Złoto

Złoto

platyna ← złoto → rtęć
Ag ↑ Au ↓ Rg 79 Au
Wygląd
żółty[4][5]
Kryształy złota o czystości 99,99% wytworzone metodą reakcji transportu chemicznego w atmosferze chloru
Widmo emisyjne złota
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	złoto, Au, 79 (łac. aurum)
Grupa, okres, blok	11, 6, d
Stopień utlenienia	−I, I, III, V
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości tlenków	amfoteryczne
Masa atomowa	196,97 ± 0,01[a][6]
Stan skupienia	stały
Gęstość	19300 kg/m³
Temperatura topnienia	1064,18 °C[1]
Temperatura wrzenia	2856 °C[1]
Numer CAS	7440-57-5
PubChem	23985
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 135 (obl. 174) pm 144 pm 166 pm Konfiguracja elektronowa [Xe]4f145d106s1 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 18, 1 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 2,54 1,42 Potencjały jonizacyjne I 890,1 kJ/mol II 1980 kJ/mol III 2900 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 334,4 kJ/mol Ciepło topnienia 12,55 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 2,37×10−4 Pa (1337 K) Konduktywność 45,2×106 S/m Ciepło właściwe 128 J/(kg·K) Przewodność cieplna 317 W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny ściennie centrowany Twardość • w skali Mohsa 2,5 Prędkość dźwięku 1740 m/s (293,15 K) Objętość molowa 10,21×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 195Au {syn.} 186,1 dnia w.e. 0,230 195Pt 196Au {syn.} 6,18 dnia w.e. 196Pt 197Au 100% stabilny izotop z 118 neutronami 198Au {syn.} 2,693 dnia β− 1,372 198Hg 199Au {syn.} 3,14 dnia β− 0,453 199Hg
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-10-05] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Substancja nie jest klasyfikowana jako niebezpieczna według kryteriów GHS[2]. NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[3] 0 0 0
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Złoto (Au, łac. aurum) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 79. Złoto jest ciężkim, miękkim i błyszczącym metalem, najbardziej kowalnym i ciągliwym spośród wszystkich znanych metali. Czyste złoto ma jasnożółty kolor i wyraźny połysk, nie utlenia się w wodzie czy powietrzu. Chemicznie złoto należy do metali przejściowych i pierwiastków grupy 11. Z wyjątkiem helowców (tzw. gazów szlachetnych) złoto jest najmniej reaktywnym pierwiastkiem. Złoto długo przed okresem spisanej historii było drogocennym i poszukiwanym metalem szlachetnym używanym w biciu monet, jubilerstwie, sztuce i zdobieniach.

Złoto jest odporne na poszczególne kwasy, ale roztwarza się w wodzie królewskiej (łac. aqua regia, nazwana tak ze względu na to, że rozpuszcza właśnie złoto – metal kojarzony z władzą królewską). Roztwarza się również w zasadowych roztworach cyjanków, które były używane do wydobywania złota. Złoto rozpuszcza się również w rtęci, tworząc amalgamat. Złoto jest nierozpuszczalne w kwasie azotowym, który roztwarza srebro i inne metale, co przez długi czas było wykorzystywane jako próba na obecność złota (np. w monetach).

Metal rodzimy występuje jako samorodki lub ziarna w skałach litych, żyłach i osadach aluwialnych. Mniej powszechnie występuje jako związki złota, zazwyczaj z tellurem. Parytet złota był najpowszechniejszą podstawą polityki pieniężnej w historii człowieka, powszechnie zastąpioną w XX wieku przez pieniądz fiducjarny. Szacuje się, że do końca 2017 roku, w całej historii zostało wydobytych 190 tys. ton złota^[7]. Odpowiada to objętości 9800 m³ lub sześcianowi o krawędzi 21,4 m. Światowa konsumpcja wydobywanego złota w 50% zużywana jest w jubilerstwie, w 40% w różnych inwestycjach, a 10% w zastosowaniach przemysłowych^[8]. Złoża złota pozostałe pod ziemią oceniane są na 54 tys. ton. Przy aktualnym poziomie wydobycia złoża te wystarczyłyby na ok. 15–20 lat^[7].

Poza szeroko rozpowszechnionymi wyżej wymienionymi zastosowaniami, złoto stosuje się również w stomatologii, elektronice i innych dziedzinach, w tym nawet w przemyśle spożywczym.

Historia

Złoty kapelusz z epoki brązu

Maska pośmiertna Tutanchamona

Jazon wracający ze złotym runem (Krater z Apulii w stylu czerwonofigurowym, ok. 340–330 p.n.e.)

Złoto jest znane i używane przez rzemieślników co najmniej od chalkolitu. Złote wyroby na Bałkanach pojawiają się w wykopaliskach archeologicznych datowanych na IV milenium p.n.e., takich jak nekropolia Warny. Złote artefakty, takie jak złote kapelusze czy dysk z Nebry, pojawiały się w Europie Środkowej od drugiego tysiąclecia p.n.e. w epoce brązu^[9].

