Золото

року міністерство освіти Російської Федерации.

Южно — Російський державний технічний университет.

Волгодонский институт.

РЕФЕРАТ.

На тему:

Выполнил: студент групи СП — 00 — Д1 Іванов Сергій Тихонович.

Перевірив: Єгоров С.Н.

Волгодонск.

2000 г.

У зв’язку з все швидше розвитку техніки зв’язку, електронної, авіаційної, космічної та інших галузей промисловості значно виріс інтерес до золота. Нині розроблено велику кількість нових сплавів золота, а як і технологічні процеси нанесення покриття золотому й отримання багатошарових материалов.

Поширеність золота в природе.

У земної корі міститься золота удвадцятеро менше, ніж срібла, й у 200 разів менша, ніж ртуті. Нерівномірний розподіл золота у різних частинах земної кори утрудняє вивчення його геохімічних особливостей. У морях і океанах міститься близько 20 млрд. т золота. Приблизно стільки міститься золота в річкових і підземних водах.

Підвищений вміст золота виявляють водами джерел постачання та річок, що відбуваються в золотоносних районах. У природі золото перебуває головним чином у самородном вигляді й є мінерал, є твердим розчином срібла у золоті, що містить до 43% Ag, з домішками міді, заліза, свинцю, рідше вісмуту, ртуті, платини, марганцю та інших елементів. Крім того золото зустрічають у вигляді природних амальгам, і навіть хімічних сполук — соленидов і теллуридов. За розміром частинок самородне золото ділиться на тонкодисперсное (1 — 5 мкм), пылевидное (5 — 50 мкм), дрібне (0,05 — 2 мм) і велике (більш 2 мм). Частинки масою понад п’ять р ставляться до самородкам. Найбільші самородки — «» Плита Холтермана «» (285 кг) і «» Бажаний Незнайомець «» (71 кг) знайдено в Австралії. Знахідки самородків відомі в багатьох районах Уралу, Сибіру, Якутії і Колими. Самородне золото концентрується в гидротермальных месторождениях.

Родовища золота діляться на корінні і розсипні. Родовища золота у різні геологічні епохи різними глибинах — від десятків метрів до запланованих 4 — 5 кілометрів від землі. Корінні родовища представлені жилами, системами жив, покладами і зонами прожилково — вкраплених руд протяжністю від десятків до тисяч метрів. Протягом тривалого історії землі гори руйнувалися і вода забирала усе, що не розчинялась у річках. Одночасно відокремлювалися важкі мінерали від легких і накопичувалися у місцях, де швидкість течії мала. Так утворилися россыпные родовища з концентрацією щодо великого золота. Як правило, промислові розсипи утворюються щодо неподалік корінних родовищ. Певна частина мікроскопічних частинок золота залишається в розсипах, проте внаслідок неможливості знаходження воно практичного значення немає. Частина мікроскопічних і колоїдних частинок золота несеться водними джерелами в моря, океани і озера, де вона неуважно як найтонших суспензий або в мулистих опадах. У такий спосіб результаті дії ерозійних процесів більшість золота безповоротно утрачивается.

Хімічні свойства.

Попри те що що золото в періодичної системі Д. І. Менделєєва перебуває у одній з сріблом і міддю, його хімічні властивості значно ближчою до хімічним властивостями металів платинової групи. Електродний потенціал пари Au — Au (111) дорівнює - 1,5 У. У результаті такого високого значення на золото не діють розбавлені і концентровані HCI, HNO, HSO. Однак у HCI воно розчиняється у присутності таких окислювачів, як двоокис магнію, хлористе залізо і мідь, і навіть під великим тиском і за високої температурі у присутності кисню. Золото легко розчиняється й у суміші HCI і HNO (царська горілка). У хімічному відношенні золото — малоактивний метал. На повітрі він змінюється, навіть при сильному нагріванні. Золото легко розчиняється в хлорним воді й у аэрируемых розчинах ціанідів лужних металів. Ртуть також розчиняє золото, створюючи амальгаму, яка за змісті понад п’ятнадцять% золота стає твердої. Відомі два низки сполук золота, відповідальні ступенів окисленности +1 і +3. Так, золото утворює два оксиду — оксид золота (1), чи закис золота, Au O і оксид золота (111), чи окис золота, Au O. Більше стійкі сполуки, в яких золото має ступінь окисленности +3. Сполуки золота легко відновлюються до металу. Восстановителями може бути водень під великим тиском, багато метали, які у ряду напруг до золота, перекис водню, двох хлористе олово, сірчанокисле залізо, треххлористый титан, окис свинцю, двоокис марганцю, перекису лужних і щелочноземельных металів. Для відновлення золота використовують також різні органічні речовини: мурашину і щавлеву кислоти, гідрохінон, гидразин, метол, ацетилен та інших. Для золота характерна спроможність до освіті комплексів з киснем і серосодержащими лигандами, аміаком і амінами внаслідок високої енергії освіти відповідних іонів. Найчастіше зустрічаються сполуки одновалентного і трехвалентного золота. Нерідко їх розглядають як складних молекул, які з рівного числа атомів Au (1) і Au (3). Трехвалентное золото — дуже сильний окислювач, воно утворює багато стійких сполук. Золото сполучається з хлором, фтором, йодом, киснем, сірої, телуром і селеном.

