Субота, 18 Листопад 2017, 10:19
Меню сайту
Форма входу
Категорії розділу
Статті [4]
Загальнолюдські цінності у філософії [2]
Розкриття механізму впливу якості ювелірних виробів на здоров'я людини [3]
Дослідження хімічного складу сплавів золота [22]
Курсова робота з матеріалознавства та технології виробництва непродовольчих товарів на тему: "Дослідження хімічного складу сплавів золота (за матеріалами Державної пробірної служби Міністерства фінансів України)"
Порівняльні споживчі експертизи [1]
Статті по темі порівняльних споживчих експертиз
Наше опитування
Яка приблизна загальна вага золота у Вашій власності
Всього відповідей: 76
Пошук
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0

Публікації

Головна » Статті » Дослідження хімічного складу сплавів золота

1.1. Характеристика властивостей золота
Категорія: Дослідження хімічного складу сплавів золота | Додав: BigBoss (13 Грудень 2010) | Автор: Портянко Александр Петрович E-mail WWW
Переглядів: 5860 | Теги: діагностичні ознаки, золото, сплави | Рейтинг: 0.0/0

РОЗДІЛ 1. Діагностичні ознаки золота та його сплавів

1.1. Характеристика властивостей золота

Дорогоцінними або благородними називають вісім металів, що складають окрему групу. До них належать золото, срібло, платина а також метали платинової групи: паладій, родій, іридій, рутеній, осмій.

Перше місце серед усіх дорогоцінних металів посідає золото.

Золото - один із самих рідкісних металів, що зустрічаються в природі, а так як чисте золото не ржавіє, то його цілком можна назвати вічним металом. В наші дні золото - це най популярний метал, який використовується при виготовленні ювелірних виробів. Але, оскільки чисте золото дуже м'яке, то до нього зазвичай додають інші метали для того, щоб зробити його більш твердим і міцнішим на згині. Якщо проходить змішування двох, або більше металів, то кінцевий продукт називається сплавом. Метали, які додають до золота, називаються лігатурою[1].

Золото - це красивий метал яскраво-жовтого кольору, який виокремлюється найвищою пластичністю та ковкістю, ріжеться ножем. Має сильний блиск та високу тепло- та електропровідність, корозійну стійкість.

Золото з сивої давнини є об'єктом наукових досліджень і належить до металів, властивості яких вивчені досить глибоко. Золото частіше за інші метали згадується в різних літературних джерелах. Наприклад, у творах Шекспіра золото згадується понад 250 разів, у Біблії - понад 460 разів, найбільш давня золота прикраса датується 3500 р. до н. е. В усіх країнах давньої цивілізації золото накопичувалося в скарбницях царів, фараонів, імператорів і в казні багатих вельмож. Поступово воно стає мірилом багатства та влади. Найбагатшою країною вважається Єгипет. Не випадково при розкопках поховань єгипетської знаті археологи знаходять велику кількість прикрас та інших золотих виробів. У поховальниці фараона Тутанхамона, який правив в XIV ст. до н.е., збереглись унікальні витвори стародавнього мистецтва, багато з яких зроблені з чистого золота. Мумія юного фараона покоїлася в золотій труні, яка важила ПО кілограмів. Надзвичайно красива маска Тутанхамона, що виконана із золота і різнобарвних напівкоштовних каменів. Але в поховальниці та склепи потрапляла лише мала частина воістину величезних багатств, які супроводжували владик стародавнього світу протягом їх життя. За легендами, цариця Ассирії Семиріміда, щоб здобути собі милість богів, відлила з чистого золота їх гігантські зображення. Одна така статуя висотою близько 12 метрів важила 1800 талантів (близько 30 тонн). На статую богині Реї витрачено 8000 талантів чистого золота (майже 250 тонн). Богиня сиділа на троні, з боків якого стояла "сторожа": два великих золотих леви.