Egipskie hieroglify z okresu około 2600 lat p.n.e. opisują, że król Mitannii Tuszratta miał złota „więcej, niż brudu” w Egipcie^[10]. Egipt, a szczególnie Nubia, miały wystarczające zasoby, by uczynić je obszarami, gdzie wydobywało się najwięcej złota przez długi okres historii. Najstarszą znaną mapą jest mapa znana jako papirusowa mapa z Turynu (ok. 1100 lat p.n.e.)^[11], która pokazuje plan kopalni złota w Nubii, wraz z ukazaniem lokalnej geologii. Prymitywne metody wydobycia, włączając w to technikę podkładania ognia, zostały opisane przez Strabona i Diodora Sycylijskiego. W okresie Starożytnego Egiptu wydobywano około jednej tony złota rocznie^[12]. Duże kopalnie złota były również w obszarze Morza Czerwonego, znajdujące się w dzisiejszej Arabii Saudyjskiej, między innymi kopalnie Mahd adh Dhahab („kolebka złota”), w której, w okresie panowania króla Salomona (961–922 p.n.e.), było wydobywane złoto, srebro i miedź^[13].

Mit o złotym runie może nawiązywać do używania w starożytności owczych skór do wychwytywania złotego pyłu ze złóż okruchowych. Złoto jest często wspominane w Starym Testamencie, rozpoczynając od Księgi Rodzaju 2, 11 (o Havilah) oraz jest jednym z darów mędrców (Trzech Królów) w pierwszych rozdziałach Nowego Testamentu, w Ewangelii według Mateusza. Apokalipsa świętego Jana 21, 21 opisuje miasto Nowe Jeruzalem jako mające rynek Miasta to czyste złoto jak szkło przeźroczyste^[14].

Południowo-wschodni obszar Morza Czarnego był znany ze swojego złota. Wydobycie złota datuje się tam od czasu króla Midasa i tamtejsze złoto prawdopodobnie było wykorzystane w pierwszym na świecie biciu monet w Lidii, tzw. „lwów lidyjskich”^[15] około 610 r. p.n.e. Od VI do V wieku p.n.e. państwo Chu miało w obiegu monetę Ying Yuan (chiń. 郢爰)^[16].

W metalurgii Starożytnego Rzymu zostały wprowadzone nowe metody wydobycia złota na dużą skalę, wykorzystujące urabianie hydrauliczne, od 25 roku p.n.e. wykorzystywane w Hiszpanii, a od 106 roku n.e. w Dacji. Do największych kopalń należały te w Las Médulas, w prowincji León, gdzie siedem długich akweduktów pozwalało przemywać duże złoża aluwialne. Dużymi kopalniami były także te położone w Roşia Montană w Transylwanii (Siedmiogród), które do niedawna były wciąż eksploatowane przy użyciu metod odkrywkowych. Również były wykorzystywane mniejsze złoża w Brytanii, takie jak złoża okruchowe czy skalne w Dolaucothi. Różne używane metody wydobycia złota zostały opisane przez Pliniusza Starszego w encyklopedii Historia Naturalis, napisanej pod koniec pierwszego wieku naszej ery. W okresie imperium rzymskiego produkcja złota osiągała 5–10 ton rocznie^[12].

Imperium Mali w Afryce słynęło w Starym Świecie ze swojego bogactwa w złoto. Mansa Musa, władca imperium (1312–1337) stał się sławny w całym Starym Świecie ze względu na jego hadżdż do Mekki w 1324. Kiedy przechodził przez Kair w lipcu 1324 roku, towarzyszyła mu podobno karawana składająca się z ponad tysiąca ludzi i około setki wielbłądów. Wydał tyle złota, że obniżyło to jego cenę w Egipcie na ponad 10 lat^[17]. Szacuje się, że obszary dzisiejszej Ghany dostarczały 5-8 ton złota rocznie^[12].

Europejska eksploracja Ameryki była w dużej mierze napędzana doniesieniami o złotych ozdobach obficie pokazywanych przez Indian, szczególnie w Ameryce Centralnej, Peru, Ekwadorze i Kolumbii. Aztecy dosłownie traktowali złoto jako produkt bogów, nazywając je „boskimi odchodami” (nah. teocuitlatl)^[19]. Jednakże dla ludów tubylczych Ameryki Północnej złoto było bezużyteczne, większą wartość widzieli w innych minerałach, które były bezpośrednio związane z ich zastosowaniem, takie jak obsydian, krzemień i łupek^[20]. Szacuje się, że eksplorowane obszary Ameryki Południowej łącznie z afrykańskim Złotym Wybrzeżem w XVI dostarczały około 10–12 ton złota rocznie^[12].

Chociaż cena metali z grupy platynowców może być znacznie wyższa, złoto przez długi czas było uważane za najbardziej pożądany metal szlachetny, a jego wartość w historii była używana jako standard dla wielu walut (parytet złota). Złoto było używane jako symbol czystości, wartości, królewskości, i szczególnie ról, które łączyły te cechy. Złoto jako symbol bogactwa i prestiżu zostało wyśmiane przez Thomasa More’a w traktacie Utopia. Na tej wymyślonej wyspie złoto było tak powszechne, że było używane do robienia łańcuchów dla niewolników, zastawy stołowej i desek klozetowych. Kiedy przybyli ambasadorzy z innych krajów, ubrani w złoto i odznaki, Utopianie wzięli ich za zwykłe sługi, składając hołdy najskromniej ubranym spośród ich grupy.

