Золото
Другие рефераты
Министерство образования Российской Федерации
Южно – Российский государственный технический университет
Волгодонский институт
РЕФЕРАТ
На тему:
Выполнил: студент группы СП – 00 – Д1 Иванов Сергей Тихонович
Проверил: Егоров С.Н.
Волгодонск
2000г.
В связи с быстрыми темпами развития техники связи, электронной,
авиационной, космической и других отраслей промышленности значительно вырос
интерес к золоту. В настоящее время разработано большое количество новых
сплавов золота, а так же технологические процессы нанесения покрытия
золотом и получение многослойных материалов.
Распространенность золота в природе
В земной коре содержится золота в 20 раз меньше, чем серебра, и в 200
раз меньше, чем ртути. Неравномерное распределение золота в различных
частях земной коры затрудняет изучение его геохимических особенностей.
В морях и океанах содержится около 10 млрд. т золота. Примерно столько
же содержится золота в речных и подземных водах.
Повышенное содержание золота обнаруживают в водах источников и рек,
протекающих в золотоносных районах. В природе золото находится главным
образом в самородном виде и представляет собой минерал, являющийся твердым
раствором серебра в золоте, содержащим до 43% Ag, с примесями меди, железа,
свинца, реже висмута, ртути, платины, марганца и других элементов. Кроме
того золото встречается в виде природных амальгам, а также химических
соединений – соленидов и теллуридов. По размеру частиц самородное золото
делится на тонкодисперсное (1 – 5 мкм), пылевидное (5 – 50 мкм), мелкое
(0,05 – 2 мм) и крупное (более 2 мм). Частицы массой более 5 г относятся к
самородкам. Крупнейшие самородки – ''Плита Холтермана'' (285 кг) и
''Желанный Незнакомец'' (71 кг) найдены в Австралии. Находки самородков
известны во многих районах Урала, Сибири, Якутии и Колымы. Самородное
золото концентрируется в гидротермальных месторождениях.
Месторождения золота делятся на коренные и рассыпные. Месторождения
золота формировались в разные геологические эпохи на разных глубинах – от
десятков метров до 4 – 5 км от поверхности земли. Коренные месторождения
представлены жилами, системами жил, залежами и зонами прожилково -
вкрапленных руд протяженностью от десятков до тысяч метров. В течение
длительного периода истории земли горы разрушались и вода уносила все, что
не растворялось в реках. Одновременно отделялись тяжелые минералы от легких
и скапливались в местах, где скорость течения мала. Так образовались
россыпные месторождения с концентрацией относительно крупного золота. Как
правило, промышленные россыпи образуются относительно недалеко от коренных
месторождений. Определенная часть микроскопических частиц золота остается в
россыпях, однако вследствие невозможности его извлечения оно практического
значения не имеет. Часть микроскопических и коллоидных частиц золота
уносится водными истоками в моря, океаны и озера, где оно рассеянно в виде
тончайших суспензий или находится в илистых осадках. Таким образом в
результате действия эрозионных процессов большая часть золота безвозвратно
утрачивается.
Химические свойства
Несмотря на то что золото в периодической системе Д. И. Менделеева
находится в одной группе с серебром и медью, его химические свойства
гораздо ближе к химическим свойствам металлов платиновой группы.
