Хімічні властивості золота

Незважаючи на те, що золото в Періодичній системі Д.І.Менделєєва належить до однієї групи зі сріблом та міддю, його хімічні властивості є більш наближеними до хімічних властивостей металів платинової групи. Винятково висока хімічна стійкість золота - одна з найважливіших властивостей золота.

Золото має високу хімічну стійкість до дії кисню та сірки навіть при нагріванні; стійке до впливу вологи; не реагує з кислотами, лугами, солями. Розчиняється тільки в сумішах кислот - соляної та азотної (царська горілка); сірчаної та марганцевої; сірчаної та азотної, а також у гарячій селеновій кислоті. Цю властивість використав відомий датський фізик Нільс Бор у 1943 р. під час гітлерівської окупації Копенгагена. У нього зберігалися 2 золоті Нобелевські медалі його колег - німецьких фізиків - Джеймса Франка та Макса фон Лаує. Не ризикуючи узяти медалі з собою, вчений розчинив їх у "царській горілці" і поставив пляшку на полицю, поряд з іншими пляшками з різними рідинами. Повернувшись після війни в лабораторію, Бор знайшов цю дорогоцінну пляшку. За його проханням співробітники виокремили золото із розчину і відлили обидві медалі.

Золото легко з'єднується із ртуттю, утворюючи амальгаму. Вступає в реакцію з хлором, бромом та йодом. У табл. 1.2 наведено дані про взаємодію золота з рядом реагентів.

Таблиця 1.2 - Реакція золота з деякими реагентами

Взаємодіє

Не взаємодіє

1. Хлорна вода Н2О + СІ2 2. Бромна вода Н2O + Вr2 3. Бромистоводнева кислота НВr (незначно при кімнатній температурі) 4. Розчин йоду в йодистому калії КІ + І2 (при кімнатній температурі) 5. Розчин йоду в спирті С2Н5ОН + І2 (при кімнатній температурі) 6. Розчин хлорного заліза у соляній кислоті FeCl3 + НС1 (незначно при кімнатній температурі) 7. Розчини ціанидів (KCN, NaCN у присутності кисню або інших окисників) 8. Хлор (при температурах вище 420К) 9. Царська горілка HNO3 + НС1 10. Ацителен С2Н2 (при температурі 753К)

1. Вода 2. Повітря 3. Азотна кислота HNO3 4. Селенова кислота H2SeО4 5. Сірчана кислота H2SО4 6. Соляна кислота НСІ 7. Хлорна кислота НСIO4 (до температури 370К) 8. Розчини лугів NaOH, KOH 9. Сірководень H2S 10. Хлор (до температури 410-420К) 11. Винна кислота СO2Н(СНОН)2СO2Н 12. Лимонна кислота С3Н4(ОН)(СO2Н) 13. Оцтова кислота СН3СООН

2.2. Характеристика сплавів золота

Як уже зазначалось, в ювелірній промисловості чисте золото використовується рідко, в основному як сусальне для золотіння. Зазвичай, використовують сплави золота з міддю, сріблом, платиною, паладієм та іншими металами через те, що чисте золото дуже м'яке, маломіцне, має не дуже привабливий червоний колір.

Двокомпонентні сплави золота

Серед двокомпонентних сплавів золота, що інколи використовуються в ювелірній промисловості, є сплави золото-мідь й золото-срібло. Хімічний склад золото-мідних сплавів наведено в таблиця 1.3.

Таблиця 1.3 - Хімічний склад золото-мідних сплавів

Марка	Хімічний склад, % домішки, не більше							Сума нормованих домішок
	Аu	Си	Рb	Аu	Си	Vi
Зл М980	97,3-98,3	1,7-2,7	0,005	0,10	0,005	0,005	0,11
ЗлМ916	91,3-91,9	8,1-8,7	0,005	0,10	0,005	0,005	0,16
Зл М900	89,7-90,3	9,7-10,3	0,005	0,10	0,005	0,005	0,16
Зл М583	58,0-58,6	41,4-42	0,005	0,10	0,005	0,005	0,16

У сплавах золото-мідь літерами означається основний та легуючий елемент, цифрами - лише вміст золота (проба). Наприклад, марка двокомпонентного сплаву Зл М980, означає, що сплав містить 98,0% золота, решта - мідь.

У системі Au-Ag колір сплавів змінюється з підвищенням вмісту Ag від червоного, що відповідає чистому золоту, до білого кольору - чисте срібло. Сплави, що містять золото в межах від 60 до 70% мають красивий зелений відтінок, але через низькі механічні властивості використовуються дуже рідко.

Сплави Au-Ag володіють добрими литтєвими властивостями, пластичні, мають високу корозійну стійкість, але мало використовуються в техніці через низьку твердість.

Через невелику кольорову гаму і малу стійкість до стирання сплави цієї системи не знаходять використання в ювелірній справі, а використовуються для виготовлення контактів, провідників, інших деталей в електротехніці.

