С того момента, как золото стало символом благосостояния, люди стремились завладеть им. Средневековые алхимики пытались сделать этот металл из более дешевых и доступных. В конце концов ученые научились превращать один химический элемент в другой, но это вовсе не означает, что каждый желающий может превратить алюминиевую ложку в золотую. Как сделать золото и возможно ли это вообще? Давайте попробуем разобраться.
Что такое золото?
Этот металл известен с глубокой древности. На латыни золото называется aurum, а в периодической системе Менделеева оно обозначается символом Au. И славянское, и латинское название означают “желтый”.
Мастеров, делавших золотые украшения, привлекали прекрасные физические и химические свойства:
- мягкость;
- пластичность;
- сравнительно низкая химическая активность;
- доступность в природе.
Важно! Чистое золото – очень мягкий металл, его легко обрабатывать механическим путем. Он может принять любую форму. Изделия из золота поначалу в основном ковали. Из него можно выковать листы толщиной в долю миллиметра. А вот плавится этот металл при довольно высокой температуре – более 1064°С. Сам по себе этот элемент довольно летуч, начинает испаряться еще до кипения.
Ювелирные изделия сравнительно редко делают из чистого золота. Как правило, применяются сплавы:
- с медью;
- с серебром;
- с платиной.
Важно! Чистое золото нередко используют в технике – например, для изготовления радиодеталей, микросхем и т. д. Однако в промышленность идет всего 10% от общего количества этого металла. Все остальное – централизованные запасы слитков химически чистого золота. Примерно половина принадлежит государствам, остальное – частным собственникам слитков и ювелирных изделий.
К основным характеристикам относятся также вес и плотность. По плотности золото занимает седьмое место среди всех металлов, Она составляет 19,32 г/см³. Благодаря высокой плотности, добывать этот металл достаточно легко.
Добывают золото несколькими способами:
- промывкой;
- амальгамированием;
- цианированием.
Промывка основана на том, что при промывке песка более легкие фракции смываются, а тяжелые частицы золота остаются на дне. Амальгамирование – добыча золота с помощью ртути, при цианировании происходит реакция с цианидами.
Важно! При амальгамировании и цианировании применяются очень токсичные вещества.
По методу средневековых алхимиков
Средневековые экспериментаторы пытались сотворить золото из свинца. Давайте попробуем понять, как они это делали и почему у них ничего не получилось. Ответа на вопрос, как делают золото, этот способ, конечно, не даст, но зато поможет разобраться со свойствами разных химических элементов.
Средневековые алхимики придерживались принципа “подобное тянется к подобному”. Если у них был слиток золота, к нему должен был притянуться кусок свинца и в конце концов поменять свои свойства. Алхимику бы понадобились:
- слиток золота весом 1 кг;
- слиток свинца весом 2 кг;
- инструмент для резки металла (современный алхимик вполне может воспользоваться ножовкой).
Далее процесс происходил примерно так. Чтобы сделать нечто благородное (например, получить драгоценный металл), у человека должны быть чистые мысли и чистое сердце. Поэтому исследователь молился тем силам, в которые верил, стремясь очиститься и стать достойным своей цели.
Если вы уже попробовали это сделать, можете продолжить:
- Положите оба слитка на стол рядом друг с другом.
- Представьте, что перед вами – два абсолютно одинаковых материала, причем благородных.
- Медитировать надо столько, чтобы и самому поверить в то, что свинец – это золото, и перестать различать слитки.
- Распилите кусок свинца.
- Приставьте к спилу кусок золота.
- Представляйте, что молекулы двух слитков постепенно сливаются, частички свинца превращаются в частички золота.
Вам не верится, что у вас все получится? Это потому, что вы уже знаете многое и про периодическую систему Менделеева, и про свойства разных металлов, и про то, с какими веществами реагирует золото, а с какими – нет, и что получается в итоге. Но в эпоху Средневековья даже самые просвещенные люди еще этого не знали, и если бы они не апробировали свои наивные методы, не было бы и серьезных научных открытий.
Ядерная химия
Эстафету от средневековых ученых переняли исследователи прошлого столетия, занимающиеся ядерной химией. И они научились получать этот металл из других химических элементов! Невозможное стало возможным, но не для всех. Процесс этот дорогой, опасный и требующий специального оборудования, так что ответа на вопрос, как сделать золото своими руками, он тоже не дает.