Золото видобувають (в основному) на золотих копальнях, але його отримують також і при рафінуванні недорогоцінних металів (міді, нікелю тощо) як побічний продукт. Значно більше золота, ніж його було видобуто за всю історію людства, міститься (у зваженому стані) у водах Світового океану.

Найпотужнішими золотовидобувними країнами є ЮАР, колишній СРСР, США, Канада, Австралія. Відкриті великі запаси золота в Калімантані (Індонезія), що дає змогу цій країні стати третьою у списку великих постачальників золота. Найпотужнішим родовищем золота є басейн Вітватерсранд (ЮАР). Першовідкривачем золота на Клондайку (1896 р.) був Роберт Гендерсон, матрос із канадської провінції Нова Шотландія.

Перші золоті монети (як засіб обміну) були відкарбовані в 560 р. до н. е. царем Лідії Крезом. Для зручності розрахунків при торговельних операціях лідійці ввели в обіг золоту чеканну монету -статер, на якій була зображена лисиця, що біжить - символ головного лідійського бога Басарея. Широкого розповсюдження набули дарики - монети царя Персії Дарія І, на яких він зображений при стрільбі із лука. Перші російські золоті монети - гривеники та п'ятаки, що з'явилися на початку XVII ст., були випущені Василем Шуйським. При імператриці Єлизаветі з'явилась крупна золота монета достоїнством в 10 рублів, яка отримала назву "імперіал" (золоті червонці). У наші часи на ринку золотих монет постійним попитом користується канадська монета "Кленовий лист", яка, на відміну від інших монет карбується із чистого золота.

У давніх народів, що мешкали на території Латинської Америки, золото вважалось священним металом, металом Бога Сонця. їх владики та жерці вигадували багато ритуалів, які свідчили про неруйнівний зв'язок між владиками світу і багатством, що даровано їм богами у вигляді золота. Один з таких ритуалів описується. Ацтеки перед світанком натирали вождя благовонним жиром, а потім за сигналом верховного жерця обсипали золотою пудрою. Позолочений владика, навколо якого сиділа світа на комишевому плоту, відправлявся в плавання назустріч світанку. Коли розжарений диск сонця піднімався із-за гір, починалося урочисте "омовеніє" владики, під час якого жерці осипали його із золотих кубків або чаш каблучками, браслетами, кулонами й іншими прикрасами із золота. Після цієї процедури ні в кого не могло бути сумнівів у тому, що їх владика - син Сонця.

Документи зберегли свідчення про шедеври столітньої культури інків - місто Куско, одного з найбагатших міст Перу. Його прикрасою слугував храм Сонця, що був покритий золотом. Стеля та стіни центральної зали храму були оброблені золотими листами, а на східній частині його сяяв золотий диск - лік Бога з очима, що викладені із самоцвітів. Коли перші промені світанкового Сонця падали на цей диск, загадкові очі бога загоралися різнобарвними вогнями. Стеля храму була осіяна ажурними золотими зірками, метеликами, птахами, які парили над людьми і були такі чудові, що їх краса викликала тремтливе захоплення в усіх, хто потрапляв туди. До храму прилягав золотий сад. Деревця, чагарники, птахи - все було зроблено із золота. У саду стояли золоті трони, на яких сиділи статуї синів Сонця - Великих Інків.

Але священне місто Куско було по-варварському розграбовано і повністю знищено іспанськими конкістадорами на чолі з Франциско Пісарро.

Ні один метал не відіграв більш лиховісної ролі в багатовіковій історії людства як золото. За право володіти ним велись кровопролитні війни, знищувалися цілі країни та народи, відбувалися тяжкі злочини.

Але внаслідок хитрощів, що виявили майстри золотих справ, все ж таки деяка частина унікального успадкування світової культури збереглась і до наших часів в первозданному вигляді.

Півстоліття тому статую Будди, що стояла поблизу Бангкока (столиці Таїланду) вирішили перенести в інше місце. Під час роботи випадково лопнув кам'яний бюст Будди, і в глибині тріщини щось заблистіло. Коли зняли облицювальне кам'яне покриття, то побачили статую Будди, виконану з чистого золота масою в 5,5 тонни.