Багатокомпонентні сплави золота

В ювелірній промисловості для виготовлення золотих виробів використовують здебільшого сплави системи золото-срібло-мідь, золото-мідь-паладій, які містять домішки інших металів: нікелю, цинку, кадмію.

Хімічний склад золотих сплавів наведено в таблиці (ГОСТ Р 51152-98).

Таблиця 1.4 - Хімічний склад золото-срібно-мідних сплавів (ГОСТ Р 51152-98)

Марка	Хімічний склад, %
	Аu	Ag	Аu
ЗлСрМ 958-20	98,5-96,3	1,7-2,7	1,7-2,5
ЗлСрМ 750-125	75,0-75,5	12,0-13,0	12,0-13,0
ЗлСрМ 750-150	75,0-75,5	14,5-15,5	9,5-10,5
ЗлСрМ 585-80	58,5-59,0	7,5-8,5	39,9-34,5
Зл СрМ 585-200	58,5-59,0	19,5-20,5	21,1-22,3
Зл СрМ 585-300	58,5-59,0	29,5-30,5	11,2-12,2
ЗлСрМЦ 585-80-812-25	58,5-59,0	7,5-8,5	----
ЗлСрМ 500-100	50,0-50,5	9,5-10,5	39,2-40,8
Зл СрМ 375-250	37,5-38,0	25,5	29,2-30,8
ЗлСрМ 375-20	37,5-38,0	1,7-2,3	59,5-61,5
ЗлСрМ375-100	37,5-38,0	9,5-10,5	51,5-53,5
ЗлСрМ 375-160	37,5-38,0	15,5-16,5	45,6-47,4
ЗлСрМ 333-333	33,0-33,6	32,8-33,8	32,6-34,2

Таблиця 1.5 - Хімічний склад золото-срібно-паладієвих сплавів (ГОСТ Р 51152-98)

Марка	Проба	Масова доля, %
		золото	срібно	паладій
ЗлСрПдМ 375-100-38	375	37,5-38,0	9,5-10,5	3,5-4,1
ЗлСрПд 585-255-160	585	58,5-59,0	25,0-26,0	ост.
ЗлСрПдЦ	585	58,559,0	28,2-29,2	9,5-10,5
ЗлСрПдКд	585	58,5-59-0	57,5-58,5	9,5-10,5
ЗлСрПд 750-100-150	750	75,0-75,5	14,5-15,5	ост.
ЗлСрПдН 750-90-140	370	750-75,5	8,5-9,5	13,5-14,5
ЗлСрПдН 750-70-140	750	75,0-75,5	6,5-7,5	13,5-14,5
ЗлСрРдНКд 750-90-85-4	750	75,0-75,5	8,5-9,5	8,0-9,0

Таблиця 1.6 - Хімічний склад золото-срібно-платинових сплавів (ГОСТ Р 51152-98)

Марка	Проба	Масова доля, %
		золото	срібно	паладій
ЗлСрПлМ 750-80-90	750	75,0	7,5-8,5	8,5-9,5

*У сплаві ЗлСрМ750-150 - домішка фосфору не повинна перевищувати 0,005%.

Цифри в марках сплавів означають: у золотих, золото-срібних, золото-срібно-мідних - масову частку золота та срібла в тисячних частках (пробах). Стійкість до корозії в основному визначається вмістом золота, в меншому ступені - срібла та міді.

Співвідношення срібла та міді визначає колірні відтінки сплаву та механічні властивості. Срібло надає золотому сплаву м'якості, ковкості, знижує температуру плавлення та змінює колір. З підвищенням вмісту срібла в сплаві він від зеленого стає жовто-зеленим. При вмісті срібла понад 30% колір стає жовто-білим та бліднішає зі збільшенням кількості срібла. Вміст 65% срібла робить сплав білим. Мідь підвищує твердість золотого сплаву, зберігаючи його ковкість та тягучість. Сплав набуває червоних відтінків, що підсилюються при підвищенні вмісту міді. При вмісті 14,6% міді він стає яскраво-червоним. Однак мідь знижує антикорозійні властивості сплаву.

Хімічна стійкість сплавів системи Au-Ag-Cu змінюється нерівномірно. Так, за Тамманом, розрізняють такі зони хімічної стійкості сплавів системи Au-Ag-Cu:

• Стійкі (am. частка Аи - 100-50%) - сплави стійкі до сильних мінеральних кислот, розчиняються тільки у "царській горілці")

• Слаборозчинні (am, частка Аu - 50-37,5%) - сильні кислоти розчиняють компоненти сплаву до тих пір, доки вміст атомів Аu ньому не досягне 50%, і сплав не стане стійким.

• Розчинні - (am. частка Аu -37,5-25%) - лігатурні метали під дією сильних кислот повністю руйнуються, і золото залишається у вигляді нерозчинного осаду.

• Тьмяніючі - (am. частка Аu менша за 25%) - ці сплави розкладаються під дією кислот. Присутність у повітрі сірководню, аміаку, вологи викликає потьмяніння їх поверхні.