Серебро. История открытия. Свойства и применение

По мнению многих ученых, золото было первым металлом, который человечество начало использовать для изготовления украшений, предметов домашнего обихода и религиозного культа. Крупные самородки и зерна этого металла, отличающиеся своим цветом, блеском и высокой плотностью, привлекали внимание человека еще в далекие времена. Первобытный человек просто находил его под ногами в виде ярких камешков – в песке, на дне рек и ручьев. Простейшие предметы из него можно было делать без применения огня и плавки. Золото – один из красивейших металлов. Первые письменные известия о золоте дают египетские надписи. Древнейшие из них свидетельствуют, что золото известно египтянам не менее 5500 лет назад. Каменные ножи, относящиеся к еще более раннему периоду истории, иногда имели отделку из золота. Золотыми листами покрыты крыши древних храмов в Бирме, дворца Потала и Лхассе (Тибет). Древние народы сравнивали его с утренней зарей.. А с развитием товарного производства золото стало не только роль ювелирных изделий, но и выполнять функцию денег. Этому способствовали такие свойства золота как однородность, химическая стойкость, высокая удельная стоимость. Поэтому алхимики пытались решить найти способ получения золота из неблагородных металлов. Во имя обладания золотом велись войны, порабощались государства, сын убивал отца, братья уничтожали сестер, гибли целые народы, потоками лилась кровь и целыми реками – слезы и пот. Сколько людей погибло за обладание золотом. Недаром, в куплетах Мефистофеля п произведении Гете звучат слова: «Люди гибнут за металл!».

Латинское название золота – Aurum”. Это – химический элемент 1 группы периодической системы Д.И.Менделеева. Атомный номер 79. Относительная атомная масса – 196,9665, тяжелый металл желтого цвета; имеет несколько изотопов, но устойчивым является лишь один с атомной массой 197. Температура плавления 1064,4°С. Конфигурация внешней электронной оболочки 5d106s1; степени окисления +1, +3, редко +5. Золото является одним из немногих металлов, находящихся в природе в самородном состоянии, главным образом в виде мелких зерен, вкрапленных в кварц или содержащихся в кварцевом песке. Общее содержание золота в земной коре составляет всего 5.10-7% по массе.Золото относится к рассеянным элементам. Следы его открыты в морской воде. По данным анализа в первой четверти 20 в., химики рассчитали, что в одном кубическом километре воды океана находится 5,5-5,7 т золота. Ученые подсчитали, что золота в морях и океанах должно находиться более 8 млрд. т. Из такого количества золота можно было сложить гору объемом более 400 млн. куб. м. Из такого строительного материала можно было бы воздвигнуть 200 пирамид Хеопса, каждая из которых имела бы высоту 150 и площадь основания 40000 кв.м.А если бы потребовалось распределить золото, содержащееся в морской воде среди населения, то каждый житель нашей планеты получил бы около 4 т золота. Кстати, существовал такой фантастический проект, по которому все золото из океанов «заманить» в Азовское море и, разведя растения, способные усваивать золото из морской воды осуществить его добычу

