zlato je a chemický prvok ľahko rozpoznateľná svojou žltou metalickou farbou. Je cenná kvôli svojej zriedkavosti, odolnosti voči korózii, elektrickej vodivosti, kujnosti, ťažnosti a kráse. Ak sa spýtate ľudí, odkiaľ zlato pochádza, väčšina povie, že ho získate z bane, potácate vločky po prúde alebo ho extrahujete z morskej vody. Skutočný pôvod prvku však predchádza formovaniu Zeme.
Kľúčové cesty: Ako sa tvorí zlato?
- Vedci sa domnievajú, že všetko zlato na Zemi sa tvorilo pri zrážkach supernov a neutrónových hviezd, ku ktorým došlo pred vytvorením slnečnej sústavy. V týchto prípadoch sa zlato tvorilo počas procesu r.
- Počas formovania planéty zlato kleslo do jadra Zeme. Je prístupná iba dnes kvôli bombardovaniu asteroidmi.
- Teoreticky je možné tvoriť zlato jadrovými procesmi fúzie, štiepenia a rádioaktívneho rozkladu. Pre vedcov je najjednoduchšie premeniť zlato bombardovaním ortuti s ťažšími prvkami a produkovaním zlata rozkladom.
- Zlato sa nemôže vyrábať pomocou chémie alebo alchýmie. Chemické reakcie nemôžu zmeniť počet protónov v atóme. Protónové číslo alebo atómové číslo definuje totožnosť prvku.
Prírodné zlato
zatiaľ čo jadrová fúzia vo vnútri Slnka vytvára veľa prvkov, Slnko nemôže syntetizovať zlato. Značná energia potrebná na výrobu zlata sa vyskytuje iba vtedy, keď hviezdy explodujú v a supernova alebo kedy zrážanie neutrónových hviezd. Za týchto extrémnych podmienok sa ťažké prvky tvoria pomocou procesu rýchleho zachytenia neutrónov alebo r-procesu.
Kde sa vyskytuje zlato?
Všetko zlato, ktoré sa našlo na Zemi, pochádzalo z úlomkov mŕtvych hviezd. Ako sa Zem formovala, ťažké prvky ako železo a zlato kleslo k jadru planéty. Keby nedošlo k žiadnej inej udalosti, v zemskej kôre by nebolo žiadne zlato. Ale asi pred 4 miliardami rokov bola Zem bombardovaná dopadmi asteroidov. Tieto dopady vyvolali hlbšie vrstvy planéty a prinútili trochu zlata preniknúť na skryť a kôra.
Niektoré zlato sa nachádza v skalných rudách. Vyrába sa ako vločky, ako čistý pôvodný prvoka striebrom v prírodnej zliatine Electrum. Erózia uvoľňuje zlato z iných minerálov. Pretože zlato je ťažké, klesá a hromadí sa v korytoch rieky, aluviálnych nánosoch a oceáne.
Zemetrasenia hrajú dôležitú úlohu, pretože porucha posunu rýchlo rozloží vodu bohatú na minerály. Keď sa voda odparí, žily kremeňa a ukladanie zlata na povrchy hornín. Podobný proces sa vyskytuje aj v sopkách.
Koľko zlata je na svete?
Množstvo zlata vyťaženého zo Zeme predstavuje nepatrný zlomok jeho celkovej hmotnosti. V roku 2016 Geologický prieskum Spojených štátov (USGS) odhadoval, že od úsvitu civilizácie sa vyrobilo 5 726 000 000 troyských uncí alebo 196 320 US ton. Približne 85% tohto zlata zostáva v obehu. Pretože zlato je také husté (19,32 gramov na kubický centimeter), nezaberá toľko miesta pre jeho hmotnosť. V skutočnosti, ak ste roztavili všetky doteraz vyťažené zlato, skončili by ste s kockou asi 60 stôp naprieč!
Napriek tomu zlato predstavuje len niekoľko častí na miliardu hmoty zemskej kôry. Aj keď nie je ekonomicky možné vyťažiť veľa zlata, v najvyššom kilometri zemského povrchu je asi 1 milión ton zlata. Hojnosť zlata v plášti a jadre nie je známa, ale výrazne prevyšuje množstvo v kôre.
Syntéza prvku Zlato
Pokusy o alchymisti premena olova (alebo iných prvkov) na zlato bola neúspešná, pretože žiadna chemická reakcia nemôže zmeniť jeden prvok na iný. Chemické reakcie zahŕňajú prenos elektrónov medzi prvkami, ktoré môžu produkovať rôzne ióny prvku, ale jeho počet definuje protóny v jadre atómu. Všetky atómy zlata obsahujú 79 protónov, takže atómové číslo zlata je 79.
Zlato nie je také jednoduché, ako priame pridanie alebo odčítanie protónov od iných prvkov. Najbežnejšia metóda zmeny jedného prvku na iný (premena) je potrebné pridať neutróny k inému prvku. Neutróny menia izotop prvku a potenciálne spôsobujú, že atómy sú dostatočne nestabilné, aby sa rozpadli rádioaktívnym rozpadom.
Japonský fyzik Hantaro Nagaoka najskôr syntetizoval zlato bombardovaním ortuti neutrónmi v roku 1924. Zatiaľ čo prenos ortuti na zlato je najjednoduchší, zlato môže byť vyrobené z iných prvkov - dokonca z olova! Sovietski vedci v roku 1972 omylom zmenili tienenie olovených jadrových reaktorov na zlato a Glenn Seabord transformoval stopu zlato z olova v roku 1980.
Výbuchy termonukleárnej zbrane vytvárajú neutrónové záchyty podobné r-procesu v hviezdach. Aj keď takéto udalosti nie sú praktickým spôsobom syntézy zlata, jadrové testovanie viedlo k objavu ťažkých prvkov einsteinium (atómové číslo 99) a fermium (atómové číslo 100).
zdroje
- McHugh, J. B. (1988). "Koncentrácia zlata v prírodných vodách". Časopis geochemického prieskumu. 30 (1–3): 85–94. doi:10.1016/0375-6742(88)90051-9
- Miethe, A. (1924). "Der Zerfall des Quecksilberatoms". Die Naturwissenschaften. 12 (29): 597–598. doi: 10,1007 / BF01505547
- Seeger, Philip A.; Fowler, William A.; Clayton, Donald D. (1965). "Nukleosyntéza ťažkých prvkov pomocou zachytávania neutrónov". Séria Astrofyzikálnych časopisov. 11: 121. doi:10.1086/190111
- Sherr, R.; Bainbridge, K. T. & Anderson, H. H. (1941). "Transmutácia ortuti rýchlymi neutrónmi". Fyzická kontrola. 60 (7): 473–479. doi:10,1103 / PhysRev.60.473
- Willbold, Matthias; Elliott, Tim; Moorbath, Stephen (2011). "Izotopové zloženie volfrámu zemského plášťa pred bombardovaním terminálu". príroda. 477 (7363): 195–8. doi: 10,1038 / príroda10399