Фізико-механічні свойства.

Золото давно є наукових і належить до металів, чиї властивості вивчені досить глибоко. Атомний номер золота 79, атомна маса 197.967, атомний обсяг 10.2см /міль. Природна золото моноизотопно й у нормальних умов інертно стосовно більшості органічних і неорганічних речовин. Золото має гранецентрированную кубічну грати і зазнає аллотропических перетворень. Постійна грати, а становить 4.7 855 При 25 З, що він відповідає значенням 4.0724 При 20 З. Вплив тиску щільність золота показано на рисунке:

1.00.

0.95.

0.90.

0.85.

0 100 200 300 400.

Великі розбіжності перебувають у результаті виміру температури плавлення золота — від 1062.7 до 1067.4 З. Зазвичай, температурою плавлення золота вважають 1063 З. Теплота сублімації золота при 25 З дорівнює 87.94 Ккал. Поверхове натяг розплавленого золота становить 1.134 Дж/м. Теплопровідність золота (при 20 З становить 0.743 кал мало змінюється на підвищення температури. При низьких температурах спостерігається максимум теплопровідності при 10 До. Температурний коефіцієнт електроопору при 0 — 100 З дорівнює 0.004 З. Опромінення, наклеп і гарт золота викликають результаті освіти дефектів грати до невеликим змін параметра грати та обсягу металу. Але ці зміни не значні, лінійні розміри змінюються тільки кілька сотих відсотків. У процесі отжига відбувається термічний повернення властивостей, зміну яких було викликане дефектами грати. Для чистого золота характерні низька значення краю міцності (- порядку 13 — 13.3 кгс/мм — і високе значення відносного подовження — порядку 50% - в отожженном стані. Межа плинності (також дуже низький, він дорівнює 0.35 кгс/мм. Зміцнення у процесі пластичної деформації дуже не значно внаслідок схильності золота до рекристалізації у процесі деформирования.

Застосування золота у науці й технике.

Тисячоліттями золото використовувалося для ювелірних прикрас і монет, а застосування золота для зубопротезування ще древнім єгиптянам. Застосування золота в скляної промисловості відомо з кінця XVII в. Золоту фольгу, а пізніше гальванопокрытия золотом широко застосовували для золочення куполів церковних храмів. Лише останні 40 — 45 років можуть зарахувати до періоду суто технічного застосування золота. Золото має унікальним комплексом властивостей, не має жодної інший метал. Воно має найвищої стійкістю до впливу агресивних середовищ, з електро — і теплопровідності поступається лише сріблу і міді, ядро золота має велику перетин захоплення нейтронів, здатність золота до відображенню інфрачервоних променів близька до 100%, в сплавах воно має каталитическими властивостями. Золото дуже технологічно, потім із нього легко виготовляють надтонку фольгу і микронную дріт. Покриття золотом легко завдають на метали і кераміку. Золото добре паяется і зварюється під тиском. Така сукупність корисних властивостей є причиною використання золота у найважливіших сучасних галузях техніки: електроніці, техніці зв’язку, космічній і авіаційної техніці, химии.

Слід зазначити, що у електроніці на 90% золото використав вигляді покриттів. Електроніка і з ній галузі машинобудування є основними споживачами золота у техніці. У цій сфері золото широко використовують із сполуки інтегральних схем зварюванням тиском чи ультразвукової зварюванням, контактів штепсельних рознімань, як тонких дротяних провідників, для пайки елементів транзисторів та інших цілей. У цьому разі особливо важливо, що золото утворює легкоплавкие эвтектики з индием, галієм, кремнієм та інші елементами, які мають провідністю певного типу. Крім технологічних удосконалень в електроніці, для низки деталей та вузлів замість золота використовують паладій, покриття оловом, сплавами олова зі свинцем і сплавом 65% Sn + 35% Ni з золотим подслоем. Сплав олова з нікелем має високої зносостійкості, коррозионной стійкістю, прийнятною величиною контактного опору і електропровідністю. Попри те що що у час витрата золота в електроніці безупинно зростає, вважається, що міг бути на 30% вище, але заходи, створені задля економію золота.

