Nemesfémek általános jellemzése

Arany - és nemesfémek

Az arany kémiai jele Au, ez a latin Aurum szóból ered. Fizikai tulajdonságai: Az arany kristályrács típusa: szabályos lapközepes. Olvadáspontja: 1063 oC Sűrűsége: 19,32 kg/dm3. A legnagyobb sűrűségű fémek közé tartozik. Olvadáspontja az ezüsté és a rézé között van. Bár magas a forráspontja, az arany részecskék elillanása már 1000 C fölötti hőmérsékleten megkezdődik. Olvasztásnál erősen kitágul. Előfordulása. Az arany átlagos koncentrációja a szilárd földkéregben 0,005 g/t, ezzel az elemek gyakorisági táblázatán a 75. helyen áll. Nem teljesen tisztán hanem ezüsttel, rézzel, bizmuttal természetes ötvözetet alkotva fordul elő. 20 %-ot meghaladó ezüsttartalom esetén az arany jellegzetes, sárga színe világosodni kezd: minél több benne az ezüst, annál világosabb. A színarany legszembetűnőbb tulajdonságai: jellegzetes sárga színe, ragyogó fénye, jó fényesíthetősége és rendkívüli nyújthatósága. Az aranyból készítenek 0,000125 mm vastag aranyfüst lemezt. 1 g aranyból 0,006 mm átmérőjű 3 km hosszú fonalat lehet húzni. Puhasága miatt az aranyat csaknem kizárólag ötvözeteiben használják. Az ötvözés szolgálja a szín, az olvadáspont, a szilárdság és az ár megváltoztatását is. Az ötvözetek készítéséhez a legfontosabb adalékanyag a réz és az ezüst (színes ötvözetek), valamint a palládium és a nikkel (fehérarany-ötvözetek). Az ötvözet színét és egyéb tulajdonságait az alkotók egymáshoz viszonyított aránya határozza meg (minél több a réz az ötvözetben, annál vörösebb, minél több az ezüst, annál világosabb a színe). Az aranyötvözet finomságát a benne foglalt színarany rész határozza meg (ezrelékben kifejezve). A leggyakrabban alkalmazott aranyfinomságok színes ötvözeteknél: 986 (dukát arany), 916,7 és 900 pénzérme verésre, 833 (fogarany), 750 és 585 ékszerkészítésre, 375 333 olcsó tömegékszerek előállítására. Ma is alkalmazzák a hagyományos karátban kifejezett finomsági formulákat: színarany = 24 kt; 916,7 = 22 kt; fogarany = 20 kt; 750 = 18 kt; 585 = 14 kt; 375 = 9 kt; 333 = 8 kt. A fehérarany-ötvözetek előállításával már a század forduló idején kísérleteztek, a drága platina helyettesítésére. A mai fehérarany-ötvözetek alkotói: arany - palládium - ezüst - réz (esetleg), ill. arany - nikkel - réz-horgany. A palládium-arany ötvözetek jobban megmunkálhatók, de drágábbak, és finomságuk nehezebben ellenőrizhető (alkalmazásukat a m. fémjelzési rendelet nem engedélyezi). A leggyakoribb fehérarany-ötvözetek a 750, 585, 333 finomságúak (az utóbbi csak nikkel-aranyból készül).

