Tính chất cơ bản của vàng

Do tính chất hóa học và vật lý của nó, vàng thuộc một nhóm nhỏ các kim loại quý hiếm nhất được tìm thấy trong tự nhiên. Nhân loại đánh giá cao kim loại quý này vì vẻ đẹp và khả năng duy trì vẻ ngoài sáng và bóng của nó trong đồ trang sức và tiền xu được làm từ nó. Nó cũng được sử dụng trong một số ngành công nghiệp. Trong nhiều thế kỷ, các món đồ bằng vàng là một mặt hàng xa xỉ và chưa bao giờ mất giá trị, nhấn mạnh khả năng thanh toán cao của chủ sở hữu hoặc quốc gia sở hữu vàng và dự trữ ngoại hối. Bạn có thể thường nghe rằng vàng là hệ thống thanh toán quốc tế, có tầm quan trọng và ý nghĩa trên lãnh thổ của bất kỳ quốc gia nào trên thế giới.

Về ngoại hình, khoáng chất này trông giống như những mảnh kim loại nhỏ có hình dạng tròn không đều có màu vàng rơm. Tính chất vật lý cơ bản của vàng:

• nóng chảy của kim loại xảy ra ở nhiệt độ bằng 1063 ° C;
• khối lượng riêng của chất là 19,33 g / cu. cm;
• các chỉ số độ cứng, được xác định bằng thang Mohs, có thể từ 2,5 đến 3;
• có thể đưa kim loại lên nhiệt độ sôi cao nhất ở t = 2948 ° С;
• mức dẫn nhiệt riêng ở t = 0 ° C bằng 311,5 W / mK;
• Độ bền của kim loại sau khi ủ là từ 100 đến 140 MPa.

Theo cấu trúc của mạng tinh thể của nó, vàng là một chất khá mềm, và các tạp chất khác nhau, được gọi là chất kết dính, được thêm vào kim loại để tạo ra độ cứng.

Khoáng chất tự nhiên quý giá này có các đặc tính vật lý độc đáo khác.

• Mức độ dẻo cao. Từ 1 gam vàng, nếu muốn, bạn có thể rút ra một sợi dây dài tới 2-2,6 mét hoặc cuộn kim loại ra dưới dạng một tấm giấy bạc phẳng dày 1 micron. Do tính chất mềm tự nhiên của vàng, người ta nhận thấy rằng, trong vòng 1 năm, tiền xu đang lưu thông có thể mất tới 0,1% trọng lượng ban đầu khi đúc.

• Hệ số phản xạ cao. Hợp kim quý đã hoàn thành có khả năng dễ dàng đánh bóng để trở thành lớp tráng gương sáng. Các tấm vật liệu cán mỏng được sử dụng để mạ vàng. Điều này thậm chí còn được sử dụng trong du hành vũ trụ - những lớp vàng mỏng nhất được phủ lên mũ bảo hiểm của các phi hành gia và bề mặt của các thiết bị ngoài không gian để bảo vệ họ khỏi tác hại của bức xạ hồng ngoại, vốn thể hiện trong không gian vũ trụ.

• Khả năng phun. Khoáng chất quý có xu hướng phân hủy thành các phần nhỏ có kích thước bằng với chiều dài của sóng ánh sáng. Khả năng này cho phép vật liệu này được phun. Ví dụ, người ta biết rằng trong các vùng nước và sông có sự phân tán của vàng, không thể nhìn thấy bằng mắt, nhưng có thể xác định được bằng cách sử dụng các dụng cụ đặc biệt. Bề mặt được phủ một lớp vàng mỏng nhất có khả năng chiếu tia nắng mặt trời vào mà không bị nóng lên.

• Tính dễ uốn tốt. Vàng có độ mềm và khả năng có hình dạng mong muốn, đó là một trong những phẩm chất quý giá nhất của nó. Ví dụ, từ 1 gam vàng, bạn có thể tạo ra một tờ giấy bạc mỏng, diện tích ít nhất là 1 mét vuông. m. Tính chất này được sử dụng để mạ vàng dưới dạng lá vàng tốt nhất, dùng để phủ lên các mái vòm và biểu tượng của nhà thờ, được sử dụng để trang trí nội thất và được sử dụng để tạo ra các đồ vật nghệ thuật.

• Mức độ dẫn điện cao. Với khả năng chống lại các quá trình oxy hóa, khoáng chất quý này có khả năng dẫn điện tốt. Tính chất này của kim loại khiến người ta có thể sử dụng nó để sản xuất điện trở trong các mạch điện tử của nhiều thiết bị hiện đại: điện thoại, tivi, máy tính, máy nghe nhạc đa phương tiện, trong kỹ thuật vô tuyến và các thiết bị tương tự khác.

Được biết rằng kim loại quý hoàn toàn không có mùi, và vật liệu này cũng không có khả năng bị nhiễm từ. Ngoài ra, khoa học đã chứng minh rằng vàng là một nguyên tố có trong ít nhất 15 loại khoáng chất được khai thác trong lòng đất. Trong hầu hết các loại đá được khai thác với số lượng này, vàng được bao gồm trong thành phần nghiền thành bột được tìm thấy ở cấp độ nguyên tử.

