Kullan perusominaisuudet

Kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksiensa vuoksi kulta kuuluu pieneen ryhmään arvokkaimpia ja harvinaisimpia luonnossa esiintyviä metalleja. Ihmiskunta arvostaa tätä jalometallia sen kauneudesta ja kyvystä säilyttää kirkas ja kiiltävä ulkonäkö koruissa ja kolikoissa. Sitä käytetään myös joillakin teollisuudenaloilla. Kultaesineet ovat vuosisatojen ajan olleet ylellisyyttä eivätkä ole koskaan menettäneet arvoaan, mikä on korostanut omistajansa tai kulta- ja valuuttavarantoja omistavan maan korkeaa vakavaraisuutta. Usein kuulee, että juuri kulta on kansainvälinen maksujärjestelmä, jolla on painoarvoa ja merkitystä minkä tahansa maailmanvaltion alueella.

Ulkonäöltään tämä mineraali näyttää pieniltä metallipaloilta, joilla on epäsäännöllinen pyöreä muoto, oljenkeltainen. Kullan fyysiset perusominaisuudet:

• metallin sulaminen tapahtuu lämpötilassa, joka on yhtä suuri kuin 1063 ° C;
• aineen tiheys on 19,33 g / cu. cm;
• Mohsin asteikolla määritetyt kovuusindikaattorit voivat olla 2,5 - 3;
• on mahdollista nostaa metalli korkeimpaan kiehumispisteeseen lämpötilassa t = 2948 ° С;
• ominaislämmönjohtavuuden taso t = 0 ° C:ssa on 311,5 W / mK;
• metallin lujuus hehkutuksen jälkeen on 100 - 140 MPa.

Kulta on kidehilan rakenteensa mukaan melko pehmeä aine, ja metalliin lisätään erilaisia ​​epäpuhtauksia, joita kutsutaan ligatuureiksi lisäämään kovuutta.

Tällä arvokkaalla luonnollisella mineraalilla on muita ainutlaatuisia fysikaalisia ominaisuuksia.

• Korkea plastisuustaso. Voit halutessasi vetää 1 grammasta kultaa jopa 2–2,6 metrin pituisen langan tai rullata metallin tasaisena 1 mikronin paksuisena foliolevynä. Kullan luonnollisesta pehmeydestä johtuen havaittiin, että vuoden sisällä liikkeessä olevat kolikot voivat menettää jopa 0,1 % alkuperäisestä painostaan ​​valettaessa.

• Korkea heijastavuus. Valmis jalometalliseos on helppo kiillottaa kirkkaaksi peilipinnaksi. Kultaukseen käytetään ohuita valssatun materiaalin levyjä. Tätä käytetään jopa astronautiikassa - ohuimmat kultakerrokset levitetään astronautien kypäriin ja ulkoavaruuslaitteiden pinnoille suojaamaan niitä infrapunasäteilyn haitallisilta vaikutuksilta, jotka ilmenevät ulkoavaruudessa.

• Ruiskutuskyky. Arvokkaalla mineraalilla on taipumus hajota pieniksi jakeiksi, jotka ovat yhtä suuria kuin valoaaltojen pituus. Tämä ominaisuus mahdollistaa tämän materiaalin ruiskutuksen. Esimerkiksi tiedetään, että vesistöissä ja joissa on kullan hajonta, jota ei voi nähdä visuaalisesti, mutta joka voidaan määrittää erityisillä instrumenteilla. Ohuimmalla kultakerroksella peitetty pinta pystyy päästämään auringonsäteet sisään kuumenematta.

• Hyvä muokattavuus. Kullassa on pehmeyttä ja kyky ottaa haluttu muoto, mikä on yksi sen arvokkaimmista ominaisuuksista. Esimerkiksi 1 grammasta kultaa voit tehdä ohuen kalvon, jonka pinta-ala on vähintään 1 neliömetri. m. Tästä kiinteistöstä tehdään kultaa hienoimman kultalehden muodossa, jota käytetään kirkon kupolien ja ikonien peittämiseen, sisustukseen ja taide-esineiden luomiseen.

• Korkea sähkönjohtavuus. Oksidatiivisia prosesseja vastustavalla arvokkaalla mineraalilla on hyvä sähkönjohtavuus. Tämä metallin ominaisuus mahdollistaa sen käytön vastusten valmistukseen monien nykyaikaisten laitteiden elektronisissa piireissä: puhelimissa, televisioissa, tietokoneissa, multimediasoittimissa, radiotekniikassa ja muissa vastaavissa laitteissa.

On tiedossa, että jalometalli on täysin hajuton, eikä myöskään tällä materiaalilla ole kykyä magnetisoitua. Lisäksi on tieteellisesti todistettu, että kultaa alkuaineena on ainakin 15 maan sisällä louhitussa mineraalissa. Useimmissa tämän luvun louhituissa kivissä kulta sisältyy atomitason jauhemaiseen koostumukseen.

