Большая Советская Энциклопедия (ЗО)
Шрифт:
Рис. 2. Цилиндрический золотник: 1, 2 — поршни; 3 — шток; 4 — втулка.
Рис. 3. Крановый золотник: 1 — коробка; 2 — втулка; 3, 4 — окна; 5 — ось; 6, 7 — камеры.
Золотниковое распределение
Золотнико'вое распределе'ние, применяется для изменения и распределения потока жидкости или газа посредством золотника. См. также Парораспределение.
Золото
Зо'лото (лат. Aurum), Au, химический элемент 1 группы периодической системы Менделеева; атомный номер 79, атомная масса 196,9665; тяжёлый
Историческая справка. З. было первым металлом, известным человеку. Изделия из З. найдены в культурных слоях эпохи неолита (5—4-е тыс. до н. э.). В древних государствах — Египте, Месопотамии, Индии, Китае добыча З., изготовление украшений и др. предметов из него существовали за 3—2 тыс. до н. э. З. часто упоминается в Библии, «Илиаде», «Одиссее» и др. памятниках древней литературы. Алхимики называли З. «царём металлов» и обозначали его символом Солнца
О развитии добычи З. см. Золотодобывающая промышленность, Благородные металлы.
Распространённость в природе. Среднее содержание З. в литосфере составляет 4,3·10– 7% по массе. В магме и магматических породах З. рассеяно, но из горячих вод в земной коре образуются гидротермальные месторождения З., имеющие важное промышленное значение (кварцевые золотоносные жилы и др.). В рудах З. в основном находится в свободном (самородном) состоянии (см. Золото самородное) и лишь очень редко образует минералы с селеном, теллуром, сурьмой, висмутом. Пирит и др. сульфиды часто содержат примесь З., которое извлекают при переработке медных, полиметаллических и др. руд.
В биосфере З. мигрирует в комплексе с органическими соединениями и механическим путём в речных взвесях. 1 л морской и речной воды содержит около 4·10– 9г З. На участках золоторудных месторождений подземные воды содержат З. приблизительно 10– 6 г/л. Оно мигрирует в почвах и оттуда попадает в растения; некоторые из них концентрируют З., например хвощи, кукуруза. Разрушение эндогенных месторождений З. приводит к образованию россыпей З., имеющих промышленное значение. З. добывается в 41 стране; его основные запасы сосредоточены в СССР, ЮАР и Канаде.
Физические и химические свойства. З. — мягкий, очень пластичный, тягучий металл (может быть проковано в листки толщиной до 8·10– 5мм, протянуто в проволоку, 2 км которой весят 1 г), хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко против химических воздействий. Кристаллическая решётка З. гранецентрированная кубическая, а = 4,704 A. Атомный радиус 1,44 A, ионный радиус Au1+ 1,37 A. Плотность (при 20°С) 19,32 г/см3, tпл1064,43°С, tkип 2947°С; термический коэффициент линейного расширения 14,2·10– 6 (0—100°С); удельная теплопроводность 311,48 вт/(м·К) [0,744 кал/см (сек·°С]; удельная теплоёмкость 132,3 дж/(кг·К) [0,0316кал/г·°С] (при 0°—100°С); удельное электросопротивление 2,25·10– 8ом (м (2,25·10– 6ом (см) (при 20°С); температурный коэффициент электросопротивления 0,00396 (0—100°С). Модуль упругости 79·103Мн/м2 (79·102кгс/мм2), для отожжённого З. предел прочности при растяжении 100—140 Мн/м2 (10—14 кгс/мм2), относительное удлинение 30—50%, сужение площади поперечного сечения 90%. После пластической деформации на холоду предел прочности повышается до 270—340 Мн/м2 (27—34 кгс/мм2). Твёрдость
Конфигурация внешних электронов атома З. 5d10 6s1. В соединениях З. имеет валентности 1 и 3 (известны комплексные соединения, в которых З. 2-валентно). С неметаллами (кроме галогенов) З. не взаимодействует. С галогенами З. образует галогениды, например 2Au + 3Cl2 =2AuC13. В смеси соляной и азотной кислот З. растворяется, образуя золотохлористоводородную кислоту H [AuCl4]. В растворах цианида натрия NaCN (или калия KCN) при одновременном доступе кислорода З. превращается в цианоаурат (I) натрия 2Na [Au (CN)2]. Эта реакция, открытая в 1843 П. Р. Багратионом, получила практическое применение только в конце 19 в. (см. Цианирование). Для З. характерна лёгкая восстановимость его из соединений до металла и способность к комплексообразованию. Существование закиси З., т. е. оксида З. (I) Au2O, сомнительно. Хлорид З. (I) AuCl получается при нагревании хлорида З. (III): AuC13 = AuCl + C12.
Хлорид З. (III) AuC13 получается действием хлора на порошок или тонкие листочки З. при 200 °С. Красные иглы AuC13 дают с водой коричнево-красный раствор комплексной кислоты: AuC13 +Н2О=Н2[AuOC13].
При осаждении раствора AuC13 едкой щёлочью выпадает амфотерная жёлто-коричневая гидроокись З.(III) Au (OH)3 c преобладанием кислотных свойств; поэтому её называют золотой кислотой, а её соли — ауратами (III). При нагревании гидроокись З. (III) превращается в окись З. Au2O3, которая выше 220° разлагается по реакции:
2Au2O3 = 4Au + 3O2.
При восстановлении солей З. хлоридом олова (II) 2AuC13 + 3SnCl2= 3SnCl4 + 2Au
образуется весьма стойкий пурпуровый коллоидный раствор З. (кассиев пурпур); это используется в анализе для обнаружения З. Количественное определение З. основано на его осаждении из водных растворов восстановителями (FeSO4, H2SO3, H2C2O4 и др.) или на применении пробирного анализа.
Получение З. и его аффинаж. Из россыпных месторождений З. можно извлечь отмучиванием, основанным на большой разности плотностей З. и пустой породы. Этот способ, применявшийся уже в глубокой древности, сопряжён с большими потерями. Он уступил место амальгамации (известной уже в 1 в. до н. э. и применявшейся в Америке начиная с 16 в.) и цианированию, получившему широкое распространение в Америке, Африке и Австралии в 1890-х гг. В конце 19 — начале 20 вв. основным источником З. стали коренные месторождения. Золотоносную породу сначала подвергают дроблению и обогащению. Из полученного концентрата извлекают З. раствором цианида калия или натрия. Из раствора комплексного цианида осаждают З. цинком; при этом выпадают и примеси. Для очистки (аффинажа) З. электролизом (способ Э. Вольвилла, 1896) аноды, отлитые из нечистого З., подвешивают в ванне, содержащей солянокислый раствор AuC13, катодом служит лист чистого З. При прохождении тока примеси выпадают в осадок (анодный ил, шлам), а на катоде отлагается З. чистотой не менее 99,99%.
Применение. З. в условиях товарного производства выполняет функцию денег (см. раздел Экономическое значение). В технике З. применяют в виде сплавов с др. металлами, что повышает прочность и твёрдость З. и позволяет экономить его (см. Золотые сплавы). Содержание З. в сплавах, применяемых для изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, полуфабрикатов зубопротезного производства и т.д., выражают пробой (см. Проба благородных металлов, Ювелирные сплавы); обычно добавкой служит медь (т. н. лигатура). В сплаве с платиной З. используется в производстве химически стойкой аппаратуры, в сплаве с платиной и серебром — в электротехнике. Соединения З. используют в фотографии (тонирование).