Способ основан на том, что в ядерном реакторе некоторые химические элементы превращаются в другие. Например, производство плутония из обогащенного урана – дело довольно обычное и уже более полувека применяется практически на всех атомных электростанциях. Но превращаться способны и другие элементы. Например, из железа можно сделать никель, а из серы – хлор.
Американские физики не шутят
В первый раз золото “атомным” путем удалось получить американским исследователям. Это случилось в 1947 году. За двенадцать лет до этого еще один американец, Артур Демпстер, выяснил, что устойчивый изотоп у золота всего один. А в начале 1940 года гарвардские физики А.Шерр и К. Бейнбридж объявили о получении искусственного золота. Они смогли разогнать дейтроны и направить их на литиевую мишень.
Таким образом, получился поток быстрых нейтронов, которые, в свою очередь, бомбардировали ядро ртути. В результате — получились изотопы золота, но были они крайне неустойчивыми, жили в течение нескольких дней, а в конце концов снова превращались в ртуть, причем радиоактивную.
Важно! Лишь семь лет спустя был получен искусственный микрослиток, который сейчас находится в музее науки и промышленности в Чикаго. Выход драгоценного металла был очень невысок – 35 мкг из 100 г ртути.
Поговорим об изотопах
Конечно, удачный американский эксперимент вовсе не свидетельствует о том, что можно взять банку ртути и с помощью волшебной палочки и заклинаний или даже самодельного ядерного реактора превратить ее в золото. Ядерные физики работают не с обычными веществами, а с изотопами, то есть с радиоактивными, зачастую неустойчивыми их вариациями.
У ртути семь изотопов, из них относительно устойчивые – три. Единственный устойчивый изотоп золота – Au-197. Его можно получить из ртути с таким же индексом. Радиоактивная ртуть испускает бета-лучи, в результате молекула теряет отдельные элементы и в конце концов получается другое вещество.
Процесс этот:
- чрезвычайно трудоемкий;
- очень дорогостоящий.
- имеет не столько практическое, сколько научное значение.
Важно! У этого метода есть еще один существенный недостаток. Нельзя просто взять и сплавить отдельные изотопы в слиток. Их еще необходимо освободить из смеси нуклидов и других изотопов.
Другие вещества
Золото можно сделать и из других элементов. Правда, даже в идеально оснащенной лаборатории не всегда удается добиться успеха:
- в основном изотопы крайне неустойчивы;
- вещества могут быть еще дороже золота (например, платина).
Научная фантастика
Параллельно с попытками сделать золото из ртути шли и другие эксперименты. Например, в 1913 году Фредерик Содди предположил, что драгоценный металл можно получить из таллия. Он же считал, что средневековые ученые были правы и что свинец тоже можно использовать. Ему принадлежит и идея попробовать превратить в золото ртуть – но в то время экспериментальная база еще была довольно слабой.
Занимались этой проблемой и писатели-фантасты. В конце 30-х вариант получения желтого металла из висмута предложил в одном из своих романов Дауман. Его герои в качестве инструмента использовали мощное рентгеновское излучение, и в общем, фантаст оказался не так уж далеко от истины. Правда, его-то герои делали столько золота, сколько хотели, вызвав в результате экономический кризис, как это было во время Великих географических открытий, когда в Европу просто хлынули потоки золота из Южной Америки.
Важно! Впрочем, фантастические романы все же вызвали определенный резонанс. Ученые обратили внимание на висмут, но пришли к выводу, что этот металл не имеет устойчивых изотопов.
Обратный процесс
Если ртуть можно превратить в золото, то и обратный процесс тоже возможен? Средневековые ученые этой проблемой на задавались. Но у них ни целей подобных не было, ни знаний. Прямо скажем, задача получения сверхчистой ртути в то время не стояла, а сейчас такой металл нужен. Ответ получили, когда понадобились сверхточные эталоны измерительных приборов.
Эксперименты прошли бесследно?
Конечно, получение искусственного золота не может повлиять, например, на рынок драгоценных металлов. Но говорить о том, что практического значения у изотопов золота нет, было бы неправильным. Такие изотопы используют в медицине для лечения некоторых форм рака.
Без радиации
Можно ли сделать золото из ртути без ядерной реакции? Алхимики, в том числе и современные, считают, что это возможно. По их мнению, выглядит это примерно так:
- Возьмите необходимое количество ртути.
- Вылейте ее в огнеупорный сосуд.
- Поставьте сосуд на огонь.
- Кипятите ртуть.
