text: Тита́н (химический символ — Ti, от ) — химический элемент 4-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы четвёртой группы, IVB), четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 22. Относится к переходным металлам. Простое вещество титан в нормальных условиях — это лёгкий металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой коррозионной стойкостью. История Открытие диоксида титана (TiO2) сделали практически одновременно и независимо друг от друга англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл, Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид) неизвестного металла, которую назвал менакеновой. В 1795 году немецкий химик Клапрот открыл в минерале рутиле новый элемент и назвал его титаном. Спустя два года Клапрот установил, что рутил и менакеновая земля — оксиды одного и того же элемента, за которым и осталось название «титан», предложенное Клапротом. Через 10 лет открытие титана состоялось в третий раз: французский учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз — идентичные оксиды титана. Первый образец металлического титана получил в 1825 году швед Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности титана и сложности его очистки чистый образец Ti получили голландцы А. ван Аркель и Я. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4. Титан не находил промышленного применения, пока люксембуржец Вильгельм Кролл в 1940 году не запатентовал простой магниетермический метод восстановления металлического титана из тетрахлорида; этот метод () до настоящего времени остаётся одним из основных в промышленном получении титана. Происхождение названия Металл получил своё название в честь титанов, персонажей древнегреческой мифологии, детей Геи. Название элементу дал Мартин Клапрот в соответствии со своими взглядами на химическую номенклатуру в противовес французской химической школе, где элемент старались называть по его химическим свойствам. Поскольку немецкий исследователь сам отметил невозможность определения свойств нового элемента только по его оксиду, он подобрал для него имя из мифологии, по аналогии с открытым им ранее ураном. Нахождение в природе Титан находится на 9-м месте по распространённости в природе. Содержание в земной коре — 0,57 % по массе, в морской воде — 0,001 мг/л. В ультраосновных породах 300 г/т, в основных — 9 кг/т, в кислых 2,3 кг/т, в глинах и сланцах 4,5 кг/т. В земной коре титан почти всегда четырёхвалентен и присутствует только в кислородных соединениях. В свободном виде не встречается. Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство с Al2O3. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и в виде коллоидов. До 30 % TiO2 по весу накапливается в некоторых глинах. Минералы титана устойчивы к выветриванию и образуют крупные концентрации в россыпях. Известно более 100 минералов, содержащих титан. Важнейшие из них: рутил TiO2, ильменит FeTiO3, титаномагнетит FeTiO3 + Fe3O4, перовскит CaTiO3, титанит (сфен) CaTiSiO5. Различают коренные руды титана — ильменит-титаномагнетитовые и россыпные — рутил-ильменит-цирконовые. Месторождения Крупные коренные месторождения титана находятся на территории ЮАР, России, Украины, Канады, США, Китая, Норвегии, Швеции, Египта, Австралии, Индии, Южной Кореи, Казахстана, Туркменистана; россыпные месторождения имеются в Бразилии, Индии, США, Сьерра-Леоне, Австралии. В странах СНГ ведущее место по разведанным запасам титановых руд занимает РФ (58,5 %) и Украина (40,2 %). Крупнейшее месторождение в России — Ярегское. Запасы и добыча Основные руды: ильменит (FeTiO3), рутил (TiO2), титанит (CaTiSiO5). По данным на 2002 год, 90 % добываемого титана использовалось на производство диоксида титана TiO2. Мировое производство диоксида титана составляло 4,5 млн т в год. Подтверждённые запасы диоксида титана (без России) составляют около 800 млн т. На 2006 год, по оценке Геологической службы США, в пересчёте на диоксид титана и без учёта России, запасы ильменитовых руд составляют 603—673 млн т, а рутиловых — 49,7—52,7 млн т. Таким образом, при нынешних темпах добычи мировых разведанных запасов титана (без учёта России) хватит более чем на 150 лет. Россия обладает вторыми в мире, после Китая, запасами титана. Минерально-сырьевую базу титана России составляют 20 месторождений (из них 11 коренных и 9 россыпных), достаточно равномерно рассредоточенных по территории страны. Самое крупное из разведанных месторождений (Ярегское) находится в 25 км от города Ухта (Республика Коми). Запасы месторождения оцениваются в 2 млрд т руды со средним содержанием диоксида титана около 10 %. Крупнейший в мире производитель титана — российская компания «ВСМПО-Ависма». Физические свойства Титан — лёгкий серебристо-белый металл. При нормальном давлении существует в двух кристаллических модификациях: низкотемпературный -Ti с гексагональной плотноупакованной решёткой () и высокотемпературный -Ti с кубической объёмно-центрированной упаковкой (), температура перехода 883 °C, теплота перехода =3,8 кДж/моль (87,4 кДж/кг). Большинство металлов при растворении в титане стабилизируют -фазу и снижают температуру перехода . При давлении выше 9 ГПа и температуре выше 900 °C титан переходит в гексагональную фазу (-Ti). Плотность -Ti и -Ti соответственно равна 4,505 г/см3 (при 20 °C) и 4,32 г/см3 (при 900 °C). Атомная плотность α-титана 5,67 ат/см3. Температура плавления титана при нормальном давлении равна 1670 ± 2 °C, или 1943 ± 2 К (принята в качестве одной из вторичных калибровочных точек температурной шкалы ). Температура кипения 3287 °C. При достаточно низкой температуре (-80 °C) , титан становится довольно хрупким. Молярная теплоёмкость при нормальных условиях 25,060 кДж/(моль·K), что соответствует удельной теплоёмкости 0,523 кДж/(кг·K). Теплота плавления 15 кДж/моль, теплота испарения 410 кДж/моль. Характеристическая дебаевская температура 430 К. Теплопроводность 21,9 Вт/(м·К) при 20 °C. Температурный коэффициент линейного расширения 9,2·10−6 К−1 в интервале от −120 до +860 °C. Молярная энтропия -титана = 30,7 кДж/(моль·К). Для титана в газовой фазе энтальпия формирования 473,0 кДж/моль, энергия Гиббса 428,4 кДж/моль, молярная энтропия 180,3 кДж/(моль·К), теплоёмкость при постоянном давлении 24,4 кДж/(моль·K) Удельное электрическое сопротивление при 20 °C составляет 0,58 мкОм·м (по другим данным 0,42 мкОм·м), при 800 °C 1,80 мкОм·м. Температурный коэффициент сопротивления 0,003 К−1 в диапазоне 0—20 °C. Пластичен, сваривается в инертной атмосфере. Прочностные характеристики мало зависят от температуры, однако сильно зависят от чистоты и предварительной обработки. Для технического титана твёрдость по Виккерсу составляет 790—800 МПа, модуль нормальной упругости 103 ГПа, модуль сдвига 39,2 ГПа. У высокочистого предварительно отожжённого в вакууме титана предел текучести 140—170 МПа, относительное удлинение 55—70 %, твёрдость по Бринеллю 175 МПа. Имеет высокую вязкость, при механической обработке склонен к налипанию на режущий инструмент, и поэтому требуется нанесение специальных покрытий на инструмент, различных смазок. При обычной температуре покрывается защитной пассивирующей плёнкой оксида TiO2, благодаря этому коррозионностоек в большинстве сред (кроме щелочной). Температура перехода в сверхпроводящее состояние 0,387 К. При температурах выше 73 К титан парамагнитен. Магнитная восприимчивость при 20 °C составляет 3,2·10−6. Постоянная Холла -титана равна +1,82·10−13. Изотопы Известны изотопы титана с массовыми числами от 38 до 63 (количество протонов 22, нейтронов от 16 до 41), и 2 ядерных изомера. Природный титан состоит из смеси пяти стабильных изотопов со следующей изотопной распространенностью: 46Ti (7,95 %), 47Ti (7,75 %), 48Ti (73,45 %), 49Ti (5,51 %), 50Ti (5,34 %). Среди искусственных изотопов самые долгоживущие 44Ti (период полураспада 60 лет) и 45Ti (период полураспада 184 минуты). Химические свойства Устойчив к коррозии благодаря оксидной плёнке, но при измельчении в порошок, а также в тонкой стружке или проволоке титан пирофорен. Титановая пыль имеет свойство взрываться. Температура вспышки — 400 °C. Титановая стружка пожароопасна. Титан устойчив к разбавленным растворам многих кислот и щелочей (кроме HF, H3PO4 и концентрированной H2SO4). Титан устойчив к влажному хлору и водным растворам хлора. Легко реагирует даже со слабыми кислотами в присутствии комплексообразователей, например, с плавиковой кислотой HF он взаимодействует благодаря образованию комплексного аниона [TiF6]2−. Титан наиболее подвержен коррозии в органических средах, так как в присутствии воды на поверхности титанового изделия образуется плотная пассивная плёнка из оксидов и гидрида титана. Наиболее заметное повышение коррозионной стойкости титана заметно при повышении содержания воды в агрессивной среде с 0,5 до 8,0 %, что подтверждается электрохимическими исследованиями электродных потенциалов титана в растворах кислот и щелочей в смешанных водно-органических средах. При нагревании на воздухе до 1200 °C Ti загорается ярким белым пламенем с образованием оксидных фаз переменного состава TiOx. Из растворов солей титана осаждается гидроксид TiO(OH)2·xH2O, осторожным прокаливанием которого получают оксид TiO2. Гидроксид TiO(OH)2·xH2O и диоксид TiO2 амфотерны. TiO2 взаимодействует с серной кислотой при длительном кипячении. При сплавлении с содой Na2CO3 или поташом K2CO3 оксид TiO2 образует титанаты: При нагревании Ti взаимодействует с галогенами (например, с хлором — при 550 °C). Тетрахлорид титана TiCl4 при обычных условиях — бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе, что объясняется гидролизом TiCl4, содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана. Восстановлением TiCl4 водородом, алюминием, кремнием, другими сильными восстановителями, получен трихлорид и дихлорид титана TiCl3 и TiCl2 — твёрдые вещества, обладающие сильными восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с Br2 и I2. С азотом N2 выше 400 °C титан образует нитрид TiNx (x = 0,58—1,00). Титан — один из немногих элементов, которые горят в атмосфере азота. При взаимодействии титана с углеродом образуется карбид титана TiCx (x = 0,49—1,00). При нагревании Ti поглощает H2 с образованием соединения переменного состава TiHx (x = 2,00—2,98). При нагревании эти гидриды разлагаются с выделением H2. Титан образует сплавы и интерметаллические соединения со многими металлами. Получение Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи (ильменитовый концентрат + уголь-антрацит), при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом. Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO2. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl4: Образующиеся пары TiCl4 при 850 °C восстанавливают магнием: Кроме этого, в настоящее время начинает получать популярность так называемый процесс FFC Cambridge, названный по именам его разработчиков Дерека Фрэя, Тома Фартинга и Джорджа Чена из Кембриджского университета, где он был создан. Этот электрохимический процесс позволяет осуществлять прямое непрерывное восстановление титана из оксида в расплаве смеси хлорида кальция и негашёной извести (оксида кальция). В этом процессе используется электролитическая ванна, наполненная смесью хлорида кальция и извести, с графитовым расходуемым (либо нейтральным) анодом и катодом, изготовленным из подлежащего восстановлению оксида. При пропускании через ванну тока температура быстро достигает ~1000—1100 °C, и расплав оксида кальция разлагается на аноде на кислород и металлический кальций: Полученный кислород окисляет анод (в случае использования графита), а кальций мигрирует в расплаве к катоду, где и восстанавливает титан из его оксида: Образующийся оксид кальция вновь диссоциирует на кислород и металлический кальций, и процесс повторяется вплоть до полного преобразования катода в титановую губку либо исчерпания оксида кальция. Хлорид кальция в данном процессе используется как электролит для придания электропроводности расплаву и подвижности активным ионам кальция и кислорода. При использовании инертного анода (например, диоксида олова), вместо углекислого газа на аноде выделяется молекулярный кислород, что меньше загрязняет окружающую среду, однако процесс в таком случае становится менее стабильным, и, кроме того, в некоторых условиях более энергетически выгодным становится разложение хлорида, а не оксида кальция, что приводит к высвобождению молекулярного хлора. Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl4. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электронно-лучевую или плазменную переработку. Применение В чистом виде и в виде сплавов Использование металлического титана во многих отраслях промышленности обусловлено тем, что его прочность примерно равна прочности стали при том, что он на 45 % легче. Титан на 60 % тяжелее алюминия, но прочность его примерно вдвое больше.. Титан в виде сплавов является важнейшим конструкционным материалом в авиа- и ракетостроении, в кораблестроении. Металл применяется в химической промышленности (реакторы, трубопроводы, насосы, трубопроводная арматура), военной промышленности (бронежилеты, броня и противопожарные перегородки в авиации, корпуса подводных лодок), промышленных процессах (опреснительных установках, процессах целлюлозы и бумаги), автомобильной промышленности, сельскохозяйственной промышленности, пищевой промышленности, спортивных товарах, ювелирных изделиях, мобильных телефонах, лёгких сплавах и т. д. Титан является физиологически инертным, благодаря чему применяется в медицине (протезы, остеопротезы, зубные имплантаты), в стоматологических и эндодонтических инструментах, украшениях для пирсинга. Титановое литьё выполняют в вакуумных печах в графитовые формы. Также используется вакуумное литьё по выплавляемым моделям. Из-за технологических трудностей в художественном литье используется ограниченно. Первой в мировой практике монументальной литой скульптурой из титана является памятник Юрию Гагарину на площади его имени в Москве. Титан является легирующей добавкой во многих легированных сталях и большинстве спецсплавов, например, рельсы и оси вагонных колес могут делаться из сплавов: К76Т, М76Т, Э76Т . Нитинол (никель-титан) — сплав, обладающий памятью формы, применяемый в медицине и технике. Алюминиды титана являются очень стойкими к окислению и жаропрочными, что, в свою очередь, определило их использование в авиации и автомобилестроении в качестве конструкционных материалов. Титан является одним из наиболее распространённых геттерных материалов, используемых в высоковакуумных насосах. Существует множество титановых сплавов с различными металлами. Легирующие элементы разделяют на три группы, в зависимости от их влияния на температуру полиморфного превращения: на бета-стабилизаторы, альфа-стабилизаторы и нейтральные упрочнители. Первые понижают температуру превращения, вторые повышают, третьи не влияют на неё, но приводят к растворному упрочнению матрицы. Примеры альфа-стабилизаторов: алюминий, кислород, углерод, азот. Бета-стабилизаторы: молибден, ванадий, железо, хром, никель. Нейтральные упрочнители: цирконий, олово, кремний. Бета-стабилизаторы, в свою очередь, делятся на бета-изоморфные и бета-эвтектоидообразующие. Самым распространённым титановым сплавом является сплав Ti-6Al-4V (в российской классификации — ВТ6), содержащий около 6 % алюминия и около 4 % ванадия. По соотношению кристаллических фаз он классифицируется как -сплав. На его производство приходится до 50 % производимого титана. Ферротитан (сплав титана с железом, содержащий 18—25 % титана) используют в чёрной металлургии для раскисления стали и удаления растворённых в ней нежелательных примесей (сера, азот, кислород). В 1980-х годах около 60—65 % производимого в мире титана использовалось в строительстве летательных аппаратов и ракет, 15 % — в химическом машиностроении, 10 % — в энергетике, 8 % — в строительстве судов и для опреснителей воды. В виде соединений Белый диоксид титана (TiO2) используется в красках (например, титановые белила), а также при производстве бумаги и пластика. Применяется в фотокаталитических устройствах очистки воздуха. Пищевая добавка E171. Титанорганические соединения (например, тетрабутоксититан) применяются в качестве катализатора и отвердителя в химической и лакокрасочной промышленности. Неорганические соединения титана применяются в химической электронной, стекловолоконной промышленности в качестве добавки или покрытий. Карбид титана, диборид титана, карбонитрид титана — важные компоненты сверхтвёрдых материалов для обработки металлов. Нитрид титана применяется для покрытия инструментов, куполов церквей и при производстве бижутерии, так как является износостойким и жаропрочным, имеет цвет похожий на золото. Титанат бария BaTiO3, титанат свинца PbTiO3 и ряд других титанатов — сегнетоэлектрики. Тетрахлорид титана используется для иридизации стекла и для создания дымовых завес. Анализ рынков потребления В 2005 году компания «Titanium Corporation» опубликовала следующую оценку потребления титана в мире: 60 % — краска; 20 % — пластик; 13 % — бумага; 7 % — машиностроение. Цены Цена титана составляет 5,9-6,0 $ за килограмм, в зависимости от чистоты. Чистота и марка чернового титана (титановой губки) обычно определяется по его твёрдости, которая зависит от содержания примесей. Физиологическое действие Титан считается физиологически инертным, благодаря чему применяется в протезировании как металл, непосредственно контактирующий с тканями организма. Однако титановая пыль может быть канцерогенной. Как было сказано выше, титан применяется также в стоматологии. Отличительная черта применения титана заключается не только в прочности, но и способности самого металла сращиваться с костью, что даёт возможность обеспечить квазимонолитность основы зуба. Примечания Ссылки Титан на Webelements Титан в Популярной библиотеке химических элементов Титан и его сплавы Металлы Переходные металлы Лёгкие металлы Сверхпроводники


source: wikipedia

text: Зо́лото (химический символ — Au, от ) — элемент 11 группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы первой группы), шестого периода периодической системы химических элементов, с атомным номером 79. Простое вещество золото — благородный металл жёлтого цвета. Этимология Русское слово «золото» восходит к праславянскому *zolto; родственны ему «жёлтый», «золотой»; с другим вокализмом: , , ; далее — (), , «золото», также () «жёлтый, золотистый, зеленоватый», происходящих от праиндоевропейского корня «жёлтый, зелёный, яркий». Физические свойства Чистое золото — мягкий металл, из-за релятивистских эффектов электронов имеющий жёлтый цвет. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например, монетам, придают примеси других металлов, в частности, меди. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением. Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см3 (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, платины, рения, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25 грамма в одном кубическом сантиметре). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы. Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнимо с твёрдостью ногтя). Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м. В апреле 2019 года группа российских учёных-физиков под руководством кандидата физико-математических наук Алексея Владимировича Арсенина (центр фотоники и двумерных материалов МФТИ) впервые в мире получили «двумерное» золото — золотую плёнку толщиной 3—4 нм, прикрепив его атомы к особой подложке из сульфида молибдена (MoS2). Подобные плёнки, по мнению российских физиков и нанотехнологов, должны найти применение при создании прозрачной электроники будущего. Исследования новой формы золота показали, что оно сохраняет свойства металла даже при такой сверхмалой толщине. Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, оно активно испаряется задолго до температуры кипения. Линейный коэффициент теплового расширения — (при 25 °C). Теплопроводность — 320 Вт/м·К, удельная теплоёмкость — 129 Дж/(кг·К), удельное электрическое сопротивление — 0,023 Ом·мм2/м. Электроотрицательность по Полингу — 2,4. Энергия сродства к электрону — 2,8 эВ; атомный радиус — 0,144 нм, ионные радиусы: Аu+ 0,151 нм (координационное число 6), Аu3+ 0,082 нм (4), 0,099 нм (6). Причиной того, что цвет золота отличается от цвета большинства металлов, является малость энергетической щели между полузаполненной 6-орбиталью и заполненными 5-орбиталями. В результате золото поглощает фотоны в синей, коротковолновой части видимого спектра, начиная с примерно 500 нм, но отражает более длинноволновые фотоны с меньшей энергией, которые не способны перевести 5-электрон на вакансию в 6-орбитали (см. рис.). Поэтому золото при освещении белым светом выглядит жёлтым. Сужение щели между 6- и 5-уровнями вызвано релятивистскими эффектами — в сильном кулоновском поле вблизи ядра золота орбитальные электроны движутся со скоростями, составляющими заметную часть скорости света, причём на -электронах, у которых максимум плотности орбитали находится в центре атома, эффект релятивистского сжатия орбитали сказывается сильнее, чем на -, -, -электронах, чья плотность электронного облака в окрестностях ядра стремится к нулю. Кроме того, релятивистское сжатие -орбиталей увеличивает экранировку ядра и ослабление притяжения к ядру электронов с более высокими орбитальными моментами (непрямой релятивистский эффект). В целом, 6-уровень снижается, а 5-уровни растут. Химические свойства Золото — один из самых инертных металлов, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов. При нормальных условиях оно не взаимодействует с большинством кислот и не образует оксидов, поэтому его относят к благородным металлам, в отличие от обычных металлов, разрушающихся под действием кислот и щелочей. В XIV веке была открыта способность царской водки растворять золото, что опровергло мнение о его химической инертности. Наиболее устойчивая степень окисления золота в соединениях +3, в этой степени окисления оно легко образует с однозарядными анионами (F−, Cl−. CN−) устойчивые плоско-квадратные комплексы [AuX4]. Относительно устойчивы также соединения со степенью окисления +1, дающие линейные комплексы [AuX2]−. Долгое время считалось, что +3 — высшая из возможных степеней окисления золота, однако, используя дифторид криптона, удалось получить соединения Au+5 (фторид AuF5, соли комплекса [AuF6]−). Соединения золота(V) стабильны лишь со фтором и являются сильнейшими окислителями. При взаимодействии атомарного фтора с пентафторидом золота были получены летучие фториды золота (VI) и (VII): AuF6 и AuF7. Они крайне неустойчивы, особенно AuF6, который дисмутирует с образованием AuF5 и AuF7. Степень окисления +2 для золота нехарактерна, в веществах, в которых она формально равна 2, половина золота, как правило, окислена до +1, а половина — до +3, например, правильной ионной формулой сульфата золота (II) AuSO4 будет не Au2+(SO4)2−, а Au1+Au3+(SO4)2−2, однако обнаружены комплексы, в которых золото всё-таки имеет степень окисления +2. Существуют соединения золота со степенью окисления −1, называемые ауридами. Например, CsAu (аурид цезия), RbAu (аурид рубидия). Из чистых кислот золото растворяется только в концентрированной селеновой кислоте при 200 °C с образованием жёлтого осадка (селената золота) и селенистой кислоты: 2 Au + 6 H2SeO4 ->[200^oC] Au2(SeO4)3 + 3 H2SeO3 + 3 H2O Концентрированная хлорная кислота HClO4 реагирует с золотом и при комнатной температуре, при этом образуя различные нестойкие оксиды хлора, а также жёлтый раствор растворимого в воде перхлората золота (III): 2 Au + 8 HClO4 -> Cl2 + 2 Au(ClO4)3 + 2 O2 + 4 H2O Реакция обусловлена сильной окислительной способностью Cl2O7. Золото не реагирует с кислородом ни при каких температурах и до 100 °С устойчиво к воздействию озона. Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты: 4 Au + 8 CN^- + 2 H2O + O2 -> 4 [Au(CN)2]^- + 4 OH^- Цианоаураты легко восстанавливаются до чистого золота: 2 Na[Au(CN)2] + Zn -> Na2[Zn(CN)4] + 2 Au v В случае реакции с хлором возможность комплексообразования также значительно облегчает ход реакции: если с сухим хлором золото реагирует при ~200 °C с образованием хлорида золота(III), то в концентрированном водном растворе соляной и азотной кислот в пропорции 3:1 («царская водка») золото растворяется с образованием хлораурат-иона уже при комнатной температуре: 2 Au + 3 Cl2 + 2 Cl^- -> 2 [AuCl4]^- При комнатной температуре (20—30 ) золото реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, диспропорционируя, образуя трибромид AuBr3: 2 Au + 2 Br2 -> AuBr3 + AuBr С йодом реагирует при 120−393 2 Au + I2 -> 2 AuI Кроме того, золото растворяется в хлорной воде. С фтором золото реагирует в интервале температур 300—400 , при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются. Золото также растворяется в ртути, образуя легкоплавкий сплав (амальгаму), содержащий интерметаллиды золото-ртуть. Известны золотоорганические соединения — например, этилдибромид золота или ауротиоглюкоза. Золото не взаимодействует с серой напрямую, но сульфид золота(III) можно получить пропусканием сероводорода через разбавленный раствор хлорида золота(III) или хлорно-золотой кислоты. Биологическая роль и физиологическое воздействие Золото усиливает бактерицидное действие серебра, оно оказывает антимикробное, а также противовирусное действие. Само по себе золото (Au) нетоксично для человеческого организма. Ионы золота участвуют в нормализации иммунных процессов в организме. Их недостаток в организме может привести к появлению таких заболеваний, как: полиартрит, деформирующий артрит, гипертония, заболевания печени. Передозировка ионов золота в организме небезопасна. Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении. Органические соединения золота (препараты кризанол и ауранофин) применяются в медицине при лечении аутоиммунных заболеваний, в частности, ревматоидного артрита. Происхождение Зарядовое число 79 золота делает его одним из высших по количеству протонов элементов, которые встречаются в природе. Ранее предполагалось, что золото образовывалось при нуклеосинтезе сверхновых звёзд, однако по новой теории предполагается, что золото и другие элементы тяжелее железа образовались в результате разрушения нейтронных звёзд. Спутниковые спектрометры в состоянии обнаружить образующееся золото лишь косвенно, «у нас нет прямых спектроскопических доказательств, что такие элементы действительно образуются». По этой теории в результате взрыва нейтронной звезды содержащая металлы пыль (в том числе тяжёлые металлы, например, золото) выбрасывается в космическое пространство, в котором оно впоследствии конденсируется, так произошло в Солнечной системе и на Земле. Поскольку сразу после своего возникновения Земля была в расплавленном состоянии, почти всё золото в настоящее время на Земле находится в ядре. Большинство золота, которое сегодня присутствует в земной коре и мантии, было доставлено на Землю астероидами во время поздней тяжёлой бомбардировки. На Земле золото находится в рудах и породах, образованных начиная с докембрийского периода. Геохимия Содержание золота в земной коре очень низкое — 4,3 % по массе (0,5—5 мг/т), но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде. Один литр и морской, и речной воды содержит менее 5 граммов золота, что примерно соответствует 5 килограммам золота в 1 кубическом километре воды. Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое их количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами. Золото образует промышленные концентрации в постмагматических, главным образом гидротермальных, месторождениях. В экзогенных условиях золото является очень устойчивым элементом и легко накапливается в россыпях. Однако субмикроскопическое золото, входящее в состав сульфидов, при окислении последних приобретает способность мигрировать в зоне окисления. В результате золото иногда накапливается в зоне вторичного сульфидного обогащения, но максимальные его концентрации связаны с накоплением в зоне окисления, где оно ассоциирует с гидроокислами железа и марганца. Миграция золота в зоне окисления сульфидных месторождений происходит в виде бромистого и йодистого соединений в ионной форме. Некоторыми учёными допускается растворение и перенос золота сульфатом окиси железа или в виде суспензионной взвеси. Всего в природе известно 38 золотосодержащих минералов, стандартизированных международной минералогической ассоциацией. Самородное золото находится в виде сплавов и интерметаллидов с серебром, медью, свинцом, висмутом и оловом, например: электрум Au и 25—45 % Ag; порпесит AuPd; медистое золото, висмутоаурит (Au, Bi); родистое золото, иридистое золото, платинистое золото. Встречается также вместе с осмистым иридием (ауросмирид) Остальные минералы представлены преимущественно теллуридами золота: калаверит AuTe2, креннерит AuTe2, сильванит AuAgTe4, петцитПетцит // ЭСБЕ. Ag3AuTe2, мутманит (Ag, Au)Te, монтбрейит Au2Te3, нагиагит Нагиагит // ЭСБЕ. Pb5AuSbTe3S6. Очень редок сульфид золота и серебра ютенбогардтит Ag3AuS2. Для золота характерна самородная форма. Среди других его форм стоит отметить электрум, сплав золота с серебром, который обладает зеленоватым оттенком и относительно легко разрушается при переносе водой. В горных породах золото обычно рассеяно на атомарном уровне. В месторождениях оно зачастую заключено в сульфиды и арсениды. Различаются вторичные месторождения золота — россыпи, в которые оно попадает в результате разрушения первичных рудных месторождений, и месторождения с комплексными рудами — в которых золото извлекается в качестве попутного компонента. Биогеохимия Некоторые микроорганизмы, такие, как Cupriavidus metallidurans, способны осаждать металлическое золото из растворов его солей. Некоторые же другие микроорганизмы, напротив, обладают способностью растворять металлическое золото, выделяя в окружающую среду соединения с сильной окислительной активностью, способные к окислению золота, такие, как перхлорат, селенат, или же соединения, способные к растворению золота за счёт образования стабильных комплексов с ионами золота, такие, как цианиды, тиоцианаты, некоторые органические кислоты и свободные аминокислоты. Этот цикл растворения и осаждения золота при участии микроорганизмов играет важную роль в формировании вторичных месторождений золота. Нередко самородное золото, находимое в этих вторичных месторождениях, под электронным микроскопом оказывается имеющим бактериоформную структуру. Кроме того, растворение некоторыми микроорганизмами золота делает его биодоступным для других живых организмов — почвенных беспозвоночных, растений, и, по восходящей пищевой цепочке, других животных, птиц и человека. Для некоторых микроорганизмов ионы золота могут играть биологическую роль. Так, Micrococcus luteus способен факультативно использовать ионы золота в качестве кофактора для одного из своих ферментов — метанмонооксигеназы. При этом данный фермент более эффективно окисляет метан, чем используя по умолчанию железо. Выдвинуто предположение, что ассоциация многих видов метанотрофных и метилотрофных бактерий с месторождениями золота, или даже непосредственно с поверхностью зёрен золота, возможно, не является случайной. Возможно, что и другие метанотрофные бактерии могут использовать золото таким же образом, как это делает M. luteus. Однако это предположение пока не подвергалось научной проверке, и другие ферменты или виды микроорганизмов, способные использовать золото в своём метаболизме, пока не обнаружены. Запасы и добыча Люди добывают золото с незапамятных времён. С золотом человечество столкнулось уже в 5-м тысячелетии до н. э. в эпоху неолита благодаря его распространению в самородном состоянии. По предположению археологов, начало системной добыче было положено на Ближнем Востоке, откуда золотые украшения поставлялись, в частности, в Египет. Именно в Египте в гробнице королевы Зер и одной из королев Пу-аби Ур в шумерской цивилизации были найдены первые золотые украшения, датируемые 3-м тысячелетием до н. э. В России до елизаветинских времён золото не добывалось. Оно ввозилось из-за границы в обмен на товары и взималось в виде ввозных пошлин. Первое открытие запасов золота было сделано в 1732 году в Архангельской губернии, где вблизи одной деревни была обнаружена золотая жила. Её начали разрабатывать в 1745 году. Рудник с перерывами действовал до 1794 года и дал всего около 65 кг золота. Началом золотодобычи в России считают 21 мая (1 июня) 1745 года, когда Ерофей Марков, нашедший золото на Урале, объявил о своём открытии в Канцелярии Главного правления заводов в Екатеринбурге. За всю историю человечеством добыто около 161 тысячи тонн золота, рыночная стоимость которого 8—9 триллионов долларов (оценка на 2011 год). Эти запасы распределены следующим образом (оценка на 2003 год): государственные ЦБ и международные финансовые организации — около 30 тыс. тонн; в ювелирных изделиях — 79 тыс. тонн; изделия электронной промышленности и стоматологии — 17 тыс. тонн; инвестиционные накопления — 24 тыс. тонн. Лидеры добычи золота по состоянию на 2014 год: — 450 т; — 270 т; — 245 (272) т; — 211 т; — 160 т; — 150 т; — 150 т; — 102 т; — 92 т; — 90 т; — 70 т; — 65 т; — 60 т; — 50 т. В 2011 году в мире было добыто 2809,5 тонн золота, из них в России — 212,12 т (6,6 % мировой добычи). В 2013 году первое место по объёму добытого золота занял Китай, где объём добычи составил 403 тонны; Австралия заняла второе место и добыла 268,1 тонны золота; Россия заняла третье место с показателем в 248,8 тонны. Объём добычи золота в 2014 году увеличился на 2 % — до 3109 тонн золота. При этом общемировое предложение на рынке практически не изменилось и составило 4273 тонн. Производство первичного золота выросло на 2 % — до 3109 тонн, переработка вторичного золота снизилась на 11,1 % — до 1122 тонн. Спрос на золото в мире сократился на 18,7 % — до 4041 тонн. В России В России существует 37 золотодобывающих компаний. Лидером добычи золота в России является компания Полюс Золото, на которую приходится около 23 % рынка. Около 95 % золота в России добывается в 15 регионах (Амурская область, Республика Бурятия, Забайкальский край, Иркутская область, Камчатский край, Красноярский край, Магаданская область, Республика Саха (Якутия), Свердловская область, Республика Тыва, Хабаровский край, Республика Хакасия, Челябинская область, Чукотский автономный округ). Ещё в 10 регионах добыча золота меньше тонны и нестабильная. Большая часть золота добывается из коренных месторождений, но развита также россыпная золотодобыча. Наибольшее количество золота добывается в Чукотском автономном округе, Красноярском крае и Амурской области. В России, среди месторождений золота большую роль играют россыпи, и по добыче россыпного золота Россия занимает 1-е место в мире. Большая его часть добывается в 7 регионах: Амурская область, Забайкальский край, Иркутская область, Магаданская область, Республика Саха (Якутия), Хабаровский край, Чукотский автономный округ. В 2012 году в России было добыто 226 тонн золота, на 15 тонн (на 7 %) больше, чем в 2011 году. В 2013 году в России было добыто 248,8 тонны золота, это на 22,8 тонны (на 9 %) больше, чем в 2012 году. В 2014 году в России было добыто 272 тонны золота, это на 23,2 тонны (на 9 %) больше, чем в 2013 году. Россия заняла второе место по объёму добычи золота. Первое место в списке занял