Zlato

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Zlato (Aurum, značka Au) je chemicky odolný, velmi dobře tepelně i elektricky vodivý, ale poměrně měkký drahý kov žluté barvy. Již od dávnověku byl používán pro výrobu dekorativnách předmětů a šperků a jako měnová záruka při emisích bankovek. V současné době je navíc důležitým materiálem v elektronice, kde je ceněna jeho vynikající elektrická vodivost a odolnost proti korozi. V přírodě se vyskytuje zejména ryzí.

Platina ← Zlato → Rtuť Ag Au Rg   [Xe] 4f14 5d10 6s1 79 118 Au Periodická tabulka
Obecné
Název, Značka, Číslo	Zlato, Au, 79
Skupina prvků	Přechodné prvky
Skupina, Perioda, Blok	11 (IB), 6, d
Registrační číslo CAS	7440-57-5
Vzhled	žlutý kov
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	196,97 amu
Atomový poloměr (vypočten)	135 (174) pm
Kovalentní poloměr	144 pm
van der Waalsův poloměr	166 pm
Elektronová konfigurace	[Xe] 4f14 5d10 6s1
Oxidační čísla	3, 1 (amfoterní oxid)
Fyzikální vlastnosti
Skupenství	pevné
Krystalová struktura	krychlová plošně centrovaná
Hustota	19,30 g/cm³
Tvrdost	2,5 (Mohsova stupnice)
Magnetické chování	Diamagnetické
Teplota tání	1337,33 K (1064,18 °C)
Teplota varu	3129 K (2856 °C)
Skupenské teplo tání	12,55 kJ/mol
Tlak nasycené páry	100 Pa při 2021 K
Rychlost zvuku	2030 m/s (tenká tyč, cca 25 °C)
Měrná tepelná kapacita	25,418 J/(kg · K)
Tepelná vodivost	318 W/(m · K)
Tepelná roztažnost	14,2 µm/(m · K)
Měrný elektrický odpor	(20 °C) 22,14 nΩ·m
Různé
Elektrodový potenciál	+1,50 V (Au+ + e− → Au)
	+1,62 V (Au3+ + 3e− → Au)
Elektronegativita	2,54 (Paulingova stupnice)
1. ionizační potenciál	890,1 kJ/mol
2. ionizační potenciál	1980 kJ/mol
Izotopy
izo výskyt t1/2 rozpad en. MeV výsl. 195Au {syn.} 186,1 dne ε 0,227 195Pt 196Au {syn.} 6,183 d ε 1,506 196Pt β− 0,686 196Hg 197Au 100 % je stabilní se 118 neutrony 198Au {syn.} 2,695 d β− 1,372 198Hg 199Au {syn.} 3,169 d β− 0,453 199Hg
Vlastnosti NMR
197Au Spin jádra 3/2 gama / rad/T 4,582 · 106 Citlivost 2,51 · 10−5 Larmorova frekvence (B = 4,7 T) 3,43 MHz
Pokud není uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Obsah 1 Rozpustnost zlata 2 Výskyt v přírodě a získávání 2.1 Ekologická rizika těžby zlata 3 Využití 3.1 Šperky, pozlacování 3.2 Průmysl 3.3 Zubní lékařství 3.4 Bankovnictví a finanční spekulace 3.5 Platidlo 4 Sloučeniny 5 Související články

[editovat] Rozpustnost zlata

Zlato je chemicky velmi odolný kov. Z běžných anorganických sloučenin reaguje pouze s lučavkou královskou, níž se rozpouští za vzniku tetrachlorozlatitého aniontu [Au(Cl)₄]⁻. V alkalickém prostředí se zlato rozpouští v přítomnosti kyanidových iontů (za přítomnosti kyslíku), přičemž vzniká komplexní kyanozlatnan [Au(CN)₂]⁻.

Speciální případ představuje rozpouštění zlata v elementární rtuti. Již středověcí alchymisté věděli, že při kontaktu zlata se rtutí velmi snadno vzniká zvláštní roztok zlata ve rtuti – amalgám. Amalgám přitom zůstává kapalný i při poměrně vysokých obsazích zlata. Zahřátím amalgámu na teplotu nad 300 °C se rtuť prostě odpaří a zbyde ryzí zlato.

