Zlato

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Disambig.svg Toto je článok o chemickom prvku. O mineráli pozri zlato (minerál)
Zlato
79 platina ← zlato → ortuť
Ag

Au

Rg
Au
Vzhľad
žltý kov
zlato
Všeobecné
Názov (lat.), značka, protónové číslo zlato (aurum), Au, 79
Umiestnenie v PSP 11. skupina6. periódablok d
Séria prechodné prvky, kovy, mincové kovy
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť 196,966569 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia [Kr] 4f14 5d10 6s1
Atómový polomer 144 pm
Kovalentný polomer 136 pm
Kovový polomer 146 pm
Van der Waalsov pol. 166 pm
Iónový polomer
pre: Au+
137 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita 2,54 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e) 1: 890,1 kJ.mol−1
2: 1 980 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a) I, III
Št. potenciál
(Au3+/Au)
1,5 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo pevné
Hustota 19,3 kg·dm−3
Hustota kvapaliny
(pri 1 337,33 K)
17,31 kg·dm−3
Teplota topenia 1 337,33 K (1 064,18 °C)
Teplota varu 3 129 K (2 855,85 °C)
Sk. teplo topenia 12,55 kJ·mol−1
Sk. teplo varu 324 kJ·mol−1
Tepelná kapacita 25,418 J·mol−1·K−1
Tlak pary
p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T(K) 1 646 1 814 2 021 2 281 2 620 3 078
Iné
Kryštálová sústava kubická, plošne centrovaná
Magnetizmus diamagnetický
Elektrický odpor 22,14 nΩ·m
Tep. vodivosť 318 W·m−1·K−1
Tep. rožťažnosť 14,2 µm·m−1·K−1
Rýchl. zvuku 2 030 m·s−1
Youngov modul 79 GPa
Pružnosť v šmyku 27 GPa
Objemová pružnosť 180 GPa
Poissonovo č. 0,44
Tvrdosť (Mohs) 2,5
Tvrdosť (Brinell) 25 MPa
Reg. číslo CAS 7440-57-5
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr
Radioactive.svg 195Au synt. 186,10 d. ε 0,227 195Pt
Radioactive.svg 196Au synt. 6,183 d. ε 1,506 196Pt
synt.   β 0,686 196Hg
197Au 100 % stabilný s 118 neutrónmi
Radioactive.svg 198Au synt. 2,69517 d. β 1,372 198Hg
Radioactive.svg 199Au synt. 3,169 d. β 0,453 199Hg
Commons-logo.svg
 Commons ponúka multimediálny obsah na tému zlato.
Pozri aj chemický portál

Zlato (lat. aurum) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Au a protónové číslo 79. Zlato je ušľachtilý žltý, stály a veľmi kujný kov známy už od staroveku. Je elektricky aj tepelne dobre vodivý. V prírode sa vyskytuje najmä v rýdzej forme. Vo svojich zlúčeninách sa vyskytuje s mocnosťou Au+3 a Au+1.

Zlato je chemicky veľmi odolný kov. Z bežných anorganických zlúčenín reaguje iba s lúčavkou kráľovskou, v ktorej sa rozpúšťa za vzniku tetrachlorozlatitého aniónu [Au(Cl)4]-. Okrem toho sa rozpúšťa v horúcej kyseline selénovej, v kyseline chlorovodíkovej nasýtenej chlórom, pri zvýšenej teplote reaguje s flouridom chloritým a s niektorými ďalšími veľmi reaktívnymi zlúčeninami. KrF2 (najsilnejšie oxidačné činidlo) oxiduje zlato do oxidačného stupňa V – vzniká komplex [KrF]+[AuF6]-. V alkalickom prostredí sa zlato rozpúšťa v prítomnosti kyanidových iónov (za prítomnosti kyslíka), pričom vzniká komplexný dikyanozlatnanový anión [Au(CN)2]-.

Špeciálny prípad predstavuje rozpúšťanie zlata v elementárnej ortuti. Už stredovekí alchymisti vedeli, že pri kontakte zlata s ortuťou veľmi ľahko vzniká zvláštny roztok zlata v ortuti – amalgám. Amalgám pritom zostáva kvapalný aj pri pomerne vysokých obsahoch zlata. Zahriatím amalgámu na teplotu nad 300 °C sa ortuť jednoducho odparí a zostane rýdze zlato.

