Kuld (0)

Maria-Julia Järv
Kuld
REFERAAT
Õppeaines: ANORGAANILINE JA ANALÜÜTILINE KEEMIA
Arhitektuuri ja keskkonnatehnika teaduskond
Õpperühm: KT 11A
Juhendaja : lektor Viiu Sillaste
Esitamiskuupäev: __.__.____
Üliõpilase allkiri : _________
Õppejõu allkiri: _________
Tallinn 2016
SISUKORD
1.Üldine kirjeldus 4
2.Omadused 5
3.Kulla tootomisest ja kasutamisest 6
3.1.Kasutusalad 7
3.2.Kullasulamid 7
3.3.Levik 7
4.Biotoime 8
5.Mõju keskkonnale 9
6. Huvitavad faktid 10
KOkkuvõtte 11
KASUTATUD ALLIKAD 12
Käesolev töö annab ülevaade kullast . Tutvustab selle füüsikalised ja keemilised omadused ning kasutamise valdkondadega. Annab ülevaade tootmise printsiibist ja levikust , biotoimest ja kahjulikkust mõjust keskkonnale.
Töös räägitakse natukene ajaloo huvitavast faktidest.

Üldine kirjeldus

Kuld on arvatavalt teine inimese poolt kasutusele võetud metall . Kulda tuntakse umbes 7000 aastat. Keemiliste elementide levimuselt on Au 72. kohal. Kulda on maakoores (0.0011 ppm) umbes 100 korda rohkem kui merevees (0.00001 ppm). Kuld on haruldane metall, kuid levimise tõttu ehemetallina pälvis ta oma värvi ja läikega meie eellaste tähelepanu.Tuntakse umbes 20 loodusliku kullaühendit, millest kolm on kullasulamid Au-Ag, Au-Pd ja Au-Bi. [1] Keemiliselt on kuld väheaktiivne metall, mis asub metallide pingerea lõpus. [2]
Joonis 1. Element perioodilisustabelist. [10]
Joonis 2. Kuld kivim . [4]
Elektronskeem : AU +79 | 2)8)18)32)18)1). 
Elektronvalem:
Aatommass : 196,967
Sulamistemperatuur : 1064.18 C°
Keemistemperatuur : 2836 C°
Tihedus 19.3
[2]
Võimalikud oksüdatsiooniastmed: −1, 0, +1, +2, +3, +5

Omadused

Kulla sära ei tuhmu, sest keemiliselt on kuld väga püsiv. Au ei reageeri ega oksüdeeru hapete ja leelistega. Seepärast nimeatakse kulda metallide kuningaks ja hinnalisuse tõttu – kuningate metalliks. Tuntud reaktiiviks, millega kuld reageerib on lämmastik- ja vesinikkloriidhappe segu, mida seepärast nimetatakse kuningveeks (valem (1). Soojendamisel reageerib kuld klooriga (valem 2); seleenhappega moodustab kuld kuldselenaadi (valem 3) ja elavhõbedega amalgaami1.
(1)
(2)
(3)
Keemiliselt on kuld 11. (ehk IB) rühma 6. perioodi d-bloki element. Normaaltingimustes on kuld üks inertsemaid elemente. Seetõttu esineb kulda tihti puhtal kujul kamakatena, teradena kivides, kulla soontes või jõesettes. Harvem leidub kulda ka ühendites, näiteks telluuriga. [3]
Õhus on kuld püsiv isegi kõrgetel temperatuurdel ega reageeri hapniku, vesiniku, lämmastiku ega süsinikuga. Kuld reageerib halogeenidega. [4]
Plastne ja kergasti töödeldav. Ühest grammist kullast võib venitada umbes 3,5 km traati . Au on väga hea soojus ja elektrijuht. [5]
Kuld on haruldane, aga ometi kõigile tuntud metall. Tiheduselt on kuld 5. metall. Au ja wolfram on võrdse tihedusega. Kui Hieron II kuldkroon oleks tehtud volframist, poleks Archimedes saanud juveliiri pettust tuvastada. Puhas Au on pehme, isegi küünega kriimustav ja ühest grammist kullast saab valtsida pleki, mis kataks 0,5 . [1]

