Gold 79Au | ||||||
engl. Gold; lat. aurum („Gold“) oder aurora („Morgenröte“) | ||||||
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Physikalisch-chemische Eigenschaften | ||||||||||||
Der goldgelbe, helle Glanz des Goldes macht dieses Element zu etwas ganz Besonderem. Ein Goldwürfel mit zehn Zentimeter Kantenlänge wiegt 19,3 Kilogramm. Gold ist trotz seiner hohen Dichte etwas leichter als Platin oder Iridium. Wolfram hat die gleiche Dichte wie Gold, so dass Fälschungen der Goldbarren und Goldmünzen mit einem Wolframkern möglich sind. Im Vergleich zum paramagnetischen Wolfram ist Gold aber diamagnetisch und wird von einem Neodym-Super-Magneten leicht abgestoßen. Dies lässt sich zeigen, wenn man eine echte Goldmünze an einen langen, dünnen Faden hängt. Man wartet ab, bis die Münze völlig ruhig ist. Dann nähert man sich ganz langsam mit einem Neodym-Super-Magneten. Eine gefälschte Goldmünze mit Wolframkern wird nicht abgestoßen, sondern leicht angezogen. Solche Fälschungen können mit einer Magnetwaage erkannt werden. Auch Silber ist diamagnetisch. Lit [120]
Das Gold ist enorm dehnbar, aus einem Gramm Gold lässt sich ein mehrere Kilometer langer Draht ziehen. Beim Walzen erhält man Blattgold, das eine Dicke von einem Millionstel Meter besitzt. Gold lässt sich mit anderen Metallen legieren, mit Quecksilber erhält man Amalgam. Neben Silber und Kupfer gehört Gold zu den drei besten Leitern für Wärme und elektrischen Strom. Gold löst sich in Quecksilber und bildet ein Amalgam, das relativ weich und gut verformbar ist.
Gold ist ein sehr edles
und korrosionsbeständiges Metall, das von Luft, Wasser und Säuren
nicht angegriffen wird. Während die meisten Metalle wie Magnesium, Kupfer oder auch Silber mit Salpetersäure unter Stickstoffdioxid-Freisetzung reagieren, wird Gold nicht
angegriffen. Nur Königswasser, eine Mischung aus einem Volumenteil konzentrierter
Salpetersäure und drei Volumenteilen konzentrierter Salzsäure, vermag Gold
aufzulösen. Eine 50%ige Salpetersäure wird als Scheidewasser bezeichnet, da man mit dieser Lösung Silber aus Gold herauslösen kann.
Chlorwasser
löst
Gold ebenfalls, dabei entsteht Gold(III)-chlorid. Beim
Lösen in Königswasser erhält man
Tetrachlorogold(III)-säure.
Bei der Zugabe von Zinn(II)-chlorid zu diesen Lösungen
entsteht rotes kolloidales Gold. Auch Kalium-
oder Natriumcyanid vermögen Gold in Gegenwart von Sauerstoff zu lösen.
Dabei bildet sich ein Komplex. Die Halogene greifen Gold an
und bilden die entsprechenden Salze. Dies kann man nutzen, um Goldkristalle
künstlich zu züchten. In einer chlorhaltigen Ampulle wird Gold
auf einer Seite der Ampulle auf 300 °C erhitzt. Hierbei reagiert es
zu Gold(III)-chlorid (AuCl3). Das andere Ende der Ampulle wird
auf 500 °C erhitzt. Bei dieser Temperatur zerfällt das Gold(III)-chlorid
zu Chlor und Gold. Dieses kristallisiert aus und bildet schöne Aggregate.
Das Verfahren ist extrem aufwändig und benötigt
einige Erfahrung. Die erhaltenen Kristalle sind zwar sehr klein, aber von
höchster Ästhetik:
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Toxikologie |
Bei
Rheumapatienten, die mit Goldverbindungen medizinisch behandelt wurden,
traten vermehrt Blutgerinnungsstörungen und weitere Nebenwirkungen
an Haut, Schleimhäuten, Knochenmark und an der Niere auf. Lit
[37] Aber auch
Allergien beim Kontakt mit dem metallischen Gold kommen vor. Bestimmte
Legierungen von hochreinem Gold mit hochreinem Platin im Zahnersatz gelten allerdings als extrem stabil und gut bioverträglich.