V roku 1997 objavili japonskí chemici zmes organických zlúčenín, ktorá údajne rozpúšťa zlato. Ide o zmes jódu, tetraetylamoniumjodidu a acetonitrilu, ktorá pri teplote varu (82 °C) tvorí nasýtený roztok. Znížením teploty roztoku pod 20 °C sa z roztoku vyzráža čistý kov.

Výskyt v prírode[upraviť | upraviť zdroj]

Hlavný článok: Zlato (nerast)

Zlato v prírodnej forme

Zlato je v zemskej kôre veľmi vzácnym prvkom. Priemerný obsah je iba 4 – 5 ppb (μg/kg). Aj v morskej vode je jeho koncentrácia veľmi nízka, napriek tomu však vďaka vysokej koncentrácii chloridových iónov nie celkom zanedbateľná. Uvádza sa, že ide o 0,011 μg Au/l. Vo vesmíre pripadá na jeden atóm zlata približne 300 miliárd atómov vodíku.

V horninách sa vďaka svojej inertnosti vyskytuje prakticky iba ako rýdzi kov. Kockový nerast vytvára pliešky a zrná uzavreté najčastejšie v kremennej výplni žíl. Kryštály nie sú hojné, často mikroskopicky rozptýlené v šedom žilnatom kremeni.

Vyskytuje sa rýdze alebo v zliatine so striebrom (elektrum). Po rozrušení žíl sa dostáva do náplavov odkiaľ sa ryžuje. Najbohatšie svetové náleziská sú v južnej Afrike, na Urale, v Austrálii; okruhliaky zlata (nugety, až kilogramové) v Kanade a na Sibíri. V Česku sú zlatonosné žily v stredných Čechách (napr. Jílové, Roudný), v Jeseníkoch (Zlaté Hory) a v okolí Kašperských hôr, na Slovensku pri Kremnici, ale aj v západnej časti Malých Karpát.

V súčasnosti sú ryžovateľné ložiská zlata už prakticky vyčerpané. Ťažia sa preto ložiská, kde je zlato veľmi jemne rozptýlené v hornine a kov sa z horniny získava hydrometalurgicky. Proces spočíva v jemnom namletí horniny, aby sa do kontaktu s roztokom mohla dostať väčšina prítomných mikroskopických zlatých zrniek. Namletá hornina sa potom lúhuje buď kyslým roztokom s vysokým obsahom chloridových iónov a oxidačným prostredím (napr. nasycovanie plynným chlórom alebo pridaním kyseliny dusičnej) alebo naopak roztokom alkalických kyanidov za prebublávania vzdušným kyslíkom. Z roztoku sa potom zlato získava redukciou, napr. prechodom elektrického prúdu – elektrochemicky, keď sa kovové zlato vylúči na zápornej elektróde – katóde. Redukciu je možno previesť aj chemicky pridaním vhodného redukčného činidla (hydrazin, kovový hliník a pod.).

Amalgamačný spôsob ťažby zlata z rúd sa používal v minulosti pre ťažbu z náplavov, v ktorých sa zlato nachádzalo vo forme väčších oddelených zrniek, ktoré sa však už ťažko získavali ryžovaním. Pre tento účel bola zlatonosná hornina kontaktovaná s kovovou elementárnou ortuťou. Vzniknutý amalgám zlata bol po oddelení horniny zvyčajne jednoducho pyrolyzovaný a ortuť bola odparená do atmosféry. V súčasnosti sa tento postup takmer nepoužíva a ak áno, je zlato z amalgámu získavané šetrnejším spôsobom bez kontaminácie atmosféry parami ortuti.

Ekologické riziká ťažby zlata[upraviť | upraviť zdroj]

Hydrometalurgický postup dobývania zlata z nízkoryzostných rúd predstavuje z ekologického hľadiska veľmi rizikový proces. Nasadenie kyanidových roztokov v tonových až stotonových množstvách predstavuje obrovské riziko v prípade, že dôjde k havárii. Príkladom môže byť katastrofálne zamorenie Dunaja kyanidmi z rumunskej hydrometalurgickej prevádzky v 90. rokoch 20. storočia. Výsledkom bola prírodná katastrofa – stovky ton mŕtvych rýb a ďalších živočíchov a porušenie životnej rovnováhy rozsiahleho územia na desiatky rokov. K haváriam podobného druhu došlo niekoľkokrát aj v juhoamerickej Brazílii, keď bola zamorená rieka Amazon a to nielen kyanidmi, ale aj ortuťou, ktorá sa používa pre tzv. amalgamačný spôsob ťažby. Nemožno zanedbať ani problémy s vhodným uložením tisíctonových množstiev vylúhovanej horniny. Jej poľnohospodárske využitie je v súčasnosti prakticky nemožné a tak tvorí iba odpad, ktorého sa ťažobná spoločnosť musí nejako zbaviť.