Kulla tootomisest ja kasutamisest

Sageli leidub kullaterakesi jõeliivas või kivimite soontes. Selle kättesaamiseks pestakse kulda sisaldavat liiva vastavates rennides, kus kullaterad põrandapõõnade taha kinni jäävad. Kergemad kivimid ja liiv aga uhutakse veega ära. Kulla pesemisel eraldatakse kuld ja liiv tiheduse põhjal.
Varem eraldati kulda maagist ka elavhõbedaga maagi käsitlemisel. Nüüdisajal kasutatakse maakide rikastamiseks gravimeetrilist- ja flotatsioonimeetodit või ioonivahetust. Kulda saab viia maagist lahusesse ka tsüaniidide abil õhuhapniku osalusel. [1]
Tsüaniidimeetodi puhul käsitsetakse õhuhapniku osalusel peenestatud maaki lahjendatud NaCN või KCN lahusega. Seejuures moodustab lahustuv kompleksühend:
(4)
Viimasest eraldatakse kuld tsingi abil redutseerimisel.
(5)
Au puhastatakse konts väävelhappega. [5]
Möödunud sajandi keskel alkeemikute unistus täitus: õnnestus sünteesida kulla aatomeid aatomiteaktsioonis elavhõbedast (valem 6). Selleks kiiritati Hg aatomi tuumi neutronitega. [1]
(6)
Ühte elementi pole võimalik keemiliselt teiseks elemendiks muundada. Selleks tuleb tuumareaktsiooniga muuta protonite arvu aatomituumas. Kulla tootmine elavhõbedast on palju kallim kui kulla tootmine maagist.
Umbes veerandi saja eest õnnestus kanada keemikutel sünteesida elavhõbedast ebatavaline ühend elavhõbeheksafluoroarsenaat, mis kujutab endast kuldse värvusega kristalle ning on väliselt kullaga sarnane. [1]

Kasutusalad

Kulla maailmatoodang on nüüdisajal piirides 2280-3000 tonni. [6] Kuld on valuutametall ja ehtemetall, pidevalt suurenevad kulla tehnilised rakendusalad. Tähtsamaks valdkonnaks on juveliirikunst ja hambaproteeside valmistamine, elektroonika ning kosmonautika [1], tehiskaaslaste ja elektronarvutite vastutusrikkaid juhtmeid , kontakte ja detaile. [4]
Tuhandeid aastaid on kuld olnud valitsejate võimuregaalide, ehete ja ordeni -medalite ning kultussümboolika materjaliks. Möödunud sajandi alguse aastakümnetel vermiti kuldmünte ka käiberahaks.
Kulda kasutatakse klaasitootmises, sest kullal on võime peegeldada infrapunast valgust. Klaasi sisse pannakse õhuke kulla kiht. See annab võimalust vältida hoonete kuumutamist. Kui läbi sellise akna juhtida elektivoolu, siis saab see klaas udu vastused omadused, mis on hädavajalik veoautodes, laevades. [7]

Kullasulamid

Et puhas kuld on pehme, kergesti deformeeruv ja kuluv aine, siis kasutatakse peamiselt kullasulameid. Teatud lisandmetallidega saab kullale anda erinevaid värvusi või värvivarjundeid. Rahvusvaheliselt münditi kuldraha sulamist, milles on 90% kulda ja 10% vaske. Kullasulam milles on 25% hõbedat helgib rohekalt, 20%-lise niklisisaldusega kuld on valkjas . Möödunud sajandi lõpul töötati Argentiinas välja sinakas kuld, mis arvatavalt sisaldab legeeriva metallina koobaltit. Hõbeda, kulla ja indiumi roheline ning dekoratiivne sulam on tuntud rohelise kulla nime all. [1]

Levik

Suurimad kullavarud on USAs. [1] Sellele järgneb Saksamaa, Prantsusmaa ja Venemaa.

Biotoime

Inimorganismis on kuld ultramikrometall, mida leidub luudes j averes. Au pole bioelement , kuid kullaühendeid kasutatakse ravimina. Ravitakse kullapreparaatidega naha- ja liigesehaigusi, vähktõbe, tuberkuloosi. [1]

Mõju keskkonnale

Ise kuld ei mõju keskkonnale, kuid tema kaevandamine kannab negatiivset iseloomu. Tavaliselt Kaevandatakse kulda tohutult karjäärides. Mõned karjäärid on nii suured, et neid võiks kosmosest näha. Muidugi toimub loomade elupaikade hävitamine. Kohaliku ökosüsteemi häiritus mõjutab halvasti taimedele, loomadele, pinnale ja veele.
Et kulla väljavõtta kividest kasutatakse soojust ja kemikaale. Mõned neist on ohtlikud saasteained . Näiteks surmavat ohtliku tsüaniidi kasutatakse alati, et ekstraheerida kulda maagist.
Tolm kaevanduses täidab õhku ja võib põhjustada haigusi. Maagi kuumutamisel vabaneb lämmastik ja väävlidioksiid õhku.
Ümbritsevad veekogud samuti täituvad kemikaalidega. Jääkproduktid kogutakse ja immutakse pinnasesse. [8]

Huvitavad faktid

Pehmuse tõttu kulub väga kergesti. Veel möödunud sajandi algul olid käibel kuldrahad. Tavaks oli koguda kuldraha seni, kuni kodus oli seda terve peotäis. Siis viidi see hoiustamiseks panka. Mündid pandi kassaluugi ees asuvale rohelisele paksust kalevist riidele või vildile. Rahahunnik tasandati siledaks, et rahasid ükshaaval üle lugeda. Kuldrahade hõõrdumisel jäid üliväikesed kullaosakesed riide külge. Et raha koguti peamiselt kuldrahadena, siis oli kulla ringlus tihe. Teatud aja järel põletati kassaluugi ees asunud riie ja tuhast saadi teatud kogus kulda. See oli kassiirile täiendav palgalisa. Suurbritaanias läks möödunud sajandi algul kuldrahade kulumise tõttu igal aastal kaduma 690 kg kulda.
Tutanchamoni hauakambrist leiti omapäraseid kirsipunase värvusega kuldehteid. Robert Wood (Ameerika füüsik) selgitas, et niisugune värvus on vaid metalli välispinnal ja tingitud õhukesest rauakelmest eseme pinnal. Woodil õnnestus ka ise saada punase värvusega kulda, mida nimetatakse nüüd Woodi kullaks.
Juba IV saj. e. Kr. Kasutati metallilist kulda Hiinas elueliksiiri koostises. Enam kui paari tuhande aasta eest avastati, et kuldnõus ei hakka vesi roiskuma. Seda omadust kasutasid Egiptuse ja Assüüria targad püha vee hoidmiseks.
Vanasti kasutasid alkeemikud tavaliselt kulla saamiseks lihtsamaid petmisviise. Näiteks pandi tiigli põhja kullateri, mis kaeti vahaga. Nii näis tiigel tühi. Soojendamisel vaha sulas ja segamisel ilmusid kullaterad. Ained võidi kuumutamisel segada ka peene toruga, mille sees oli kullatolm, alt oli toru suletud vahaga. Soojendamisel vaha sulas ja kullatolm voolas tiiglisse. [1]
KOkkuvõtte
Selle töö täitmisel sai autor uued teadmised keemia valdkonnas, laiendas oma silmaringi.
Kulda hakati kasutada palju aega tagasi. Nüüdisajal kulda kasutatakse paljudes valdkondades. See haruldane metall on olnud läbi aegade rahvale tähtis vahetamisviis. Nii seni on kuld väga tähtis metall inimeste jaoks ja see annab talle nii suurt võimu ja tähtsust.
Kuid tema tootmine ja kaevandamine kannab negatiivset iseloomu ja kahjustab keskkonda ning ühestpoolest lihtsustab inimeste elu reguleerides seda ja teisest küljest teeb inimesi aplaks ja seetõttu sõjad kunagi ei lõpe.

KASUTATUD ALLIKAD

[1]
H. Karik, Metallid ja mittemetallid meis ja meie ümber, Koolibri, 2004.
[2]
TaskuTark , „79. Au Kuld,“ TaskuTark, [Võrgumaterjal]. Available : http://www.taskutark.ee/m/79-au-kuld/?auth=dGFza3V0YXJr&klass_id=&aine_id=6 . [Kasutatud 10 11 2016 ].
[3]
„Kuld,“ Vikipeedia, [Võrgumaterjal]. Available: https://et.wikipedia.org/wiki/Kuld#cite_note-7 . [Kasutatud 10 11 2016].
[4]
K. K. K. T. Hergi Karik, Keemia, Ilo, 2001.
[5]
K. T. Hergi Karik, Elementide keemia, Ilo, 2003.
[6]
„Statista,“ Statista Inc., [Võrgumaterjal]. Available: https://www.statista.com/chart/2889/the-gold-reserves-of-the-largest-industrial-nations/ . [Kasutatud 10 11 2016].
[7]
„Где и как применяется золото,“ GI Все о золоте, [Võrgumaterjal]. Available: http://golden-inform.ru/prochee/primenenie-zolota/ . [Kasutatud 11 11 2016].
[8]
G. World, „ Dirty Gold : What is the Environmental Impact of Gold Mines?,“ [Võrgumaterjal]. Available: http://www.greenworld365.com/dirty-gold-environmental-impact-mines/ . [Kasutatud 16 11 2016].
[9]
„Амальгама,“ Wikipedia, [Võrgumaterjal]. Available: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%B0%D0%BC%D0%B0 . [Kasutatud 10 11 2016].
[10]
„Element 79 – Gold,“ Science Notes , [Võrgumaterjal]. Available: http://sciencenotes.org/79-gold-tile/ . [Kasutatud 17 11 2016].
[11]
„The Midas Touch : Gold in Skincare…,“ Lipglissiping, [Võrgumaterjal]. Available: http://www.lipglossiping.com/2013/02/gold-in-beauty/ . [Kasutatud 16 11 17].
1 Amalgaam-on tahke või vedelad elavhõbeda sulamid teiste metallidega. [9]