Zlato

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži
Ambox warning blue construction.svg Trenutno se vrše izmjene na članku.
Kao znak dobre volje, suzdržite se od mijenjanja članka dok je prikazano obavještenje kako bi izbjegli koliziju s trenutnim izmjenama.
Zlato
[Xe] 4f145d106s1 79Au
   
Periodni sistem elemenata
Općenito
Hemijski element, Simbol, Atomski broj Zlato, Au, 79
Serija Prelazni metali
Grupa, Perioda, Blok 11, 6, d
Izgled metalno žut
Zastupljenost 4 · 10-7[1] %
Atomske osobine
Atomska masa 196,966569[2] u
Atomski radijus (izračunat) 135 (174) pm
Kovalentni radijus 136 pm
Van der Waalsov radijus 166 pm
Elektronska konfiguracija [Xe] 4f145d106s1
Broj elektrona u energetskom nivou 2, 8, 18, 32, 18, 1
Izlazni rad 5,1[3] eV
1. energija ionizacije 890,1 kJ/mol
2. energija ionizacije 1980 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje čvrsto
Mohsova skala tvrdoće 2,5 - 3
Kristalna struktura kubična plošno centrirana
Gustoća 19320[4] kg/m3
Magnetizam dijamagnetično
Tačka topljenja 1337,33 K (1064,18 °C)
Tačka ključanja 3243[5] K (2970 °C)
Molarni volumen 10,21 · 10-6 m3/mol
Toplota isparavanja 342[5] kJ/mol
Toplota topljenja 12,55 kJ/mol
Pritisak pare 2,37 · 10-3 Pa kod 1337 K
Brzina zvuka 2030 m/s kod 293,15 K
Specifična toplota 128 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost 45,5 · 106 S/m
Toplotna provodljivost 320 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacijsko stanje -1, 0, +1, +2, +3, +5
Oksidi Au2O3
Elektrodni potencijal 1,52 V (Au3+ + 3e- → Au)
Elektronegativnost 2,54 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR
195Au

sin

186,10 d ε 0,227 195Pt
196Au

sin

6,1830 d ε 1,506 196Pt
β 0,686 196Hg
197Au

100 %

Stabilan
198Au

sin

2,69517 d β 1,372 198Hg
199Au

sin

3,169 d β 0,453 199Hg
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja
Simbol nepoznat
Obavještenja o riziku i sigurnosti R: nema oznaka upozorenja R
S: nema oznake upozorenja S
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se SI osnovne jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Zlato (lat. aurum) jeste hemijski element označen simbolom Au i ima atomski broj 79. Spada u prelazne metale i u periodnom sistemu stoji u 1. sporednoj grupi (11. grupa), odnosno grupi bakra i šestoj periodi, među takozvanim novčanim metalima. Zlato se ubraja u plemenite metale, a pored bakra je jedan od rijetkih metala živih boja. Zlato se koristi već hiljadama godina za pravljenje nakita i ritualnih predmeta, a prema nekim izvorima[6] od 6. vijeka p.n.e. počelo je korištenje zlata u obliku kovanica kao sredstvo plaćanja. Kao prehrambeni aditiv, zlato se označava E-brojem E175.

Historija[uredi | uredi izvor]

Samorodno zlato

Zlato se ubraja u prve metale koje je čovjek počeo obrađivati. Sa svojom uočljivom sjajnom žutom bojom, vrlo rano je pronađeno samorodno u prirodi. Ono se dā vrlo lahko mehanički obrađivati i ne korodira. Zbog svoje otpornosti, rijetkosti, postojanosti njegove boje i posebno velike gustoće, u mnogim kulturama tokom ljudske historije se koristilo najvećim dijelom za posebne ritualne predmete i nakit.

Kopanje zlata se dokazano vršilo u ranom bakarnom dobu. Lahko legiranje sa mnogim drugim metalima, umjerena tačka topljenja i povoljne osobine legura učinilo je da zlato postane veoma atraktivna sirovina.