Существует мнение, что возникновение добычи золота относится к доисторическим временам. Однако более или менее точные сведения по истории добычи золота имеются, начиная с древних веков (4000–5000 лет до н.э.). Первым золотодобывающим государством в мире был Древний Египет. Золотые рудники Египта находились в горах Нубии между Красным морем и Нилом. Само название “Нубия” происходит от египетского слова “нуб” – золото. Здесь добывалось до 50 тонн золота ежегодно. Основными центрами добычи золота в древности были: Африка (Верхний Египет, Нубия), Испания, территория современной Венгрии и частично Румынии, Болгарии, некоторые районы Малой Азии, Кавказа. В России первую россыпь золота обнаружил весной 1724 года крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Но, ее эксплуатация началась только в 1748 году. В начале 19 века были открыты новые месторождения золота в Сибири. С 1821 г. по 1850 г. в России было добыто 3293 т золота, т.е. почти в 3,9 раза больше, чем во всех остальных странах мира (893 т). Добыча золота возросла в 20–50-е годы XX века в связи с открытием и интенсивной разработкой россыпных месторождений в России – в Сибири и на Урале. Крупные месторождения золота имеются в Южной Африке, на Аляске, в Канаде и Австралии. Крупные самородки – это замечательные произведения природы. В России еще указом 1825 года было предписано сдавать все найденные самородки в государственный музей, и таким образом было положено начало ныне знаменитой коллекции Алмазного фонда СССР. Многие большие самородки, найденные в других странах, к сожалению, переплавляли на металл. Золотые самородки уже считаются большими, если они имеют массу 5–10 г. Самый крупный русский самородок “Большой треугольник” весом около 40 кг был найден на Урале в 1842 году и ныне находится в Алмазном фонде в Московском Кремле. В 1869 году в Австралии был найден самородок “Желанный незнакомец” 71 кг, в конце XIX века самородок Плита Хольтермана” около 100 кг, а в самом начале 20 века, на острове Хоккайдо – “Японец” весом 71 кг. Самый большой самородок золота весом 2500 кг был найден почти тысячу лет назад – в XI веке, в Афганистане. Месторождения золота делят на коренные (рудные) и россыпные. Коренные образовались в ходе древних геологических процессов формирования земной коры и обычно встречаются в горных районах. Россыпные являются результатом воздействия ветра, воды и других сил природы на золотые руды, их чаще всего находят по течению рек. Извлечение золота из россыпных руд значительно проще и дешевле, чем из коренных. Россыпи, как правило, залегают на небольших глубинах. Золотины в россыпных рудах находятся в свободном состоянии, что позволяет извлекать металл простым и высокопроизводительным способом промывки песков в воде. В итоге добыча и обработка песков россыпных месторождений обходится в десятки раз дешевле, чем коренных руд. В древних египетских рудниках вручную дробили добытые золотые руды, потом измельчали их в каменных ступах и истирали между жерновами из твердых горных пород. Для выделения золотинок применяли промывку на примитивных шлюзах, иногда на шкурах животных. Когда золотые крупинки прочно удерживаются в породе, драгоценный металл можно извлечь, заливая раздробленную руду жидкой ртутью. Ртуть растворяет золото и переводит его в жидкую амальгаму золота. Амальгаму сливают, ртуть испаряется, остается металлическое золото. Но ртуть ядовита, поэтому этот способ очень вреден для здоровья.

Золото относится к благородным металлам, который не реагирует с соляной кислотой. Растворимость золота в цианистом натрии и цианистом калии является основой процесса цианирования – главного применяемого ныне способа извлечения драгоценного металла из руды. Внедрение цианирования произвело в конце XIX века революцию в южноафриканской золотодобывающей промышленности, поскольку позволило почти полностью извлекать металл из руд со сравнительно небольшим, но устойчивым содержанием металла. Это уникальный металл, физические и химические свойства которого отличают его от других металлов. Золото – очень мягкий, пластичный металл. Мягкость золота настолько велика, что его можно царапать ногтем. Поэтому его всегда сплавляют с медью. Из кусочка золота весом в один грамм можно вытянуть проволоку длиной в три километра или приготовить золотую фольгу в 500 раз тоньше человеческого волоса. Золото хорошо паяется и сваривается под давлением, золотые покрытия легко наносятся на металлы и керамику. В виде тонких покрытий на стекле, керамике, кварце золото широко используют в электронных устройствах, полупроводниковых элементах, микросхемах для передачи электрического тока. Такие пленки отличаются высокой электропроводностью и коррозионной стойкостью. По электропроводности золото уступает лишь серебру и меди. На воздухе, даже в присутствии влаги золото практически не изменяется. Золотые изделия, изготовленные в глубокой древности, в неизменном виде сохранились до наших дней. Даже при высоких температурах золото не взаимодействует с водородом, кислородом, азотом, серой и углеродом. Золото соединяется с галогенами, но образующиеся галогениды золота – неустойчивы. Оно не растворяется в щелочах и в кислотах, но хорошо растворяется в царской водке – это смесь концентрированных азотной и соляной кислот, которую получали алхимики средневековья. В 1943 г, датский физик лауреат Нобелевской премии Нильс Бор вынужден был покинуть Копенгаген. Но у него хранились две золотые Нобелевские медали его коллег – немецких физиков-антифашистов Джеймса Франка и Макса фон Лауэ. Чтобы сохранить их, Нильс Бор растворил их в царской водке и оставил их в своей лаборатории, а после возвращения, извлек золото из раствора и были отлиты новые медали Золото и серебро хорошо растворимы друг в друге образуя твердый раствор. В кристалле металлического серебра все атомы можно последовательно заменить атомами золота, а кристаллическая решетка при этом останется по существу прежней. Этим свойством золота и серебра издавна пользовались мошенники. Стремление к обогащению уже на ранних ступенях знакомства человека с золотом вело к отысканию способов его подделки, в которых внешнему виду уделялось главное внимание. И уже древние мастера Египта достигли в этом “деле” больших успехов. Искусство подделки золота процветало и у греков. Грекам принадлежит также и остроумный способ подделки. Первое описание такого определения связано с именем великого Архимеда. Когда Гиерон овладел царским троном в Сиракузах на Сицилии, то решил принести в дар богам, ниспославшим ему эту удачу, золотую корону. Царю донесли, что ювелиры, выполнявшие заказ, подменили часть золота серебром. Гиерон обратился к придворному математику Архимеду и приказал определить, сколько золота в короне. Архимед поступил так: он взвесил корону, погрузил ее в воду и определил объем вытесненной воды. Золото в 19.3 раза тяжелее воды. Разделив вес короны на этот объем, Архимед получил не 19.3. а меньшую величину. Это означало, что ювелир присвоил часть золота, заменив его другим, более легким металлом. Это – серебро, его плотность в 10.5 раза больше, чем у воды. Тогда Архимед изготовил два слитка один из золота, а другой из серебра, и по объему вытесненной воды рассчитал, сколько золота ювелиры заменили серебром.