Китай, где объём добычи драгоценного металла увеличился в годовом выражении на 6 % в сравнении с 2013 годом и составил 465,7 тонны. Третье место занимает Австралия с добычей золота в 269,7 тонны, что на 1 % выше показателя 2013 года. Получение Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы. В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена многовековая мечта алхимиков — трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд. Промывка Метод промывки основан на высокой плотности золота, благодаря которой в потоке воды минералы с плотностью меньше золота (а это почти все минералы земной коры) смываются, и металл концентрируется в тяжёлой фракции песка, которая называется шлихом. Этот процесс называется отмывкой шлиха или шлихованием. В небольших объёмах такую промывку можно проводить вручную с помощью промывочного лотка. Этот способ используется с древности и до нашего времени для отработки маленьких россыпных месторождений старателями, но основное его применение — поиск месторождений алмазов, золота и других ценных металлов. Промывка используется для разработки крупных россыпных месторождений, но при этом применяются специальные технические устройства: драги и промывочные установки. Полученные шлихи, кроме золота, содержат множество других тяжёлых минералов, и металл из них извлекается путём, например, амальгамации. Методом промывки разрабатываются все россыпные месторождения золота, но ограниченно он применяется и на коренных месторождениях. Для этого породу дробят и затем подвергают промывке. Этот метод не может быть применён на месторождениях с рассеянным золотом, где оно так распылено в породе, что после дробления не обособляется в отдельные зёрна и смывается при промывке вместе с другими минералами. При промывке теряется не только мелкое золото, которое легко смывается с промывочной колоды, но и крупные самородки, гидравлическая крупность которых не позволяет им спокойно оседать в ячейках коврика, поэтому на драгах и на промприборах обязательно следят за крупными катящимися обломками — они вполне могут оказаться самородками. Амальгамация Метод амальгамации основан на способности ртути образовывать сплавы — амальгамы с различными металлами, в том числе и с золотом. В этом методе увлажнённая дроблёная порода смешивалась со ртутью и подвергалась дополнительному измельчению в мельницах — бегунных чашах. Амальгаму золота (и сопутствующих металлов) извлекали из получившегося шлама промывкой, после чего ртуть отгонялась из собранной амальгамы и использовалась повторно. Метод амальгамации известен с I века до н. э., наибольшие масштабы приобрёл в американских колониях Испании начиная с XVI века: это стало возможным благодаря наличию в Испании огромного ртутного месторождения — Альмаден. В более позднее время использовался метод внешней амальгамации, когда дроблёная золотоносная порода при промывке пропускалась через обогатительные шлюзы, выстланные медными листами, покрытыми тонким слоем ртути. Метод амальгамации применим только на месторождениях с высоким содержанием золота или уже при его обогащении. Сейчас он используется очень редко, главным образом старателями в Африке и Южной Америке. Цианирование Золото растворяется в растворах синильной кислоты и её солей, и это его свойство дало начало ряду методов извлечения путём цианирования руд. Метод цианирования основан на реакции золота с цианидами в присутствии кислорода воздуха: измельчённая золотоносная порода обрабатывается разбавленным (0,3—0,03 %) раствором цианида натрия, золото из образующегося раствора цианоаурата натрия Na[Au(CN)2] осаждается либо цинковой пылью, либо на специальных ионообменных смолах. При этом происходят реакции 4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O -> 4 Na[Au(CN)2] + 4 NaOH 2 Na[Au(CN)2] + Zn -> Na2[Zn(CN)4] + 2 Au v Метод цианирования первоначально применялся на крупных заводах, где порода дробилась и цианирование проводилось в специальных чанах. Однако развитие технологии привело к появлению метода кучного выщелачивания, который заключается в следующем: готовится водонепроницаемая площадка, на неё насыпается руда и её орошают растворами цианидов, которые, просачиваясь через толщу породы, растворяют золото. После этого они поступают в специальные сорбционные колонны, в которых золото осаждается, а регенерированный раствор вновь отправляется на кучу. Метод цианирования ограничен минеральным составом руд, он неприменим, если руда содержит большое количество сульфидов или арсенидов, так как цианиды реагируют с этими минералами. Поэтому цианированием перерабатываются малосульфидные руды или руды из зоны окисления, в которой сульфиды и арсениды окислены атмосферным кислородом. Для извлечения золота из сульфидных руд используются сложные многоэтапные технологии. Золото, добытое из месторождений, содержит различные примеси, поэтому его подвергают специальным процессам высокой очистки, которые производятся на аффинажных заводах. Регенерация Осуществляется действием 10 % раствора щёлочи на растворы солей золота с последующим осаждением аффинажного золота на алюминий из горячего раствора гидроксида. Применение Имеющееся в настоящее время, по состоянию на 2020 год, в мире золото распределено так: около 10 % — в промышленных изделиях, остальное делится приблизительно поровну между централизованными запасами (в основном, в виде стандартных слитков химически чистого золота), собственностью частных лиц в виде слитков и ювелирными изделиями. В ювелирных изделиях Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются в основном содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди. Важнейшей характеристикой ювелирных изделий является их проба, характеризующая содержание в них золота. Как объект инвестирования Золото является важнейшим элементом мировой финансовой системы, поскольку данный металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения, а запасы его невелики. Золото практически не терялось в процессе исторических катаклизмов, а лишь накапливалось и переплавлялось. В настоящее время мировые банковские резервы золота оцениваются в 32 тыс. тонн (если сплавить всё это золото воедино, получится куб со стороной всего лишь около 12 м, а всё добытое человечеством золото на 2017 год оценивалось в 190 тыс. тонн, что можно сплавить в куб со стороной 21 м). Неоднократно подчёркивалось снижение роли золота в качестве международной валюты, тем не менее, практически все банки мира хранят золото в качестве одного из источников ликвидности. Так, по данным на 2007 год, центральные банки хранили около 20 % всех мировых запасов добытого золота как резервные активы, отдельные же страны держали в золоте около 10 % своих резервов. В качестве денег Золото издавна использовалось многими народами в качестве денег. Золотые монеты — наиболее хорошо сохраняющийся памятник старины. Однако как монопольный денежный товар золотые монеты утвердились только к XIX веку. Вплоть до Первой мировой войны все мировые валюты были основаны на золотом стандарте (период 1870—1914 годов называют «золотым веком»). Бумажные банкноты в это время выполняли функцию удостоверений о наличии золота. Они свободно обменивались на золото. Однако затем начался постепенный процесс утраты золотом своих денежных функций (демонетизация золота). В промышленности В микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко. Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в термоядерных зарядах с повышенным выходом рентгеновского излучения. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стёкол существенно уменьшает нежелательные тепловые потери зимой, а летом предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами. Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума. Золочение металлов (в древности — исключительно амальгамный метод, в настоящее время — преимущественно гальваническое) широко используется в качестве метода защиты от коррозии. Хотя такое покрытие неблагородных металлов имеет существенные недостатки (мягкость покрытия, высокий потенциал при точечной коррозии), оно распространено также из-за того, что готовое изделие приобретает вид очень дорогого, «золотого». В стоматологии Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами. В фармакологии Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, таких как Ауротиопрол, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т. д.). Радиоактивный изотоп 198Au (период полураспада 2,967 сут.) используется при лечении злокачественных опухолей в радиотерапии. В пищевой промышленности Сусальное золото одобрено в качестве пищевой добавки во многих странах мира, в Европейском союзе с номером E175 в Кодексе Алиментариус. Используется для декорирования в металлическом виде. Металлическое золото входит в состав алкогольных напитков Goldschläger, Gold Strike и Goldwasser. Безопасность Чистое металлическое (элементарное) золото нетоксично и не вызывает раздражения при приёме внутрь. Хотя ион золота токсичен, использование металлического золота в качестве пищевой добавки обусловлено его относительной химической инертностью и устойчивостью к коррозии или превращению в растворимые соли (соединения золота) в результате любого известного химического процесса, с которым можно столкнуться в организме человека. Растворимые соединения (соли золота), такие как хлорид золота, токсичны для печени и почек. Обычные цианистые соли золота, такие как цианид калия и золота, используемые при гальванике золота, токсичны из-за содержания как цианида, так и золота. Известны редкие случаи смертельного отравления цианистым калием. Токсичность золота можно уменьшить с помощью хелатирующей терапии с таким агентом, как димеркапрол. Золотой металл был признан аллергеном года в 2001 году Американским обществом контактного дерматита. Аллергия на золото поражает в основном женщин. Несмотря на это, золото является относительно слабым контактным аллергеном по сравнению с такими металлами, как никель. Образец грибка Aspergillus niger был обнаружен в растворе для добычи золота. Было выявлено, что он содержит комплексы цианометаллов, таких как золото, серебро, медь, железо и цинк. Грибок также играет роль в солюбилизации сульфидов тяжёлых металлов. Изотопы Природное золото состоит из единственного стабильного изотопа — 197Au. Все остальные изотопы золота радиоактивны, наиболее устойчив из них 195Au (период полураспада — 186 суток). Цены Цена на золото, учитывая его особую функцию, с начала существования золотого стандарта и до 1970-х годов устанавливалась денежными властями государства, как правило, центральным эмиссионным банком. Мировая цена золота ежедневно устанавливается по результатам золотого фиксинга (утренний фиксинг, AM Fixing; вечерний фиксинг, PM Fixing). В 1792 году в США было установлено, что 1 унция золота будет стоить 19,3 доллара. В 1834 году за унцию давали уже 20,67 долларов, поскольку США не имели достаточного золотого запаса, чтобы обеспечить весь объём выпущенных денег, и курс валюты приходилось снижать. Эта цена на золото продержалась 100 лет, вплоть до конфискации золота правительством США в 1933 году. После конфискации цена 1 унции золота была установлена в 35 долларов. Несмотря на экономический кризис, США пытались сохранить фиксированную привязку доллара к золоту, ради этого поднималась учётная ставка, но это не помогло. Однако в связи с последовавшими войнами золото из Старого Света стало перемещаться в Новый, что восстановило на время привязку доллара к золоту. В 1944 году было принято Бреттон-Вудское соглашение. Был введён золотодевизный стандарт, основанный на золоте и двух валютах — долларе США и фунте стерлингов Великобритании, что положило конец монополии золотомонетного стандарта. Согласно новым правилам, доллар становился единственной валютой, напрямую привязанной к золоту. Казначейство США