Kultaksi kutsutulla metallilla (aurum) on nimitys - Au, joka tarkoittaa kirjaimellisesti "aurinkoinen" tai "keltainen". Mendelejevin järjestelmässä metalli on asetettu ryhmään 1, sille on annettu 79 atomisarjanumero. Au:n kemiallisella kidehilalla on kuutiorakenne.

Metallilla on erityisiä kemiallisia ominaisuuksia.

• Suhteellinen inertia. Kulta ei muuta ominaisuuksiaan joutuessaan kosketuksiin rikin ja hapen kanssa, ei ole vuorovaikutuksessa typen, hiilen, vedyn ja fosforin kanssa. Kulta ei reagoi moniin emäksiin ja happoihin.
• Tämän kemiallisen alkuaineen valenssi ilmenee + I tai + III.
• t = 20 °C:ssa metalli saatetaan kemialliseen reaktioon kloorin ja bromin vesiliuosten kanssa. Ja jodin vesi-alkoholiliuokset, jotka reagoivat kulta 585:n kanssa, jättävät siihen tummia täpliä, mitä ei tapahdu, jos jodia pudotetaan 750 kultaan.
• Metallin värispektri riippuu siitä, mistä hiukkaskoosta se koostuu. Pienimmät kultahiukkaset voivat olla vihertävän harmaita. Geologisten etsintätietojen mukaan niitä on vain yksi jokaista 20 kaivosta kohden, jossa kultaa louhitaan keltaisten kimpaiden muodossa.

Jos luonnollinen kultahippu sulatetaan, nestemäisessä tilassa se näyttää aineelta, jolla on vaalean vihertävän harmaa sävy, ja tämä sävy on myös ominaista höyryille, jotka nousevat kuumasta sulasta metallista. Aine on vain lämmitettävä yli 1064 ° C:n lämpötilaan, eli metallin sulamisindeksiä on lisättävä vähintään 1 ° C, koska kultaseoksen höyry alkaa haihtua ilmakehään. Ja mitä korkeampi aineen sulamispiste on, sitä suurempi on sen haihtuvuus. Jos seokseen lisätään elohopeaa, arseenia sekä antimonia tai telluuria, haihtuminen kultaseoksen pinnalta lisääntyy entisestään, koska nämä komponentit muodostavat ns. haihtuvia yhdisteitä.

Erilaisten kultaseosten kanssa työskentelevät jalokivikauppiaat ovat huomanneet tämän ligatuurin epäpuhtaudet vaikuttavat kultaa sulattamalla saadun materiaalin kemiallisiin, fysikaalisiin ja ulkoisiin ominaisuuksiin.

Tarkastellaanpa tarkemmin, kuinka arvokkaan kivennäisaineen ominaisuudet muuttuvat, kun se yhdistetään eri aineisiin.

Yhdessä hopean kanssa jalokeltainen metalli alentaa sulamispistettään ja muuttaa myös luonnollisen alkuperäisen vihertävän keltaisen värinsä teräksen hopeanhohtoisiksi sävyiksi. Tällä yhdistelmällä on hyvät ja negatiiviset puolensa. Ulkoisista visuaalisista muutoksista huolimatta valmiin uudelleensulatetun materiaalin lujuus vain kasvaa yhdistettynä hopeaan. Mutta käytännön tutkimuksen aikana havaittiin, että arvokkaassa seoksessa, jolla on tällainen koostumus, sellaiset tärkeät ominaisuudet kuin muokattavuus ja sitkeys ovat jonkin verran heikentyneet. Tämä ei kuitenkaan tarkoita ollenkaan, etteikö Au- ja Ag-seoksia käytetä - päinvastoin, tämä on melko yleinen yhdistelmä, jota jalokivimiehet usein käyttävät työssään.

Valmiin jalometalliseoksen fysikaalisissa ominaisuuksissa tapahtuu muutoksia, jos siihen lisätään kuparia pääseoksena. Tämä metalli lisää merkittävästi kultaseoksen lujuutta säilyttäen samalla tuloksena olevan materiaalin sitkeyden ja sen hyvän sitkeyden tällaisen metallien yhdistelmän kanssa.

Jos arvokkaan kultaseoksen koostumuksessa on kuparia vähintään 14,5%, niin valmiilla tuotteilla on selvä punertava sävy - tällaista kultaa kutsutaan yleensä "puhdasta kullasta". Mutta tässä tapauksessa se ei ollut ilman haittoja - kupariseosta käytettäessä saatu materiaali menettää korroosionestokykynsä, mikä johtuu kuparin lisääntyneestä kyvystä muodostaa oksidatiivisia reaktioita hapen kanssa. Kostean ympäristön ja jopa ilman kanssa kosketuksissa tällaisesta seoksesta valmistettu tuote tummenee varmasti ajan myötä menettäen samalla alkuperäiset kirkkaat värinsä ja kiiltonsa.

