Золото - металл красивого желтого цвета, который устойчив к различным химическим воздействиям. В обычных условиях оно не окисляется на воздухе и в воде, не меняется под действием кислот. Растворяется металл лишь в "царской водке" - смеси концентрированных соляной и азотной кислот, а также в щелочных растворах цианистого калия или натрия. Благодаря всем этим качествам золото всегда сохраняет первозданный цвет и блеск, а изделия из него практически вечны. Золото вместе с серебром, рутением, родием, палладием, осмием, иридием и платиной входит в группу благородных металлов, получивших своё название из-за весьма стойкого «нежелания» подвергаться химическому воздействию и вступать в реакцию.
Содержание золота в земной коре очень низкое: всего 4,3·10-7% по массе, т.е., в среднем, лишь 4 мг в тонне горных пород, это один из самых редких элементов: его в 3 раза меньше, чем редкого металла палладия, в 15 раз меньше серебра, в 300 раз меньше вольфрама, в 600 раз меньше урана, в 10 тысяч раз меньше меди.По физическим свойствам, золото считается самым пластичным, из известных металлов, а также одним из лучших проводников тепла и электрического тока. Листы золота толщиной около 0,001 мм называются сусальным золотом. Они применяются для декоративных покрытий, в частности алтарей и куполов церквей. Например, для покрытия фонтана «Самсон» в Петродворце, было использовано всего лишь - 5 грамм золота!
Золото обладает уникальными физиологическим свойствами, при правильном использовании которых, из него можно изготавливать лекарства от многих болезней. В медицине широкое применение получили препараты, содержащие соединения солнечного металла, для лечения ревматоидного артрита и полиартрита. Для сохранения молодости золото применяется также в пластической хирургии.
Существует мнение, что золото, само по себе - один из самых малополезных металлов, который годится только для изготовления украшений и денег. После ознакомления с физическим, химическим и физиологическим свойствами этого редкого металла, возникает вопрос - так ли это?
физические
Золото - один из самых тяжелых и красивых известных металлов, на нашей планете. Плотность чистого золота равна - 19,3 г/cм3. Шар из чистого золота диаметром всего лишь 46 мм имеет массу 1 кг, Если плотно заполнить золотыми слитками комнату площадью 20 м2 и высотой 3 м, их масса составит 1150 тонн - вес тяжело груженного железнодорожного состава.
Из не радиоактивных элементов, тяжелее золота только: осмий - 22,61 г/cм3, иридий - 22,5 г/cм3, платина - 21,45 г/cм3 и рений - 21,02 г/cм3. Содержание этих четырех элементов в земной коре ничтожно мало, они встречаются гораздо реже золота. Плутоний - химический радиоактивный элемент, его плотность - 19,84 г/cм3.
Есть еще один металл, который, очень, идеально подходит для подделки золота - это вольфрам. Тот самый вольфрам, из которого делают волоски лампочек, твердые сплавы, электроды и многое другое. Он недорог, пластичен, хорошо поддается обработке. Плотность вольфрама практически неотличима от золота - 19,3 г/cм3. В древности не знали вольфрама, но если допустить, что золотая корона сиракузского царя Гиерона была бы подделана не серебром, а вольфрамом, то великий Архимед, пользуясь выведенным им законом, не смог бы обнаружить подделки и уличить мошенника - мастера.
Золото это самый пластичный металл, его легко расплющить, превратить в тончайшие пластинки и листы. Из него можно изготовить фольгу толщиной меньше 0,001 мм. При сильном истончении оно становится прозрачным и на просвет имеет зеленоватый оттенок. Из одного грамма золота можно сделать проволоку длинной более 3000 метров, а из слитка весом один килограмм, золотой фольгой можно покрыть поверхность площадью 530 м2.
Золото очень легко истирается, превращаясь в тончайшую пыль. Благодаря этому свойству оно рассеяно везде и таким образом, широко распространено в природе. Хорошо известны случаи, когда возле тех мест, где обрабатывали или добывали золото, оседала мельчайшая золотая пыль и на этом некоторые ловкие люди сумели сделать целые состояния.
Чистое золото настолько мягкий металл, что его можно поцарапать даже ногтем. Мягкость золота, в древние времена делала его очень удобным для обработки материалом. В наше время, украшения высокой пробы стараются не делать, так как они легко царапаются, теряют свой блеск и привлекательность. При изготовлении ювелирных изделий в золото для твердости, добавляют другие металлы. Но золото не самый мягкий металл, мягче его свинец и олово.
Соединение золота с другими металлами - снижает температуру их плавления, а также изменяет механические свойства самого золота. Например, серебро и медь резко повышают его твердость, и этим широко пользуются в ювелирном деле. Свинец, мышьяк, платина, кадмий, теллур, висмут, наоборот делают золото хрупким. Лидером в этом отношении является свинец. Сплав, содержащий всего 1% свинца, при ударе разлетается на куски. Интересно, что замечательная ковкость чистого золота пропадает, если в его состав добавить всего лишь 0,01% свинца.
Золото - хороший проводник тепла и электрического тока, очень хороший, но не лучший. По электропроводности золото занимает почетное третье место, уступая двум металлам: серебру и меди, а по теплопроводности четвертое место, уступая только: алмазу, серебру и меди.