Najstariji dosad otkriveni prahistorijski predmeti od zlata izrađeni ljudskom rukom su zlatni objekti pronađeni kod Varne u Bugarskoj u grobnicama koje datiraju između 4600 - 4300 p.n.e. Ukupno je pronađeno oko 3.000 takvih predmeta.[7] Osim njih, poznato je oko 7.000 zlatnih objekata koji datiraju iz 4. milenija p.n.e. pronađenih u grobnicama istočnoevropske Maikopske kulture.[8] Najraniji dokaz u Srednjoj Evropi nalazi se u vidu dvije zlatne pločice nađene kod Stollhofa u Donjoj Austriji, a koje također datiraju iz 4. milenija p.n.e. Od tog doba zlato je uvezeno pojedinačno u obliku nakita iz južne Evrope.

Zlatni Napoleonov pehar u gradskom muzeju Simeonstift Trier

Pohlepa za zlatom bila je jedan od odlučujućih faktora za ratove i osvajačke pohode novog vremena u kojima su se za nadmoć borile tadašnje evropske pomorske sile poput Španije, Portugala, Engleske i Italije. Posebno velika bogatstva u zlatu domorodačkog stanovništva Srednje i Južne Amerike privuklo je nakon otkrića Amerike 1492. godine evropske, a naročito španske, osvajače (konkvistadore) koji su zlato dovozili brodovima u Evropu. Dugo vremena Španija je bila jedna od najbogatijih nacija Evrope, upravo zbog zlata dovezenog iz Novog Svijeta. Pronalasci zlata na udaljenim mjestima i područjima oduvijek su privlačili istraživače željne pustolovina. U 19. vijeku na gotovo svim kontinentima dolazilo je do masovnih naseljavanja zbog takozvane zlatne groznice u područjima gdje su otkrivena bogata nalazišta zlata. Primjer za to je kalifornijska zlatna groznica 1849. godine i zlatna groznica na rijeci Kondike na Aljasci 1897. godine. Osim njih, do zlatnih groznica je dolazilo i nakon otkrića nalazišta zlata u Australiji i Južnoj Africi.

Čak i danas cijena zlata na svjetskom tržištu varira i često može dovesti do značajnih socijalnih promjena. Tako je pad cijena zlata doveo do velike gladi i siromaštva u Južnoafričkoj Republici čiji rudnici zlata predstavljaju vrlo važnu stavku u ekonomiji. Također i u brazilskom području Amazona nelegalno kopanje i traženje zlata (takozvani Garimpeiros) je često povezano sa socijalnim i ekološkim problemima.

Rasprostranjenost[uredi | uredi izvor]

Udio zlata u kontinentalnoj Zemljinoj kori iznosi 0,004 ppm,[1] što je otprilike 4 grama u 1.000 tona stijena. Udio značajno varira u zavisnosti od regije i nalazišta. U nekim bogatim nalazištima, udio zlata može iznositi i više grama u samo jednoj toni stijena. Godišnja svjetska proizvodnja zlata u 2008. godini iznosila je 2.260 tona, a u 2011. godini 2.700 tona, što je približno stotinu puta više nego u 19. vijeku. Procjenjuje se da se prosječno za dvije godine iskopa i pronađe više zlata nego što je dokumentirano u cijelom mileniju tokom Srednjeg vijeka.

Zlato na Zemlji se nalazi gotovo isključivo kao samorodni metal, bilo da se radi o primarnim nalazištima sirovine u vidu zlate rude (odnosno stijena koje sadržavaju zlato) ili u sekundarnim nalazištima.

Danas oko 40% svjetske rudničke proizvodnje zlata se iskopa u Južnoafričkoj Republici, SAD, Australiji i Rusiji. Među najdublje rudnike zlata u svijetu ubrajaju se rudnici u Južnoafričkoj Republici. Tamo se u nekim rudnicima zlato vadi sa dubine od gotovo 4.000 metara ispod površine. Početkom 2011. godine rudnička kompanija AngloGold Ashanti planirala je početi sa kopanjem rudnika na dubini do 5.000 metara.[9]

