Arany (kémiai elem)

kémiai elem, rendszáma 79, vegyjele Au
(Arany szócikkből átirányítva)

Az arany a természetben elemi állapotban előforduló, a történelem kezdetei óta ismert, jellegzetesen sárga nemesfém. Rendszáma 79, vegyjele Au. Latin neve: Aurum.

79 platinaaranyhigany
Ag

Au

Rg
   
               
               
                                   
                                   
                                                             
                                                               
   
79
Au
Általános
Név, vegyjel, rendszám arany, Au, 79
Latin megnevezés aurum
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 11, 6, d
Megjelenés fémes sárga
Atomtömeg 196,966569(4)  g/mol
Elektronszerkezet [Xe] 4f14 5d10 6s1
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 32, 18, 1
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 19,300 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 17,31 g/cm³
Olvadáspont 1337,33 K
(1064,18 °C, 1947,52 °F)
Forráspont 3129 K
(2856 °C, 5173 °F)
Olvadáshő 12,55 kJ/mol
Párolgáshő 324 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 25,418 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 1646 1814 2021 2281 2620 3078
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet köbös laponcentrált
Oxidációs szám 3, 1, -1
(amfoter oxid)
Elektronegativitás 2,54 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 890,1 kJ/mol
2.: 1980 kJ/mol
Atomsugár 135 pm
Atomsugár (számított) 174 pm
Kovalens sugár 144 pm
Van der Waals-sugár 166 pm
Egyebek
Mágnesség diamágneses
Fajlagos ellenállás (20 °C) 22,14 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 318 W/(m·K)
Hőtágulási együttható (25 °C) 14,2 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (szobahőm.) (hard-drawn)
2030 m/s
Young-modulus 78 GPa
Nyírási modulus 27 GPa
Kompressziós modulus 220 GPa
Poisson-tényező 0,44
Mohs-keménység 2,5
Vickers-keménység 216 MPa
Brinell-keménység 24,50 HB
CAS-szám 7440-57-5
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Az arany izotópjai
izotóp természetes előfordulás felezési idő bomlás
mód energia (MeV) termék
195Au szint 186,10 nap ε 0,227 195Pt
196Au szint 6,183 nap ε 1,506 196Pt
β- 0,686 196Hg
197Au 100% Au stabil 118 neutronnal
198Au szint 2,69517 nap β- 1,372 198Hg
199Au szint 3,169 nap β- 0,453 199Hg
Hivatkozások

Tulajdonságai szerkesztés

Még a legtöményebb sósavban, kénsavban és salétromsavban sem oldódik, ami miatt a nemesfémek királyának is nevezték. A királyvízként ismert tömény sósav és tömény salétromsav 3:1 arányú elegyében keletkező nitrozil-klorid (NOCl) azonban feloldja.

 

Ugyancsak feloldható folyékony brómmal, klórral, valamint alkáli-cianid olvadékokkal, továbbá higannyal (ilyenkor aranyamalgám képződik).

Az arany sűrűsége a természetben előforduló elemek között az egyik legnagyobb, 19,3 g/cm³. E tekintetben csak a platinafémek és néhány igen ritka, mesterségesen előállított radioaktív elem előzi meg.

Az aranyat unciában (angolul: ounce, rövidítése: oz.) mérik. 12 uncia = 373,24 g.

Az tiszta arany könnyen nyújtható, lágy fém, akár 0,0001 mm (azaz 0,1 µm vagy 100 nm) vékony fólia is készíthető belőle (aranyfüst).

Az ékszerészet – kis kopásállósága miatt – különböző fémekkel készített ötvözeteit használja. Ezüst vagy réz hozzáadásával 18 karátos (75% arany) és 14 karátos (58,33% arany) ötvözeteket készítenek, ezek szilárdabbak, kopásállóbbak, megmunkálhatóbbak. A 14 karátnál kisebb aranytartalmú ötvözetek kémiai ellenálló-képessége drasztikusan csökken, savak, lúgok megtámadják, így a gyakorlatban nem alkalmazzák. Az arany palládiummal vagy egyre inkább az olcsóbb nikkellel készített ötvözete a könnyű fehérarany, a platinával alkotott ötvözete pedig a nehéz fehérarany.

