Большие расхождения существуют в результате измерения температуры плавления золота – от 1062.7 до 1067.4 С. Как правило, температурой плавления золота считают 1063 С. Теплота сублимации золота при 25 С равна 87.94 ккал. Поверхностное натяжение расплавленного золота составляет 1.134 Дж/м. Теплопроводность золота l при 20 С составляет 0.743 кал и мало меняется с повышением температуры. При низких температурах наблюдается максимум теплопроводности при 10 К. Температурный коэффициент электросопротивления при 0 – 100 С равен 0.004 С. Облучение, наклеп и закалка золота приводят в результате образования дефектов решетки к небольшим изменениям параметра решетки и объема металла. Однако эти изменения очень не значительны, линейные размеры изменяются лишь на несколько сотых процентов. В процессе отжига происходит термический возврат свойств, изменение которых было вызвано дефектами решетки. Для чистого золота характерны низкое значение предела прочности s - порядка 13 – 13.3 кгс/мм – и высокое значение относительного удлинения – порядка 50% - в отожженном состоянии. Предел текучести s также очень низок, он равен 0.35 кгс/мм. Упрочение в процессе пластической деформации весьма не значительно вследствие склонности золота к рекристаллизации в процессе деформирования.

Химические свойства золота

Золото — самый инертный металл, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов, при нормальных условиях оно не реагирует с большинством кислот и не образует оксидов, благодаря чему было отнесено к благородным металлам, в отличие от металлов обычных, легко разрушающихся под действием окружающей среды. Затем была открыта способность царской водки растворять золото, что поколебало уверенность в его инертности.

Из чистых кислот золото растворяется только в горячей концентрированной селеновой кислоте:

2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O

Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты:

4Au + 8CN− + 2H2O + O2 → 4[Au(CN)2]− + 4 OH−

В случае реакции с хлором возможность комплексообразования также значительно облегчает ход реакции: если с сухим хлором золото реагирует при ~200 °С с образованием хлорида золота(III), то в водном растворе (царская водка) золото растворяется с образованием хлораурат-иона уже при комнатной температуре:

2Au + 3Cl2 + 2Cl− → 2[AuCl4]−

Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, давая трибромид AuBr3.

Со фтором золото реагирует в интервале температур 300−400°C, при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются.

Золото также растворяется во ртути, фактически образуя легкоплавкий сплав (амальгаму).

В концентрированной серной кислоте золото растворяется в присутствии окислителей: иодной кислоты, азотной кислоты, диоксида марганца. В водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется с образованием очень прочных дицианоауратов:

4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

Эта реакция лежит в основе важного промышленного способа извлечения золота из руд.

Но самыми необычными являются свойства мелкораздробленного золота. При восстановлении золота из сильно разбавленных растворов оно не выпадает в осадок, а образует интенсивно окрашенные коллоидные растворы – гидрозоли, которые могут быть пурпурно-красными, синими, фиолетовыми, коричневыми и даже черными. Так, при добавлении к 0,0075%-ному раствору H[AuCl4] восстановителя (например, 0,005%-ного раствора солянокислого гидразина) образуется прозрачный голубой золь золота, а если к 0,0025%-ному раствору H[AuCl4] добавить 0,005%-ный раствор карбоната калия, а затем по каплям при нагревании добавить раствор танина, то образуется красный прозрачный золь. Таким образом, в зависимости от степени дисперсности окраска золота меняется от голубой (грубодисперсный золь) до красной (тонкодисперсный золь). При размере частиц золя 40 нм максимум его оптического поглощения приходится на 510–520 нм (раствор красный), а при увеличении размера частиц до 86 нм максимум сдвигается до 620–630 нм (раствор голубой). Реакция восстановления с образованием коллоидных частиц используется в аналитической химии для обнаружения малых количеств золота. [4]

Соединения золота

Галоидные соединения

Наиболее часто встречается на практике и служит для получения многих других соединений хлорное золото AuClЗ. Оно получается при нагревании Au в струе хлора при 300°, или же при растворении в царской водке. В последнем случае при выпаривании раствора досуха, для удаления кислот, происходит легкое разложение AuCl 3 с образованием AuCl, которое, будучи нерастворимо в воде, легко отделяется от AuClЗ. Хлорное золото растворимо в спирте, эфире и воде, довольно непрочно; при нагревании около 150° выделяет Cl и образует AuCl, а при более сильном совсем разлагается на Cl и Au; то же самое происходит под влиянием света. Из водного раствора множество веществ выделяют золото в металлическом виде; в этом отношении наиболее употребительны: SO2, FeSO4 и щавелевая кислота. Например с FeSO4 реакция идет так:

2АuСl 3 + 6FeSО 4 = 2Аu + Fe2Cl6 + 2Fe2(SO4) З.

AuCl3 соединяется с НСl, образуя AuCl 3 HCl (легкая разлагаемость и способность соединяться с НСl делают почти невозможным получение AuCl3 в совершенно чистом виде). [5]

Кислородные соединения золота

Из соединений золота с кислородом достоверно известны два: закись золота Au2O и окись Au2O3, хотя указывают на существование еще Аu2O2, Аu2O4, Аu2O5. Закись Au2O получается при действии КНО на AuCl на холоде или при кипячении AuCl 3 с уксуснокислым кали, лимонной кислотой, азотнокислой закисью ртути и пр., например:

2AuCl3 + 2Hg2(NO3)2 + Н 2 О = Au 2O + 3HgCl2 + 2HNO З + Hg(NO3)2.

Au2O в кислотах не растворяется, при нагревании выделяет кислород. Из солей, отвечающих закиси золота, наиболее прочны двойные, например сернистокислые соли щелочных металлов, AuNa 3(SO3)2 + 1/2 Н 2 О и пр. Особенной известностью пользуется двойная серноватисто-натровая соль Na 3Au(S2O3).2H2 O, так называемая соль Фодро и Желиса. Она образуется при действии серноватисто-натровой соли на AuCl .В воде она хорошо растворима и от прибавления спирта к раствору выделяется в виде хорошо образованных кристаллов. Своим постоянством она резко отличается от других солей золота. Щавелевая кислота, SO2 и FeSO4 не выделяют из нее металлическое золото, НCl, Н2SО4 не дают осадка серы, как у других серноватистых солей, HNO3 разрушает ее с выделением золота. Употребляется в медицине и фотографии. [5]

Цианистые соединения

Из других соединений золота наиболее интересны цианистые. Золото растворяется в KCN, в присутствии кислорода воздуха; при этом образуется двойная соль AuCNKCN, лучше всего она приготовляется, действуя KCN на гремучее золото или на Au2O3; обладает сравнительной прочностью, растворима в воде, из которой кристаллизуется в безводном состоянии (для растворения 1 части соли требуется около 7 час. воды при обыкновенной температуре). FeSO4 на нее не действует; SO 2 и щавелевая кислота не выделяют из нее золото, а осаждают AuCN. Бром и йод прямо присоединяются, образуя KCNAuCNJ 2 + Н 2 О и AuCNKCN Br 2 + 3Н 2 О. Тоже известно и для хлора. AuCNKCN употребляется на практике в большом количестве для золочения гальваническим путем. При выпаривании с HNO 3 или НCl это соединение разлагается с выделением AuCN - кристаллического порошка, нерастворимого в воде, HNO3, Н2SО4 и легко растворяющегося в цианистых металлах, с которыми образует двойные соли. При действии KCN на раствор AuCl 3, по возможности нейтральный, получается AuCN 3 KCN в виде кристаллов, растворимых в теплой воде и спирте. При разложении кислотами из нее получают кислоту AuCN 3HCN. [5]