Istnieje archaiczna tradycja gryzienia złota w celu sprawdzenia jego autentyczności. Chociaż nie jest to profesjonalna metoda badania złota, to „test gryzienia” nadaje się do oceny złota ponieważ złoto jest miękkim metalem (do 3 w skali Mohsa). Im czystsze złoto tym łatwiej je odkształcić. Malowany ołów może oszukać ten test ponieważ ołów jest bardziej miękki niż złoto (istnieje małe ryzyko zachorowania na ołowicę na skutek przyjęcia dawki ołowiu).

Jednym z głównych celów alchemików było przekształcenie różnych substancji, głównie ołowiu, w złoto. Miało odbyć się to w wyniku kontaktu danej substancji z mityczną substancją zwaną kamieniem filozoficznym. Chociaż im nigdy się to nie udało, alchemicy rozpowszechnili zainteresowanie tym co można robić z substancjami, przez co położyli podwaliny pod naukę, którą dzisiaj nazywamy chemią. Alchemicznym symbolem złota był okrąg z punktem w środku (☉), który był również symbolem astrologicznym i starożytnym chińskim znakiem oznaczającym słońce. Obecnie otrzymywanie złota z innych substancji jest możliwe m.in. przez przekształcenie rtęci na drodze wychwytu neutronu przez ¹⁹⁶Hg.

Złoto w starożytności było stosunkowo łatwe do uzyskania z kopalnianych warstw geologicznych. W XIX wieku, wszędzie gdzie zostawały odkryte większe złoża złota wybuchały gorączki złota. Pierwszym udokumentowanym odkryciem złota w Stanach Zjednoczonych było odkrycie złota w Reed Gold Mine w Midland w Karolinie Północnej w 1803^[21]. Jednakże 90% otrzymanego złota zostało wydobyte od 1848 roku, kiedy to w Kalifornii wybuchła gorączka złota^[12]. W 1851 roku, w samej tylko Kalifornii, wydobyto 77 ton złota. Światowa produkcja złota w tym okresie wzrosła do około 280 ton (1852)^[12].

Właściwości

Właściwości atomowe

Atom złota zbudowany jest z 79 protonów i 90–126 neutronów tworzących jądro oraz 79 elektronów (w stanie podstawowym) o konfiguracji 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d¹⁰6s¹ (zapis skrócony: [Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s¹).

Izotopy

Złoto ma jeden trwały izotop, ¹⁹⁷Au, będącym jednocześnie jedynym naturalnie występującym izotopem złota. Znanych jest kilkadziesiąt radioizotopów otrzymanych syntetycznie, których masy atomowe są w zakresie od 126 do 205. Najstabilniejszym spośród nich jest ¹⁹⁵Au, który ma czas połowicznego rozpadu, T_½ równy 186,1 dni. Najmniej stabilnym jest ¹⁷¹Au, o T_½ = 30 µs, który rozpada się w wyniku emisji protonu. Większość radioizotopów złota o masach poniżej 197 u ulega rozpadowi w wyniku kombinacji emisji protonu, rozpadu α i rozpadu β⁺. Wyjątkami od reguły są ¹⁹⁵Au, który rozpada się przez wychwyt elektronu oraz ¹⁹⁶Au, który w 93% rozpada się przez wychwyt elektronu oraz w 7% przez rozpad β^+[22].

Izomery

Zostały opisane przynajmniej 32 izomery jądrowe o zakresie mas atomowych 170 do 200. W przedziale tym tylko ¹⁷⁸Au, ¹⁸⁰Au, ¹⁸¹Au, ¹⁸²Au i ¹⁸⁸Au nie mają izomerów. Najstabilniejszym jest ¹⁹⁸Au o T_½ = 2,27 dnia. Najmniej stabilnym jest ¹⁷⁷Au o T_½ = 7 ns. ¹⁸⁴Au ma trzy ścieżki rozpadu; rozpad β⁺, przejście izomeryczne i rozpad α^[22].

Właściwości fizyczne

Złoto jest najbardziej kowalne spośród wszystkich metali; jeden gram złota może być rozbity na arkusz o powierzchni 1 m². Płatek złota może być rozbity do tego stopnia, że staje się półprzezroczysty. Przechodzące przez taki płatek światło jest zielono-niebieskie, ponieważ złoto silnie odbija żółte i czerwone składowe długości światła^[23][24]. Takie półprzezroczyste arkusze również silnie odbijają podczerwień, co czyni je użyteczne w wytwarzaniu osłon przed promieniowaniem podczerwonym (cieplnym) w kombinezonach żaroodpornych i osłonach przeciwsłonecznych w skafandrach astronautów^[25]. Złoto z łatwością tworzy stopy z innymi metalami. Przy wytwarzaniu tych stopów można zmieniać ich twardość i inne właściwości metalurgiczne, od temperatury topnienia do koloru (patrz poniżej)^[26]. Złoto charakteryzuje się bardzo dobrą przewodnością cieplną i elektryczną, co znajduje zastosowanie w elektronice i elektryce. Złoto jest metalem o wysokiej gęstości 19,3 g/cm³, dla porównania gęstość ołowiu wynosi 11,34 g/cm³, a najcięższego pierwiastka, osmu 22,61 g/cm³.