Tisztasága szerkesztés

Az aranyötvözetek finomsági fokát karátban mérik. Az n karátos ötvözetnek n/24-ed része arany, a többi más fém. A tiszta arany 24 karátos.

Aranytartalom karátban és ezrelékben[1]
Karát Ezrelék Karát Ezrelék
24 1000,00 12 500,00
23 958,33 11 458,33
22 916,67 10 416,67
21 875,00 9 375,00
20 833,33 8 333,33
19 791,67 7 291,67
18 750,00 6 250,00
17 708,33 5 208,33
16 666,67 4 166,67
15 625,00 3 125,00
14 583,33 2 83,33
13 541,67 1 41,67

Színe szerkesztés

 
Az arany színei Ag-Au-Cu ötvözeteknél

Az arany színét az ötvözőfémek tartalma határozza meg. A tiszta aranynak vörösessárga színe van.

Előfordulása, előállítása szerkesztés

 
Aranyrögök

Az arany a természetben elemi állapotban termésarany és ércásványok (pl. arzenopirit) formájában fordul elő. Vegyületei többféle módon előállíthatók. Kis aranytartalmú ércekből, vagy korábbi bányászatból visszamaradt, akkor meddőnek minősült kőzetekből cianidokkal oldják ki lúgos közegben, így cianid-komplexek képződnek. Ebből cink hozzáadásával kiválik az arany:

 
 

Az arany a higannyal amalgámot képez, ezért vele a szemcse vagy por nagyságú aranyat a homoktól, kőtörmeléktől el lehet választani. Ezután a higanyt hevítéssel elpárologtatják és tiszta arany marad vissza. Ezt a módszert alkalmazzák pl. a brazil aranymosók de a magyar aranyászok is így jártak el a múltban. Mivel a higany mérgező, ez a mód a cianidoshoz hasonlóan szintén veszélyezteti a környezetet.

A természetben a csillagokban lejátszódó nukleáris folyamatok során keletkezik, és csak szupernóva-robbanások alkalmával szóródik szét az univerzumban. Ez magyarázza ritkaságát.

Mesterséges arany talliumból történő előállítására reaktorban, elemátalakítás révén van lehetőség – ennek költsége azonban két nagyságrenddel meghaladja a természetes arany bányászatáét és a keletkező nemesfém mennyisége is rendkívül csekély, így a gyakorlatban nem alkalmazzák.

A középkor és a korai újkor évszázadaiban számos alkimista kísérletezett a bölcsek kövének létrehozásával, hogy annak segítségével ólomból színaranyat állíthassanak elő – az ilyen kémiai művelet azonban lehetetlen.

A Kongói Demokratikus Köztársaságban nagy mennyiségben található arany bányászatához kapcsolódó erőszakos cselekedetekért egyes civil szervezetek az elektronikai vállalatokat teszik felelőssé, amennyiben illegálisan, a feketepiacról szerzik be a termékeik (laptopok, mobiletelefonok) előállításához szükséges alapanyagok egy részét.[2][3]

Az arany az emberi kultúrában szerkesztés

 
Aranyrög
 
Aranyból készült halotti maszk (Kolumbia)

Az arany, köszönhetően annak, hogy nem korrodálódik, már nagyon régóta ékszerek alapanyagaként és fizetőeszközként szolgál.

