Zlato (Au) – kemični element: lastnosti, uporaba in pridobivanje

Zlato (Au): lastnosti, uporaba in pridobivanje — odkrijte kemične značilnosti, rudarstvo, tehnološke in zobozdravstvene uporabe ter zgodovino in vrednost zlata.

Zlato je mehka, gosta, rumena kovina. Je kemični element. Njegov kemijski simbol je Au. Njegovo atomsko število je 79. Kot dragoceno kovino ga ljudje po vsem svetu že več tisoč let uporabljajo za nakit in denar. Zlato je pomembno, ker je redko, hkrati pa ga je lažje uporabljati kot druge redke kovine. Uporablja se tudi za popravilo in zamenjavo zob ter v elektronski opremi, kot so računalniki. Barva te kovine se imenuje tudi zlato.

Metode pridobivanja zlata so podobne kot pri drugih kovinah. Zlato je tako cenjeno, da je odkritje novega rudnika včasih povzročilo zlato mrzlico. Najgloblja delovna mesta za rudarje na svetu so v južnoafriških rudnikih zlata.

Zlato se pogosto najde kot avtohtona kovina. To pomeni, da ni del rude in ga ni treba taliti. Lahko je v velikih, čistih samoniklih kovancih, pogosteje pa ga je treba ločiti od drugih mineralov in zemlje.

Večina zlata na Zemlji je globoko v njenem jedru, saj je to gosto. Skoraj vse odkrito zlato so na površje nanesli meteoriti.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Zlato je izredno duktilna in kovinska snov: zlahka ga raztegnemo v tanke žice ali razbijevmo v tanke lističe. Gostota čistega zlata je približno 19,3 g/cm³. Talilna točka je okoli 1 064 °C, vrelišče približno 2 856 °C, atomska masa pa približno 196,97 u. Naravni stabilni izotop je 197Au, medtem ko se radioaktivni izotopi uporabljajo v znanstvenih in medicinskih aplikacijah.

Zlato je zelo kemično inertno: ne oksidira in ne rjavi pri sobni temperaturi. Raztopi se le v nekaterih močnejših reagentih, najbolj znano je raztapljanje v mešanici koncentrirane klorovodove in dušikove kisline, imenovani aqua regia. V industriji in pri pridobivanju se zlato pogosto izvaja kemične obdelave (npr. s cianidi), ker ga je težko raztopiti v običajnih pogojih.

Rastline in nahajališča

Zlato se pojavlja kot avtohtona (native) kovina v žilah žile (lode) in v sedimentih (placerji). Placerna nahajališča nastanejo pri eroziji skal, kjer težke kovine, kot je zlato, kopičijo v rečnih koritih ali v sedimenih. Rudne žile z zvitimi ali razpokami v skalah so pogoste tvorbe, kjer ga je treba rudariti z rudarskimi metodami.

Pridobivanje in obdelava

Glavne metode pridobivanja zlata vključujejo:

• Predelavo placerjev: ročno pranje (panning), ribež (sluicing), gravitacijsko ločevanje in bagariranje (dredging).
• Podzemno in odprto-rudarsko rudarjenje za žilno (lode) rudo.
• Cianidna ekstrakcija (heap leaching, vat leaching) za nizkopročnostne rude — v industriji zelo razširjena metoda, pri kateri kompleks cianida raztaplja zlato iz zdrobljene rude in ga nato obloži z aktivnim ogljem ali elektrolizo.
• Amalgamacija (zgodnejša metoda) z živo srebro — učinkovita, a okoljsko problematična; danes omejena zaradi škodljivih učinkov živega srebra.
• Kemična obdelava in rafinacija: taljenje, elektrolitična rafinacija (Wohlwillov postopek) in Millerjev postopek, ki dajejo zelo visoko čistost (do 99,99 %).

Po pridobitvi rude sledijo mletje, koncentracija (flotacija, gravitacijsko ločevanje), kemična ekstrakcija, smelting in rafinacija. Električno izločanje (electrowinning) se uporablja za pridobivanje kovinskega zlata iz raztopin.

Uporaba

• Nakit in umetnost: tradicionalna in največja uporaba zaradi sijaja in odpornosti proti koroziji.
• Finančne rezerve in naložbe: zlato kot trgovalna in hranilna vrednost (palice, kovanci, ETF-ji).
• Elektronika: zaradi odlične električne prevodnosti in odpornosti proti koroziji se uporablja za stične površine v računalnikih, mobilnih telefonih in povezovalnih elementih.
• Medicina in stomatologija: zobozdravstveni materiali, nekatere radiofarmacevtike in terapevtske aplikacije.
• Kataliza in kemijska industrija: v nekaterih reakcijah in kot komponente v posebnih zlitinah.
• Leteštvo in vesolje: tanke folije za termalno zaščito in odsevnost ter druge visoko tehnološke uporabe.