Kim loại được gọi là vàng (aurum) có ký hiệu - Au, theo nghĩa đen có nghĩa là "nắng" hoặc "màu vàng". Trong hệ thống của Mendeleev, kim loại được phân vào nhóm 1, nó được gán số thứ tự 79 nguyên tử. Mạng tinh thể hóa học của Au có cấu trúc lập phương.

Kim loại có những tính chất hóa học đặc biệt.

• Quán tính tương đối. Vàng không thay đổi tính chất của nó khi tiếp xúc với lưu huỳnh và oxy, không tương tác với nitơ, cacbon, hydro và phốt pho. Vàng không phản ứng với nhiều kiềm và axit.
• Hóa trị của nguyên tố hóa học này biểu hiện bằng + I hoặc + III.
• Ở t = 20 ° C, kim loại tham gia phản ứng hoá học với dung dịch nước gồm clo và brom. Và các dung dịch cồn chứa i-ốt, phản ứng với vàng 585, để lại những vùng có vết đen trên đó, điều này sẽ không xảy ra nếu nhỏ i-ốt vào vàng 750.
• Quang phổ màu của kim loại phụ thuộc vào kích thước hạt của nó. Các hạt vàng nhỏ nhất có thể có màu xám xanh. Theo số liệu khảo sát địa chất, cứ 20 mỏ thì mới có một mỏ khai thác vàng ở dạng vàng cốm.

Nếu một viên kim loại vàng tự nhiên bị nung chảy, thì ở trạng thái lỏng, nó sẽ giống như một chất có màu xám lục nhạt, và bóng râm này cũng vốn có trong hơi bốc lên từ kim loại nóng chảy. Người ta chỉ phải nung nóng chất đó đến nhiệt độ vượt quá 1064 ° C, tức là phải tăng chỉ số nóng chảy của kim loại lên ít nhất 1 ° C, vì hơi của hợp kim vàng sẽ bắt đầu bay hơi vào khí quyển. Và nhiệt độ nóng chảy của một chất càng cao thì độ bay hơi của nó càng cao. Nếu các thành phần của thủy ngân, asen, cũng như antimon hoặc tellurium được thêm vào hợp kim, sự bốc hơi từ bề mặt của hợp kim vàng sẽ tăng hơn nữa, vì những thành phần này sẽ tạo thành cái gọi là hợp chất dễ bay hơi.

Các nhà kim hoàn làm việc với các hợp kim vàng khác nhau đã nhận thấy rằng tạp chất kết dính ảnh hưởng đến các tính chất hóa học, vật lý và bên ngoài của vật liệu thu được bằng cách nấu chảy vàng.

Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn các thuộc tính của một khoáng chất quý thay đổi như thế nào khi kết hợp với các chất khác nhau.

Khi kết hợp với bạc, kim loại màu vàng quý phái làm giảm nhiệt độ nóng chảy của nó và cũng thay đổi màu vàng lục ban đầu tự nhiên của nó thành màu bạc thép. Sự kết hợp này có mặt tích cực và tiêu cực của nó. Bất chấp những thay đổi về hình ảnh bên ngoài, độ bền của vật liệu hoàn thiện chỉ tăng lên khi kết hợp với bạc. Nhưng trong quá trình nghiên cứu thực tế, người ta nhận thấy rằng trong một hợp kim quý có thành phần như vậy, các phẩm chất quan trọng như tính dễ uốn và độ dẻo bị giảm đi phần nào. Tuy nhiên, điều này hoàn toàn không có nghĩa là hợp kim Au và Ag không được sử dụng - ngược lại, đây là sự kết hợp khá phổ biến mà các thợ kim hoàn thường sử dụng trong công việc của mình.

Những thay đổi về tính chất vật lý của hợp kim quý đã hoàn thành sẽ xảy ra nếu đồng được thêm vào làm hợp kim chính cho nó. Kim loại này làm tăng đáng kể độ bền của hợp kim vàng, đồng thời duy trì độ dẻo của vật liệu tạo thành và độ dẻo tốt của nó với sự kết hợp của các kim loại như vậy.

Nếu trong thành phần hợp kim quý của đồng vàng có từ 14,5% trở lên thì thành phẩm sẽ có màu hơi đỏ rõ rệt - loại vàng như vậy thường được gọi là "vàng nguyên chất". Nhưng trong trường hợp này, nó không phải là không có nhược điểm - sử dụng hợp kim đồng, vật liệu tạo thành sẽ mất đặc tính chống ăn mòn, đó là do đồng tăng khả năng hình thành phản ứng oxy hóa với oxy. Tiếp xúc với môi trường ẩm ướt và thậm chí chỉ đơn giản là không khí, theo thời gian, một sản phẩm làm bằng hợp kim như vậy chắc chắn sẽ tối đi, đồng thời mất đi màu sắc tươi sáng ban đầu.