Becslések szerint az emberiség a történelem előtti időktől 2014 végéig nagyjából 165 ezer tonna aranyat termelt ki, amennyi együttesen egy kb. 25 méter átmérőjű gömböt töltene meg.[4]

Fizetőeszköz és ékszeralapanyag szerkesztés

Az arany a pénzrendszer kezdetei óta fizetőeszköz, fontos szerepet játszik a világkereskedelemben. Arisztotelész szerint a jó pénz előállítási költségének rendkívül magasnak kell lennie, így nem lehet korlátlanul növelni a mennyiségét, és ezért válik kívánatossá az emberek szemében. Ezért fogadják el áruik vagy munkaerejük ellenértékeként, ezért tartják ebben a megtakarításaikat, és fogadják el mérceként, amikor valaminek az értékét kell meghatározni. Arisztotelész szerint ezen követelményeknek az arany és az ezüst felel meg. Már az ókorban működtek aranybányák a világ számos pontján, amelyeket általában az uralkodó felügyelt. A kibányászott arany a kincstárba került, majd feldolgozták.

A pénzverés folyamán készültek azok az aranypénzek, amelyeket ma a régészeti ásatások során találunk, és amelyek fontos információkkal szolgálnak egy-egy kort illetően, de alapvető fontossággal bírnak egyéb leletek kormeghatározásában is.

A középkori Magyarországon az arany volt a legfontosabb fizetőeszköz, magának a pénznemnek a neve is arany volt. Néha elébe tették a bányászás, illetve verés helyét (például: körmöci arany). A magyar aranytermelés központjai Körmöcbánya mellett Erdélyben voltak. Európa aranytermelésének ekkoriban mintegy 80%-át Magyarországon bányászták. 1325-től 1375-ig évente körülbelül négy tonna aranyat bányásztak hazánkban, azonban a kitermelés fokozatosan csökkent, a 14. század első harmadában másfél tonna lehetett.[5]

Az újkorban, a papírra nyomott bankjegyek megjelenése után is az országok által kibocsátott pénzmennyiség biztosítéka a különböző bankokban őrzött aranytartalék volt. A második világháborút követően kialakított Bretton Woods-i rendszerben részt vevő államok megállapodtak, hogy tartalékaikat elsősorban amerikai dollárban tartják, az Egyesült Államok pedig garantálta a dollár mindenkori átválthatóságát - egy fix árfolyamon - aranyra. A rendszer 1971-ben összeomlott, miután Nixon elnök egyoldalúan visszavonta a dollár aranyra konvertálhatóságát, amit a dollár inflációja, és az amerikai fizetőeszköz mögötti aranyfedezet csökkenése kényszerített ki. Így ma már egyetlen fejlett állam pénze sincs az aranyhoz kötve, de a legtöbb ország devizatartalékai között van arany.[6] Kincsfelhalmozási szerepe a pénzfedezetkénti alkalmazás megszűnése ellenére megmaradt.

Mivel a jelenlegi pénzek nem felelnek meg Arisztotelész fent idézett követelményeinek, sokan inkább aranyban kívánják tartani befektetéseiket, ezt az igényt hivatott kielégíteni az úgynevezett befektetési arany.

Az arany árfolyamát a kereslet és a kínálat határozza meg.

Kémiai állandósága, valamint hidegen is könnyű alakíthatósága és megjelenése miatt évezredek óta felhasználják ékszerek, dísztárgyak készítésére.

Egyéb felhasználási területei szerkesztés

Az aranytartalmú készítményeket bizonyos ízületi betegségek gyógyítására napjainkban is hatékonyan alkalmazzák. A fogorvoslásban nemesfém-jellegéből adódó kis reakcióképessége, nem allergén jellege, valamint könnyű alakíthatósága miatt nagy a szerepe.

Az aranynak nincs tápértéke, azonban a szállodaiparban felhasználják luxusételek díszítésére, mivel az aranyfüst látványos, és az egészségre sem ártalmas.

Az arany ipari felhasználása: Cassius-bíbor aranykolloid a szerves kémiában, aranyfüsttel bevont egyirányban átlátszó, fényvisszaverő ablakok az építkezésben, nem oxidálódó elektromos kontaktus az áramkörgyártásban és félvezetőiparban. Felhasználják az orvosi műszerek gyártásában is. Az ékszerek, aranyórák, kézelőgombok és más divatkellékek gyártása is jelentős.