Zlitine in čistost

Čisto zlato (24 karatov) je mehko, zato se za nakit in praktične izdelke pogosto uporablja v zlitinah. Pogosti karatni sistemi so:

• 24 K (100 % ali 999–1000‰) – čisto zlato, redko uporabljeno v nakitu zaradi mehkobe.
• 18 K (75 % zlata), 14 K (58,3 %) in 9 K (37,5 %) – standardne zlitine za nakit.

Zlata zlitina z oziroma brez srebra ali bakra daje različne barve: belo zlato (z nikeljem ali paladijem), rožnato zlato (z dodatkom bakra) in electrum (naravna zlitina zlata in srebra).

Zgodovina in gospodarski pomen

Zlato je bilo pomembno v številnih kulturah skozi zgodovino kot simbol bogastva in moči. Zlato mrzlice (npr. v Kaliforniji, Avstraliji, Yukonu) so v 19. stoletju povzročile množične migracije in velik gospodarski razvoj. Danes so največji proizvajalci kitajska ljudska republika, Avstralija, Rusija, Združene države in Južna Afrika (zgodovinsko pomembna).

Okoljski in družbeni vidiki

Rudarjenje zlata lahko povzroči velike okoljske in družbene izzive: erozijo, uničenje habitata, onesnaženje z živosrebrnimi ali cianidnimi spojinami in pogosto tudi težave z delovnimi pogoji v artisanalnih rudnikih. Zaradi tega obstajajo mednarodni programi in smernice za odgovorno pridobivanje in trgovanje z zlatom (sledljivost, certificiranje, dobre prakse). Recikliranje zlata iz elektronike in nakita je pomemben vir kovine in zmanjšuje potrebo po novih rudnikih.

Varnost in ravnanje

Čisto zlato ni strupeno in ne povzroča korozije kože. Kljub temu lahko zlitine vsebujejo alergene (npr. nikelj). Pri industrijskih postopkih obdelave je potrebno upoštevati varnostne ukrepe, še posebej pri rokovanju s kemikalijami (cianidi, kisline) in pri obvladovanju prašnih delcev iz mletja rude.

Zanimivosti

• En gram zlata je mogoče raztegniti v več kot 2 kilometra tanke žice.
• En centimeter kubični zlata tehta približno 19,3 grama.
• Večina vidnega zlata na Zemljini površini je posledica dostave iz zunanjih virov, vključno z udari meteorov v zgodnji zgodovini planeta.

Če želite več podrobnosti o posameznih postopkih pridobivanja ali o kemijskih lastnostih zlata, lahko nadaljujemo s poglobljeno razlago o npr. cianidni ekstrakciji, rafinacijskih postopkih ali okoljskih rešitvah za trajnostno rudarjenje.

Lastnosti

V kemiji je zlato kemijski element 79, prehodna kovina v skupini 11. Njegova atomska masa je 199,966 a.m.u. Njegov simbol je Au, iz latinske besede za zlato, aurum. Je "žlahtna kovina", kar pomeni, da ima nizko kemijsko reaktivnost.

Zlato je zelo mehko. Je plastično, kar pomeni, da ga lahko zlatar ubije v tanke kovinske plošče. Prav tako je plastično, kar pomeni, da ga je mogoče vleči v žico. Kadar se uporablja v denarju ali nakitu, je pogosto legirano s srebrom ali drugo kovino, da postane trše.

Večina kovin je sive barve. Zlato je rumeno zaradi načina obnašanja elektronov. Edina kovina, ki se pogosto uporablja in ni sive barve, je baker. Tudi cezij ima barvo, podobno zlati, vendar se kot kovina pogosto ne uporablja, ker reagira z vodo.

Zlato je dokaj dober električni prevodnik, vendar ne tako dober kot baker ali srebro. Bakreni in medeninasti električni priključki, zlasti tisti, ki se uporabljajo v računalniški in avdio/video opremi, so zaradi odpornosti proti koroziji pogosto prevlečeni z zlatom.

Nancy Johnson in njena zlata olimpijska medalja

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je zlato?

V: Kakšen je kemijski simbol zlata?

V: Zakaj je zlato pomembno?

V: Kakšne so metode pridobivanja zlata?

V: Kje se nahaja večina zlata na Zemlji?

V: Kaj je avtohtona kovina?

V: Kje na svetu so najgloblja delovna mesta za rudarje?

Išči po črki