Využitie[upraviť | upraviť zdroj]

Zlato sa používa najmä na výrobu šperkov a to vo forme zliatin so striebrom, meďou, zinkom, paládiom či niklom. Samotné rýdze zlato je príliš mäkké a šperky z neho zhotovené by sa nehodili pre praktické použitie. Prímesi paládia a niklu navyše sfarbujú vzniknutú zliatinu – vzniká tak v súčasnosti dosť moderné biele zlato. Obsah zlata v klenotníckych zliatinách alebo rýdzosť sa vyjadruje v karátoch.

Zlatý Chedi v Bankoku

Aj veľmi tenký zlatý film na povrchu najušľachtilejšieho kovu ho dokáže účinne ochrániť pred koróziou. Pozlacovanie kovových materiálov sa zvyčajne prevádza elektrolytickým vylučovaním zlata na príslušnom kove, ktorý je ponorený do zlatiaceho kúpeľa a je na neho privedené záporné napätie (pôsobí ako katóda). Okrem toho pozlacovanie zvyšuje hodnotu pokovaného predmetu, ako príklad môžu slúžiť rôzne športové a príležitostné medaily, pamätné mince, bižutéria,elektropriemysel a pod.

Na nekovové povrchy (drevo, kameň) sa zlato nanáša mechanicky, pričom sa využíva fakt, že kovové zlato možno rozvalcovať alebo vyklepať do mimoriadne tenkých fólií o hrúbke iba niekoľkých mikrometrov (z 1 g zlata možno vyrobiť fóliu s plochou až 1 m²). V tomto prípade má zlatá fólia na povrchu pozlacovaného predmetu funkciu nielen ochrannú, ale aj estetickú – pozlátené sochy, časti stavieb.

Vzhľadom k svojej vynikajúcej elektrickej vodivosti a inertnosti voči vplyvom prostredia sa veľmi často používa v mikroelektronike a počítačovom priemysle. Hlavným oborom využitia je tu predovšetkým zaistenie dlhodobej a bezproblémovej vodivosti dôležitých spojov v počítači (kontakty mikroprocesora a zbernice dát). Pre tieto účely sa príslušné kontaktné povrchy elektrolyticky pokrývajú tenkou zlatou vrstvou.

Zlato je už dlhý čas súčasťou väčšiny dentálnych zliatin, teda materiálov slúžiacich v zubnom lekárstve ako výplne zubov napadnutých zubným kazom alebo na konštrukciu mostíkov a iných aplikácií. Dôvodom je predovšetkým zdravotná nezávadnosť zlata, ktoré je natoľko chemicky inertné, že ani po mnohoročnom pôsobení pomerne agresívneho prostredia v ústnej dutine, nepodlieha korózii. Čisté zlato je však príliš mäkké a preto sa v aplikujú jeho zliatiny najmä s meďou, striebrom, paládiom, zinkom, cínom, antimónom, niekedy je súčasťou dentálnej zliatiny tiež indium, irídium, ródium alebo platina.

Zlato sa využíva aj v sklárskom priemysle k farbeniu alebo pozlacovaniu skla. Na povrch skleneného predmetu sa najskôr štetcom nanáša roztok komplexných zlúčenín zlata v organickej matrici. Po vyžíhaní sa organické rozpúšťadlo odparí a na povrchu skla zostane trvalá zlatá kresba. Pridaním malého množstva zlata do hmoty skloviny sa dosahuje sfarbenie skla rôznymi odtieňmi červenej farby.

Dlhý čas zlato uložené v štátnych bankách slúžilo ako zlatý štandard, garantujúci hodnotu štátom vydávaného obeživa (peňazí). Po druhej svetovej vojne význam zlata ako devízy postupne klesal a túto funkciu celkom prestalo plniť v roku 1971. Pri obchodovaní so zlatom pre bankové účely býva zvykom označovať jeho hmotnosť v trójskych unciach, čo je stará hmotnostná jednotka s hmotnosťou 31,103 g.

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]