Az amerikaiak által felbocsátott Voyager űrszondák aranybevonatú rézlemezbe vésve viszik magukkal az emberiséget és a Földet bemutató sematikus üzenetet.[7]

Az aranyról mondták, írták szerkesztés

 
Mátyás király Körmöcbányán vert aranyforintja
 
Mátyás pénzreformja után az aranyforint előlapjára a korábbi királyi címer helyett az ország védőszentje, a Patrona Hungariae került

„Hallgatni arany” – közmondás.

Hallgatni Arany, beszélni Petőfi – magyar szójáték.

„Az arany Zeusz gyermeke, sem moly, sem rozsda nem emészti, de az ember elméje elemésztődik általa.”

(Pindarosz, görög költő)

„Ha a férfiak arannyal, ezüsttel, drágakővel hatalmukba kerítik az asszonyokat, sokakat becstelenségre késztetnek, megvesztegetik a bírákat, és számtalan erkölcstelenséget követnek el, nem a fémeket kell okolni, hanem a férfiak lángra gyújtott, gonosz szenvedélyét.”

(Agricola)

„Minden az enyém” – szólt a vas.
„Minden az enyém” – mondta az arany.
„Mindent elveszek” – szólt a vas.
„Mindent megveszek” – mondta az arany.

(Puskin)

E sárga bitang
Hitet köt és old, megáldja az átkost,
Leprást imádtat, tolvajoknak állást
S derékgörnyesztő rangot szerez a
Szenátorok padján…

(Shakespeare: Athéni Timon)

Rozsda rág rejtett kincsen s odavan:
Sok aranyat hoz a forgó arany.

(Shakespeare: Venus és Adonis; Weöres Sándor fordítása)

A világ aranytermelése szerkesztés

 
Óriás aranyrög
A világ aranytermelése[8]
# Ország Termelés 2015-ben (ezer kg) Részesedés a világtermelésből (%)
1. Kína 490 16,3
2. Ausztrália 300 10,0
3. Oroszország 242 8,1
4. Amerikai Egyesült Államok 200 6,7
5. Peru 150 5,0
5. Kanada 150 5,0
7. Dél-afrikai Köztársaság 140 4,7
8. Mexikó 120 4,0
9. Üzbegisztán 103 3,4
10. Ghána 85 2,8
11. Brazília 80 2,7
12. Indonézia 75 2,5
13. Pápua Új-Guinea 50 1,7
14. Chile 42 1,4
Többi ország 855 28,5
Összesen 3000 100,0
 
A globális aranykereslet alakulása 2007-2014 közt

Jegyzetek szerkesztés

  1. Officina egyetemes lexikon. Főszerk. Markó László. Budapest: Officina Nova. 1994. ISBN 963-8185-87-2
  2. What happening in the Congo? Archiválva 2011. szeptember 30-i dátummal a Wayback Machine-ben angol nyelvű forrás
  3. Conflict Minerals angol nyelvű rövidfilm a Youtube-on.
  4. Nagy Béla: Van-e arany a magyar földben? Természet Világa, 1998. II. különszám, pp. 57-60; A cikk 1998-ig közli az összesen termelt mennyiséget (110 ezer tonna), amelyet az eltelt időszak termelési adataival összevetve kapjuk a 2014 végi 165 ezer tonnás mennyiséget, ami egy 25,36 méter átmérőjű gömböt tölt meg.
  5. Archivált másolat. [2017. január 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2017. január 10.)
  6. Archivált másolat. [2012. október 14-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. október 27.)
  7. http://voyager.jpl.nasa.gov/spacecraft/goldenrec.html
  8. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/gold/mcs-2016-gold.pdf

Kapcsolódó szócikkek szerkesztés

További információk szerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Arany (kémiai elem) témájú médiaállományokat.

Források szerkesztés

  • Orgován László: Nemesfémek ipari alkalmazása, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1986