Zlato

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Tento článek pojednává o kovovém prvku. O minerálu pojednává článek Zlato (minerál).
PlatinaZlatoRtuť
Ag
Au
Rg  
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 Krystalické kovové zlato
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 196,97 u
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), méně často II,V
Fyzikální vlastnosti
Skupenství pevné
Krystalová struktura krychlová plošně centrovaná
Hustota 19320 kg/m³
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
Tepelný součinitel odporu 0,0034 až 0,004 K−1
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.

Zlato (latinsky Aurum, chemická značka prvku Au) je chemicky odolný, velmi dobře tepelně i elektricky vodivý, ale poměrně měkký drahý kov žluté barvy. Již od dávnověku byl používán pro výrobu dekorativních předmětů a šperků a jako platidlo. 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.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Zlato je chemicky velmi odolný kov. Z běžných anorganických kyselin reaguje pouze s lučavkou královskou (HNO3]:HCl), jíž 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 zbude ryzí zlato.

V roce 1997 objevili japonští chemici směs organických sloučenin, která údajně rozpouští zlato.[zdroj?] 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.[1]

Zlato je mimořádně trvanlivé a odolné vůči povětrnostním i chemickým vlivům. Pevnost a tvrdost zlata je možné zvýšit přidáním jiných kovů. Pozlacené průhledné plastické fólie mají vynikající odrazivost světelných a tepelných (infra-) paprsků. Zlatá fólie může chránit před únikem tělesného tepla (např. v porodnictví nebo v extrémních přírodních podmínkách).

Výskyt v přírodě a získávání[editovat | editovat zdroj]

Přírodní kovové zlato
Přírodní zlato z Čech

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).

Největší producenti zlata (podle The Atlantic, 2008): 1. Jihoafrická republika 11,0% světové produkce, 2. USA 10,5%, 3. Austrálie 10,1%, 4. Čína 9,7%, 5. Peru 8,2%, 6. Rusko 6,2%, 7. Kanada 4,2%[2]

V současné době jsou rýžovatelná ložiska zlata již většinou vyčerpána. Avšak v historii bylo rýžování první a jednou z nejvýznamnějších metod získávání zlata z přírody. Všechny metody rýžování jsou založeny na principu gravitační separace lehčích částic písku. Dnes se proto těží primární 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 redukčního 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 horniny 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. Zatím bylo vytěženo kolem 160.000 tun zlata.

Ekologická rizika těžby zlata[editovat | editovat zdroj]

Důl v Austrálii

Hydrometalurgický postup dobývání zlata z nízkoryzostních rud představuje značně rizikový proces z ekologického hlediska. Nasazení kyanidových roztoků v tunových až stotunových šaržích představuje obrovské riziko v případě, že dojde k nepředvídané havárii. Příkladem může být katastrofální zamoření Dunaje kyanidy a těžkými kovy z rumunského hydrometalurgického provozu Baia Mare v lednu 2000.[3] 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 USA nebo jihoamerické Brazílii, kdy byla zamořena řeka Amazonka.

Problém je také používání kovové rtuti pro tzv. amalgamační způsob těžby zlata, např. v Mongolsku[4], v Jižní Americe nebo v Africe.[5]

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.

Kvůli potencionálním rizikům při použití kyanidů jsou vyvíjeny nové metody, jako například loužení v roztoku thiomočoviny. Rozsáhlejšímu nasazení této metody zatím brání ekonomické faktory.

Využití[editovat | editovat zdroj]

Šperky, pozlacování[editovat | editovat zdroj]

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 vzniklou 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).

Výroba a dovoz šperků a výrobků ze zlata podléhá puncovnímu zákonu. Šperky a produkty, jak nové, tak i staré určené k prodeji jsou opatřené puncem. Punc je rozdílný pro každou ryzost zvlášť.

I velmi tenký zlatý film na povrchu 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 fólií o tloušťce pouze několika mikrometrů (z 1 g zlata lze vyrobit fólii o ploše až 1 m²). Zajímavé je, že tyto velmi tenké fólie mají při pohledu proti světlu zelenou barvu. V tomto případě má zlatá fólie na povrchu pozlacovaného předmětu funkci nejen ochrannou, ale i estetickou (pozlacené sochy, části staveb).

Průmysl[editovat | editovat zdroj]

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.

Zubní lékařství[editovat | editovat zdroj]

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 ústní 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.

Bankovnictví a finanční spekulace[editovat | editovat zdroj]

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 31,1035 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 finanční hodnotu a mají často i značnou estetickou hodnotu.

Světová cena zlata[editovat | editovat zdroj]

Vývoj ceny zlata na světových trzích, USD/oz. Aktuální k 14. 9. 2012[6]

Zlato, stejně jako jiné drahé kovy je komoditou s kterou se obchoduje na světových burzách. Základní a nejznámější je burza Londýn, ta zveřejňuje průběžně výsledky obchodování tzv. Lodnon FIX a London SPOT. Světová cena zlata je pak udávaná v dolarech za trojskou unci (USD/oz).

Platidlo[editovat | editovat zdroj]

Zlato a mince z něj ražené byly po tisíciletí rozšířeným platidlem. Pro měkkost zlata se z něj velice dobře razily zlaté mince. Nejznámější a nejrozšířenější zlatou mincí byl Dukát. Zlatý dukát rozšířený po celé Evropě v královstvích a císařstvých, ale pro svoji oblíbenost se razil a razí dál nejen v Čechách, ale i Rakousku a v dalších zemích dodnes. První nejznámější zlaté mince na našem území jsou zlaté keltské mince statéry známé jako duhovky (nacházené po dešti).

Mytologie[editovat | editovat zdroj]

V egyptské mytologii se věřilo, že bohové jsou (jejich maso) ze zlata.[7] V řecké vystupuje zlato jako ichor (krev bohů a nesmrtelných), zlatá jablka nesmrtelnosti (které hlídaly Hesperidky) či zlaté rouno. Pro Inky bylo zlato symbolem Slunce (bůh Inti). I Hélios putoval na zlatém člunu.

Sloučeniny[editovat | editovat zdroj]

Související články[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  1. Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  2. Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  3. Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  4. N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Etching method using iodine-containing solutions in manufacture of semiconductor devices; Jpn. Kokai Tokkyo Koho (1997), 5 pp. CODEN:JKXXAF; JP09125300
  2. DEYL, Daniel. Dědicové krále Midase. Týden. leden 2009, čís. 2/2009, s. 34–39.  
  3. Joint UNEP/OCHA Environment Unit: UN assessment mission – Cyanide Spill at Baia Mare, March 2000
  4. Mongolská zlatá horečka ničí řeky i život nomádů, aktualne.cz, 8.11.2008
  5. Miroslav Šuta: Jak se (taky) rodí zlato, respekt.cz, 29. ledna 2008
  6. Aktuální cena zlata, kurzy.cz
  7. http://andulla.cz/Zajimavosti/MocZlata.htm - Moc zlata v životě starověkých civilizací

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu



Periodická tabulka chemických prvků
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H (přehled) He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
 
*Lanthanoidy  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
**Aktinoidy  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
Skupiny prvků: Kovy · Nekovy · Polokovy | Blok s · Blok p · Blok d · Blok f