V roce 1997 objevili japonští chemici směs organických sloučenin, která údajně rozpouští zlato. Jde o směs jodu, tetraetylamoniumjodidu a acetonitrilu, která při teplotě varu (82 °C) tvoří nasycený roztok. Snížením teploty roztoku pod 20 °C se z roztoku vysráží čistý kov.

Zlato je také rozpustné ve vodném roztoku jodidu draselného a jodu. Pomocí tohoto roztoku lze snadno rozpouštět především tenké vrstvy zlata.

[editovat] Výskyt v přírodě a získávání

Zlato je v zemské kůře značně vzácným prvkem. Průměrný obsah činí pouze 4 – 5 ppb (μg/kg). V mořské vodě je jeho koncentrace značně nízká, přesto však díky vysoké koncentraci chloridových iontů ne zcela zanedbatelná – uvádí se hodnota 0,011 μg Au/l. Ve vesmíru připadá na jeden atom zlata přibližně 300 miliard atomů vodíku.

V horninách se díky své inertnosti vyskytuje prakticky pouze jako ryzí kov. Krychlový nerost, tvoří plíšky a zrna uzavřená nejčastěji v křemenné výplni žil. Krystaly nejsou hojné, často mikroskopicky rozptýleny v šedém žilném křemeni.

Vyskytuje se ryzí nebo ve slitině se stříbrem (elektrum). Po rozrušení žil se dostává do náplavů a odtud se rýžuje. Nejbohatší světová naleziště jsou v jižní Africe, na Uralu, v Austrálii; valouny zlata (nugety, až kilogramové) v Kanadě a na Sibiři. V Česku jsou zlatonosné žíly mj. ve středních Čechách (např. Jílové u Prahy, Roudný), v Jeseníkách (Zlaté Hory) a v okolí Kašperských hor, na Slovensku u Kremnice. Viz také zlato (minerál).

V současné době jsou rýžovatelná ložiska zlata již prakticky vyčerpána. Těží se proto ložiska, kde je zlato velmi jemně rozptýleno v hornině a kov je z horniny získáván hydrometalurgicky. Proces spočívá v jemném namletí horniny, aby se do kontaktu s loužicím roztokem mohla dostat většina přítomných mikroskopických zlatých zrnek. Namletá hornina se potom louží buď kyselým roztokem s vysokým obsahem chloridových iontů a oxidačním prostředím (např. sycení plynným chlorem nebo přídavky kyseliny dusičné) nebo naopak roztokem alkalických kyanidů za probublávání vzdušným kyslíkem. Z loužicího roztoku se poté zlato získává redukcí, např. průchodem elektrického proudu roztokem – elektrochemicky, kdy se kovové zlato vyloučí na záporné elektrodě – katodě. Redukci je možno provést i chemicky přídavkem vhodného redučního činidla (hydrazin, kovový hliník apod.).

Amalgamační způsob těžby zlata z rud byl používán v minulosti pro těžení náplavů, v nichž bylo zlato přítomno ve formě větších oddělených zrnek, která se však již obtížně získávala rýžováním. Pro tento účel byla zlatonosná hornina kontaktována s kovovou elementární rtutí. Vzniklý amalgám zlata byl po oddělení hornihy obvykle prostě pyrolyzován a rtuť byla jednoduše odpařena do atmosféry. V současné době se tento postup téměř nepoužívá a pokud ano, je zlato z amalgámu získáváno šetrnějším způsobem bez kontaminace atmosféry parami rtuti.

[editovat] Ekologická rizika těžby zlata

Hydrometalurgický postup dobývání zlata z nízkoryzostních rud představuje značně rizikový proces z ekologického hlediska. Nasazení kyanidových roztoků v tunových až statunových šaržích představuje obrovské riziko v případě, že dojde k nepředvídané havárii. Příkladem může být katastrofální zamoření Dunaje kyanidy z rumunského hydrometalurgického provozu v 90. letech minulého století. Výsledkem byla přírodní katastrofa – stovky tun mrtvých ryb a dalších živočichů a porušení životní rovnováhy rozsáhlého území na desítky let. K haváriím podobného druhu došlo několikrát i v jihoamerické Brazílii, kdy byla zamořena řeka Amazonka a to nejen kyanidy, ale i rtutí, která se používá pro tzv. amalgamační způsob těžby. Nelze zanedbat ani problémy s vhodným uložením tisícitunových kvant vyloužené horniny. Její zemědělské využití je v současné době prakticky nemožné a tak tvoří pouze balast, kterého se těžařská společnost musí nějak zbavit.

