Kulla põhiomadused

Kuld kuulub oma keemiliste ja füüsikaliste omaduste tõttu väikesesse rühma kõige väärtuslikumatest ja haruldasematest metallidest, mis looduses eksisteerivad. Inimkond hindab seda väärismetalli selle ilu ja võime eest säilitada oma särav ja läikiv välimus ehetes ja müntides. Seda kasutatakse ka mõnes tööstuses. Kuldesemed on palju sajandeid olnud luksuskaup ega ole kunagi oma väärtust kaotanud, rõhutades nende omaniku või kullavaru omava riigi kõrget maksevõimet. Tihti võib kuulda, et just kuld on rahvusvaheline maksesüsteem, millel on kaal ja tähendus mis tahes maailmariigi territooriumil.

Välimuselt näeb see mineraal välja nagu väikesed ebakorrapäraselt ümardatud õlgkollase värvi metallitükid. Kulla peamised füüsikalised omadused:

• metalli sulamine toimub temperatuuril 1063ºС;
• aine tihedus on 19,33 g / cu. cm;
• Mohsi skaala järgi määratud kõvaduse näitajad võivad olla vahemikus 2,5 kuni 3;
• metalli on võimalik viia kõrgeima keemistemperatuurini t=2948ºС;
• erisoojusjuhtivuse tase t=0ºС on võrdne 311,5 W/mK;
• metalli tugevus pärast lõõmutamist on 100 kuni 140 MPa.

Vastavalt oma kristallvõre struktuurile on kuld üsna pehme aine ja metallile lisatakse selle kõvaks muutmiseks mitmesuguseid lisandeid, mida nimetatakse ligatuurideks.

Väärtuslikul looduslikul mineraalil on muid ainulaadseid füüsikalisi omadusi.

• Kõrge plastilisuse tase. 1 grammist kullast saate soovi korral venitada kuni 2–2,6 meetri pikkuse traadi või rullida metalli välja 1 mikroni paksuse lameda fooliumilehena. Tänu kulla loomulikule pehmusele pandi tähele, et 1 aasta jooksul võisid ringluses olnud mündid kaotada valamisel kuni 0,1% oma esialgsest kaalust.

• Kõrge peegeldusvõime. Valmiskujul väärissulamit saab hõlpsasti poleerida heledaks peegelviimistluseks. Kuldamise pealekandmiseks kasutatakse õhukesi rullmaterjali lehti. Seda kasutatakse isegi astronautikas – kõige õhemad kullakihid kantakse astronautide kiivritele ja väliskosmoseseadmete pindadele, et kaitsta neid avakosmoses avalduva infrapunakiirguse kahjuliku mõju eest.

• Pihustusvõime. Väärtuslik mineraal kipub lagunema pisikesteks fraktsioonideks, mille suurus on võrdne valguslainete pikkusega. See võime võimaldab seda materjali pihustada.Näiteks on teada, et veehoidlates ja jõgedes on kulla dispersioon, mida pole visuaalselt näha, kuid seda saab määrata spetsiaalsete instrumentide abil. Kõige õhema kullakihiga kaetud pind on võimeline läbima päikesekiiri ilma kuumenemata.

• Hea vormitavus. Kullal on pehmus ja võime võtta soovitud kuju, mis on üks selle väärtuslikumaid omadusi. Näiteks 1 grammist kullast saate teha õhukese fooliumilehe, mille pindala on vähemalt 1 ruutmeetrit. m Seda omadust kasutatakse kuldamiseks parima kuldlehe kujul, mida kasutatakse kirikukuplite ja ikoonide katmiseks, kasutatakse interjööride kaunistamiseks ja kunstiobjektide loomiseks.

• Kõrge elektrijuhtivuse tase. Vastupidavus oksüdatiivsetele protsessidele, on hinnalisel mineraalil hea elektrijuhtivus. See metalli omadus võimaldab seda kasutada takistuste tootmiseks paljude kaasaegsete seadmete elektroonikaahelates: telefonid, televiisorid, arvutid, multimeediumipleierid, raadiotehnika ja muud sarnased seadmed.

On teada, et väärismetallil puudub igasugune lõhn, samuti ei ole sellel materjalil võimet magnetiseerida. Lisaks on teaduslikult tõestatud, et kuld elemendina on osa vähemalt 15 maa soolestikust kaevandatavast mineraalist. Enamikus sellesse arvu kuuluvates kaevandatud kivimites sisaldub kuld peenestatud koostises, mis on tuvastatav aatomitasandil.