In wie weit die Reaktionen vom Gold direkt ausgehen oder von den im legierten
Gold oft nicht bekannten Komponenten, ist noch nicht umfassend geklärt. |
Vorkommen | ||||||
Häufigkeit sehr selten
Gold ist auf unserem Planeten ein sehr seltenes Element, es kommt aber etwas häufiger als das noch seltenere Platin vor. In der Erdkruste beträgt der Goldanteil etwa vier Milligramm pro Tonne. Eisenmeteoriten können mehrere Gramm Gold pro Tonne Eisen enthalten und im Meerwasser kann der Anteil an Gold-Ionen bis zu 0,01 Milligramm pro Kubikmeter Wasser betragen. In der Natur findet man es als Gediegen Gold elementar, es ist aber sehr häufig mit Silber und anderen Metallen wie Kupfer, Bismut und Quecksilber legiert.
Körner, Klumpen oder „Nuggets“ finden sich in Flusssanden, die durch „Goldwaschen“ mit Hilfe einer Pfanne aufgrund der höheren Dichte vom restlichen Sand getrennt werden können. Gold mit einem Silbergehalt von 25 bis 55 Massenprozent wird Elektrum genannt, dieses hat eine hellgelbe Farbe und eine geringere Dichte als das reine Gold. Die Nuggets stammen ursprünglich aus Quarzgängen, die bei der Verwitterung vom Wasser weggewaschen wurden. Aufgrund seiner hohen Dichte setzten sich die herausgewaschenen Körner im Fluss-Sediment als „Seifen“ ab. Manche Mineralien wie Quarz oder Pyrit sind geringfügig mit Gold verunreinigt. Es kommen auch tellur- oder silberhaltige Golderze wie Calaverit AuTe2 oder Sylvanit (Au,Ag)2Te4 vor.
In den Goldminen in
Südafrika findet man mit einem Gehalt von bis zu fast 28 Gramm Gold
pro Tonne Gestein die reichhaltigsten Vorkommen der Erde. Der
größte
bisher gefundene Goldklumpen hatte ein Gewicht von 71
Kilogramm und wurde in Australien
in Kalgoorlie zu Tage gefördert. Eine historisch
bedeutsame Fundstelle in Europa
liegt beim rumänischen Ort Roșia Montană („Goldbach“) in
Siebenbürgen. Schon der griechische Geschichtsschreiber Herodot
erwähnte den dortigen Goldabbau. Der römische Kaiser Trajan
machte die Gegend zur römischen Provinz und brachte das Gold
über die Donau und das Schwarze Meer ins Mittelmeer und damit nach
Rom. Die ältesten bekannten Goldvorkommen in der Schweiz befinden
sich im Napfgebiet. Schon die Helvetier wuschen dort Gold. In den
Goldminen von Gondo kommt ein goldhaltiger Chalkopyrit vor.
Die seit der Römerzeit bekannten Goldminen erlebten ihre
Blüte unter dem Briger Unternehmer und Politiker Kaspar Stockalper
bis zu seinem Tod 1691. Die größte Goldlagerstätte in
Deutschland findet man beim südhessischen Ort Korbach. Auch die
Flüsse wie Rhein, Elbe, Isar, Inn oder Schwarza führen Gold im
Sediment, genauso wie fast alle Flüsse in Österreich. Heute
sind die Vorkommen in Mitteleuropa ohne wirtschaftliche Bedeutung, sie
sind lediglich noch für Hobby-Schatzsucher interessant. Über
die noch weltweit verfügbaren Goldreserven in allen
Lagerstätten gesamt gibt es keine konkreten Zahlen. Die
Goldvorkommen in den Weltmeeren
machen sogar mehrere Millionen Tonnen aus, die Gewinnung
ist momentan jedoch noch nicht wirtschaftlich.
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Geschichte | |||
Gold
ist eines der zehn Elemente des Altertums. Die ältesten Funde stammen
aus dem 7. Jahrtausend vor Christus. Bei den ägyptischen Pharaonen
galt Gold als göttliches Metall. Sie betrachteten sich als Abkömmlinge
des Sonnengottes. Gold war ein Mittel, um Unsterblichkeit zu erlangen,
daher wurde ein verstorbener Pharao von Gold umhüllt, bzw. die Grabkammer
mit Gegenständen aus Gold und Silber gefüllt. Als im Jahre 1922
das Grab Tutanchamuns ausgehoben wurde, fanden die Forscher die Mumie des
Pharaos von drei Särgen umgeben, wobei der innere aus massivem Gold
bestand und über 108 Kilogramm wog. In der Grabkammer fanden sich
Streitwagen aus Weißgold, goldene Ruhebetten, Statuen und Tutanchamuns
Thronsessel, der vollständig mit Goldblech überzogen war.
Das Großreich der
Hethiter, das um 1200 vor Christus zugrunde ging, verehrte die Sonnengöttin.
Vor ihr musste der König Rechenschaft über die Regierung ablegen.
Die Maske ist eines der wenigen Relikte über dieses Volk, von dem
nur wenig bekannt ist:
Das römische Weltreich
wurde teilweise auf der Basis von geraubtem Gold und Silber errichtet.