Vrlo značajne količine zlata dobiju se rafiniranjem drugih metala poput bakra, nikla ili drugih plemenitih metala, tako da u zavisnosti od okolnosti tek dobijanje ovih nečistoća pruža ekonomsku isplativost za iskorištavanje nekog nalazišta zlata. Zabilježen je jedan spektakularan slučajan pronalazak u augustu 2007. godine, kada su dvije Šveđanke pronašle u blizini Överturingena, 500 kilometara sjeverno od Stockholma, stijenu sa udjelom zlata od 23,3 grama po toni.[10]

Gotovo sve evropske rijeke nose sa sobom zlato u tragovima. Prije nego što je dospjelo u rijeku, ovo zlato je bilo u formi malehnih, tanki listića uklopljenih u stijene. Djelovanjem erozije i drugih procesa oslobođeno je iz okolnih stijena i dospjelo u rijeke i vodotoke, te se tamo taložilo u riječnom mulju. Takvi depoziti zlata su zapravo sekundarna nalazišta, i jednim dijelom pomažu pri otkrivanju primarnih nalazišta. Jedno od tih sekundarnih depozita zlata, poput onog u njemačkoj rijeci Rajni iskorištava se ispiranjem proteklih nekoliko stotina godina sve do danas, sa manjim prinosima. Jedini zvanični proizvođač zlata u Njemačkoj od 2008. godine je grupa Holcim,[11], kojoj pripada kamenolom kod Rheinzaberna, a također i iskorištava ovo nalazište.[12]

Kao mineral[uredi | uredi izvor]

Zlato se u prirodi javlja samorodno, pa je stoga priznato kao mineral. Međunarodna mineraloška organizacija (IMA) vodi zlato u sistematici minerala po Strunzu (9. izdanje) pod sistemskim brojem „1.AA.05“ (Elementi - metali i međumetalni spojevi - porodica bakra i kupalita)[13] (odnosno po starijoj sistematici po Strunzu (8. izdanje) pod brojem I/A.01-40). Na engleskom govornom području gdje se koristi sistematika minerala po Danau zlato-mineral se vodi pod sistemskim brojem „1.1.1.1“.

Zlato se kristalizira u kubičnom kristalnom sistemu. Ima tvrdoću po Mohsovoj skali od 2,5 do 3, metalno-tamnožute boje, koja se kolokvijalno i naziva zlatna boja. Kada se isitni u vidu zlatnog pijeska ili praha, u zavisnosti od veličine zrna, ima žučkastu, oker-smeđu do ljubičastu boju, što se često naziva i zlatno-purpurna boja. Pri povišenoj temperaturi, fino zlato gubi na intenzitetu boja te postoje svijetlo žuto, usijano, prije nego što se počne topiti. Istopljeni metal je limun-žute boje, sa blagim zelenim nijansama, a svoju intenzivnu narandžasto-žutu boju vraća tek kada se potpuno ohladi.

Primjese bakra daju zlatu ružičastu ili crvenkastu boju, a takve smjese imaju manju tačku topljenja od čistog zlata, mnogo su veće čvrstoće, tvrdoće i lakše se poliraju. Ukoliko u zlatu ima primjesa srebra, ono također mijenja boju preko svijetlo žute prema svijetlo zelenoj i na kraju gotovo bijelo. Takve smjese nemaju veće razlike u tvrdoći i tački topljenja od čistog zlata. Većina metala, također i poznati platinski metali, živa i metali poput željeza, ukoliko se javljaju kao primjesa u zlatu, povećanjem udjela u zlatu smanjuju prirodnu obojenost zlata prema prljavo sivo-žutoj boji do sivo-bijelih nijansi legura. Tako naprimjer boja zlata sa primjesama paladija (porpecit) varira od tamno crveno-smeđe do svijetlo smeđe.[14]

Pošto je zlato relativno nereaktivan, inertan element, obično uvijek zadržava svoj sjaj i boju pa se u prirodi vrlo lahko prepoznaje. Često se može naći povezan sa kvarcom u hidrotermalnim izvorima, kao i sa rudama bakra. Erozija i uticaj vremenskih prilika na stijene koje sadrže zlato dovodi često do taloženja relativno teškog metala na dno tekućih voda. Takvo taloženje može dovesti i do značajnih i vrlo prostranih nalazišta zlata, koja mogu poticati iz gotovo u svih geoloških perioda.