Электродный потенциал пары Au – Au (111) равен – 1,5 В. Вследствие такого
высокого значения на золото не действуют разбавленные и концентрированные
HCI, HNO, HSO. Однако в HCI оно растворяется в присутствии таких
окислителей, как двуокись магния, хлористое железо и медь, а также под
большим давлением и при высокой температуре в присутствии кислорода. Золото
легко растворяется также в смеси HCI и HNO (царская водка). В химическом
отношении золото - малоактивный металл. На воздухе оно не изменяется, даже
при сильном нагревании. Золото легко растворяется в хлорной воде и в
аэрируемых растворах цианидов щелочных металлов. Ртуть также растворяет
золото, образуя амальгаму, которая при содержании более 15% золота
становится твердой. Известны два
ряда соединений золота, отвечающие степеням окисленности +1 и +3. Так,
золото образует два оксида – оксид золота (1), или закись золота, Au O и
оксид золота (111), или окись золота, Au O. Более устойчивы соединения, в
которых золото имеет степень окисленности +3. Соединения золота легко
восстанавливаются до металла. Восстановителями могут быть водород под
большим давлением, многие металлы, стоящие в ряду напряжений до золота,
перекись водорода, двух хлористое олово, сернокислое железо, треххлористый
титан, окись свинца, двуокись марганца, перекиси щелочных и
щелочноземельных металлов. Для восстановления золота используют также
различные органические вещества: муравьиную и щавелевую кислоты,
гидрохинон, гидразин, метол, ацетилен и др. Для золота характерна
способность к образованию комплексов с кислородом и серосодержащими
лигандами, аммиаком и аминами вследствие высокой энергии образования
соответствующих ионов. Чаще всего встречаются соединения одновалентного и
трехвалентного золота. Часто их рассматривают как сложные молекулы,
состоящие из равного числа атомов Au (1) и Au (3). Трехвалентное золото –
очень сильный окислитель, оно образует много устойчивых соединений. Золото
соединяется с хлором, фтором, йодом, кислородом, серой, теллуром и селеном.
Физико-механические свойства
Золото давно является объектом научных исследований и относится к числу
металлов, чьи свойства изучены достаточно глубоко. Атомный номер золота 79,
атомная масса 197.967, атомный объем 10.2см /моль. Природное золото
моноизотопно и в нормальных условиях инертно по отношению к большинству
органических и неорганических веществ. Золото имеет гранецентрированную
кубическую решетку и не претерпевает аллотропических превращений.
Постоянная решетки а составляет 4.07855 А при 25 С, что соответствует
значению 4.0724 А при 20 С. Влияние давления на плотность золота показано
на рисунке:
1.00
0.95
0.90
0.85
0 100
200 300 400
Большие расхождения существуют в результате измерения температуры
плавления золота – от 1062.7 до 1067.4 С. Как правило, температурой
плавления золота считают 1063 С. Теплота сублимации золота при 25 С равна
87.94 ккал. Поверхностное натяжение расплавленного золота составляет 1.134
Дж/м. Теплопроводность золота ( при 20 С составляет 0.743 кал и мало
меняется с повышением температуры. При низких температурах наблюдается
максимум теплопроводности при 10 К. Температурный коэффициент
электросопротивления при 0 – 100 С равен 0.004 С. Облучение, наклеп и
закалка золота приводят в результате образования дефектов решетки к
небольшим изменениям параметра решетки и объема металла. Однако эти
изменения очень не значительны, линейные размеры изменяются лишь на
несколько сотых процентов. В процессе отжига происходит термический возврат
свойств, изменение которых было вызвано дефектами решетки. Для чистого
золота характерны низкое значение предела прочности ( - порядка 13 – 13.3
кгс/мм – и высокое значение относительного удлинения – порядка 50% - в
отожженном состоянии. Предел текучести ( также очень низок, он равен 0.35
кгс/мм. Упрочение в процессе пластической деформации весьма не значительно
вследствие склонности золота к рекристаллизации в процессе деформирования.
Применение золота в науке и технике
Тысячелетиями золото использовалось для производства ювелирных
украшений и монет, а применение золота для зубопротезирования известно еще
древним египтянам. Применение золота в стекольной промышленности известно с
конца XVII в. Золотую фольгу, а позднее гальванопокрытия золотом широко
применяли для золочения куполов церковных храмов. Лишь последние 40 – 45
лет можно отнести к периоду чисто технического применения золота. Золото
обладает уникальным комплексом свойств, которого не имеет ни какой другой
металл. Оно обладает самой высокой стойкостью к воздействию агрессивных
сред, по электро – и теплопроводности уступает лишь серебру и меди, ядро
золота имеет большое сечение захвата нейтронов, способность золота к
отражению инфракрасных лучей близка к 100%, в сплавах оно обладает
каталитическими свойствами. Золото очень технологично, из него легко
изготавливают сверхтонкую фольгу и микронную проволоку. Покрытия золотом
легко наносят на металлы и керамику. Золото хорошо паяется и сваривается
под давлением. Такая совокупность полезных свойств послужила причиной
широкого использования золота в важнейших современных отраслях техники:
электронике, технике связи, космической и авиационной технике,
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