Złoto może zawierać izostrukturalne domieszki innych pierwiastków. Tego typu stopy mogą występować naturalnie lub być wytwarzane sztucznie. Mogą to być domieszki np.:

• srebra – elektrum;
• rtęci – amalgamat złota;
• miedzi – cuproauryt;
• palladu – porpezyt;
• rodu – rhodyt;
• itru – irauryt;
• platyny – złoto platynowe;
• bizmutu – maldonit.

Kolor

Podstawy fizyczne

Podczas gdy większość metali w postaci zwartej jest szara lub srebrno-biała, złoto jest żółte. Jest to wynikiem zbliżenia pasma energetycznego w pełni zapełnionego orbitalu 3d (3d¹⁰) i poziomu Fermiego orbitalu 6s, zapełnionego jedynie w połowie (6s¹). Efekty relatywistyczne sprawiają, że orbital 3d¹⁰ ulega rozszerzeniu, a 6s¹ skurczeniu, a w efekcie przerwa energetyczna, której wielkość odpowiada za kolor pierwiastka, wynosi jedynie 2,3 eV. Wartość ta została ustalona doświadczalnie i jest zgodna z obliczeniami, pod warunkiem, że uwzględniają one efekty relatywistyczne. Taka energia oznacza silną absorpcję światła niebieskiego i fioletowego oraz odbicie światła żółtego i czerwonego, co nadaje złotu charakterystyczną barwę. Dla srebra, pomimo bardzo zbliżonego układu klasycznych pasm elektronowych, efekty relatywistyczne są znacznie słabsze i energia przejścia wynosi 3,5 eV, co lokuje absorpcję światła w rejonie ultrafioletu, co w efekcie powoduje odbijanie całego zakresu światła widzialnego i srebrny kolor metalu. Problem koloru złota jest jednak bardzo złożony i brak jest pełnej charakterystyki obliczeniowej tego zjawiska^[27][28][29].

Barwa stopów złota

Diagram trójkątny – Różne kolory stopów Ag-Au-Cu

Powszechne stopy kolorowego złota, takie jak różowe złoto, mogą być wytworzone poprzez dodawanie różnych ilości miedzi i srebra, jak pokazuje to diagram trójkątny. Stopy zawierające pallad i nikiel tworzą tzw. „białe złoto”, które często jest wykorzystywane w jubilerstwie. Mniej powszechnymi są stopy złota zawierające dodatki manganu, glinu, żelaza, irydu i innych pierwiastków^[30], które nadają złotu bardziej niezwykłe kolory, jak na przykład niebieski^[31][24].

Właściwości chemiczne

Bryłki złota

Złoto jest metalem szlachetnym o wyjątkowo dużej odporności chemicznej, znacznie większej niż poprzedzające go w grupie 11 miedź i srebro. W przeciwieństwie do nich, na powietrzu nie ulega ściemnieniu. Jest też odporne na działanie większości czynników korozyjnych, dzięki czemu idealnie nadaje się do produkcji monet, biżuterii i pokryć ochronnych bardziej reaktywnych metali.

Ulega działaniu bardzo agresywnych czynników utleniających, utleniając się od razu do związków Au^III, co wyraźnie odróżnia je od miedzi i srebra, dla których tak wysoki stopień utlenienia jest niezwykle rzadki (znany jest AgF₃)^[29]. W ten sposób roztwarza się w wodzie królewskiej, w kwasie solnym w obecności ozonu oraz w gorącym kwasie selenowym^[32]:

2Au + 6H₂SeO₄ → Au₂(SeO₄)₃ + 3H₂SeO₃ + 3H₂O

Podobnie ulega też działaniu chloru i bromu, natomiast fluor utlenia złoto do związków Au^V[29].

Złoto jest roztwarzane także w zasadowych roztworach cyjanków (w obecności utleniaczy, np. tlenu) tworząc kompleksy cyjanozłocianowe:

4Au + 8KCN + O₂ + 2H₂O → 4K[Au(CN)₂] + 4KOH

Proces ten wykorzystywany jest do wydobywania złota ze złóż.

Ponadto złoto rozpuszcza się w rtęci tworząc amalgamat złota.

Wysoka odporność chemiczna złota wynika z wyjątkowo dużego potencjału redoks Au⁰/Au⁺ oraz wysokiego pierwszego potencjału jonizacyjnego wynoszącego 9,225 eV (dla porównania dla srebra jest to 7,576 eV). Te wyjątkowe właściwości elektronowe, a co za tym idzie, właściwości chemiczne, wynikają – podobnie jak kolor złota – w dużej mierze z efektów relatywistycznych^[29].

Najpowszechniejszymi stopniami utlenienia złota jest I i III. Znane są również związki na –I stopniu utlenienia (złotek cezu) i na V (fluorek złota(V)^[33]).