Vì đồng có giá thành thấp, nên hợp kim từ nó sẽ không quá đắt về giá, điều này được phản ánh trong giá thành của thành phẩm - nó là rẻ nhất. Trong thời kỳ Xô Viết, 583 mẫu đã được sản xuất cho người dân, và chỉ đến năm 1995, mẫu 585 đã được đưa vào sản xuất, chứa ít đồng hơn 0,2% so với loại tương tự trước đó, nhưng hàm lượng vàng lại tăng 0,2%. để tăng giá của các mặt hàng vàng.

Kim loại tự nhiên này được các thợ kim hoàn sử dụng để làm sạch hợp kim vàng khỏi màu đỏ tự nhiên, và chất kết dính này đặc biệt thường được sử dụng trong sản xuất vàng trắng đặc biệt có giá trị.

Khi được kết hợp trong một hợp kim quý của Au và Ni, độ bền của vật liệu quý đã hoàn thành sẽ tăng lên đáng kể. Các sản phẩm làm bằng hợp kim cao quý này có màu thép với ánh rơm nhạt tinh tế. Để loại bỏ hoàn toàn màu vàng biểu hiện yếu ớt này, bề mặt của đồ trang sức thành phẩm được phủ một lớp mỏng của một kim loại khác - rhodium. Điều này được thực hiện không chỉ để làm đẹp, mà còn để giảm khả năng gây dị ứng của các sản phẩm quý giá.

Sự thật là kim loại niken được biết là có khả năng gây ra các phản ứng dị ứng trên da... Cứ 10 người thì có 8 người, những biểu hiện này chắc chắn sẽ khiến bản thân bị cảm khi đeo trang sức. Do đó, trâm cài, khuy măng sét, mặt dây chuyền, nhẫn chìa khóa thường được làm từ hợp kim mà niken được sử dụng làm chữ ghép, hay nói cách khác là một thứ ít tiếp xúc với da người trong thời gian tiếp xúc lâu dài. Theo thời gian, lớp mạ rhodium mỏng trên đồ trang sức sẽ mất đi, và khoảng 6 hoặc 7 năm một lần, lớp mạ này sẽ cần được làm mới trong xưởng trang sức. Sau khi thực hiện công việc phục chế như vậy, đồ trang sức sẽ lại trông như mới, sáng lấp lánh với lớp bạc màu xanh nhạt của thép.

Theo các nhà hóa học, một nguyên tố hóa học được gọi là palađi, là một sản phẩm phụ từ quá trình xử lý kim loại quý. Nguyên tố này thu được bằng cách kết hợp bạch kim, thủy ngân xyanua và cường thủy (thành phần của nó: 3 phần nitric + 1 phần axit clohydric). Vì vậy, Việc phát hiện ra kim loại này đã được thực hiện khi Pd, Au, Pt và Ag đã được phát hiện. Trong môi trường nhiệt độ bình thường, flo không ảnh hưởng đến palađi, axit clohydric và ngay cả nước cường toan cũng không ảnh hưởng. Kim loại này hoàn toàn không dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với oxy, nó có cấu trúc rất chắc chắn, không bị trầy xước, nứt vỡ, và ngoài ra nó rất dễ bị gia công cơ học và hàn.

Bằng cách thêm palladi kim loại làm thành phần phối ghép vào hợp kim vàng, có thể thu được vàng trắng. Do tính bất thường và sức mạnh tăng lên của chúng, các mặt hàng vàng với palađi có chất lượng và giá thành cao hơn so với các hợp kim vàng khác có chứa các thành phần đơn giản hơn.

Palladium được đánh giá cao không chỉ trong sản xuất đồ trang sức mà còn được tìm thấy trong các ứng dụng khác nhau, từ y học đến chế tạo máy bay. Tại các cuộc đấu giá thị trường quốc tế, giá palladium báo giá đôi khi còn vượt quá giá trị của vàng, và đồ trang sức làm từ nó trông đặc biệt sang trọng và quý phái. Họ đang có nhu cầu cao đối với những người sành sỏi về hợp kim quý màu trắng.

Ngày nay, bạch kim tự nhiên là loại đắt nhất trong số các kim loại quý mà nhân loại biết đến. Về đặc tính hóa lý, bạch kim có mật độ và độ bền cao gấp đôi so với vàng. Ngoài ra, bạch kim có khả năng chống ăn mòn kim loại cao nhất - khi tiếp xúc với oxy, quá trình oxy hóa không xảy ra. Bạch kim về các đặc tính của nó gần giống với palađi kim loại, sự khác biệt giữa chúng nằm ở chi phí - bạch kim đắt hơn paladi.

Khi tạo ra hợp kim quý, người ta cho bạch kim vào vàng nguyên chất, sau khi nấu chảy sẽ thu được sản phẩm có màu trắng bạc lấp lánh, trong đó hoàn toàn không có tạp chất màu vàng. Là một phần của hợp kim vàng, bạch kim làm tăng đáng kể giá trị của nó, điều này cũng ảnh hưởng đến trang sức thành phẩm.Tuy nhiên, hợp kim này luôn được ưa chuộng cao và có danh tiếng rất tốt trong số những người đánh giá cao hợp kim trắng tinh khiết nhất được tạo ra từ kim loại quý.

Bạn có thể tìm hiểu lý do tại sao vàng lại có giá trị lớn dưới đây.