Zlato je chemický prvek snadno rozpoznána díky své žluté metalické barvě. Je cenná díky své vzácnosti, odolnosti vůči korozi, elektrické vodivosti, kujnosti, tažnosti a kráse. Pokud se zeptáte lidí, odkud zlato pochází, většina řekne, že jej získáte od dolu, pánev po vločkách v proudu, nebo ho extrahujete z mořské vody. Skutečný původ prvku však předchází vzniku Země.
Klíčové cesty: Jak se tvoří zlato?
- Vědci věří, že veškeré zlato na Zemi vzniklo při srážkách supernov a neutronových hvězd, ke kterým došlo před vytvořením sluneční soustavy. V těchto událostech se zlato vytvořilo během procesu r.
- Během formování planety zlato klesalo k jádru Země. Je přístupná pouze dnes kvůli bombardování asteroidy.
- Teoreticky je možné tvořit zlato jadernými procesy fúze, štěpení a radioaktivního rozkladu. Pro vědce je nejjednodušší přeměnit zlato bombardováním rtuti těžšího prvku a produkováním zlata rozkladem.
- Zlato nemůže být produkováno chemií nebo alchymií. Chemické reakce nemohou změnit počet protonů v atomu. Protonové číslo nebo atomové číslo definuje identitu prvku.
Formování přírodního zlata
Zatímco jaderná fůze uvnitř Slunce vytváří mnoho prvků, Slunce nemůže syntetizovat zlato. Značná energie potřebná k výrobě zlata nastává, pouze když hvězdy explodují v supernova nebo kdy neutronové hvězdy se srazí. Za těchto extrémních podmínek se těžké prvky vytvářejí rychlým procesem neutronového záchytu nebo r-procesem.
Kde se vyskytuje zlato?
Všechno zlato nalezené na Zemi pocházelo ze zbytků mrtvých hvězd. Jak se Země formovala, těžké prvky jako žehlička a zlato kleslo k jádru planety. Pokud by nedošlo k žádné další události, nebylo by v zemské kůře zlato. Ale asi před 4 miliardami let byla Země bombardována dopady asteroidů. Tyto dopady vyvolaly hlubší vrstvy planety a vytlačily do ní nějaké zlato plášť a krustě.
Nějaké zlato se nachází ve skalních rudách. To se objeví jako vločky, jako čistě nativní prveka se stříbrem v přírodní slitině electrum. Eroze zbavuje zlato jiných minerálů. Protože zlato je těžké, klesá a hromadí se v korytech řek, náplavových nánosech a oceánu.
Zemětřesení hrají důležitou roli, protože porucha řazení rychle rozkládá vodu bohatou na minerály. Když se voda vypařuje, žíly křemene a ukládání zlata na skalní povrchy. Podobný proces se vyskytuje v sopkách.
Kolik zlata je na světě?
Množství zlata vytěženého ze Země je nepatrný zlomek jeho celkové hmotnosti. V roce 2016 americký geologický průzkum (USGS) odhadl, že od úsvitu civilizace bylo vyrobeno 5 726 000 000 trojských uncí nebo 196 320 US tun. Asi 85% tohoto zlata zůstává v oběhu. Protože zlato je tak husté (19,32 gramů na krychlový centimetr), nezabírá pro svou hmotu mnoho místa. Ve skutečnosti, pokud jste roztavili všechny dosud těžené zlato, skončili byste s kostkou asi 60 stop napříč!
Přesto zlato představuje několik dílů na miliardu hmotnosti zemské kůry. I když není ekonomicky možné vytěžit hodně zlata, v horním kilometru zemského povrchu je asi 1 milion tun zlata. Hojnost zlata v plášti a jádru není známa, ale výrazně převyšuje množství v kůře.
Syntéza Element Gold
Pokusy o alchymisté přeměnit olovo (nebo jiné prvky) na zlato bylo neúspěšné, protože žádná chemická reakce nemůže změnit jeden prvek na jiný. Chemické reakce zahrnují přenos elektronů mezi elementy, které mohou produkovat různé ionty prvku, ale jeho počet definuje protony v jádru atomu. Všechny atomy zlata obsahují 79 protonů, takže atomové číslo zlata je 79.
Výroba zlata není tak jednoduchá jako přímé přidání nebo odečtení protonů od jiných prvků. Nejběžnější metoda změny jednoho prvku na jiný (proměna) je přidat neutrony k jinému prvku. Neutrony mění izotop prvku a potenciálně činí atomy natolik nestabilními, aby se rozpadly radioaktivním rozpadem.
Japonský fyzik Hantaro Nagaoka poprvé syntetizoval zlato bombardováním rtuti neutrony v roce 1924. Zatímco přeměna rtuti na zlato je nejjednodušší, zlato může být vyrobeno z jiných prvků - dokonce i olova! Sovětští vědci v roce 1972 omylem změnili olověné stínění jaderného reaktoru na zlato a Glenn Seabord transformoval stopu zlato z olova v roce 1980.
Termonukleární exploze zbraní produkují neutronové záběry podobné r-procesu ve hvězdách. I když takové události nejsou praktickým způsobem syntézy zlata, jaderné testování vedlo k objevu těžkých prvků einsteinium (atomové číslo 99) a fermium (atomové číslo 100).
Zdroje
- McHugh, J. B. (1988). "Koncentrace zlata v přírodních vodách". Žurnál geochemického průzkumu. 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 těžkých elementů Neutron Capture”. Astrophysical Journal Supplement Series. 11: 121. doi:10.1086/190111
- Sherr, R.; Bainbridge, K. T. & Anderson, H. H. (1941). "Transmutace rtuti rychlými neutrony". Fyzická kontrola. 60 (7): 473–479. doi:10,1103 / PhysRev.60,473
- Willbold, Matthias; Elliott, Tim; Moorbath, Stephen (2011). "Izotopové složení wolframu zemského pláště před bombardováním terminálu". Příroda. 477 (7363): 195–8. doi: 10,1038 / příroda10399