Jony złota znajdujące się w roztworze, do którego doda się jakiegokolwiek innego metalu będącego reduktorem, łatwo ulegają redukcji i strąceniu w postaci metalicznego złota. Dodany metal utlenia się i rozpuszcza zastępując w roztworze złoto, które może strącić się w postaci osadu.

Wysokiej czystości metaliczne złoto nie ma smaku i zapachu, co zawdzięcza swojej wysokiej odporności na korozję (jony metali są odpowiedzialne za ich smak)^[34].

Występowanie

Ta 4,85 kg bryłka złota została znaleziona w południowej Pustyni Kalifornijskiej przez prywatnego poszukiwacza przy użyciu wykrywacza metalu

Z bloku rudy złota ważącego około 860 kg może zostać wydobytych 30 g złota. Kopalnia złota Toi, Japonia.

(c) Matt Affolter of a sample from Erich Peterson at en.wikipedia, CC BY-SA 3.0

Hematyt z ziarenkami złota pozostały po utlenieniu pirytu z domieszką złota.

Liczba atomowa złota 79 czyni je jednym z najcięższych pierwiastków występujących naturalnie. Jak wszystkie pierwiastki o liczbie atomowej większej niż żelazo, uważa się, że złoto powstaje w wyniku procesu nukleosyntezy w supernowych. Ich eksplozje rozpraszają bogaty w metale pył (w tym metale ciężkie), z których formują się systemy planetarne, takie jak np. Układ Słoneczny^[35]. Ziemia w czasie formowania się ok. 4,5 miliarda lat temu składała się z płynnej magmy. W czasie procesu stygnięcia, najcięższe pierwiastki, w tym złoto, tonęły w jej wnętrzu. Złoto obecnie znajdujące się w płaszczu i skorupie ziemskiej dotarło na Ziemię znacznie później, w okresie tzw. Wielkiego Bombardowania, kiedy w Ziemię uderzył meteoryt o znacznej masie (do 1% masy Ziemi) zawierający między innymi złoto^[36].

Występujące na Ziemi złoto elementarne najczęściej występuje w postaci roztworu stałego złota ze srebrem, tj. stopu złota ze srebrem. Takie stopy mają zazwyczaj zawartość srebra 8–10%. Elektrum jest postacią pierwiastkowego złota o zawartości srebra od 18 do 36%. Jego kolor zmienia się od złoto-srebrnego do srebrnego, w zależności od zawartości srebra. Im więcej w nim srebra tym niższa gęstość.

Złoto znajdowane jest w rudach złożonych ze skał mających bardzo małe lub mikroskopijne ilości złota. Takie rudy złota często są znajdowane wraz z kwarcem lub siarczkami, takimi jak „złoto głupców”, którym jest piryt. Złoża zawierające takie rudy nazywane są złożami żyłowymi. Złoto rodzime można znaleźć także w postaci płatków, ziaren lub większych bryłek (samorodków), które wyerodowały ze skał i znalazły się w złożach aluwialnych, zwanych złożami okruchowymi. Większe ilości wolnego złota zazwyczaj znajdują się na wierzchu żyły złotonośnej, co spowodowane jest utlenianiem towarzyszących mu minerałów na skutek wietrzenia i wymywania złotego pyłu przez strumienie i rzeki, gdzie następuje jego nagromadzenie się. W ten sposób powstają złotonośne piaski rzeczne.

Złoto czasami występuje w połączeniach z tellurem w minerałach takich jak kalaweryt, krenneryt, nagyagit, petzyt i sylvanit oraz jako bizmutek maldonit (Au₂Bi) i antymonek aurostibit (AuSb₂). Złoto występuje rzadko także w stopach z miedzią, ołowiem i rtęcią jako minerały: auricupryd (Cu₃Au), novodneprit (AuPb₃) i weishanit ((Au, Ag)₃Hg₂).

Badania z 2004 roku sugerują, że mikroby czasami mogą odgrywać znaczącą rolę w tworzeniu złóż złota, przemieszczając i strącając złoto, tworząc ziarenka i bryłki, które odkładają się w złożach aluwialnych^[37]. Potwierdzają to badania naukowców z Uniwersytetu Stanowego w Michigan, którzy odkryli bakterię, która potrafi rozkładać związki złota na czysty kruszec^[38][39][40].

Światowe oceany zawierają pewne ilości złota. Zmierzone stężenia złota w Atlantyku i Północno-wschodnim Pacyfiku wynoszą 50–150 fmol/l lub 30 części na biliard (30×10⁻¹⁵). Ogólnie stężenia złota w Atlantyku i Pacyfiku są zbliżone. Głębokie wody morza Śródziemnego zawierają większe stężenia Au (100–150 fmol/l), co jest związane z wiatrem nawiewającym pyły znad lądu oraz licznymi rzekami wpadającymi do morza. Przy stężeniu 10×10⁻¹⁵ wszystkie oceany zawierałyby 15 000 ton złota^[41].