обязывалось обменивать доллары на золото иностранным правительственным учреждениям и центральным банкам в соотношении 35 долларов за тройскую унцию. Фактически золото превратилось из основной в резервную валюту. В конце 1960-х годов высокая инфляция в США вновь сделала невозможным сохранение золотой привязки на прежнем уровне, ситуацию осложнял и внешнеторговый дефицит США. Рыночная цена золота стала ощутимо превышать официально установленную. В 1971 году содержание золота в долларе было снижено до 38 долларов за унцию, а в 1973 году — до 42,22 долларов за унцию. В 1971 году президент США Ричард Никсон отменил привязку доллара к золоту, хотя официально этот шаг был подтверждён лишь в 1976 году, когда была создана Ямайская валютная система плавающих курсов. Это означало, что доллар больше не был обеспечен ничем, кроме долговых обязательств США. После этого золото превратилось в особый инвестиционный товар. Инвесторы на протяжении многих лет доверяли исключительно золоту. В результате краха Бреттон-Вудской системы к концу 1974 года цены на золото подскочили до 195 долларов за унцию, а к 1978 году — до 200. К началу 1980 года цена на золото достигла рекордной отметки — 850 долларов за унцию (свыше 2000 долларов в ценах 2008 года), после чего она начала постепенно падать. Как бы то ни было, падение прекратилось, и снова начался рост цены на золото, в связи с соглашением ведущих центральных банков об ограничении продаж золота в 1999 году. С 2004 года из-за девальвации доллара США цена золота вошла в русло резкого подорожания: к концу 2006 года цена на унцию золота достигла 620 долларов, а к концу 2007 года — уже около 800 долларов. В начале 2008 года цена золота превысила рубеж в 1000 долларов за унцию. Тем не менее, в сравнимых ценах золото не дошло до пика 80-х — выше 2000 долларов. 21 ноября 2008 года цены на золото за день выросли на 7,5 %. Из-за опасений инвесторами дефолта США цена золота 18 июля 2011 года установила новый мировой рекорд — 1600 долларов за тройскую унцию. В результате дестабилизации курсов основных мировых валют и серьёзных колебаний цен на акции, долгового кризиса в Европе и ускорения инфляции в разных странах 8 августа 2011 года цена на золото на бирже Гонконга установила новый рекорд и впервые превысила 1700 долларов за тройскую унцию, одновременно впервые за длительное время золото стало дороже платины. 10 августа цена фьючерса на золото на бирже COMEX установила новый рекорд и впервые превысила 1800 долларов за тройскую унцию, а 23 августа цена впервые превысила 1900 долларов за тройскую унцию и установила новый рекорд — 1911,46 долларов. 5 сентября цена утреннего фиксинга на золото установила рекорд за всю историю существования золотого фиксинга — 1896,5 долларов за тройскую унцию. 6 сентября 2011 года цена вечернего фиксинга на золото установила рекорд за всю историю существования золотого фиксинга в фунтах стерлингов — 1182,823 фунта, и в евро — 1346,359 евро за тройскую унцию. После сентября 2011 года рост стоимости золота прекратился и последовал длительный нисходящий тренд, продолжавшийся до 2015 года (средняя стоимость золота в 2012 году составила 1669 долларов за унцию с приростом на 6 %). 12 апреля 2013 года тройская унция стоила 1600 долларов, а 15-го — уже 1350 долларов, цена упала ниже 1500 долларов за унцию впервые с июля 2011 года; по некоторому мнению, это падение явилось следствием распродаж золота западными центробанками после событий на Кипре с целью переломить «бычий» рынок и сбить цену. Котировки фьючерса золота установили рекордное падение в 23 % за квартал за всю историю существования биржи Comex с 1975 года и с момента отмены привязки доллара к золоту в 1971 году (предыдущий рекорд был установлен в 1982 году, когда золото потеряло в первом квартале 18 %). В этом году мировой спрос на золото снизился на 15 % по сравнению с предыдущим годом. Падение цен 2013 года привело к тому, что впервые с 2000 года золото подешевело за год. По некоторому мнению, падение цен на золото в 2013 году почти на треть объясняется ожиданиями сокращения политики смягчения ФРС в связи с оживлением экономики. С начала 2014 года на фоне украинского кризиса, иракской междоусобицы и ослабления доллара золото дорожало — на 15 % (достигнув в марте стоимости 1391 доллара за унцию), оно впервые с 2011 года росло два квартала подряд, однако затем стало дешеветь. В 2014 году средняя цена на золото составила 1267 долларов за унцию. 20 июля 2015 года цена на золото снизилась до пятилетнего минимума в 1080 долларов за унцию, а в ноябре достигла минимума с февраля 2010 года в 1052 долларов за унцию, что связывают с ожиданиями ужесточения монетарной политики ФРС США в этом году, а именно — повышения базовой процентной ставки, первого с 2006 года. С начала 2016 года цены на золото показывают уверенный рост (в феврале они впервые за год превысили уровень 1250 долларов за тройскую унцию, столь быстрыми темпами золото не дорожало с ноября 2008 года), рост связывают с ожиданиями новых стимулов со стороны ведущих ЦБ развитых стран; за I кв. 2016 года цена за тройскую унцию золота выросла на 16 %, что является крупнейшим квартальным ростом показателя с 1986 года. К 6 июля золото подорожало, с начала года, на более 27 %; удорожание выше 1300 долларов за унцию связывают в том числе с итогами референдума о выходе Великобритании из ЕС. В июне 2019 года мировые цены на золото превысили $1400 за унцию, впервые с сентября 2013 года. 13 августа цена достигла шестилетнего максимума на фоне мирового экономического спада, за последние три месяца его стоимость выросла на 20 %, 7 августа впервые с 2013 года она достигла рубежа в 1500 долларов за унцию. 6 марта 2020 года цены на мировом рынке на золото достигло максимума на тот период времени — 1690 долл./унция 8—9 марта 2020 года, после срыва сделки ОПЕК+ по понижению добычи нефти, золото выросло до рекордных 1702 долл./унция. К концу марта 2020 года цена фьючерсов на золото в США выросла примерно на 9 %, до порядка 1620 долларов за тройскую унцию, достигнув семилетнего максимума. Только в нескольких случаях, начиная с 2000 года, цены на золото выросли ещё больше за одну неделю: в частности, такой рост был сразу после того, как в сентябре 2008 года крупнейший банк США Lehman Brothers объявил о банкротстве. Следующий максимум биржевых цен на золото был зарегистрирован 9 марта 2022 года, достигнув отметки в 2033 долл./унция. Как инструмент инвестиций Золото для инвестиций выступает в нескольких формах — золотые слитки, инвестиционные золотые монеты, золотой песок. При этом в России только инвестиционные монеты не облагаются налогом на добавленную стоимость (НДС). Тем не менее цена за 1 грамм золота в инвестиционных монетах в России иногда превышает цену 1 грамма в слитках без учёта НДС и процентов на спред последнего (например, в Сбербанке России). Лаж, ажио (, от ) — отклонение (обычно исчисляется в процентах) в сторону превышения рыночной «цены» золота, выраженной в бумажных деньгах, по сравнению с количеством бумажных денежных знаков, номинально представляющих данное количество золота. Динамика цен на золото является важнейшим экономическим индикатором, позволяя оценить склонность инвесторов к риску. Зачастую можно наблюдать, что цена на золото и фондовые индексы движутся в противофазе, так как в периоды неустойчивой экономической ситуации инвесторы предпочитают консервативные активы, защищённые от полного обесценивания. И наоборот, когда ожидания роста экономики становятся оптимистичнее, аппетиты к повышенной доходности растут, заставляя котировки жёлтого металла снижаться. Международный рынок По состоянию на 2017 год золото занимало 8-е место среди наиболее торгуемых международных товаров, общий объём торговли оценён в 331 млрд долл. США. Крупнейшими экспортёрами золота были (указан % от мирового оборота) Швейцария 21 % (70,3 млрд долл. США.) Австралия 8,8 % (29,1 млрд долл. США.) Гонконг 7,7 % (25,6 млрд долл. США.) США 6,7 % (22 млрд долл. США.) Объединённые Арабские Эмираты 6,1 % (20,2 млрд долл. США.). Крупнейшими импортёрами золота были (указан % от мирового оборота) Швейцария 21 % ($70,9 млрд долл. США.) Китай 12 % ($40,3 млрд долл. США.) Индия 12 % ($39 млрд долл. США.) Гонконг 11 % ($35 млрд долл. США.) Великобритания 10 % ($34,3 млрд долл. США.) Доля России — 1 % в мировом экспорте (порядка 3,3 млрд долл. США), и менее 0,01 % в импорте (ок. 4,3 млн долл. США). Резервы Золотой резерв России Запасы золота в государственном резерве России в декабре 2008 года составили 495,9 тонны (2,2 % от всех государств мира). Доля золота в общем объёме золотовалютных резервов России в марте 2006 составила 3,8 %. По состоянию на начало 2011 года, Россия занимает 8 место в мире по объёму золота, находящегося в государственном резерве. В августе 2013 года Россия увеличила золотой запас до 1015 тонн. Затем Россия продолжила наращивать запасы драгоценного металла, которые на 1 сентября 2017 года составили 1744,3 тонны. Крупнейшие государственные резервы в мире В приведённой ниже таблице указаны только государственные золотые запасы (и золотой запас МВФ). Следует учитывать, что во многих странах частные лица владеют бо́льшим объёмом золота, чем золотой запас соответствующего государства. Например, на декабрь 2011 года, граждане Индии владеют 18 тысячами тонн золота — при том, что государственный золотой запас в 2013 году составлял 557,7 тонны. Крупнейшие золотые резервы в мире (на сентябрь 2018). Меры чистоты Британская каратная система Традиционно чистота золота измеряется в британских каратах. 1 британский карат равен 1/24 массы чистого вещества в общей массе сплава. 24-каратное золото (24K) является чистым, без каких-либо примесей. Чтобы изменить качественные характеристики золота, для различных целей (например, увеличить твёрдость) изготавливают сплавы с различными примесями. Например, 18-каратное золото (18K) означает содержание в сплаве 18 частей золота и 6 частей примесей. Система проб Во всех странах количество золота в сплавах контролируется государством. В России общепринятыми считаются пять проб золотых ювелирных сплавов: золото 375 пробы, 500, 585, 750, 958. 375 проба. Основные компоненты — серебро и медь, золота — 38 %. Отрицательное свойство — тускнеет на воздухе (в основном из-за образования сульфида серебра Ag2S). Золото 375 пробы имеет цветовую гамму от жёлтого до красного. 500 проба. Основные компоненты — серебро и медь, золота — 50,5 %. Отрицательные свойства — низкая литейность, зависимость цвета от содержания серебра. 585 проба. Основные компоненты — серебро, медь, палладий, никель, золота — 58,5 %. Проба достаточно высока, этим обусловлены многочисленные положительные качества сплава: твёрдость, прочность, устойчивость на воздухе. Широко применяется для изготовления ювелирных украшений. 750 проба. Основные компоненты — серебро, платина, медь, палладий, никель, золота — 75,0 %. Положительные свойства: подверженность полировке, твёрдость, прочность, хорошо обрабатывается. Цветовая гамма — от зелёного через ярко-жёлтый до розового и красного. Используется в ювелирном искусстве, особенно для филигранных работ. 958 проба. Содержит до 96,3 % чистого золота. Редко используется, так как сплав этой пробы является весьма мягким материалом, который не держит полировку и характеризуется ненасыщенностью цвета. 