[editovat] Využití

[editovat] Šperky, pozlacování

Používá se zejména k výrobě šperků a to ve formě slitin se stříbrem, mědí, zinkem, palladiem či niklem). Samotné ryzí zlato je příliš měkké a šperky z něj zhotovené by se nehodily pro praktické použití. Příměsi palladia a niklu navíc zbarvují vziklou slitinu – vzniká tak v současné době dosti moderní bílé zlato. Obsah zlata v klenotnických slitinách neboli ryzost se vyjadřuje v karátech (ryzí zlato je 24karátové).

I velmi tenký zlatý film na povchu neušlechtilého kovu jej dokáže účinně ochránit před korozí. Pozlacování kovových materiálů se obvykle provádí elektrolytickým vylučováním zlata na příslušném kovu, který je ponořen do zlatící lázně a je na něj vloženo záporné napětí (působí jako katoda). Kromě toho zlacení zvyšuje hodnotu pokoveného předmětu, jako příklad mohou sloužit různé sportovní a příležitostné medaile, pamětní mince, bižuterie apod.

Na nekovové povrchy (dřevo, kámen) se zlato nanáší mechanicky, přičemž se využívá faktu, že kovové zlato lze rozválcovat nebo vyklepat do mimořádně tenkých folií o tloušťce pouze několika mikrometrů (z 1 g zlata lze vyrobit folii o ploše až 1 m²). Zajímavé je, že tyto velmi tenké fólie mají při pohledu proti světlu zelenou barvu. V tomto případě má zlatá folie na povrchu pozlacovaného předmětu funkci nejen ochrannou, ale i estetickou (pozlacené sochy, části staveb).

[editovat] Průmysl

Vzhledem ke své vynikající elektrické vodivosti a inertnosti vůči vlivům prostředí je velmi často používáno v mikroelektronice a počítačovém průmyslu. Hlavním oborem využití je zde především zajištění dlouhodobé a bezproblémové vodivosti důležitých spojů v počítači (např. kontakty mikroprocesoru). Pro tyto účely se příslušné kontaktní povrchy elektrolyticky pokrývají tenkou zlatou vrstvou.

Zlato se využívá i ve sklářském průmyslu k barvení nebo zlacení skla. Na povrch skleněného předmětu se přitom nejprve štětečkem nanáší roztok komplexních sloučenin zlata v organické matrici. Po vyžíhání se organické rozpouštědlo odpaří a na povrchu skla zůstane trvalá zlatá kresba. Přídavky malých množství zlata do hmoty skloviny se dosahuje zbarvení skla různými odstíny červené barvy.

[editovat] Zubní lékařství

Zlato je již dlouhou dobu součástí většiny dentálních slitin, tedy materiálů sloužících v zubním lékařství jako výplně zubů napadených zubním kazem nebo pro konstrukci můstků a jiných aplikacích. Důvodem je především zdravotní nezávadnost zlata, které je natolik chemicky inertní, že ani po mnohaletém působení poměrně agresivního prostředí v ustní dutině nepodléhá korozi. Čisté zlato je však příliš měkké a proto se v aplikují jeho slitiny především s mědí, stříbrem, palladiem, zinkem, cínem, antimonem, někdy je součástí dentální slitiny také indium, iridium, rhodium nebo platina.

[editovat] Bankovnictví a finanční spekulace

Po dlouhou dobu sloužilo zlato uložené ve státních bankách jako zlatý standard, garantující hodnotu státem vydávaného oběživa. Po druhé světové válce význam zlata jako devizy postupně klesal a zcela tuto funkci přestalo plnit až v roce 1971. Při obchodování se zlatem pro bankovní účely bývá zvykem označovat jeho hmotnost v trojských uncích, což je stará jednotka odpovídající 31,103 g.

Zlato je možné používat jako investiční nástroj, lze nakoupit tzv. investiční zlato, které je dle evropské legislativy osvobozeno od DPH. Pro tyto účely vydávají světové mincovny novoražby a zlaté slitky (cihly). Vynikají tím, že v malém objemu koncentrují velkou finační hodnotu a mají často i značnou estetickou hodnotu.

[editovat] Platidlo

Zlato a mince z něj ražené byly po tisíciletí rozšířeným platidlem.

[editovat] Sloučeniny

• Chlorid zlatitý

[editovat] Související články

• pyrit (zlato hlupáků)