- Бросьте в нее порошок – столько, сколько сказал другой алхимик, ваш учитель, который и состав порошка определил.
- Далее небольшое количество того, что у вас получилось, и бросьте это в 1000 унций ртути.
- Ртуть должна превратиться в красный порошок.
- Возьмите немного этого порошка и снова бросьте в тысячу унций ртути.
- Делайте так, пока вся ртуть не превратится в золото.
Важно! О том, что кто-то добился успеха и сделал золото, проводя подобные эксперименты, науке не известно. Пары ртути чрезвычайно токсичны, так что конец истории может оказаться довольно мрачным. Дома экспериментировать явно не стоит. Но вот промышленные способы получения золота с помощью ртути без всяких бета-бомбардировок – есть.
Амальгамирование
Этот метод основан на том, что ртуть может образовывать сплавы с разными металлами.
Вариант 1:
- Порода, содержащая золото, дробится.
- Все это хорошо смачивается.
- Увлажненное мелкофракционное вещество смешивается с ртутью.
- Смесь помещается в бегунную чашу, где происходит дальнейшее измельчение.
- Полученную амальгаму извлекают из шлама с помощью промывки.
- Ртуть из амальгамы отгоняют – ее можно использовать вторично.
Важно! Это — очень старый способ, известен он был еще до нашей эры. Чаще всего его использовали в Южной Америке после того, как Испания заполучила там колонии.
Вариант 2
Метод внешней амальгамации:
- Как и в первом случае, золотоносная порода дробится.
- Затем порода пропускается через специальные обогатительные шлюзы – их выстилали медными листами, покрытыми слоем ртути.
Важно! Эти способы применяются сейчас достаточно редко, главным образом там, где есть порода с высоким содержанием золота. Чаще всего это делается в Африке.
Цианирование
Золото имеет свойство растворяться в синильной кислоте и растворах ее солей. Это и использовали для разработки метода добычи:
- Породу измельчают.
- Обрабатывают ее слабым раствором цианида натрия (концентрация от 0,03% до 0,3%).
- Образуется цианоаурат натрия.
- Полученное вещество обрабатывают цинковой пылью или ионообменной смолой.
Поначалу этот способ применялся на крупных заводах. Потом он видоизменился – вместо чанов стали использовать водонепроницаемые площадки, куда ссыпалась руда и пропитывалась растворами солей синильной кислоты. Цианиды просачивались и забирали с собой атомы золота, а затем все это поступало в сорбционные колонны, где золото и осаждалось.
Важно! Этот способ получения золота применим только там, где в руде нет сульфидов, с которыми реагируют соли синильной кислоты. Если сульфиды есть, процесс существенно усложняется.
Метод регенерации
Основан он на том, что растворы солей золота обрабатывают 10% раствором щелочи:
- Раствор нагревается.
- Золото осаждается на алюминиевую поверхность.
Можно ли работать с золотом дома?
Оборот золота во многих странах внимательно контролируется. Не так дотошно, как, например, рынок бриллиантов или изумрудов, но все же. По сути, если вы не собираетесь осваивать ремесло ювелира и получать соответствующую лицензию, вы имеете возможность работать только с тем, что можете совершенно легально купить в магазинах:
- золотой пудрой;
- ювелирными изделиями;
- радиодеталями.
Золотая пудра используется для изготовления изделий декоративно-прикладного творчества — из сломанных сережек можно сделать другое ювелирное изделие. А что касается радиодеталей, то золота там очень мало. Чтобы сделать что-то из “золотого лома”, лучше всего обратиться в ювелирную мастерскую. Золото плавится тяжело, а при изготовлении ювелирных изделий в него добавляют другие металлы, делающие его еще более тугоплавким.
Важно! Если вам повезло и вы нашли золотой слиток, то все зависит от того, где именно вы находитесь. Во многих странах о подобных находках нужно сообщать в органы государственной власти, иначе — могут возникнуть серьезные неприятности. Сделать что-то для себя вы, конечно, можете, но продать такой слиток или изделие из него будет проблематично.
Видеоматериал
Как видим, сделать золото в домашних условиях практически невозможно, и зачастую процесс этот сопряжен с большим риском для своего здоровья. Поэтому советуем вам отбросить попытки быстро наживы за счет производства золотых слитков дома. А если очень хочется экспериментировать и проводить научные опыты, то лучше делать это в условиях специализированных лабораторий. Но для этого придется учиться и еще раз учиться, чтобы иметь соответствующие знаний, возможности, доступ и квалификацию.