Спеціалісти встановили, що пам'ятник нараховує майже 7 століть. Зараз статуя зберігається в святилищі Бангкока.

І сьогодні, любов і шана до золота, залишається високою завдяки унікальним властивостям та глибоким історико-культурним традиціям його використання.

Тільки в США стоматологи щорічно витрачають 25 тонн золота. Основний же споживач - ювелірна промисловість. Найкрупніші золоті вироби, що створені в сучасний період - туалет в Гонконзі і ванна в Японії, яка виготовлена із золота 916 проби, а її маса складає 142,20 кг[1].

Золото рідко використовують у чистому вигляді (як наприклад, у традиційних китайських прикрасах), частіше у вигляді сплавів з іншими металами. Його використовують для виготовлення усіх без винятку особистих прикрас та інших ювелірних товарів. Широкого використання набуває золото і як метал для декоративного покриття (золотіння) і як компонент золотих припоїв.

Ювеліри використовують золото в поєднанні з платиною, сріблом, корозійностійкою сталлю, титаном, чорним деревом[2].

Основні діагностичні ознаки золота наведені табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Основні діагностичні ознаки золота

Твердість (за Моосом)

2,5-3

Твердість (за Бринелем)

245 НВ

Густина

19,32 г/см3

Кристалічна гратка

кубічна, гранецентрована

Відносне подовження

50%

Колір:

золотисто-жовтий, жовто-білий

Прозорість:

непрозоре, дуже тонкий шар просвічує

Блиск:

Металевий

Злам:

Рублений

t пл.

= 1063°С

t кіп.

= 2877°С

Питома теплопровідність

0,1310 кДж/кг*К

Теплове розширення

14,0-10"' м/(м*К)

Теплопровідність

310,0 [Вт/(К*m)]

Облагородження:

легування іншими металами

Особливі ефекти:

висока ковкість, пластичність, електропровідність, корозійна стійкість

Природне золото моноізотопне та в нормальних умовах інертне відносно більшості органічних та неорганічних речовин.

Фізико-механічні властивості золота. Золото має гранецентровану кубічну ґратку та не піддається алотропним змінам, тобто здатністю існувати в інших поліморфних модифікаціях.

• Сплави мають більшу теплопровідність, ніж чисте золото. Теплопровідність та електропровідність золота нижча, ніж у міді.

• Золото має найбільш високу, у порівнянні з іншими металами, пластичність та ковкість (з 1 г золота можна отримати лист фольги площею 1 м2 та товщиною 0,000127 мм, або витягнути дріт довжиною 3,5 км). Золотий дріт з перетином в 1мм розривається при навантаженні в 27 кг, а купка з 10000 золотих листків фольги може бути висотою лише 1 мм.

• Золото легко полірується та має досить високу відбивну здатність.

• Золото - один з самих важких металів. Саме ця властивість дозволила Архімеду викрити шахрайство ювелірів сіракузького царя Гієрона, які виготовили за його замовленням золоту корону. Цар попрохав вченого виявити, чи з чистого золота зроблена його корона, чи ні. Архімед зважив корону, а потім занурив її у воду і визначив об'єм води що була витиснута короною. Розділивши масу корони на витіснений об'єм води, він отримав не 19,3 г/см3, а меншу величину. Це означало, що ювеліри присвоїли частину золота, замінивши його іншим, більш легким металом.

• Золото м'який метал. Якщо його подряпати, то на ньому залишиться слід. Для отримання всього однієї унції (31,1 г) золота переробляється приблизно 5 тонн золотоносної руди[3].

Хімічні властивості золота. Незважаючи на те, що золото в Періодичній системі Д.І.Менделєєва належить до однієї групи зі сріблом та міддю, його хімічні властивості є більш наближеними до хімічних властивостей металів платинової групи. Винятково висока хімічна стійкість золота - одна з найважливіших властивостей золота.