Wiele osób twierdziło, że mogą na ekonomiczną skalę odzyskiwać złoto z wody morskiej, lecz jak dotychczas wszyscy mylili się lub byli oszustami. Tak zwany wielebny Prescott Jernegan, prowadził w latach 90. XIX wieku swój szwindel, w którym uzyskiwał złoto z wody morskiej^[42]. Brytyjski oszust prowadził ten sam przekręt w Anglii, na początku XX wieku^[42]. Fritz Haber (odkrywca procesu Habera) przeprowadził badania nad uzyskiwaniem złota z wody morskiej, aby pomóc Niemcom zapłacić odszkodowania po I wojnie światowej^[43]. Opierając się o opublikowane wcześniej wartości od 2 do 64 ppb złota w wodzie morskiej uważał, że taka ekstrakcja ma sens ekonomiczny. Po przeanalizowaniu 4000 próbek, otrzymując średnią 0,004 ppb, stało się oczywiste, że ekstrakcja nie będzie możliwa i zakończył swój projekt^[44]. Do tej pory nie ma żadnego mechanizmu ekstrakcji złota z wody morskiej, który miałby sens ekonomiczny. Synteza złota (synteza na drodze przemian jądrowych) nie jest ekonomicznie opłacalna i jest mało prawdopodobne, aby stała się opłacalna w najbliższej przyszłości.

Złoża

Tworzy dwa podstawowe typy złóż:

• złoża pierwotne – związane z wysokotemperaturowymi żyłami hydrotermalnymi, przecinającymi skały wylewne, z żyłami kwarcowymi i skałami metamorficznymi. Bywa spotykane z kwarcem, pirytem, chalkopirytem, galeną, sfalerytem, barytem, fluorytem, srebrem rodzimym
• złoża wtórne – związane ze skałami okruchowymi, powstałymi wskutek niszczenia wcześniejszych złóż pierwotnych. Znajdowane jest w aluwialnych piaskach i żwirach, a także w piaskowcach i zlepieńcach.

Miejsca występowania:

• na świecie:
  •  Południowa Afryka – okolice Johannesburga (zasoby oceniane na około 70 tys. ton)
  •  Rosja – Ałdan, Kołyma, Ural
  •  Australia – Kalgoorlie
  •  Chiny
  •  Stany Zjednoczone
  •  Kanada
  •  Indonezja – Grasberg, Ertsberg
  •  Uzbekistan
  •  Peru
  •  Ghana
  •  Kirgistan
• w Polsce:

W Polsce wydobywa się złoto jedynie ze złóż rud miedzi (w których złoto stanowi niewielką domieszkę) w rejonie Lubina, Polkowic, Rudnej^[45]. Produkcja złota odbywa się w hucie miedzi w Głogowie. Zarówno kopalnie, jak i huta należą do KGHM. Wielkość produkcji w 2015 wyniosła 2,7 tony^[46], w 2016 r. 3,54 tony, a w 2017 r. 3,649 tony^[47].

Wystąpienia złota współcześnie nieeksploatowane:

• • Dolny Śląsk (dorzecza rzek: Izery, Kwisy, Bobru) – przyjmuje się, że na tym terenie wydobyto w latach 1175–1240 około 50 ton złota. Obecnie, szacunki mówią o łącznie 350 tonach złota pod Dolnym Śląskiem^[48]
  • okolice Złotego Stoku – szacuje się, iż na tym terenie wydobyto ok. 16 ton złota
  • okolice Złotoryi i Lwówka Śląskiego
  • Wielisławki
  • Wlenia - Radomice, Klecza, Pilchowice
  • okolice Bolesławca
  • Czarnów koło Kamiennej Góry
  • Radzimowice koło Wojcieszowa
  • Międzyrzecze Dolne, k. Bielska-Białej.

Kopalnie

Złoto jest wydobywane w kopalniach głębinowych w strefie zimnej, tj. Rosja, USA, RPA oraz w kopalniach odkrywkowych w strefie gorącej: Afryka, Azja południowo-wschodnia, Ameryka Południowa. Dodatkowo pojawia się jako domieszka w wydobyciu innych surowców, jednakże ilość wydobytego w ten sposób złota jest stosunkowo niewielka^[49].

Państwa wydobywające najwięcej złota (2019)^[50]

Państwo	Wydobycie (w tonach)	Rezerwy (w tonach)
Chiny	420	2000
Australia	330	10 000
Rosja	310	5300
Stany Zjednoczone	200	3000
Kanada	180	1900
Indonezja	160	2600
Peru	130	2100
Ghana	130	1000
Meksyk	110	1400
Uzbekistan	100	1800
Południowa Afryka	90	3200
Brazylia	85	2400
Papua-Nowa Gwinea	70	1000
Chile	50	3900
Inne państwa	800	10 000
Łącznie na świecie	3300	50 000

Zastosowanie

Jubilerstwo

(c) Pattych z angielskiej Wikipedii, CC BY-SA 3.0

Złoty naszyjnik z Mochica przedstawiający kocie głowy. Kolekcja muzeum Larco. Lima, Peru