химические
Золото, сокращенно Au - от латинского Aurum, в периодической системе Д.И. Менделеева находится в одной группе с серебром и медью. Несмотря на это, его химические свойства гораздо ближе к химическим свойствам металлов платиновой группы: рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина.
Из-за высокого значения электродного потенциала, на золото, по отдельности, не действуют разбавленные и концентрированные кислоты: HCl(соляная), HNO(азотная), HSO(серная). Из чистых кислот, золото растворяется только в горячей, концентрированной селеновой кислоте:
2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O
За прошедшие столетия химики, а до них алхимики, провели с "царем металлов" огромное количество различных экспериментов. Открытие способов превращения неблагородных металлов в золото, всегда было главной целью алхимии. В результате этих опытов выяснилось, что золото вовсе не полностью устойчиво к химическим воздействиям. Оказалось, что золото легко растворяется в смесиHNO и HCl, так называемой "царской водке" даже при комнатной температуре. "Царская водка" стала известна алхимикам еще задолго до открытия соляной кислоты в отдельности, и готовилась ими, по Геберу(8 век н.э.), перегонкой смеси селитры, медного купороса и квасцов с прибавкою нашатыря и употреблялась для растворения золота.
В наше время "царскую водку" приготавливают: смешением одной части азотной кислоты с тремя частями соляной. В ней металл растворяется с образованием золотохлористоводородной кислоты:
4HCl + HNO3 + Au = H (AuCl4) + NO + 2H2
В присутствии кислорода золото растворяется в растворах цианидов - солей цианистой кислотыHCN:
8KCN + O2 + 4Au + 2H2O = 4K (Au(CN))2 + 4KOH
С хлором золото реагирует только при нагревании:
2Au + 3Cl = Au2Cl6
Соединения золота непрочны, легко восстанавливаются до металла. Интересна с этой точки зрения реакция трихлорида «благородного» золота и дихлорида «неблагородного» олова - хлорид восстанавливается хлоридом:
2AuCl3 + 3SnCl2 = 2Au + 3SnCl4
Интересно, что при нагревании золота выше 100°C на его поверхности образуется очень тонкая, окисная пленка, она не исчезает даже при охлаждении. При температуре 20°C, толщина пленки равна примерно 0,000001 мм.
физиологические
Золото обладает не только материальной ценностью, но и целебными свойствами. Еще с древних времен считалось, что золото помогает избавиться от болей и перебоев в работе сердца, от душевных расстройств и робости. По старинным поверьям, если держать золото во рту, это поможет при болезнях горла и сделает запах изо рта приятным. Если золотой иглой проколоть ухо, то сделанное отверстие больше не зарастет. Имеющий при себе золото не будет знать печали, и чем больше золота, тем радостнее станет у него на душе. Возможно, что в этих суевериях есть крупица здравого смысла. С давних пор золото применяли как лекарство. Идею введения золота в медицинскую практику приписывают Парацельсу, который в свое время провозгласил, что "не превращение металлов в золото должно быть целью химии, а приготовление лекарств".
В 1583 году французский алхимик, придворный врач и хирург Давид де Плани-Кампи опубликовал Трактат об истинном, непревзойденном, великом и универсальном лекарстве древних, или же о питьевом золоте, несравненной сокровищнице неисчерпаемых богатств. В нем он, ссылаясь на своих предшественников, в основном, арабских алхимиков, описывал целебные свойства так называемого питьевого золота, приписывая ему самые чудодейственные свойства. Это и было золото в буквальном смысле этого слова, только очень мелко раздробленное - коллоидный раствор золота красного цвета. Китайские врачи называли его «эликсир жизни» - напиток, дарующий молодость, здоровье и силу.
Наукой доказано, что в крови каждого человека содержится золото. И хотя концентрация его в организме чрезвычайно мала, но врачи-гомеопаты утверждают, что и в таких количествах этот металл физиологически активен. Золото, а также его сплавы с серебром и платиной обладают лечебными свойствами. Считается, что носить такие украшения полезно при истерии, эпилепсии и депрессии. Это успокаивает и, вместе с тем, дает бодрость, хорошее настроение. Кроме того, золото имеет выраженный бактерицидный эффект, повышает давление, активизирует обменные процессы, улучшает циркуляцию крови.
В современной медицине золото применяется для диагностики и лечения злокачественных опухолей. Помимо достаточно распространенной химиотерапии, в которой используются коллоидные растворы радиоактивного золота, сегодня существует совершенно новый современный метод, которым предусмотрено введение в опухолевую ткань микроскопических золотых нано-капсул и воздействие на них инфракрасными лучами. При этом раковые клетки погибают, а здоровая ткань остается неповрежденной.
Для сохранения молодости пластическая хирургия применяет золото. Для этого тончайшие нити из этого металла толщиной всего несколько микрон с помощью специального проводника вводятся под кожу. Через несколько недель вокруг каждой из них формируется эластичная коллагеновая ткань, которая становится «каркасом» для кожи.
В медицине широкое применение получили препараты, содержащие соединения солнечного металла, для лечения ревматоидного артрита и полиартрита. По статистике, соединения золота вызывают клиническое улучшение приблизительно у 70-80% больных, которые хорошо переносят ауротерапию, поэтому такие препараты могут считаться препаратами выбора среди базисных антиревматических средств.
Несмотря на целебные свойства золота, чрезмерное увлечение украшениями из него может быть небезопасно для здоровья. Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам и тромбоцитопении.