Innerhalb von dreihundert Jahren gelang es den Römern, alle bekannten
Minen und Schätze der damals bekannten Welt unter ihre Kontrolle zu
bringen. Gold und Silber galten als feste Währung, und überall
zeugten goldene Verzierungen und Statuen vom Reichtum des römischen
Lebens. Die Römer kannten bereits ein Reinigungsverfahren durch Ausschmelzen
mit Blei, Kochsalz oder Kreide.
Gold war auch eine der
Triebfedern für Christoph Kolumbus' Suche nach einem neuen Seeweg
nach Indien. Im 16. Jahrhundert landete der spanische Eroberer Hernández
Cortés in der Nähe des heutigen Vera Cruz und unterwarf das
Volk der Azteken. Der Aztekenkönig Montezuma empfing die Spanier mit
Goldgeschenken, doch dies stachelte natürlich die Gier der Spanier
umso mehr an. Sie hielten den König mit Lügen hin und ermordeten
ihn und seine Gefolgsleute bei einer günstigen Gelegenheit. Außerdem
verwüsteten sie die Aztekenhauptstadt und verübten ein grausames
Gemetzel unter der Bevölkerung. Das gesamte Gold der Azteken wurde
mit Schiffen nach Spanien abtransportiert. Diese Geschichte wiederholte
sich im Lauf der Zeit in vielen anderen Variationen, sei es bei der Ermordung
des Inkakönigs Atahualpa durch den spanischen Eroberer Pizarro im
Jahre 1532, oder bei der Ermordung tausender Indianer durch westliche Siedler
in den Vereinigten Staaten im 19. Jahrhundert.
Im Mittelalter versuchten
die Alchimisten durch die sogenannte Transmutation (Umwandlung) aus anderen
Stoffen Gold künstlich herzustellen. Sie hielten Zinnober und Quecksilber für eine Vorstufe des sogenannten „Stein der Weisen“. Darunter
stellte man sich einen magischen Stoff vor, der die Fähigkeit besaß,
aus wertlosen Metallen Gold herzustellen. Das alchemistische Symbol des
Kreises stellte in seiner ursprünglichen Form die Sonnenscheibe dar.
Einen neuen Aufschwung
erlebte die Goldsuche in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts,
als neue Goldlagerstätten in den USA entdeckt wurden. Viele Goldsucher
kamen im Goldrausch nach Amerika, um ihr Glück zu suchen, doch nur
wenigen gelang dies wirklich. Heute genießt das Gold als Schmuckmetall
immer noch hohes Ansehen, teilweise ist dies sicherlich auch auf die Faszination
zurückzuführen, die das Metall in seiner Geschichte erfahren
hat. |
Herstellung | |||
Die
älteste Methode zur Goldgewinnung ist das Goldwaschen.
Bei diesem Verfahren werden Fluss-Sande in einer industriellen Anlage
oder auch nur mit einer einfachen Waschpfanne
aufgeschlämmt, so dass
sich die Goldnuggets oder Goldplättchen am Boden oder am
Rand der
Waschpfanne aufgrund ihrer hohen Dichte absetzen.
Bei der früher verwendeten Amalgierung wird das goldhaltige Gestein in Mühlen zermahlen und mit Wasser und Quecksilber vermischt. Das Gold bildet mit dem Quecksilber ein Amalgam, aus dem durch Destillation bei 600 °C das Quecksilber abdestilliert werden kann. Durch das Verfahren können etwa zwei Drittel des Goldes aus dem Gestein herausgelöst werden. Problematisch ist die Freisetzung des Quecksilbers in die Umwelt bei abgelegenen Kleinbetrieben, die das Verfahren noch einsetzen. Quecksilber ist sehr resistent und verteilt sich global. [Lit 111] Heute wird Gold im Wesentlichen durch die Cyanidlaugerei mit einem nachfolgenden Reinigungsprozess gewonnen. Dieses Verfahren in seiner ursprünglichen Form wurde 1887 durch John Stewart MacArthur und William Forrest im schottischen Glasgow erfunden und ab 1900 industriell eingesetzt. Dabei wird das fein zermahlene Gestein mit Natrium- oder Kaliumcyanid-Lösung unter Zufuhr von Luftsauerstoff versetzt. Das Gold geht dabei einen wasserlöslichen Gold-Cyanid-Komplex ein, aus dem es durch Reduktion mit Zink-Spänen in relativ reiner Form gewonnen werden kann. Das Gold setzt sich am Boden als Schwamm ab. Der Niederschlag wird filtriert, getrocknet und geröstet, danach mit Hilfe eines Flussmittels wie Borax geschmolzen und in Barren