Z powodu miękkości czystego (24 karaty, próba 1000) złota, do zastosowań w jubilerstwie, są tworzone stopy z mniej szlachetnymi metalami, zmieniając jego twardość, ciągliwość, temperaturę topnienia, kolor i inne właściwości. Stopy o mniejszej ilości karatów, zazwyczaj 22 ct, 18 ct, 14 ct lub 10 ct, zawierają większy procent miedzi. 18-karatowe złoto zawierające 25% miedzi stosowano w antyku i rosyjskiej biżuterii i ma wyraźny, choć nie dominujący, odcień miedzi, tworząc różowe złoto. 14-karatowy stop złota z miedzią ma niemal identyczny kolor do pewnych brązów, i oba często są używane do wyrobu odznak policyjnych, medali i innych ozdób. Niebieskie złoto może być wytworzone poprzez stopienie złota z żelazem, a fioletowe poprzez stopienie z glinem, chociaż są stosunkowo rzadko wykonywane, z wyjątkiem specjalnej biżuterii. Niebieskie złoto jest bardziej kruche i stąd praca i wyrób biżuterii z tym złotem jest trudniejsza. 14 i 18-karatowe stopy złota ze srebrem wydają się zielono-żółte, stąd są określane jako zielone złoto. Białe stopy złota mogą być zrobione z palladem lub niklem. Białe 18-karatowe złoto, zawierające 17,3% niklu, 5,5% cynku i 2,2% miedzi ma srebrną barwę. Ze względu na toksyczność niklu produkcja takich stopów jest regulowana w Europie prawem. Alternatywne białe stopy złota są wytwarzane w oparciu o pallad, srebro i inne białe metale^[26], lecz stopy oparte na palladzie są wyraźnie droższe od tych opartych na niklu. Wysokokaratowe białe złoto jest znacznie bardziej odporne na korozję niż czyste srebro czy srebro sterling (o min. próbie 925).

Japońskie rzemiosło mokume-gane wykorzystuje różnice kolorów pomiędzy laminowanymi kolorowymi stopami złota, tworząc dekoracyjny efekt przypominający słoje drzewa.

Przemysł

Największy na świecie blok złota ma masę 250 kg (Muzeum Złota Toi, Japonia).

Bryłka złota o średnicy 5 mm może być rozbita za pomocą młotkowania na arkusz o wymiarach około 0,5 m² (Muzeum Złota Toi)

• Złoty stop lutowniczy jest używany w łączeniu elementów złotej biżuterii za pomocą lutowania wysokotemperaturowego lub lutowania twardego. Jeśli wykonywana biżuteria jest klasy probierniczej, to lut musi mieć tę samą liczbę karatów co wyrób, stąd stopy lutownicze są wytwarzane by zgadzały się ze standardami żółtego i białego złota. Lut złota występuje zazwyczaj w trzech zakresach temperatur, określanych jako miękkie, średnie i twarde. Dzięki użyciu najpierw wysokotemperaturowego lutu, następnie stopów o coraz niższych temperaturach topnienia złotnicy mogą tworzyć skomplikowane przedmioty z użyciem kilku oddzielnych połączeń.
• Ze złota można wytwarzać nici używane do haftu.
• Złoto używane jako barwnik szkła tworzy głęboki, intensywny czerwony kolor w szkle rubinowym.
• Ze względu na fakt, że złoto dobrze odbija promieniowanie elektromagnetyczne, takie jak podczerwień i światło widzialne i fale radiowe, używane jest jako pokrycie ochronne w sztucznych satelitach, w osłonach kombinezonów chroniących przed silnym promieniowaniem podczerwonym i broni elektronicznej, np. w samolotach takich jak EA-6B Prowler.
• Złoto jest wykorzystywane jako warstwa odbijająca w wysokiej jakości płytach CD.
• Ze względu na swoją zdolność rozpraszania ciepła, złota folia jest użyta w silnikach McLarena, w modelu F1^[51].
• Ze złota można wytworzyć na tyle cienką warstwę, że staje się ona przezroczysta. Takie warstwy są używane w szybach niektórych kokpitów samolotów, co pomocne jest w ich odlodzaniu lub zapobieganiu oblodzeniu dzięki przepuszczeniu prądu przez taką warstwę. Ciepło wytwarzane przez opór złota jest wystarczające by zapobiec oblodzeniu^[52].

Elektronika

Koncentracja swobodnych elektronów w złocie wynosi 5,90×10²² cm⁻³. Złoto ma bardzo wysokie przewodnictwo elektryczne (tylko srebro i miedź mają wyższe, ale wadą ich jest mniejsza odporność na korozję), przez co wykorzystywane jest w przewodach elektrycznych do zastosowań wymagających wysokich energii. Złoto jako okablowanie stosowane jest w eksperymentach nuklearnych.

Mimo że złoto jest atakowane przez chlor, to jego dobra przewodność i ogólna odporność na utlenianie i korozję w innych środowiskach doprowadziły do jego szerokiego zastosowania w przemyśle jako cienkie pokrycia wszelkiego rodzaju złącz elektrycznych. Złoto jest, na przykład, używane w złączach droższych kabli elektronicznych, takich jak kable audio czy USB.