999 проба. Чистое золото. Все сплавы выше 750 пробы не тускнеют на воздухе. Российская система проб Принятая в России система проб отличается от британской и аналогична принятой в Германии. Проба варьируется от 0 до 1000 и показывает содержание золота в тысячных долях (промилле). Так, 18-каратное золото соответствует 750-й пробе. Золото 999,9-й пробы считается «чистым», именно такой пробы оно и бывает в слитках. Золото 999,99 пробы крайне дорого в получении и употребляется только в химии. Чистое золото пластичное и ковкое, оно легко царапается, поэтому для повышения износостойкости ювелирных изделий в сплав, кроме золота, добавляют медь, никель, палладий и другие легирующие элементы. В российской ювелирной промышленности изготавливаются изделия из золота 375, 500, 585, 750, 900, 916 и 958 пробы. По просьбе физического лица пробирная инспекция может поставить 583 пробу, хотя во многих странах бывшего СССР отказались от 583 пробы и оставили 585 — например, в Латвии. Золотниковая система проб Золотой запас Российской Империи до 1914 года был самым большим в мире и насчитывал 1400 тонн. Связано это и с тем, что до этого в России существовал золотой стандарт, и рубль был привязан к золоту (1 рубль = 0,774235 грамма золота) До 1927 года в России существовала так называемая Золотниковая система обозначения пробы (на основе русского фунта, содержащего 96 золотников), по которой проба выражалась весовым количеством благородного металла в 96 единицах сплава. Чистый металл соответствовал 96-й пробе. Золотниковая система проб официально была введена в России в 1711 году для серебряных сплавов, а для золотых — в 1733 году. В конце XIX — начале XX века для золотых изделий законными пробами были: 94, 92, 82, 72 и 56 (от последней и произошла популярная позднее 583-я проба), для серебряных — 95, 91, 88 и 84. С 1927 года в связи с переходом СССР на метрическую систему проб все изделия из золотых и серебряных сплавов, которые имели золотниковую пробу, при поступлении в продажу были переклеймены на метрические пробы. Истории, легенды и мифы Золото империи инков, XV—XVI века Всем важнейшим святилищам-вакам инки, согласно реестрам в кипу, приказывали жертвовать золото в виде изделий: «чуки авки, кульки авки, чуки урпу, кульки урпу, чуки типсы, кульки типси». Так, в столице империи инков — городе Куско — существовал храм Куриканча, в котором были собраны крупные запасы золота в виде ювелирных изделий и облицовки пластинами, а сам храм считался самым богатым в XVI веке, из когда-либо известных в мире, из-за наличия в нём золота и серебра. Стены, потолок и пол храма были облицованы золотыми пластинами весом в 500 кастельяно. Каждая пластина была длиной в 3 пяди (21,6 см), шириной — 1 пядь (7,2 см), толщиной — 1 палец (ок. 1,8 см). Только для выкупа Атавальпы таких золотых пластин индейцы сняли для испанцев 700 единиц, а серебряных — 300; это золото разместили в комнатах выкупа Атавальпы (крупнейшего военного выкупа в мировой истории) в Кахамарке. Также в храме Куриканча находилась статуя бога Солнца, известная под названием Пунчао (собственное имя у Солнца было — Инти); её изготовили до 1471 года во времена правления Пачакути Инки Юпанки; также была изготовлена золотая статуя бога Виракочи, и статуи неких Пальпа Окльо и Инки Окльо, и украшен весь храм был золотом, захваченным войсками Тупака Инки Юпанки в королевстве Чиму. В золотой чаше в Кито хранилось сердце умершего в 1525 году сапа-инки Вайна Капака. В Тумбесе, когда испанцы впервые попали в империю инков, они увидели, что дом кураки (его звали Чилимиса или Килимаса) был из золота, а серебра не было. Этот провинциальный храм имел стены из золота и пол из серебра. В храмовом саду были растения, плоды и цветы, сделанные из золота. А местные ювелиры как раз изготовляли золотой банан. В одном из храмов Куско испанцы нашли золотой стул-жертвенник весом песо золота. Также в Храме Куриканча было 8 серебряных ларцов, в которых хранили маис для храма, и весили эти ларцы после переплавки марок серебра. Только в 1532—1533 годах Франсиско Писарро получил от индейцев Перу песо золота, или мараведи ценных металлов (в основном золото). Если принять во внимание, что золотой песо равен приблизительно 4,5 г золота, а каждая марка — 1/15 песо (данные: Федерико Анхель Энгель), то выкуп в физическом выражении составил 5993 кг золота, что было на тот момент больше в 14 раз ежегодного поступления золота из Африки в Испанию. Из чего можно судить, насколько велик был этот выкуп и как дорого стоила жизнь правителя империи Инков. Часть сокровищ Инки была доставлена в Санто-Доминго, где это известие вызвало истинное потрясение. Один человек в Панаме клялся, что «это был волшебный сон»; историк Овьедо — «что это не миф и не сказки». Первый из четырёх кораблей, гружёный сокровищами, прибыл в Севилью в конце 1533 года. Королевскую «пятую часть» доставил сам Эрнандо Писарро. После этого события желание найти сокровища стало главным стремлением у всех новоприбывших в Новом Свете. В связи с этими данными интересны сведения более позднего времени о примерном количестве годовой добычи драгоценных металлов у инков. Согласно Педро Сьеса де Леона «Хроника Перу. Часть вторая» в главе XVIII: Так обстояло дело у инков с этим: им добывали столько золота и серебра во всем королевстве, что, похоже, за год, добывали более пятидесяти тысяч арроб серебра и более пятнадцати тысяч золота, и всегда добывали из этих металлов в качестве службы им. И эти металлы приносились в столицы провинций, и таким образом и порядком, что они добывали их как в одних (местах), так и в других (местах), во всём королевстве. Хотя Сьеса де Леон пытался тщательно исследовать многие вопросы у представителей знати в Куско, цифры этой «добычи» выглядят неправдоподобно высокими. Ведь получается, что добывали от 575 до 625 тонн серебра в год и от 172 до 187 тонн золота в год (смотря по тому, сколько килограммов составляла арроба). За десять лет такой добычи металлов должно накопиться несколько тысяч тонн. Но известно, что за 20 лет с 1541 по 1560 года испанцами было вывезено более 500 тонн золота и, как утверждает Сьеса де Леон: ...с 1548 по 1551 год пятая королевская часть (налог) оценивалась в сумму больше 3 миллионов дукатов [1 золотой дукат весил 3,6 г = 11 королевским кастельяно = 375 мараведи; с 1552 и в XVII веке были уже серебряные дукаты], что стоило больше, чем полученный от Атавальпы выкуп, и в городе Куско не было найдено столько, когда его обнаружили. Король Испании своей грамотой Торговому дому Севильи от 21 января 1534 года приказал, чтобы из золота и 5000 марок серебра (в виде сосудов, блюд и других предметов), привезённых Эрнандо Писарро в Испанию, отдать почти всё на чеканку монет, «кроме вещей удивительных и малого веса». Грамотой от 26 января король изменил своё намерение переплавить всё в монету до его дальнейших указаний. Поскольку инками было добыто, действительно, немалое количество золота, то вполне справедливо возникли слухи и предположения, что часть сокровищ не досталась испанцам и была сокрыта инками, и, либо затоплена в озёрах, либо вывезена в район Амазонки (конкистадорам так и не удалось найти 700-метровую золотую цепь, изготовленную по приказу сапа-инки Вайна Капака в честь рождения сына Васкара), в город Пайтити, а это также подкрепило веру в существование Эльдорадо, Города Цезарей и других мифических городов и стран Южной Америки. В культуре Устойчивые выражения, пословицы и поговорки Злата проклятая жажда, проклятая жажда золота (Вергилий, «Энеида») Самоварное золото — фальшивка, подделка. «Не всё то золото, что блестит». «Золотые руки» — умелые руки. «Золотая жила» — источник большого дохода. Золотая рота — представители городских низов и преступного мира. «Чёрное золото» — нефть. «Белое золото» — хлопок, слоновая кость. «Золотая молодёжь» — молодые люди, имеющие богатых и влиятельных родителей. «Золотые годы» — период наивысшего расцвета. «Мал золотник, да дорог» — подчёркивается ценность чего-либо, что выглядит небольшим и малозначимым. «На вес золота» — подчёркивание большой ценности чего-либо. «Молчание — золото» (silentium aurum est). Золотое детство. «Золотой век». «Золотое правило механики». «Бей бабу молотом — будет баба золотом». «Золотое сечение» — специфичная пропорция деления целого на две части, которую большинство людей воспринимают как гармоничную, эстетичную. «Золотая середина» — некий оптимальный выбор между двумя крайностями. «Лучше знание, нежели отборное золото» (Соломон, «Книга Притчей Соломоновых»). В художественной литературе Во многих художественных произведениях золото или являлось основой сюжета, или играло важную роль в его раскрытии; или было одной из сюжетных линий. Например: «Открытие Рафлза Хоу» (роман Артура Конан Дойля); «Остров сокровищ» (роман Роберта Льюиса Стивенсона); «Граф Монте-Кристо» (роман А.Дюма); «Гиперболоид инженера Гарина» (роман Ал. Толстого); «Кораблекрушение „Джонатана“» (роман Жюля Верна); «В погоне за метеором» (роман Жюля Верна); «Про Федота-стрельца, удалого молодца» (сказка для театра Л. Филатова). В киноискусстве «Золотая лихорадка» (немая комедия Чарли Чаплина); «Золото Маккенны» (1969); «Золотое путешествие Синдбада»; «Золото (фильм, 2016)». См. также Примечания Литература (обл.) Брук Лармер, Цена Золота: National Geographic Россия, Февраль 2009, с. 85—105. Определение в компонентах водных экосистем золота и других элементов методом нейтронноактивационного анализа // Вода: технология и экология. 2009. No 2. с. 62—68. Ссылки Самородное Золото в базе «Каталога Минералов» Золото в Популярной библиотеке химических элементов Статья «Золото» из Финансовой энциклопедии 1927 года Из доклада невозвращенца П. Янишевского об операциях Госбанка СССР с золотом (Газета «Возрождение» от 9.01.1933 г.) Политика в сфере золота и золотопромышленная политика Республики Советов в 1917—1921 гг. Динамика цена на золото в рублях за грамм Золото манит нас. Почему все лучшее в мире считается «золотым»?. Археология. Прошлое. Ведущий Алексей Юдин, Радио «Свобода» (19 января 2020) Благородные металлы Переходные металлы Стоматологические материалы Пищевые красители


text: Бром (химический символ — Br, от — «зловонный», также от ) — химический элемент 17-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы седьмой группы, VIIA) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 35. Простое вещество бром (при нормальных условиях) — это химически активный неметалл (химическая формула — Br2) — тяжёлая едкая жидкость красно-бурого цвета с сильным неприятным «тяжёлым» запахом, отдалённо напоминающим запах одновременно иода и хлора. Летуч и ядовит. История Бром был независимо открыт двумя химиками: Карлом Якобом Лёвихом в 1825 году, и Антуаном Жеромом Баларом в 1826 году. Балар заметил бурое окрашивание при прибавлении хлорной воды к маточному раствору бассейнов, в которых из рассолов кристаллизовалась поваренная соль («садочные бассейны»). Долгое время наполняя такие бассейны свежей морской водой, собирая поваренную соль и не сливая остатков, в них накапливают бромиды, которые содержатся в морской воде в незначительных количествах и не кристаллизуются с солью, потому что не достигают насыщения. Балар дал открытому элементу название «мурид», но по предложению проверявшей его открытие комиссии Парижской Академии наук (Воклен, Тенар, Гей-Люссак) изменил его на закрепившееся «бром» от греческого «бромос» — «вонь». В России бром под именем «вромий» (в древнегреческом β читается как [б], а в новогреческом как [в]) стал известен в 1827 году после доклада профессора А. Иовского на публичном заседании в Московском Университете. В том же году в журнале «Указатель открытий по физике, химии, естественной истории и технологии» оповестил об открытии брома (именно через б) профессор Н. П. Щеглов. Нахождение в природе Кларк брома — . Бром широко распространён в природе и в рассеянном состоянии встречается почти повсеместно, как примесь содержится в сотнях минералов. Почти все соединения брома хорошо растворяются в воде и поэтому легко выщелачиваются из горных пород. В море сосредоточена большая часть брома, он находится в значительных количествах также в водах солёных озёр и в подземных водоносных пластах, сопутствующих месторождениям горючих ископаемых, а также