i chimici hanno fatto molti esperimenti diversi con l'oro, di conseguenza, si è scoperto che l'oro non è così inerte come pensano i non specialisti. Ma ora lo zolfo e l'ossigeno (che sono aggressivi verso quasi tutti i metalli, soprattutto dopo il riscaldamento), non agiscono sull'oro a nessuna temperatura. L'unica eccezione sono gli atomi d'oro in superficie. Al raggiungimento di 500-700°C, gli atomi formano un ossido sottile, ma altamente stabile, che non si decompone per 12 ore se riscaldato a 800°C. Ad esempio, Au 2 O 3 o AuO (OH). Questo strato di ossido è stato trovato sulla superficie dell'oro nativo.
L'oro non reagisce con azoto, idrogeno, carbonio, fosforo e gli alogeni reagiscono con l'oro quando riscaldato, formando AuBr 3 , AuF 3 , AuCl 3 e AuI. Facilmente, anche a temperatura ambiente, avviene la reazione con acqua di bromo e cloro. I chimici incontrano questi reagenti. Il pericolo per gli anelli d'oro nella vita di tutti i giorni è la tintura di iodio, ad es. soluzione idroalcolica di iodio e ioduro di potassio: 2Au + I 2 + 2KI = 2K.
Tra i potenziali standard, l'oro si trova a destra dell'idrogeno, motivo per cui non reagisce con gli acidi non ossidanti. L'oro si dissolve in acido selenico riscaldato:
2Au + 6H 2 SeO 4 = Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O,
In anche in acido cloridrico concentrato nel processo di passaggio attraverso una soluzione di cloro:
2Au + 3Cl 2 + 2HCl = 2H
Se la soluzione risultante viene accuratamente evaporata, è possibile ottenere cristalli di acido cloroaurico HAuCl 4 3H 2 O.
Dopo la riduzione dei sali d'oro con dicloruro di stagno, si forma una soluzione colloidale rosso brillante stabile (cioè "porpora di Cassiano"). Alcuni ossidi d'oro (ad esempio AuO 2 e Au 2 O 3) possono essere ottenuti solo evaporando il metallo su alta temperatura in condizione di vuoto. L'idrossido Au(OH) 3 sotto l'azione di alcali particolarmente forti precipita sotto forma di una soluzione di AuCl 3 . Il sale Au (OH) 3 con una base - aurato - si forma quando viene sciolto in alcali forti. L'oro reagisce con l'idrogeno, formando un idruro, al raggiungimento di una pressione di 28 - 65 * 10 -8 Pa e di una temperatura superiore a 3500°C. Sulfoaurate MeAuS è formato dalla reazione dell'oro con idrosolfuro di metallo alcalino ad alta temperatura. Esistono solfuri d'oro Au 2 S e Au 2 S 3 , ma sono metastabili, si decompongono liberando una fase metallica.
L'oro si dissolve facilmente con l'acqua regia: Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O. Dopo l'evaporazione della soluzione si liberano cristalli di acido cloroaurico HAuCl 4 3H 2 O in grado di sciogliere l'oro. Nell'acido solforico, l'oro può dissolversi con agenti ossidanti: acido iodico, acido nitrico, biossido di manganese. Nelle soluzioni di cianuro con accesso all'ossigeno, l'oro si dissolve, formando dicianoaurati molto forti: 4Au + 8NaCN + 2H 2 O + O 2 = 4Na + 4NaOH; questa reazione è alla base di un metodo industriale molto importante per estrarre l'oro dall'hard rock.
Ci sono composti organici dell'oro. L'azione del cloruro d'oro (III) con composti aromatici produce composti resistenti all'ossigeno, all'acqua e agli acidi, ad esempio: AuCl 3 + C 6 H 6 \u003d C 6 H 5 AuCl 2 + HCl. I derivati organici del metallo(I) sono stabili solo in presenza di leganti coordinati con l'oro, ad esempio trietilfosfina: CH 3 Au·P(C 2 H 5) 3 .