У мікроелектроніці широко застосовують пасти з урахуванням з урахуванням золота з різним электросопротивлением. Широке використання золота та її сплавів для контактів слаботочной апаратури зумовлено його високими електричними і коррозионными властивостями. Срібло, платина та його сплави при використанні як контактів, комутувальних микротоки при микронапряжениях, дають багато гірші результати. Срібло швидко тьмяніє в атмосфері, забрудненій сірководнем, а платина полимеризует органічні сполуки. Золото уникло цих недоліків, і контакти з його сплавів забезпечують високій надійності і термін служби. Золоті припои з низьким тиском пара використовують із пайки вакуумноплотных швів деталей електронних ламп, і навіть для пайки вузлів в аерокосмічній промышленности.

У вимірювальної техніці контролю температури і особливо вимірів низьких температур використовують сплави золота з кобальтом чи хромом. У хімічної промисловості золото переважно використовують із плакирования сталевих труб, виділені на транспортування агресивних веществ.

Золоті сплави застосовують у виробництві вартових корпусів і пір'їн для авторучок. У медицині використовують як зубопротезні золоті сплави, але і медичні препарати, містять солі золота, щодо різноманітних цілей, наприклад під час лікування туберкульозу. Радіоактивне золото використовують при лікуванні злоякісних пухлин. У наукові дослідження золото використовують для захоплення повільних нейтронів. З допомогою радіоактивних ізотопів золота вивчають диффузионные процеси в металах і сплавах.

Золото застосовують для металізації вікон будинків. У спекотні літні місяці через шибки будинків проходить значну кількість інфрачервоних променів. У цій ситуації тонка плівка (0.13 мкм) відбиває інфрачервоне випромінювання й у приміщенні стає значно прохолодніше. Якщо за таке скло пропустити струм, воно матиме противотуманные властивості. Покриті золотом оглядові скла судів, електровозів тощо. ефективні у час года.

Валютно — фінансове значення золота.

До появи монет засобами платежу служили зливки чи кільця з золота, срібла чи міді, що вило до великим незручностям у розрахунках. Зливки доводилося зважувати, ділити більш дрібні. Це послужило вирішальної передумовою до переходу до карбуванні монет.

Більшість дослідників вважає, що як перша золота монета була отчеканена в VII в. е. в Лідії з сплаву, що містить 73% Au і 27% Ag. Трохи згодом стали карбувати золоті монети й у Давньої Греції. У країнах Середземномор’я і Близькому Сході які з золотими були в обігу серебрянные монети, що на раннє походження биметаллизма. Співвідношення цінності між золотому й сріблом було різним залежно від епохи й наявності запасів цих металів. За свідченням Плінія, першу золоту монету римляни вибили в III в. е. Саме поняття «» монета «» походить від назви римського храму Юнона — Монета, де було організовано перший римський монетний двор.

На початку ХІХ ст. намічається перехід до золотого стандарту в Великобританії, законодавчо — наприкінці XVIII в., фактично — в 1823 р. У Франції, Німеччини, Росії, Японії США перехід до монометаллической грошової системи завершився останньої чверті в XIX ст. Вищої формою золотого стандарту був золотомонетный стандарт, характеризується вільної циркуляцією у внутрішньому зверненні золотих монет та його вільної чеканкою, необмеженим розмінюванням на паперові гроші по твердим паритетами, вільним ввезенням і вивезенням золота за границу.

Вільна циркуляція золота найбільше відповідала вимогам системи вільного підприємництва, служила розвитку міжнародних грошових зв’язків, поступово оформились в валютну систему.

Громіздкість золотих монет і з цим незручності і рецидив при транспортуванні, поступове стирання монет, вади у зверненні з’явилися об'єктивними причинами переходу на паперові деньги.

Високі ціни на всі золото стимулюють розробку замінників, але річ цілком очевидна, що універсального замінника золоту знайти вдається. Можна тільки казати про заміні золота дешевшим матеріалом окремими пристроях, де умови роботи дозволяють це. Якщо прийняти це у увагу зростання космічних програм, можна очікувати значного підвищення технічного застосування золота. Безсумнівно, якби не специфічні монетарні функції золота, цей метал набагато ширше застосовувався в техніці вже у справжнє время.