Metall, mida nimetatakse kullaks (aurum), kannab nimetust - Au, mis tähendab sõna-sõnalt "päikseline" või "kollane". Mendelejevi süsteemis on metall määratud 1. rühma, sellele on määratud 79 aatomi seerianumber. Au keemiline kristallvõre on kuupstruktuuriga.

Metallil on erilised keemilised omadused.

• Suhteline inerts. Kuld ei muuda oma omadusi kokkupuutel väävli ja hapnikuga, ei suhtle lämmastiku, süsiniku, vesiniku ja fosforiga. Kuld ei reageeri paljudele leelistele ja hapetele.
• Selle keemilise elemendi valentsus avaldub kui + I või + III.
• Temperatuuril t = 20ºС läheb metall keemiliseks reaktsiooniks kloori ja broomi vesilahustega. Ja joodi vesi-alkoholilahused, reageerides 585 kullaga, jätavad sellele tumedad täpid, mida ei juhtu, kui tilgutate joodi 750 kullale.
• Metalli värvispekter sõltub selle osakeste suurusest. Väikseimad kullaosakesed võivad olla rohekashalli varjundiga. Uurimisandmete kohaselt on iga 20 kaevanduse kohta ainult üks, kus kulda kaevandatakse kollaste tükikeste kujul.

Kui looduslik kullatükk sulatatakse, näeb see vedelas olekus välja nagu kahvatu rohekashalli varjundiga aine ja see toon on omane ka kuumast sulametallist tõusvatele aurudele. Aine tuleb ainult kuumutada temperatuurini, mis ületab 1064ºС, st suurendada metalli sulamisindeksit vähemalt 1ºС võrra, kuna kullasulami aurud hakkavad atmosfääri aurustuma. Ja mida kõrgem on aine sulamistemperatuur, seda suurem on selle lenduvus. Kui sulamile lisada elavhõbeda, arseeni, aga ka antimoni või telluuri komponente, suureneb aurustumine kullasulami pinnalt veelgi, kuna need komponendid moodustavad nn lenduvaid ühendeid.

Seda on märganud erinevate kullasulamitega töötavad juveliirid kulla ümbersulatamisel tekkiva materjali keemilisi, füüsikalisi ja väliseid omadusi mõjutavad ligatuuride lisandid.

Vaatleme üksikasjalikumalt, kuidas muutuvad hinnalise mineraali omadused kombineerituna erinevate ainetega.

Koos hõbedaga alandab vääriskollane metall selle sulamistemperatuuri ja muudab ka oma loomuliku, algse rohekaskollase värvi terase hõbedaseks. Sellel kombinatsioonil on oma positiivsed ja negatiivsed küljed. Vaatamata välistele visuaalsetele muutustele, suureneb valmis ümbersulatatud materjali tugevus ainult hõbedaga kombineerimisel. Kuid praktiliste uuringute käigus leiti, et sellise koostisega väärissulamis vähenevad mõnevõrra sellised olulised omadused nagu vormitavus ja plastilisus. See aga ei tähenda sugugi, et Au ja Ag sulameid ei kasutata – vastupidi, see on üsna levinud kombinatsioon, mida juveliirid oma töös sageli kasutavad.

Valmis väärissulami füüsikalistes omadustes tekivad muutused, kui sellele ligatuurina lisada vaske. See metall suurendab oluliselt kullasulami tugevust, säilitades seejuures sellise metallide kombinatsiooni, saadud materjali elastsuse ja hea vormitavuse.

Kui vääriskullasulami koostises on vaske 14,5% või rohkem, on valmistoodetel selgelt väljendunud punakas toon - sellist kulda nimetatakse tavaliselt "puhtaks". Kuid antud juhul polnud see ka puudusteta - vask ligatuuri kasutades kaotab saadud materjal oma korrosioonivastased omadused, mis on tingitud vase suurenenud võimest moodustada hapnikuga oksüdatiivseid reaktsioone. Niiske keskkonna ja isegi õhuga kokkupuutel tumeneb sellisest sulamist valmistatud toode aja jooksul kindlasti, kaotades samal ajal oma esialgsed eredad värvid ja läike.

Kuna vasel on madal hind, siis sellest valmistatud sulam ei ole liiga kallis, mis kajastub valmistoodete maksumuses - see on odavaim. Nõukogude Liidu ajal toodeti elanikele kulda 583 proovis ja alles 1995. aastal võeti tootmisse 585 proov, mis sisaldas vaske 0,2% vähem kui eelmine analoog, kuid samal ajal suurenes kullasisaldus. sama 0,2% võrra, mis tõi kohe kaasa kuldesemete hinnatõusu.