Osim navedenog, zlato je i sastavni dio mnogih minerala. Primjeri minerala zlata su kalaverit, krenerit i silvanit.

Osobine[uredi | uredi izvor]

Fizičke[uredi | uredi izvor]

Zlato se sastoji isključivo iz jednog stabilnog izotopa i spada među 22 čista monoizotopna elementa. Kada nije legiran, ovaj teški metal je mehak kao kalaj. Zlato se može vrlo lahko kovati do vrlo tankih listića zbog svoje duktilnosti. Moguće je načiniti posebno tanke zlatne folije debljine samo 2000 slojeva atoma. Iz tog razloga Ernest Rutherford je koristio zlatnu foliju za svoj eksperiment o raspršavanju. Obična bijela svjetlost poprima zelenkasti odsjaj kroz zlatnu foliju. Osim toga, zlato se vrlo lahko može legirati sa mnogim metalima. Neke neobične osobine zlata poput zlatno-žute boje i velike duktilnosti mogle bi se, prema novim proračunima, objasniti relativističkim efektom.

U hemiji površina, koriste se različite površine sastavljene iz monokristala zlata, između ostalog u rasterskoj tunelskoj mikroskopiji.[15] Specifična toplota isparavanja (entalpija) ΔHv zlata koja iznosi 1,70 kJ/g i znatno je niža od naprimjer vode (sa 2,26 kJ/g) ili željeza (6,26 nbsp;kJ/g, mjereno sve na temperaturama ključanja). Kod pregrijanog istopljenog zlata stoga se mogu pojaviti (kao i kod drugih manipulacija kod topljenja u naprimjer industriji čelika) značajni gubici u vidu isparavanja i para zlata, osim ako se u procesu topljenja zlata ne koristi zgrušnjavanje ili sakupljanje korištenjem aktivnog uglja.[16]

U elementarnom stanju je plemenit metal žute boje i jakog sjaja, mehak, vrlo rastezljiv, težak (relativna gustoća 19,3). Tačka topljenja zlata je 1064,76 °C, jedna je od fiksnih tačaka za baždarenje termometara.

Hemijske[uredi | uredi izvor]

Zlato ne napadaju obične mineralne kiseline. Jedino snažno oksidirajuće kiseline mogu otopiti zlato, kao što su zlatotopka (aqua regia ili kraljevska vodica) ili selenska kiselina. U zlatotopci zlato daje tetrahlorid zlatnu kiselinu:

\mathrm{2\ Au + 9\ HCl + 5\ HNO_3 \rightarrow} \mathrm{2\ HAuCl_4 + 4\ NO_2 + 6\ H_2O + NOCl}

Halogeni elementi hlor, brom i jod su u mogućnosti da rastvore zlato, jod čak i u alkoholnom rastvoru. U vodenim cijanidnim rastvorima zlato se lahko rastvara oksdacijom kisikom kao kalij dicijanidoaurat(I). U vrelim, kiselim hidrotermalnim rastvorima, zlato je relativno dobro fizički rastvorljivo. Stoga se ono može često naći u kvarcnim stijenama. Također postoje zapažanja da određene huminske kiseline mogu rastvoriti zlato.

Zlato se vrlo teško oksidira. Oksidacija zlata do stepena oksidacije (+1) se može provesti u prisustvu liganda (npr cijanid ion), koji sa zlatom Au (I) daju stabilne komplekse. Oksidacija zlata do stepena oksidacije (+3) je lakša, a može se izvršiti sa spojevima koji sa zlatom Au (III) daju stabilan kompleks (npr. hlorid ion). Zbog toga se zlato rastvara u smjesi hloridne i dušične kiseline u omjeru 3:1, koja se naziva zlatotopka. Dušična kiselina je oksidacijsko sredstvo, a hloridni ion kompleksiranjem pomiče ravnotežu u desnu stranu u reakciji:[17]

Au (s) + 4 H+ + NO3- + 4Cl- → AuCl4- + NO (g) + 2H2O

Upotreba[uredi | uredi izvor]