Будь золото более доступным; оно нашло бы более широкое применение. Но, и в настоящее время, несмотря на то, что золото продолжает быть самым дорогим металлом, оно нашло применение не только в ювелирной промышленности. Ювелирные изделия изготовляют не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, которые значительно превосходят золото по механической прочности и стойкости. Для этого служат сплавы Au – Ag – Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяется, в основном содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства – соотношением серебра и меди. Довольно значительное количество золота идет на чеканку монет и медалей, декоративные покрытия.

Несмотря на высокую стоимость золота, совокупность полезных свойств его является причиной его широкого использования в важнейших отраслях современной техники: электронике, технике связи, космической и авиационной технике, ядерной энергетике. Золото почти полностью отражает инфракрасные лучи. Благодаря такой способности по отношению к инфракрасным лучам, покрытия золотом используют для защиты космических аппаратов от солнечной радиации. Так, некоторые детали космических кораблей “Аполлон” и снаряжения космонавтов были покрыты тонким слоем золота. В электронной промышленности золото используют в производстве припоев. Припои на основе золота используют для пайки наиболее ответственных узлов ядерных энергетических установок, самолетных и ракетных двигателей, космической аппаратуры. В сплавах золото обладает каталитической активностью, поэтому некоторые его сплавы применяют в качестве катализаторов. Золото и его сплавы широко применяют для изготовления электрических контактов и проводов благодаря его хорошей электропроводности и способности не окисляться. Золото используют и медицине. . C древних веков, золото использовалось не только как украшение, но и как символ Солнца. Чудодейственный и лечащий металл. Если проанализировать корневую основу слова «злато», то его можно понимать как Святое Слово, которое защищает здоровье и лечит. Золото тонизирует, улучшает интеллект и память, укрепляет сердечную мышцу, повышает выносливость организма. Этот металл отлично помогает при сердечных приступах, эпилепсии, заболеваниях легких и печени. Золото обладает также согревающим средством. Золото благоприятно влияет на меланхоликов, одержимых идеей суицида. Иногда золото называют «гомеопатическим кофе», так как в отличие от кофе, золото является регулятором, которое укрепляет сердце. В стоматологии золото используется для изготовления коронок и зубных протезов. Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулеза, ревматических артритов и т.д.). Искусственный радиоактивный изотоп 198Au используют для лечения опухолей в радиотерапии. При введении радиоактивного золота в опухоль доза достаточно только для разрушения раковых клеток. Здоровые ткани почти не повреждаются. Недаром золото называют «царем» металлов