Плотность золота
Плотность золота и другие его физические свойства
Золото – прекрасный проводник теплоты и электрического тока, уступающий в этом отношении только серебру и меди.
Рис. 1. Золото. Внешний вид.
Чистое золото характеризуется высокой мягкостью, ковкостью, пластичностью, высокой тепло- и электропроводностью, однако наличие примесей негативно сказывается на этих свойствах.
Расплавленное золото способно растворять значительное количество кислорода, который выделяется при затвердевании металлов, часто вызывая их разбрызгивание.
Основные константы золота приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность золота.
|
Плотность, г/см3 |
19,32 |
|
Температура плавления, oС |
1064 |
|
Температура кипения, oС |
2808 |
Золото образует коллоидные растворы, которые весьма устойчивы и могут сохраняться десятилетиями. Цвет коллоидных растворов золота в зависимости от размера частиц бывает зеленым, желтым, красным, синим, фиолетовым и даже черным. Коллоидные частицы золота придают красную окраску стеклу (рубиновые стекла).
Нахождение золота в природе
Золото встречается в природе почти исключительно в самородном состоянии, главным образом в виде мелких зерен, вкрапленных в кварц или содержащихся в кварцевом песке. В небольших количествах золото встречается в сульфидных рудах железа, свинца и меди. Следы его открыты в морской воде. Общее содержание золота в земной коре составляет всего 5×10-7% (масс.).
Краткое описание химических свойств и плотность золота
Золото располагается в ряду напряжений правее водорода и не вытесняет водород из воды и кислот-неокислителей.
Золото можно назвать наиболее «благородным» металлом. Оно устойчиво к действию азотной и серной кислот, но взаимодействует с царской водкой, селеновой кислотой, смесью соляной кислоты и гипохлорита натрия:
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O.
В отличии от меди золото не реагирует с водным раствором аммиака и галогеноводородными кислотами. Реакция с цианидами протекает лишь в присутствии окислителя – пероксида водорода или кислорода:
4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH.
При нагревании золото реагирует даже с полисульфидами и тиосульфатами щелочных металлов с образованием тиосолей, с раствором хлорного железа.
Препаративно золото переводят в раствор либо взаимодействием с царской водкой, либо окислением хлором в концентрированной соляной кислоте:
2Au + 2HCl + 3Cl2 = 2H[AuCl4].
Золото не взаимодействует с щелочами. Данный металл не вступает в реакцию с кислородом даже при высоких температурах, однако в виде тонких пленок может быть окислен кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом.
Галогенирование приводит к образованию соединений золота (III): наиболее энергично с ним взаимодействует бром – реакция протекает уже при комнатной температуре и сопровождается нагреванием смеси. С водородом, азотом и углеродом золото непосредственно не реагирует даже при нагревании. Гидриды, нитриды и карбиды получают косвенным путем.
Примеры решения задач
| Задание | Вычислите плотность кислорода O2 по азоту и по воздуху. |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
DN2(O2) = Mr(O2) / Mr(N2); DN2(O2) = 32 / 28 = 1,14. Dair(O2) = Mr(O2) / Mr(air); Dair(O2) = 32 / 29 = 1,1. Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов. |
| Ответ | Плотность кислорода по азоту и по воздуху равна 1,14 и 1,1 соответственно. |
| Задание | Вычислите плотность во водороду следующих газов: а) фтора; б) аргона; в) этана C2H6; г) фосфина PH3. |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
Mr(F2) = 2 ×Ar(F) = 2 × 19 = 38. Mr(H2) = 2 ×Ar(H) = 2 × 1 = 2. Mr(Ar) = Ar(Ar) = 40. Mr(C2H6) = 2 ×Ar(C) + 6 ×Ar(H) = 2 ×12 + 6 × 1 = 24 + 6 = 30. Mr(PH3) = Ar(P) + 3 ×Ar(H) = 31 + 3 × 1 = 31 + 3 = 34. DH2(F2) = Mr(F2) / Mr(H2) = 38 / 2 = 19. DH2(Ar) = Mr(Ar) / Mr(H2) = 40 / 2 = 20. DH2(C2H6) = Mr(C2H6) / Mr(H2) = 30 / 2 = 15. DH2(PH3) = Mr(PH3) / Mr(H2) = 34 / 2 = 17. |
| Ответ | Плотности фтора, аргона, этана и фосфина по водороду соответственно равны 19, 20, 15 и 17. |