Danas se od zlata koje se u svijetu iskopa oko 85% preradi u nakit, dok oko 12% se potroši u industrijske svrhe (elektronika, medicina, optika i dr.)[18] Ostalih 3% zlata završi deponovano u trezorima banaka.[19]

Kao novac[uredi | uredi izvor]

Danas zlato služi uglavnom u obliku sredstva za finansijske investicije (kao prigodne zlatne kovanice ili zlato u polugama). Služi i kao sredstvo za plaćanje, a mnoge centralne banke u svijetu ga koriste kao pokriće nacionalne valute (valutne rezerve), mada se većina svjetskih valuta danas ne veže za zlatne rezerve. Također privatna i pravna lica i investitori često investiraju u zlato i vrijednosne papire na bazi zlata, a koji čine kurs zlata na tržištu.

U kriznim vremenima (naprimjer inflacije ili privredne krize) zlato se, između ostalih, smatra vrlo stabilnom investicijom, koje se može posmatrati relativnim rastom vrijednosti u odnosu na druga sredstva investiranja. Unutrašnja vrijednost zlata se, u ekonomskoj teoriji, posmatra kroz njegovu relativnu rijetkost i kroz prosječno potrebni napor i rad koje njegovo kopanje i prerada zahtijeva. Zbog toga kod zlata ne postoji rizik od propadanja (bankrota) kao kod drugih vrijednosnih papira, gdje stopa povrata ulaganja zavisi od pretpostavljenog rizika od propadanja učesnika na tržištu. Ako se na ovaj način razmatra, cijena zlata na tržištu tokom vremena podliježe velikim varijacijama.

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b David R. Lide (ur.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. izd. (internetska verzija 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Geophysics, Astronomy, and Acoustics; Abundance of Elements in the Earth’s Crust and in the Sea, str. 14-18.
  2. ^ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised v2
  3. ^ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper. 2. izd., Walter de Gruyter, 2005, ISBN 978-3-11-017485-4, str. 361.
  4. ^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. izd., VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, str. 1509.
  5. ^ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. u: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, str. 328–337, doi:10.1021/je1011086
  6. ^ A Case for the World's Oldest Coin: Lydian Lion
  7. ^ Tom Higham et al.:New perspectives on the Varna cemetery (Bulgaria) – AMS dates and social implications. u: Antiquity Journal. Bd. 81, Nr. 313, York 2007, str. 640–654
  8. ^ Svend Hansen: Gold und Silber in der Maikop-Kultur. u: Metalle der Macht – Frühes Gold und Silber. Sažeci 6. srednjenjemačkih arheoloških dana, 17. do 19. oktobra 2013. (PDF)
  9. ^ Goldsuche extrem: Südafrikaner wollen 5.000 Meter runter (de)
  10. ^ Schwedinnen finden Gold statt Beeren (de)
  11. ^ Holcim Kies und Beton GmbH erwirbt neue Kieswerke und ein Trockensandwerk. Saopćenje za štampu Holcim-Süd. 1. april 2008.
  12. ^ Christoph Seidler: Schatzsucher heben das Rheingold. Spiegel Online
  13. ^ IMA/CNMNC List of Mineral Names – Gold (engl., PDF, str. 109).
  14. ^ Mindat: Porpezite.
  15. ^ J. V. Barth, H. Brune, G. Ertl, R. J. Behm: Scanning tunneling microscopy observations on the reconstructed Au(111) surface: Atomic structure, long-range superstructure, rotational domains, and surface defects, u: Phys. Rev. B, 1990, 42, str. 9307–9318; doi:10.1103/PhysRevB.42.9307.
  16. ^ Lebensministerium.at, (pdf), str. 4
  17. ^ Filipović, I, Lipanović, S.: Opća i anorganska hemija, 1973, Školska knjiga Zagreb
  18. ^ Gold und neidische Hunde (29.5.2008).
  19. ^ Goldgewinnung – Cyanidlaugerei (PDF).
Wikicitat
Wikicitat: Zlato
Commons logo
U Wikimedijinom spremniku se nalazi još materijala vezanih uz: