En 2020, o o maior produtor mundial de ouro foi a China, seguido de Rusia e Australia.[4] As mellores estimacións dispoñibles no ano 2022 suxiren que ao longo da historia se extraeron ao redor de 205,238 toneladas de ouro.[5] Isto equivale a un cubo de aproximadamente 22 m de lado. O consumo mundial de ouro novo producido destínase nun 50% á xoiería, nun 40% á investimentos e nun 10% á Industria.[6] A gran maleabilidade do ouro, a súa ductilidade, a súa resistencia á corrosión e á maioría das reaccións químicas e a súa condutividade eléctrica fixeron que se siga utilizando en conectores eléctricos resistentes á corrosión en todo tipo de dispositivos informáticos (o seu principal uso industrial). O ouro tamén se utiliza na blindaxe da radiación infravermella, na produción de vidro coloreado, en follas de ouro e na restauración de dentes. Algunhas sales de ouro séguense utilizando como antiinflamatorios en medicina.
Ouro
Características
O ouro pode ser estirado nun arame monatómico, e logo estiralo máis antes de que rompa.[7]Unha pebida de ouro de 5 mm pódese aplanar nunha folla de ouro duns 0,5 m2 de área.
O ouro é o máis maleable de todos os metais. Pódese estirar nun arame dun só átomo de ancho, e logo estiralo considerablemente antes de que rompa.[7] Estes nanofios deformanse mediante a formación, reorientación e migración de dislocacións e maclas de cristal sen que se produza un endurecemento apreciable[8] Un só gramo de ouro pode moldearse nunha saba de 1 m2 e unha onza avoirdupois (28,349523125 g) en 28 m2. A folla de ouro pódese bater o suficientemente fina como para facerse semitransparente. A luz que transmite parece azul verdosa, porque o ouro reflicte fortemente o amarelo e o vermello.[9] Tales follas semitransparentes tamén reflicten fortemente a luz infravermella, o que as fai útiles como escudos de infravermellos (calor radiante) nas viseiras dos traxes resistentes á calor e nas viseiras para os traxes espaciais.[10] O ouro é un bo condutor da calor e da electricidade. Trátase dun metal moi denso, cun alto punto de fusión e unha alta afinidade electrónica. Os seus estados de oxidación máis importantes son 1 e 3. Tamén se atopa no estado de oxidación 2, así como en estados de oxidación superiores, pero é menos frecuente.
Ademais, o ouro é un bo condutor da calor e da electricidade, e non lle afecta o aire nin a maioría de axentes químicos. Ten unha alta resistencia á alteración química por parte da calor, a humidade e a maioría dos axentes corrosivos, e así está ben adaptado ao seu uso na cuñaxe de moedas e na ourivaría.
O ouro ten unha densidade de 19.3 g/cm3, case idéntica á do volframio que é de 19.25 g/cm3; por iso, o volframio utilizouse na falsificación de lingotes de ouro, por exemplo, chapando un lingote de volframio con ouro,[11][12][13][14] ou tomando unha barra de ouro existente, perforando buratos e substituíndo o ouro eliminado por varillas de wolframio.[15] En comparación, a densidade do chumbo é de 11,34 g/cm3, e a do elemento máis denso, o osmio, é 22.588±0.015 g/cm3.[16]
Mentres que a maioría dos metais son grises ou brancos prateados, o ouro é lixeiramente amarelo avermellado.[17] Esta cor está determinada pola frecuencia da oscilación do plasma entre os electróns da valencia atómica do metal, no rango ultravioleta para a maioría dos metais pero no rango visible para o ouro debido aos efectos relativistas que afectan os orbitais ao redor dos átomos do ouro.[18][19] Efectos similares confiren un ton dourado ao cesio metálico.
Entre as aliaxes de ouro a cor máis comúns atópase no característico ouro rosa de dezaoito quilates, creado mediante a adición de cobre ao ouro. As aliaxes que conteñen paladio ou níquel tamén son importantes na xoiaría comercial xa que producen aliaxes de ouro branco. A aliaxe de ouro e cobre de catorce quilates é case idéntica en cor a certas aliaxes de bronce, e ambas poden usarse para producir insignias dos policías ou outros tipo de insignias. As aliaxes de ouro de catorce e dezaoito quilates con prata só aparecen de cor amarela verdosa e denomínanse ouro verde. O ouro azul pódese facer aliando con ferro, e o ouro roxo pódese facer aliando con aluminio. Con menos frecuencia, a adición de manganeso, indio e outros elementos pode producir cores de ouro máis pouco habituais para varias aplicacións.[20]
O ouro coloidal, usado polos microscopistas electrónicos, é vermello se as partículas son pequenas; as partículas máis grandes de ouro coloidal son azuis.[21]-
Isótopos
O ouro só ten un isótopo estable, 197 Au, que tamén é o seu único isótopo natural, polo que o ouro é tanto un elemento mononucleico como un elemento monoisotópico. Sintetizáronse trinta e seis radioisótopos, cunha masa atómica de 169 a 205. O máis estable deles é o 195 Au cunha vida media de 186,1 días. O menos estable é o 171 Au, que se desintegra por emisión de protóns cunha vida media de 30 µs. A maioría dos radioisótopos do ouro con masas atómicas inferiores a 197 desintegranse por algunha combinación de emisión de protóns, desintegración α e desintegración β+. As excepcións son 195 Au, que se desintegra pola captura de electróns, e 196 Au, que se desintegra a maioría das veces por captura de electróns (93 %) cun camiño de desintegración menor β− (7 %).[22] Todos os radioisótopos do ouro con masas atómicas superiores a 197 desintegran por desintegración β−.[23]
Síntese
A posible produción de ouro a partir dun elemento máis común, como o chumbo, foi durante moito tempo un tema de investigación humana, e a disciplina antiga e medieval da alquimia adoitaba centrarse nela; porén, a transmutación dos elementos químicos non foi posible ata a comprensión da física nuclear no século XX. A primeira síntese de ouro foi realizada polo físico xaponés Hantaro Nagaoka, quen sintetizou ouro a partir de mercurio en 1924 mediante un bombardeo de neutróns.[24] Un equipo estadounidense, que traballaba sen coñecer o estudo previo de Nagaoka, realizou o mesmo experimento en 1941, conseguindo o mesmo resultado e demostrando que os isótopos de ouro producidos por el eran todos radioctivos.[25] En 1980, Glenn Seaborg transmutou varios miles de átomos de bismuto en ouro no Laboratorio Lawrence Berkeley.[26][27] O ouro pódese fabricar nun reactor nuclear, pero facelo é moi pouco práctico e custaría moito máis que o valor do ouro que se produce.[28]
Química
Solución de cloruro de ouro (III) en auga
Aínda que o ouro é o máis nobre dos metais nobres,[29][30] aínda forma moitos compostos diversos. O estado de oxidación do ouro nos seus compostos varía de -1 a +5, pero Au(I) e Au(III) dominan a súa química. O Au(I), coñecido como ión auro, é o estado de oxidación máis común con ligandos brandos como os tioéters, os tiolatos e as organofosfinas. Os compostos de Au(I) son normalmente lineais. Un bo exemplo é Au(CN)− 2, que é a forma soluble do ouro que se atopa na minería. Os haluros de ouro binarios, como o AuCl, forman cadeas poliméricas en zigzag, de novo presentando coordinación lineal en Au. A maioría dos fármacos baseados no ouro son derivados do Au(I).[31]
O ouro non reacciona co osíxeno a ningunha temperatura[32] e, ata os 100 °C, é resistente ao ataque do ozono.[33]
Aplicacións
O ouro puro é demasiado brando para ser usado normalmente e endurécese en aliaxe con prata e/ou cobre, co cal o ouro poderá ter distintos tons de cor ou matices. O ouro e os seus moitas aliaxes empréganse bastante en ourivaría, fabricación de moedas e como patrón monetario en moitos países. Debido á súa boa condutividade eléctrica e resistencia á corrosión, así como unha boa combinación de propiedades químicas e físicas, comezouse a empregar a finais do século XX como metal na industria. Outras aplicacións:
O ouro exerce funcións críticas en ordenadores, comunicacións, naves espaciais, motores de avións a reacción, e outros moitos produtos.
A súa alta condutividade eléctrica e resistencia á oxidación permitiu un amplo uso como capas delgadas electrodepositadas sobre a superficie de conexións eléctricas para asegurar unha conexión boa, de baixa resistencia.
Como a prata, o ouro pode formar fortes amálgamas co mercurio que ás veces se emprega en empastes dentais.
O ouro coloidal (nanopartículas de ouro) é unha solución intensamente coloreada que se está estudando en moitos laboratorios con fins médicos e biolóxicos. Tamén é a forma empregada como pintura dourada en cerámicas.
Emprégase como recubrimento protector en moitos satélites debido a que é un bo reflector da luzinfravermella.
Historia
O ouro, de símbolo Au (do latín aurum), coñécese dende a antigüidade. Por exemplo, existen xeroglíficos exipcios de 2600 a. C. que describen o metal, e tamén se menciona varias veces no Antigo Testamento. Considerouse como un dos metais máis preciosos e o seu valor empregouse como estándar para moitas moedas ao longo da historia.
Segundo o Evanxeo de San Mateo, é un dos agasallos que os Reis Magos ofreceron ao neno Xesús na Epifanía. O relato está en Mateo 2:11, E ao entrar na casa, viron ao neno coa súa nai María, e postrándose, adorárono; e abrindo os seus tesouros, ofrecéronlle presentes: ouro, incenso e mirra (edición da Biblia de Raíña-Valera 1960).
Simboloxía do ouro
O ouro empregouse como símbolo de pureza, valor, realeza etc.
Un dos principais obxectivos dos alquimistas era producir ouro partindo doutras substancias, como o chumbo.
Moitas competicións premian ao gañador cunha medalla de ouro, unha de prata para o segundo e unha de cobre para o terceiro (os tres conforman o grupo 11 da táboa periódica dos elementos).
Papel biolóxico
O ouro non é un elemento esencial para ningún ser vivo. Algúns tiolatos (ou parecidos) de ouro (I) empréganse como antiinflamatorios no tratamento da artrite reumatoide e outras enfermidades reumáticas. Non se coñece ben o funcionamento destes sales de ouro. O uso de ouro en medicina é coñecido como crisoterapia.
A maioría destes compostos son pouco solubles e é necesario inxectalos. Algúns son máis solubles e pódense administrar por vía oral. Este tratamento adoita presentar bastantes efectos secundarios, xeralmente leves, pero é a principal causa de que os pacientes o abandonen.
O tricloruro de ouro (AuCl3) e o ácido cloroáurico (HAuCl4) son algúns dos compostos máis comúns de ouro.
Malia ser un metal nobre pode formar moitos compostos. Xeralmente o ouro presenta os estados de oxidación 1 ou 3. Os complexos que forma adoitan ter baixos índices de coordinación e mostra unha alta tendencia á linearidade: L-Au-L.
Forma o óxido de ouro (III), Au2Ou3, existen os haloxenuros nos estados de oxidación 1 e 3, así como complexos de ouro no estado de oxidación 1, 3. Tamén existen algúns complexos raros de ouro nos estados de oxidación 2 e 5.
Tamén forma cúmulos de ouro (compostos clister). Neste tipo de compostos hai enlaces entre os átomos de ouro. A algúns destes compostos denomínaselles "ouro líquido".
Debido a que é relativamente inerte, adóitase atopar como metal, ás veces como pebidas grandes, pero xeralmente se achan en pequenas inclusións nalgúns minerais, vetas de seixo, lousa, rochas metamórficas e depósitos aluviais orixinados destas fontes. O ouro está amplamente distribuído e a miúdo atópase asociado aos minerais seixo e pirita, e combínase con teluro nos minerais calaverita, silvanita e outros. Suráfrica é o principal produtor de ouro cubrindo aproximadamente dous terzos da demanda global.
O ouro extráese por lixiviación con cianuro. O uso do cianuro facilita a oxidación do ouro formándose Au(CN)22- na disolución. Para separar o ouro vólvese a reducir empregando, por exemplo, zinc. Intentouse substituír o cianuro por algún outro ligando debido aos problemas medioambientais que xera, pero ou non son rendibles ou tamén son tóxicos.
Hai unha gran cantidade de ouro nos mares e océanos, sendo a súa concentración de entre 0,1 μg/kg e 2 μg/kg, pero neste caso non hai ningún método rendible para obtelo.
Precaucións
O corpo humano non absorbe ben este metal, e os seus compostos non adoitan ser moi tóxicos. Con todo, ata o 50% de pacientes con artrose tratados con medicamentos que contiñan ouro sufriron danos hepáticos e renais.
Análise de ouro e prata pola técnica de ensaio a lume
O método de ensaio a lume consiste en producir unha fusión da mostra usando reactivos fundentes adecuados para obter dúas fases líquidas: unha escoura constituída principalmente por silicatos complexos e unha fase metálica constituída por chumbo, o cal colecta os metais nobres de interese (Au e Ag). Os dous líquidos sepáranse en dúas fases debido á súa respectiva inmiscibilidade e gran diferenza de densidade, estes solidifican ao arrefriar. O chumbo sólido (cos metais nobres colectados) é separado da escoura como un régulo.
Este régulo de chumbo obtido é oxidado en quente en copela de magnesita e absorbido por ela, quedando na súa superficie o botón de ouro e prata, elementos que se determinan posteriormente por método gravimétrico (por peso) ou mediante espectroscopia de absorción atómica.
Notas
↑Os metais no seu estado nativo son aqueles que se atopan químicamente sen combinar na natureza.
↑Pearce, Susan M. (1993). Museums, Objects, and Collections: A Cultural Study. Smithsonian Books. p. 53. ISBN9781588345172. A súa escaseza convérteo nun útil depósito de valor; con todo, a súa relativa rareza reduciu a súa utilidade como moeda, especialmente para as transaccións en pequenas denominacións. ... Con todo, a rareza é en si mesma unha fonte de valor, do mesmo xeito que o grao de dificultade que rodea a obtención da materia prima, especialmente se é exótica e hai que traela a certa distancia. O ouro é, xeoloxicamente, un material relativamente raro na terra e só se dá en lugares específicos que están afastados da maioría dos demais lugares.
↑Arblaster, J. W. (1995). "Osmium, the Densest Metal Known"(PDF). Platinum Metals Review39 (4): 164. Arquivado dende o orixinal(PDF) o 18 de outubro de 2016. Consultado o 14 de outubro de 2016.
↑Shipman, James; Wilson, Jerry D.; Higgins, Charles A. (2012). An Introduction to Physical Science (13th ed.). Cengage Learning. p. 273. ISBN9781133709497.