калийных солей и каменной соли. Есть бром и в атмосфере, причем содержание этого элемента в воздухе приморских районов всегда больше, чем в районах с резко континентальным климатом. Имеется лишь небольшое количество нерастворимых в воде соединений брома, это соли серебра и меди. Самый известный из этих минералов — бромаргирит AgBr. Другие минералы — йодобромит Ag(Br, Cl, I), эмболит Ag(Cl, Br). Собственных минералов брома мало ещё и потому, что его ионный радиус велик, ион брома не может надёжно закрепиться в кристаллической решетке других элементов вместе с катионами средних размеров. В накоплении брома основную роль играют процессы испарения океанической воды, в результате чего он накапливается как в жидкой, так и в твёрдой фазах. Наибольшие концентрации отмечаются в конечных маточных рассолах. В горных породах бром присутствует главным образом в виде ионов, которые мигрируют вместе с грунтовыми водами. Часть земного брома связана в организмах растений в сложные и большей частью нерастворимые органические соединения. Некоторые растения, в первую очередь бобовые — горох, фасоль, чечевица, а также морские водоросли, активно накапливают бром. Физические свойства При нормальных условиях бром — тяжёлая летучая жидкость, тёмно-красная на просвет, в отражённом свете тёмно-фиолетового, почти чёрного цвета. Обладает резким неприятным запахом, ядовит, при соприкосновении с кожей образуются долго не заживающие ожоги. Бром — одно из двух простых веществ (и единственное из неметаллов), наряду со ртутью, которое при комнатной температуре является жидким. Плотность при 0 °C — . Температура плавления брома равна −7,25 °C, энтальпия плавления . Температура кипения составляет +59,2 °C, при кипении бром превращается из жидкости в жёлто-бурые пары, при вдыхании раздражающие дыхательные пути; энтальпия испарения . Давление насыщенных паров при 0 °C составляет 8,7 кПа, при 20 °C 22,8 кПа. Теплопроводность жидкого брома при 25 °C составляет 4,5 Вт/(м·К), газообразного (при 59 °C) 0,21 Вт/(м·К). Молярная энтропия жидкого брома , газообразного . Молярная теплоёмкость . Твёрдый бром образует молекулярные (состоящие из молекул Br2) кристаллы . Они игольчатые, красно-коричневые со слабым металлическим блеском, при снижении температуры до 21 К становятся бесцветными; плотность при температуре плавления составляет . Температурный коэффициент объёмного расширения жидкого брома при нормальных условиях равен . Критические параметры: температура 315 °C (588 К), давление , плотность . Динамическая вязкость при 0 °C составляет 1,241 мПа·с, температурный коэффициент изменения вязкости равен , где — температура в градусах Цельсия. Поверхностное натяжение 1,5 мПа (20 °C). Стандартный электродный потенциал Br2/Br− в водном растворе равен . Удельное электрическое сопротивление жидкого брома . Диэлектрическая проницаемость 3,148. Молекулярный бром диамагнитен. Магнитная восприимчивость . Коэффициент преломления составляет 1,659 (в жёлтой D-линии натрия 589 нм при 15 °C). Молекулярный бром проявляет широкую полосу поглощения в видимой и ультрафиолетовой области с максимумом на длине волны ; сильным поглощением видимого света в области коротких длин волн объясняется красный цвет брома. Атомный радиус брома 119 пм, ионные радиусы в кристаллах: Br− (координационное число 6), Br3+ , Br5+ , Br7+ и . Электроотрицательность по Полингу 2,8. Энергии ионизации: Br0 → Br+ + : 11,81381 эВ; Br+ → Br2+ + : 21,80 эВ; Br2+ → Br3+ + : 35,90 эВ; Br3+ → Br4+ + : 47,3 эВ; Br4+ → Br5+ + : 59,7 эВ; Br5+ → Br6+ + : 88,6 эВ; Br6+ → Br7+ + : 109,0 эВ (по другим данным 103,0 эВ); Br7+ → Br8+ + : 192,8 эВ. Двухатомная молекула брома имеет длину связи 228 пм, энергия диссоциации молекулы 1,969 эВ (190,0 кДж/моль), диаметр молекулы 323 пм. Заметная диссоциация молекул на атомы наблюдается при температуре 800 °C и быстро возрастает при дальнейшем росте температуры; степень диссоциации 0,16 % при 800 °C и 18,3 % при 1284 °C. Изотопы Природный бром состоит из двух стабильных изотопов 79Br и 81Br . Искусственно получены многочисленные радиоактивные изотопы брома. Химические свойства В свободном виде существует в виде двухатомных молекул Br2. В пара́х обнаружена примесь молекул Br4. Бром — сильный окислитель, он окисляет сульфит-ион до сульфата, нитрит-ион — до нитрата и т. д. Стандартный электродный потенциал при 25 °C +1,066 В: 2Br- <=>[{-2e}] Br2 По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором и иодом. При реакции брома с растворами иодидов выделяется свободный иод:Br2 + 2 KI -> I2 v + 2 KBr Напротив, при действии хлора на бромиды, находящиеся в водных растворах, выделяется свободный бром. Реакция протекает при кипении: Cl2 {+}\ 2 KBr\ \xrightarrow{t^ \circ}\ Br2{\!\uparrow} +\ 2 KCl Характерные степени окисления брома: −1 (бромиды Br−), +1 (гипобромиты BrO), +3 (бромиты BrO), +5 (броматы BrO), +7 (перброматы BrO). Вода Бром немного, но лучше других галогенов растворим в воде ( на воды при 20 °C), раствор называют бромной водой. В бромной воде протекает реакция с образованием бромоводородной и неустойчивой бромноватистой кислот: Br2 + H2O <=> HBr + HBrO Бром на свету реагирует с водой из-за разложения бромноватистой кислоты: 2 H_2O +2Br_2 ->[h u] 4 HBr + O2 ^ При температуре ниже 6,2 °C образует декагидрат Br2*10H2O, также известен гексагидрат. При взаимодействии брома с растворами щелочей и с растворами карбонатов натрия или калия образуются соответствующие бромиды и броматы, например: 3 Br2 + 3 Na2CO3 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2 Неметаллы При реакции брома с серой образуется S2Br2, при реакции брома с фосфором (воспламеняется) — PBr3 и PBr5. Бром реагирует также с неметаллами селеном и теллуром. Реакция брома с водородом протекает при нагревании и приводит к образованию бромоводорода HBr. Раствор HBr в воде — это бромоводородная кислота, по силе близкая к соляной кислоте HCl. Соли бромоводородной кислоты — бромиды (NaBr, MgBr2, AlBr3 и др.). Качественная реакция на присутствие бромид-ионов в растворе — образование с ионами Ag+ светло-желтого осадка бромида серебра AgBr, практически нерастворимого в воде. С кислородом и азотом бром непосредственно не реагирует. Бром образует большое число различных соединений с остальными галогенами. Например, со фтором бром образует неустойчивые BrF, BrF3 и BrF5, с хлором — BrCl, с иодом — IBr и IBr3, получен также бромид астата AtBr. Металлы При взаимодействии со многими металлами бром образует бромиды в высших степенях окисления, например, AlBr3, CuBr2, MgBr2 и др. Реакция со многими металлами в мелкодисперсном состоянии (калий кусочками, порошки мышьяка, сурьмы, висмута, цинка и алюминия) сопровождается воспламенением. Жидкий бром взаимодействует и с золотом, образуя трибромид золота AuBr3: 2 Au + 3 Br2 -> 2 AuBr3 Устойчивы к действию брома тантал и платина, в меньшей степени — серебро, титан и свинец. Органические соединения С большинством органических растворителей (спирт, эфир, хлороформ, тетрахлор, сероуглерод) бром смешивается во всех отношениях, при этом часто вступает с ними в реакцию. При взаимодействии с органическими соединениями, содержащими двойную связь, бром присоединяется, давая соответствующие дибромпроизводные: C2H4 + Br2 -> C2H4Br2 Присоединяется бром и к органическим молекулам, в составе которых есть тройная связь. Обесцвечивание бромной воды при пропускании через неё газа или добавлении к ней жидкости свидетельствует о том, что в газе или в жидкости присутствует непредельное соединение. При нагревании в присутствии катализатора бром реагирует с бензолом с образованием бромбензола C6H5Br (реакция замещения). Реагирует с родановодородом: HSCN + Br2 -> BrCN + HBr + S v Получение В качестве исходного сырья для производства брома служат: морская вода (), рассолы соляных озёр, щёлок калийных производств, подземные воды нефтяных и газовых месторождений. Бром получают химическим путём из природных рассолов и других растворов, содержащих ион Br−, окисляя его газообразным хлором: Cl2\ {+}\ 2 Br^{-} -> 2 Cl^{-} {+} Br2{\!\uparrow} Затем молекулярный бром выделяют из раствора потоком водяного пара или воздуха и конденсируют. Бромсодержащие кислоты Помимо бескислородной бромоводородной кислоты HBr, бром образует ряд кислородных кислот: бромную HBrO4, бромноватую HBrO3, бромистую HBrO2, бромноватистую HBrO. Применение В химии Вещества на основе брома широко применяются в органическом синтезе. «Бромная вода» (водный раствор брома) применяется как реагент для качественного определения непредельных органических соединений. Промышленное применение Значительная часть элементарного брома до начала 1980-х использовалась для производства 1,2-дибромэтана, входившего в состав этиловой жидкости — антидетонирующей добавки в бензины, содержащей тетраэтилсвинец; дибромэтан в этом случае служил источником брома для образования относительно летучего дибромида свинца для предотвращения осаждения твёрдых оксидов свинца на деталях двигателя. Бром также используется в синтезе антипиренов — добавок, придающих пожароустойчивость пластикам, древесине, текстильным материалам. Бромид серебра AgBr применяется в фотографии как светочувствительное вещество. Пентафторид брома иногда используется как очень мощный окислитель ракетного топлива. Растворы бромидов используются в нефтедобыче. Растворы бромидов тяжёлых металлов используются как «тяжёлые жидкости» при обогащении полезных ископаемых методом флотации. Многие броморганические соединения применяются как инсектициды и пестициды. В медицине В медицине бромид натрия и бромид калия применяют как успокаивающие средства. В производстве оружия Со времен Первой мировой войны бром используется для производства боевых отравляющих веществ. Физиологическое действие Бром и его пары сильно токсичны. Уже при содержании брома в воздухе в концентрации около 0,001 % (по объёму) наблюдается раздражение слизистых оболочек, головокружение, носовые кровотечения, а при более высоких концентрациях — спазмы дыхательных путей, удушье. ПДК паров брома — в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88. ЛД50 при пероральном введении для крыс составляет , для морских свинок . Для человека смертельная доза перорально составляет . При вдыхании паров брома половинная летальная концентрация для мышей составляет 750 ppm (9 минут) и 240 ppm (2 часа). При отравлении парами брома пострадавшего нужно немедленно вывести на свежий воздух (в как можно более ранней стадии показаны ингаляции кислорода); для восстановления дыхания можно на небольшое время пользоваться тампоном, смоченным нашатырным спиртом, на короткое время периодически поднося его к носу пострадавшего. Дальнейшее лечение должно проводиться под наблюдением врача. Рекомендуются ингаляции тиосульфата натрия в виде 2 % водного раствора, обильное питьё теплого молока с минеральной водой или содой, кофе. Особенно опасно отравление парами брома людей, страдающих астмой и заболеваниями лёгких, так как при вдыхании паров брома очень высока вероятность отёка лёгких. Жидкий бром при попадании на кожу вызывает болезненные и долго не заживающие ожоги. Биологическое значение В 2014 году исследование показало, что бром (в форме бромид-иона) является необходимым кофактором в ходе биосинтеза коллагена IV, делая элемент существенным в архитектуре базальной мембраны и развитии тканей у животных. Тем не менее, не было отмечено никаких чётких симптомов или синдромов дефицита при полном удалении брома из пищи. В других биологических функциях бром может не быть необходимым, но всё же приносить пользу, особенно когда он заменяет хлор. Например, в присутствии перекиси водорода H2O2 синтезируемая эозинофилами с ионами хлорида или бромида эозинофильная пероксидаза обеспечивает мощный механизм, с помощью которого эозинофилы убивают многоклеточных паразитов (таких, как, например, нематодные черви, участвующие в филяриозе) и некоторые бактерии, такие как бактерии туберкулёза). Эозинофильная пероксидаза — это галопероксидаза, которая более эффективно использует бром, а не хлор для этой цели, производя гипобромит (бромоводородную кислоту), хотя использование хлорид-иона также возможно. Хотя α-галоэфиры, как правило, считаются высокореактивными и, следовательно, токсичными промежуточными продуктами в биоорганическом синтезе, млекопитающие, включая людей, кошек и крыс, по-видимому, биосинтезируют следы α-бромэфира, 2-октил-4-бром-3-оксобутаноата, которые присутствуют в их спинномозговой жидкости и, вероятно, играют пока неясную роль в возникновении быстрого сна. Морские организмы являются основным источником броморганических соединений, и именно в этих организмах роль брома могла бы быть намного более высокой. Более 1600 таких броморганических соединений были идентифицированы к 1999 году. Наиболее распространённым является метилбромид (CH3Br), около которого синтезируется за год морскими водорослями. Эфирное масло гавайской водоросли Asparagopsis taxiformis состоит из 80 % бромоформа. Большинство таких броморганических соединений в море синтезируется водорослями под действием уникального фермента, ванадийбромпероксидазы. Особенности работы При работе с бромом следует пользоваться защитной спецодеждой, противогазом, специальными перчатками. Из-за высокой химической активности и токсичности как паров брома, так и жидкого брома его следует хранить в стеклянной, плотно закупоренной толстостенной посуде. Сосуды с бромом располагают в ёмкостях с песком, который предохраняет сосуды от разрушения при встряхивании. Из-за высокой плотности брома сосуды с ним ни в коем случае нельзя брать только за горло (горло может оторваться, и тогда бром окажется на полу). Проливы брома целесообразно посыпать карбонатом натрия: 3 Br2 + 3 Na2CO3 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2 ^ либо влажной пищевой содой: 6 NaHCO3 + 3 Br2 -> 5 NaBr + NaBrO3 + 6 CO2 ^ + 3 H2O Однако реакция элементарного брома с содой носит сильно экзотермический характер, что ведёт к увеличению испарения брома, к тому же выделяющаяся углекислота также способствует испарению, поэтому пользоваться вышеописанными методами не всегда правильно. Безопаснее всего для дегазации брома подходит водный раствор тиосульфата натрия Na2S2O3. Для локализации больших проливов брома можно использовать раствор тиосульфата натрия с добавками пенообразующих веществ и аэросила. Этот же раствор (3—5-процентный тиосульфат натрия) используется для смачивания ватно-марлевых повязок, которые помогают защитить органы дыхания от паров брома. Мифы, легенды, заблуждения и их опровержения Существует широко распространённая городская легенда, будто бы в армии, местах лишения свободы и психиатрических больницах добавляют соединения брома в еду для снижения полового влечения. Происхождение этого мифа доподлинно неизвестно. Препараты брома имеют солёный вкус и оказывают седативный (успокаивающий) и снотворный эффект. Ни в коем случае не следует путать «аптечный бром» (водные растворы бромида калия или натрия), который применяют при расстройствах нервной системы, и элементарный бром, который является весьма токсичным веществом с раздражающим действием. Принимать элементарный бром внутрь ни в коем случае нельзя — это сильный яд. См. также Утечка брома в Челябинске Комментарии Примечания Литература Справочник для химиков, инженеров, врачей. Вредные вещества в промышленности. Том 3. — Л.: Химия, 1977. — С. 22—24. Ссылки Бром на WebElements.com Бром в Популярной библиотеке химических элементов График теплопроводности брома Вязкость брома при определённых условиях Бром Галогены Неметаллы


text: Дольме́ны (от — каменный стол) — древние погребальные и культовые сооружения, относящиеся к категории мегалитов (то есть к сооружениям, сложенным из больших камней). Название происходит от внешнего вида обычных для Европы конструкций — приподнятой на каменных опорах плиты, напоминающей стол. Терминология В первых археологических трудах термин использовался как собирательное название для мегалитических камерных гробниц. В англоязычной археологической литературе термин является устаревшим и применяется для гробниц, первоначальная конструкция которых не поддаётся определению, или нестандартных типов, не входящих в категорию галерейных или коридорных гробниц. Во французском языке термин по-прежнему популярен. В Португалии дольмены обычно называются «анта», в Скандинавии — «дёс»; эти слова входят в состав названий местных дольменов. В России дольменами традиционно называют западнокавказские (теперь уже и уральские) каменные плиточные, составные и монолитные гробницы. Это распространяется и на похожие сооружения в других регионах мира. История исследования В 1660 году священнослужитель Йохан Пикардт из маленького городка Куворден, в Дренте, пришёл к заключению, что дольмены были построены великанами. Какое-то время спустя местные власти проявили интерес к этим могилам. Из-за того, что камни дольменов использовались для укрепления дамб, а также для строительства церквей и домов, 21 июля 1734 года Ландшафтное управление Дренте ввело закон об охране дольменов. Только в 1912 году несколько дольменов были тщательно изучены специалистами. В дольменах были найдены фрагменты керамики, кремнёвые топоры, наконечники стрел, янтарные бусы, но лишь немного человеческих останков — в песчаной почве они плохо сохранились. Иногда, судя по найденным черепкам, число керамических сосудов доходило до 600. Если предположить, что на каждого умершего приходилось по два-три сосуда с едой, то в некоторых могилах, вероятно, было похоронено довольно много людей. Распространение В основном дольмены расположены на Кавказе, в Корее, Индии, Северной Африке (в Рокнии), Западной, Северной и Южной Европе. Наибольшее количество дольменов обнаружено на Корейском полуострове (см. Дольмены в Кочхане, Хвасуне и на Канхвадо); до начала войны 1950—1953 г. их насчитывалось около 80 000, к настоящему времени сохранилось не менее 30 000. В Китае насчитывается около 50 дольменов в провинции Чжецзян и около 700 в провинции Ляонин. Обнаружены захоронения дольменного типа и в Японии, главным образом на северо-западе острова Кюсю. Также имеются дольмены в странах Южной и Юго-Восточной Азии — Индии, Индонезии, Тайване и Вьетнаме. В России, на Западном Кавказе, имеется большое количество дольменов. Кавказские дольмены были созданы в период ранней и средней бронзы с III—II тысячелетия до нашей эры и использовались до I тысячелетия до н. э. во времена существования дольменной культуры. Также мегалитические сооружения найдены на острове Веры на Южном Урале (озеро Тургояк, Челябинская область). В Израиле, в заповеднике Гамла, находится Гиват-Базак — самое большое в стране поле дольменов. Площадь этого поля 3,5 кв. км, на которых найдено более 700 дольменов. Десять из них было раскопано археологами, девять оказались пустыми, а в десятом найден скелет без головы и левой ноги, ориентированный на восток, более позднего периода нежели сам дольмен. В целом дольмены были распространены в раннем бронзовом веке на всём Ближнем Востоке — например, они известны в Иордании, в долине Вади-Зарка (Wadi-Zarqa). В Испании, на окраине города Росес (180 км на северо-восток от Барселоны), провинция Жирона, на вершине холма, в конце XIX в. были найдены 3 дольмена, названные Creu Cobertella, Del Cap de l’home и Llit de la Generala, которые были изучены в 1919 г. и повторно в 1925 г. известными исследователями Пере-Бош Гимпере и . Они отнесли эти дольмены к древнегреческому периоду Иберии и установили период создания 3500—3000 гг. до н. э. В ходе раскопок было установлено, что на месте установки дольменов ранее выращивали виноград, и на склоне холма имелось обширное древнее поселение, на месте которого ныне находится курортный город Росес. Устройство В простейшем варианте — это один камень, поставленный на несколько других (иногда на один). Камни имеют большой размер и массу. Наиболее популярный вариант — 3 камня, поставленные в форме буквы П (Стоунхендж построен из множества именно таких элементов). В самой архитектурно завершённой форме (что присуще дольменам Северного Кавказа) дольмен состоит из пяти или шести каменных плит и представляет собой каменный закрытый ящик: на четырёх плитах, поставленных вертикально, лежит пятая; опционально, шестая плита является днищем. В передней поперечной плите, как правило, имеется отверстие — круглой (чаще всего), овальной, арочной, подтреугольной или квадратной формы, которое закрывается каменной пробкой, — однако его может и не быть (ложнопортальный дольмен): в этом случае отверстие может быть сзади или сбоку. Плиты часто соединяются в паз, зазоры практически отсутствуют. Боковые стены и крыша могут выступать вперёд портала или фасада, образуя портальную нишу, которая перекрывалась общей крышей или имела перекрытие из отдельной плиты. Малораспространённый тип — монолитный дольмен. К настоящему времени остался только один такой завершённый дольмен, находящийся в посёлке Волконка Лазаревского района города Сочи. Это уникальный памятник, внутренняя камера которого целиком высечена в скале через единственное отверстие. Или же, вероятнее, полость была выбрана в не очень твёрдой внутренней части песчаниковой скалы. Дольмен мог строиться открыто на поверхности земли или же над ним насыпался курган, который впоследствии мог частично оседать или уничтожаться, а также на вершине кургана. Иногда дольмены принимали более сложную форму: например, имели входную галерею из стоящих плит, или устраивались в виде большой прямоугольной камеры, к одной из продольных сторон которой подходила входная галерея (так что всё сооружение получало вид буквы Т), или, наконец, дольмен превращался в ряд продольных, следовавших одна за другою камер, иногда всё более и более расширявшихся и углублявшихся в землю. Материал, из которого складывались дольмены, меняется в зависимости от местности: гранит, песчаник, известняк. Строились дольмены в разное время людьми различных культур. В Западной Европе активным строительством занималось население, принадлежавшее к культуре «воронковидных кубков», получившей своё название по используемым им характерным сосудам. Камень для дольменов в Западной Европе часто не вырубался, а использовались эрратические валуны, перенесённые в течение ледникового периода из Скандинавии. Галерея Назначение Основной функцией для дольменов всех типов является погребальная, что подтверждено археологическими исследованиями. Ориентировка дольменов (вектор, направленный от задней стены к фасадной плите. Прим. автора) на местности различна, но, как правило, она вписывается в дугу восхода-захода и кульминации небесных светил северо-восток-юг-северо-запад. Лишь одиночные памятники направлены на север... наблюдения на отдельных памятниках (комплекс Псынако-1, дольмен с кромлехом группы «Волчьи Ворота», дольмен с визиром «Мамедова щель») показали, что они отмечают точки восходов и заходов Солнца в дни солнцестояний и равноденствий. Подобные наблюдения могут являться косвенным подтверждением предположения, что строителям дольменов был не чужд солярный культ. Человеческие останки были обнаружены в немногочисленных дольменах, которые можно датировать с помощью радиоуглеродного анализа. Однако невозможно доказать, что эти останки датируются временем первоначальной установки камней. См. также Дольмены Западного Кавказа Каменный ящик Монолитный дольмен Плиточный дольмен Составной дольмен Примечания Ссылки на megalithic.co.uk Бегиристайн М. А. // Герника: электронный журнал о баскской культуре, ISSN 1998-5096 Как восстанавливают дольмены на Кавказе Археологические объекты Типы мегалитов Погребальные памятники и сооружения