Chemia przemysłowa

Złoto jest atakowane i rozpuszczane przez zasadowe roztwory cyjanków sodu i potasu, tworząc sól cyjanek złota. Proces ten był wykorzystywany w procesie otrzymywania złota z jego rud (metoda cyjankowa). Roztwór cyjanku złota jest elektrolitem wykorzystywanym w przemysłowej galwanizacji i elektroplastyce złota na powierzchniach metali nieszlachetnych.
Roztwory chlorków złota (kwas chlorozłotowy) są używane do sporządzania koloidalnych roztworów złota poprzez redukcję cytrynianami lub askorbinianami. Chlorek złota i tlenek złota są używane do wyrobu drogocennego czerwonego szkła, które jak koloidalne zawiesiny złota, zawiera jednolitego rozmiaru nanocząsteczki złota^[53].

Jedzenie i napoje

• Złoto może znajdować się jako dodatek w jedzeniu i oznaczane jest wtedy numerem E 175^[54].
• Złoto płatkowe, plasterki lub złoty pył są używane w niektórych pokarmach dla smakoszy, zwłaszcza w słodyczach i napojach będąc składnikiem ozdabiającym je^[55].
• Płatki złota i złoty pył były używane przez szlachtę w średniowiecznej Europie jako dekoracja w pożywieniu i napojach, by zademonstrować bogactwo gospodarza lub przez wiarę, że coś cennego i rzadkiego musi być dobroczynne dla zdrowia.
• Goldwasser – jest to tradycyjny likier ziołowy produkowany w Gdańsku^[56][57]. Istnieją również inne napoje alkoholowe, zawierające płatki złota, których cena za porcję sięga kilku tysięcy dolarów^[58][59]. Metaliczne złoto jest obojętne chemicznie w ludzkim organizmie, złoto nie dodaje żadnego smaku, ani wartości odżywczych i opuszcza ciało bez zmian^[60].

Medycyna

Związki złota są stosowane jako środek leczniczy w reumatoidalnym zapaleniu stawów (podawane domięśniowo). Hamują one proliferację limfocytów, uwalnianie enzymów lizosomalnych oraz produkcję reaktywnych form tlenu w makrofagach, a także produkcję interleukiny 1. Działaniem ubocznym mogą być: fotosensytywne wysypki, zaburzenia żołądkowe oraz uszkodzenie nerek. Izotop ¹⁹⁸Au (czas połowicznego rozpadu – 2,7 dnia) jest używany w terapii niektórych nowotworów, a także w innych chorobach.

Złoto w gospodarce

Cena uncji złota w latach 1960–2013. Linia czarna – cena rzeczywista; linia czerwona – cena w przeliczeniu na wartość nabywczą dolara

Ceny 1 uncji złota w PLN od 1995 roku^[61]

Złoto od tysięcy lat ma bardzo dużą wartość, a wraz z rozwojem cywilizacji doceniono jego użyteczność w systemie monetarnym. Według konserwatywnej i libertariańskiej ekonomii obecność złota (lub innego rzadkiego i niepodrabialnego materiału) nie ma wymiaru tylko czysto użytkowego, gdyż z czasem monety złote zostały zastąpione banknotami wypieranymi obecnie przez pieniądz elektroniczny. Złoto ma stanowić zabezpieczenie realnej wartości papierowego pieniądza (taką funkcję pełni dziś około 75% wydobytych zasobów). Do najważniejszych zalet takiej roli złota konserwatyści zaliczają:

• Żadna władza nie może złota dodrukować czy zmienić poprzez naciski polityczne jego kursu. Ma to zapewnić stabilność gospodarki opartej na zabezpieczeniu w złocie.
• Od tysięcy lat jego podaż jest stała (ok. 1–2% w skali roku), kształtowana czynnikami niepolitycznymi. Stanowiło w tym czasie czynnik porządkujący i stabilizujący ekonomię.
• Jest trwałą, niemal niezniszczalną i akceptowalną w każdej epoce i miejscu formą kapitału.

W handlu podstawową jednostką złota jest uncja trojańska (jubilerska), czyli 31,1035 grama. Nazwa trojańska nie pochodzi od Troi, ale od miasta Troyes w północno-wschodniej Francji, w średniowieczu ważnego ośrodka handlowego^[62].

Złoto inwestycyjne to obok złotych monet sposób inwestowania. Można je nabyć w formie sztabek o najwyższej próbie 999,9 z renomowanych instytucji^[63]. Poza tym jedna trzecia wydobytego złota – jako rezerwa walutowa – jest niedostępna dla inwestorów i od dziesięcioleci pozostaje zamknięta w skarbcach banków centralnych. Według oficjalnych danych to 30,7 tysiąca ton kruszcu^[64].

Cenę złota ustala pięć największych instytucji handlujących tym kruszcem podczas London Gold Fixing. Obecnie są to: ScotiaMocatta, Barclays Capital, Deutsche Bank, HSBC i Société Générale^[62].

Zobacz też

• parytet złota
• gorączka złota
• sztabka złota
• próba złota
• białe złoto
• niebieskie złoto
• czerwone złoto
• „złoto głupców”

Uwagi

Przypisy