Koska kuparin hinta on siis alhainen siitä valmistettu seos ei ole liian kallis hinta, mikä heijastuu valmiin tuotteen hintaan - se on halvin. Neuvostoaikana väestölle tuotettiin 583 näytettä ja vasta vuonna 1995 tuotantoon otettiin 585 näytettä, joka sisälsi 0,2 % vähemmän kuparia kuin edellinen analogi, mutta kultapitoisuus nousi samalla 0,2 %, mikä johti välittömästi kultaesineiden hintojen nousuun.

Jalokivikauppiaat käyttävät tätä luonnonmetallia puhdistaakseen kultaseoksen luonnollisesta punertamisesta, ja erityisen usein tällaista ligatuuria käytetään erityisen arvokkaan valkokullan valmistuksessa.

Kun yhdistetään arvokkaaseen Au:n ja Ni:n seokseen, valmiin jalomateriaalin lujuus kasvaa merkittävästi. Tällaisesta jalosta metalliseoksesta valmistetuilla tuotteilla on teräsväri, jossa on hienovarainen vaalea oljensävy. Tämän heikosti ilmentyneen keltaisuuden poistamiseksi kokonaan valmiiden korujen pinta peitetään ohuella kerroksella toista metallia - rodiumia. Tätä ei tehdä vain kauneuden vuoksi, vaan myös arvokkaiden tuotteiden allergeenisuuden vähentämiseksi.

Tosiasia on, että nikkelimetallin tiedetään voivan aiheuttaa allergisia reaktioita iholla... Kahdeksalla ihmisestä 10:stä nämä ilmenemismuodot tuntuvat varmasti koruja käyttäessään. Siksi rintakorut, kalvosinnapit, riipukset, avaimenperät valmistetaan useimmiten seoksista, joissa nikkeliä käytettiin ligatuurina, sanalla sanoen jostain, jolla on vähän kosketusta ihmisen ihon kanssa pitkäaikaisen kosketuksen aikana. Ajan myötä korujen ohut rodiumpinnoite kuluu pois ja noin 6-7 vuoden välein se on uusittava korupajassa. Tällaisten entisöintitöiden jälkeen korut näyttävät jälleen uusilta, hohtaen teräksen sinertävän hopean ylivuodoilla.

Kemiallinen alkuaine, jota kutsutaan palladiumiksi, on kemistien mukaan jalometallien käsittelyn sivutuote. Tämä alkuaine saatiin yhdistämällä yhteen platina, elohopeasyanidi ja aqua regia (sen koostumus: 3 osaa typpi + 1 osa suolahappoa). Täten, Tämän metallin löytö tehtiin, kun Pd, Au, Pt ja Ag oli jo löydetty. Normaalilämpötilassa fluori ei vaikuta palladiumiin, kloorivetyhappo ja edes aqua regia eivät vaikuta. Tämä metalli ei ole lainkaan altis hapettumiselle joutuessaan kosketuksiin hapen kanssa, sillä on erittäin vahva rakenne, eikä siinä ole naarmuja, halkeamia tai siruja, ja lisäksi se on hyvin herkkä kaikelle mekaaniselle käsittelylle ja hitsaukselle.

Lisäämällä metallipalladiumia ligatuurikomponenttina kultaseokseen on mahdollista saada valkokulta. Epätavallisuutensa ja lisääntyneen lujuutensa vuoksi palladiumia sisältävät kultaesineet ovat laadultaan ja kustannuksiltaan parempia kuin muut yksinkertaisempia komponentteja sisältävät kultaseokset.

Palladiumia arvostetaan paitsi korujen valmistuksessa, se löytää myös käyttökohteita lääketieteestä lentokoneiden rakentamiseen. Kansainvälisissä markkinahuutokaupoissa palladiumin hinta ylittää joskus jopa kullan arvon, ja siitä tehdyt korut näyttävät erityisen tyylikkäiltä ja jaloilta. Niillä on suuri kysyntä valkoisten jalometalliseosten ystävien keskuudessa.

Nykyään luonnollinen platina on kallein kaikista ihmiskunnan tuntemista jalometalleista. Fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksiensa perusteella platinalla on kaksi kertaa tiheys ja lujuus kuin sen arvokkaalla vastineella kullalla. Sitä paitsi, platinalla on korkein metallin korroosionkestävyys - kun se joutuu kosketuksiin hapen kanssa, hapettumista ei tapahdu. Platina muistuttaa ominaisuuksiltaan eniten metallipalladiumia, ero niiden välillä on ennen kaikkea kustannuksissa - platina on kalliimpaa kuin palladium.

Jaloa metalliseosta luotaessa platinaa lisätään puhtaaseen kultaan, ja sitten sulamisen jälkeen saadaan kimaltelevan hopeanvalkoisen värin tuote, jossa ei ole lainkaan keltaisia ​​epäpuhtauksia. Osana kultaseosta platina lisää merkittävästi sen arvoa, mikä vaikuttaa myös valmiisiin koruihin.Tämä metalliseos nauttii kuitenkin jatkuvasti suurta suosiota ja sillä on erittäin hyvä maine niiden keskuudessa, jotka arvostavat puhtaimpia jalometalleista valmistettuja valkoisia seoksia.

Voit selvittää alta, miksi kullalla on suuri arvo.