Золото має високу хімічну стійкість до дії кисню та сірки навіть при нагріванні; стійке до впливу вологи; не реагує з кислотами, лугами, солями. Розчиняється тільки в сумішах кислот - соляної та азотної (царська горілка); сірчаної та марганцевої; сірчаної та азотної, а також у гарячій селеновій кислоті. Цю властивість використав відомий датський фізик Нільс Бор у 1943 р. під час гітлерівської окупації Копенгагена. У нього зберігалися 2 золоті Нобелевські медалі його колег - німецьких фізиків - Джеймса Франка та Макса фон Лаує. Не ризикуючи узяти медалі з собою, вчений розчинив їх у "царській горілці" і поставив пляшку на полицю, поряд з іншими пляшками з різними рідинами. Повернувшись після війни в лабораторію, Бор знайшов цю дорогоцінну пляшку. За його проханням співробітники виокремили золото із розчину і відлили обидві медалі.

Золото легко з'єднується із ртуттю, утворюючи амальгаму. Вступає в реакцію з хлором, бромом та йодом. У табл. 1.2 наведено дані про взаємодію золота з рядом реагентів[3].

Таблиця 1.2

Реакція золота з деякими реагентами

Взаємодіє

Не взаємодіє

1. Хлорна вода Н2О + СІ2

2. Бромна вода Н2O + Вr2

3. Бромистоводнева кислота НВr (незначно при кімнатній температурі)

4. Розчин йоду в йодистому калії КІ + І2 (при кімнатній температурі)

5. Розчин йоду в спирті С2Н5ОН + І2 (при кімнатній температурі)

6. Розчин хлорного заліза у соляній кислоті FeCl3 + НС1 (незначно при кімнатній температурі)

7. Розчини ціанидів (KCN, NaCN у присутності кисню або інших окисників)

8. Хлор (при температурах вище 420К)

9. Царська горілка HNO3 + НС1

10. Ацителен С2Н2 (при температурі 753К)

1. Вода

2. Повітря

3. Азотна кислота HNO3

4. Селенова кислота H2SeО4

5. Сірчана кислота H24

6. Соляна кислота НСІ

7. Хлорна кислота НСIO4 (до температури 370К)

8. Розчини лугів NaOH, KOH

9. Сірководень H2S

10. Хлор (до температури 410-420К)

11. Винна кислота СO2Н(СНОН)2СO2Н

12. Лимонна кислота С3Н4(ОН)(СO2Н)

13. Оцтова кислота СН3СООН

Корозія золота. Завдяки високому значенню електродного потенціалу золота, його стійкість до впливу різноманітних корозійних середовищ є дуже високою. Але за певних умов спостерігається корозія золота в деяких кислотах, лугах, розплавлених солях, а також у середовищі галогенів (табл. 1.3).

Таблиця 1.3

Корозія золота в різноманітних середовищах

Середовище

t,°C

Тривалість випробовування, год

Швидкість корозії, мг/(дм2*сут)

HF

Кімнатна темп, кипіння

-

0,0

50% НСІ при змінному зануренні

-

2,2

10% фосфорна кислота

100

5

2,4

Оцтова кислота льодяна

100

4

1,4

10% сульфат міді

100100

523

0,0

Хлор сухий

7,6

Хлор вологий

100

-

865,0

Хлорна вода насичена

100

18

1510,0

Бром сухий

100

21

1770,0

Бром вологий

100

21

672

Бромна вода насичена

-

23

1750

Йод сухий

Кімнатна

-

сліди

Йод вологий

Кімнатна

-

0,0

5% розчин йоду в спирті

Кімнатна

24

12,0

Царська горілка

22

-

Швидка корозія

Царська горілка

100

-

Те ж саме

Сірководень вологий

Кімнатна

1080

0,0



Джерело: Курсова робота з матеріалознавства та технології виробництва непродовольчих товарів 2 курс
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]