vergossen. Nach dem neueren Cyanid-Verfahren wird der Gold-Cyanid-Komplex mit Metallkugeln zu einem feinen Goldschlamm zermahlen. Der Schlamm wird danach mit Aktivkohle versetzt, die den Komplex adsorbiert und damit konzentriert. Das Lösen erfolgt mit heißer Natronlauge oder Kalilauge. Mit Hilfe einer Elektrolyse kann man dann Roh-Gold gewinnen, das zunächst noch sehr unrein ist. Die Minengesellschaften gießen es zu 31 Kilogramm schweren Roh-Barren, die nach dem Transport in das Abnehmer-Land durch Gold- und Silberscheideanstalten wie die Degussa aufbereitet werden. Die Roh-Barren werden erneut geschmolzen und zum Beispiel durch das Einblasen von Chlor gereinigt. [Lit 112] Aus dem Anodenschlamm bei der Kupfer-Raffination können durch Aufarbeitung ebenfalls erhebliche Mengen Gold gewonnen werden. Eine weitere Möglichkeit zur Gewinnung ist das Recycling von Gold aus Schrott in den Gold- und Silberscheideanstalten. Im Jahr 1970 führte Südafrika mit 1000 Tonnen gefördertem Gold die Weltmarktproduktion an. In der Tautone Mine bei Johannesburg findet man mit 27,99 Gramm pro Tonne Gestein das reichhaltigste Vorkommen der Erde. Anfang des 21. Jahrhunderts verlor Südafrika seine Vormachtstellung an China. Im Jahr 2021 produzierte China mit 370 Tonnen den größten Anteil Gold, das macht etwa ein Achtel der Weltproduktion aus (3000 Tonnen). Auf den nächsten Plätzen folgen Australien (330 Tonnen), Russland (300 Tonnen), die USA (180 Tonnen), Kanada (170 Tonnen), Ghana (130 Tonnen), Südafrika, Mexiko, Usbekistan (je 100 Tonnen), Peru und Indonesien (je 90 Tonnen). [Lit 109] Weltmarktführer ist die Goldminengesellschaft Barrick Gold in Kanada. Das meiste Gold wird daher in Kanadischen Dollar CAD gehandelt. |
Verwendung | |||||||||
Gold war lange Zeit ein wichtiges Währungsmetall für Münzen. Ein großer Anteil der Goldreserven lagert in staatlichen Depots als Währungsreserve. In der Technik besitzt das Gold ganz im Gegensatz zu Platin nur eine geringe Bedeutung, da in der Zwischenzeit billigere Ersatzstoffe zur Verfügung stehen. In der Elektronik wird es zur Herstellung von Schaltkontakten benötigt, in der Optik dient es zur Herstellung hochwertiger Spiegel. Sonnenschutzgläser für die Astronomie sind mit einer dünnen Schicht Gold bedampft.
Goldguss-Legierungen für Zahnkronen oder Zahnbrücken enthalten 75 bis 98 Prozent Gold. Die Zugabe von Platin und Palladium verbessert die Festigkeit der Dental-Legierung, die Zugabe von Kupfer erhöht die Härte.Das galvanische Vergolden von Gegenständen zum Schutz vor Korrosion und das Beschichten von Reflektoren in Satelliten ist in der Weltraumfahrt von Bedeutung. Blattgold mit 0,1 Mikrometer wird zum Verzieren von Gegenständen oder bei der Restauration von Kunstgegenständen eingesetzt. Als Cassiusscher Goldpurpur wird Gold gelegentlich zum Färben von Glas und Porzellan verwendet. Derartige Gläser färben sich kräftig rubinrot, was auf das Vorhandensein von kolloidalem Gold zurückzuführen ist.
Der größte Teil des Goldes wird zu Schmuckstücken und Münzen verarbeitet. Der Feingehalt des Goldes wird in Tausendstel angegeben. Gold 750 enthält zum Beispiel 75 Massenprozent Gold:
1000/1000 = 24 Karat (Gold 1000) 750/1000 = 18 Karat (Gold 750) 585/1000 = 14 Karat (Gold 585) 333/1000 = 8 Karat (Gold 333) Durch das Mischen mit anderen Metallen erhält man Legierungen, die eine höhere Härte
besitzen und billiger sind. Die Farbe der Goldlegierung hängt vor allem vom Kupfer- und Silberanteil ab.
Rotgold enthält 33,3 bis 58,5% Gold, bis 30% Kupfer und 35% Silber Weißgold enthält 65 bis 80% Gold und 35 bis 20% Palladium oder aber auch 33,3 bis 75% Gold, bis 66,7% Nickel, bis 10% Kupfer und Zinn. Münzgold der älteren Münzen enthält in der Regel 90% Gold und 10% Kupfer. Feingold (99,99%) findet sich in neueren Münzen wie dem australischen "Nugget".
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