Seda looduslikku metalli kasutavad juveliirid kullasulami puhastamiseks loomulikust punetusest ning eriti sageli kasutatakse seda ligatuuri eriti väärtusliku valge kulla valmistamisel.

Kui Au ja Ni kombineerida väärissulamis, suureneb valmis väärismaterjali tugevus oluliselt. Sellisest üllast sulamist valmistatud toodetel on terase värvus, millel on peen kahvatu õlgtoon. Selle nõrga kollasuse lõplikuks kõrvaldamiseks kaetakse valmis ehete pind õhukese kihiga teist metalli - roodiumit. Nad teevad seda mitte ainult ilu pärast, vaid ka hinnaliste toodete allergeensuse vähendamiseks.

Fakt on see, et nikkelmetall on tuntud oma võime tõttu põhjustada nahal allergilisi ilminguid. 8 inimesel 10-st annavad need ilmingud ehteid kandes kindlasti tunda. Seetõttu valmistatakse sulamitest, kus ligatuurina kasutati niklit, kõige sagedamini prosse, mansetinööpe, ripatsi ripatseid, võtmehoidjaid - ühesõnaga midagi, mis pikemaajalisel kokkupuutel inimese nahaga vähe kokku puutub. Aja jooksul ehete õhuke roodiumkate kulub ära ja umbes kord 6-7 aasta jooksul tuleb seda ehtetöökojas uuendada. Pärast selliste restaureerimistööde tegemist näeb kaunistus taas välja nagu uus, läikides terasest sinakas-hõbedaste toonidega.

Keemiline element nimega pallaadium on keemikute sõnul toode, mis tekkis väärismetallide töötlemisel kõrvalsaadusena. See element saadi plaatina, elavhõbetsüaniidi ja aqua regia kombineerimisel (selle koostis: 3 osa lämmastik + 1 osa vesinikkloriidhapet). Sellel viisil, selle metalli avastamine tehti siis, kui Pd, Au, Pt ja Ag olid juba avastatud. Tavalistes temperatuuritingimustes ei mõjuta pallaadiumit fluor, vesinikkloriidhape ega isegi regiavesi.See metall ei ole hapnikuga kokkupuutel absoluutselt oksüdeeruv, sellel on väga tugev struktuur ning sellel ei teki kriimustusi, pragusid ega kiipe ning lisaks on see hästi alluv igasugusele töötlemisele ja keevitamisele.

Lisades kullasulamile ligatuurikomponendina pallaadiumi, on võimalik saada valget kulda. Ebatavalisuse ja suurenenud tugevuse tõttu on pallaadiumiga kuldtooted kvaliteedi ja kulu poolest paremad kui teistel kullasulamitel, mille koostises on lihtsamad komponendid.

Pallaadiumit hinnatakse mitte ainult ehete tootmises, vaid leiab rakendust ka meditsiinist lennukiehituseni. Rahvusvahelisel turul kauplemisel ületab pallaadiumi noteeringute väärtus kohati isegi kulla väärtust ning sellest valmistatud ehted näevad eriti elegantsed ja õilsad välja. Nende järele on suur nõudlus valgete väärissulamite asjatundjate seas.

Praeguseks on looduslik plaatina kõigist inimkonnale teadaolevatest väärismetallidest kõige kallim. Oma füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest on plaatina kaks korda tihedam ja vastupidavam kui tema hinnaline vaste kuld. Pealegi, plaatina on metallide korrosioonikindluse suhtes kõrgeim – hapnikuga kokkupuutel oksüdeerumist ei toimu. Plaatina on oma omadustelt kõige sarnasem metallpallaadiumiga, erinevus nende vahel seisneb eelkõige maksumuses - plaatina on kallim kui pallaadium.

Väärissulami loomisel lisatakse puhtale kullale plaatina ja seejärel pärast ümbersulatamist saadakse sädelev hõbevalge värvusega toode, milles kollasuse lisandid puuduvad. Olles osa kullasulamist, tõstab plaatina oluliselt selle väärtust, mis mõjutab ka valmis ehteid. Sellel sulamil on aga pidevalt kõrge populaarsus ja väga hea maine nende seas, kes hindavad kõige puhtamaid valgeid väärismetallidest valmistatud sulameid.

Miks kuld on väga väärtuslik, saate teada allpool.