A legutóbbi évtizedek ásatásai igazolták azt a föltételezést, hogy a fémművesség őshazáját az Anatóliától K felé Örményországon át Afganisztánig nyúló hegyvidéken kell keresni. Az arany története hosszú évszázadokon át egyben a pénz története is volt, és mindez megfordítva is igaz. Az hogy ez a szép sárga fém kapta az általános értékmérő kitüntetett szerepét egyáltalában nem véletlen. Az ismert kémiai tulajdonságainak, szép küllemének, könnyű megmunkálhatóságának és főleg nehéz kitermelésének, előállításának következménye ez. Kémiai tulajdonságai: Az arany nem oxidálódik, nehezen alakítható át kémiai vegyületté, viszont e vegyületek rendkívül könnyen redukálhatók színarannyá. Egyetlen fém, amely magas hőmérsékleten sem lép reakcióba az oxigénnel és a kénnel. Nem reagál a szénnel, de a tellúr gőzökkel közvetlenül arany - telluridokat képez. Alkalmazási területei: Azontúl, hogy a legfontosabb valutafém, mint ismeretes, az aranyat különböző területen alkalmazzák: gyógyászat, egészségügy, pl. gyógyszerek készítésére, fogpótlásra, az elektromos ipar pl. termoelemek, villamos érintkezők, híradástechnikai, átvitel-technikai gyártmányok készítésére. Különféle ötvözeteit az ékszeriparban használják. Az arany előfordulása Az arany a természetben rendszerint színállapotban található. Kötött állapotban leginkább a tellúrral alkotott ércei ismertek. Ilyenek találhatók az Erdélyi Érc hegységben. A termésarany ritkán tiszta, legtöbbször kevés ezüst, réz, platina vagy más fém szennyezi. Az aranytartalmú kőzetek szétmállása folytán kiszabaduló aranypor esetleg rög a folyók homokjába kerül és a nagy sűrűségénél fogva leülepszik. Sok helyen innen mossák ki. A legjelentősebb aranytelek Dél-Afrikában, Oroszországban és Ausztráliában vannak. Hazánkban Recsk környékén volt és létezik kisebb arany-előfordulás. A tengervízben ugyancsak kimutatható. A tengervízben becsült mennyisége tízmilliárd tonna, amelynek kitermelésére ma még nincs gazdaságos műszaki megoldás. Japán kisételetek folynak olyan tengervízi növények, moszatok kifejlesztésére, amelyek fejlődésük folyamán az aranyat magukban felhalmozzák. Ezeket elégetve, hamujukból ipari módszerekkel már kinyerhető az arany. Ez a kísérlet kevésbé lett eredményes, de a kutatások továbbra is folynak. A bányaarany kitermelése már akkor kifizetődik, ha a kőzet tonnánként 5 g aranyat tartalmaz. Gyakoriak az olyan esetek is, amikor ez az érték jelentősen kisebb és mégis folytatják az arany kitermelést. Aranymosás Az arany kinyerésének ősidők óta alkalmazott módja az aranymosás. A valódi aranyászok a folyó iszapját egy ferde mosópadra merték, amelyre filcet helyeztek. Ennek bolyhaiba a nehezebb anyagrészecskék, így az arany is fennakadnak. Az aranyszemcséket tartalmazó filcet időnként kimossák, az így nyert szűrleményt higannyal keverik össze és így a higany amalgámot képez az arannyal, a higanyt az amalgámból hevítéssel elgőzöltetik, vagy szarvasbőrön átnyomva eltávolítják, kipréselik. Az így kinyert aranyat tovább lehet finomítani. Az arany előállítása lehetséges ásványokból, ércekből un. kohósítással, vagy cianidos technológiával, illetve, ehhez hasonló nedves eljárással. Ezüst Az ezüst jele: Ag, ez a latin Argentum név betűiből választották Az ezüst fizikai tulajdonságai: Az ezüst kristályrács típusa: szabályos lapközepes. Olvadáspontja: 960,5 oC Sűrűsége: 10,49 kg/dm2 Élénk fényű, fehér színű fém, az arany után a legjobban alakítható. Valamennyi fém közül a legjobb elektromos és hővezető. Az ezüst a legnagyobb mennyiségben felhasznált nemesfém. A színezüstöt az elektrotechnikában, a műszeriparban, fototechnikában, valamint laboratóriumi célra használják. A galván technikában anódként, a villamos iparban érintkezők, elektródák és egyéb alkatrészek gyanánt használatos. Baktériumölő hatása miatt már az ókorban készítettek ezüstből használati tárgyakat és víztározó edényeket. Számos ezüstötvözet az ipar és az ékszergyártás fontos alapanyaga. Jól ötvöződik a rézzel, cinkkel, kadmiummal nikkellel, ólommal, ónnal, és a nemesfémekkel. a higannyal amalgámot képez. A rézhez hasonlóan megolvadt állapotban a levegő gázait oldja, majd lehűléskor az oldott levegő a megdermedt fémet lyukacsossá teszi. Kémiai tulajdonságai Az ezüst a levegőn nem oxidálódik, oxigénnel még az izzás hőmérsékletén sem egyesül. Kénes környezetben azonban megfeketedik, mert felületén először barnás, majd kékes fekete ezüst-szulfidból álló bevonat keletkezik. Az ezüst alkalmazási területei Gyógyászat, fogtechnika, vegyipar, fototechnika, villamos ipar, elektrotechnika, műszeripar, galvanotechnika, az ötvös ipar érmék, díszműáruk, és ékszerek készítésére használja. Az ezüst előfordulása Az ezüstöt már évezredek óta ismerte az ember. Ezüsttárgyak azonban a kezdeti időkből nem maradtak ránk, mert a hosszú idő alatt elkorrodálódtak. Az ezüst míves nemesfém, ezért a természetben szabad állapotban is előfordul. A leggazdagabb érctelepek Mexikóban, Dél-Amerikában és Kanadában találhatók. Az ezüst előállítása: Termelésének nagy része nem az ezüstércekből származik, hanem az ólom-, cink-, réz-, és aranyércek feldolgozásának mellékterméke. Az alkalmazandó előállítási módszert az ércek összetétele szerint választják ki. Kohósítás: Egészen a középkor végéig csak kohósítással tudtak ezüstöt előállítani. Még ma is gazdaságos eljárás olyan ércek feldolgozására, amelyek ólomtartamúak, vagy ha nincs bennük ólom, de a feldolgozó olvasztó rendelkezik ólomérccel. Az eljárás lényege az, hogy az ezüst ércet ólommal, vagy ólomérccel olvasztják össze, amikor is az ezüst, de az esetleges arany is a fémólomban gyűlik össze. Az ezüstben dús ólmot levegő ráfúvatással oxidáló olvasztásnak vetik alá, ilyenkor az ólom oxidálódik és megolvadva a kemencéből eltávolítható. Ezt ólom leűzésnek szokták nevezni. Leűzés eltávolítását addig végzik, amíg az olvad ezüst vakítóan fehér felülete megcsillan. A fenti módszerekkel előállított ezüstöt, mivel még sok szennyeződést tartalmaz csak finomítás után lehet felhasználni. Platinaötvözetek A platinafémek csoportjába tartozó elemeket fizikai tulajdonságai alapján két a könnyű és nehéz platinafémek csoportjára osztjuk. A platinafémek a földkéregben a ritka elemek közé tartoznak. Mindig együttesen találhatók, ásványaik pedig kizárólag fémes jellegűek, vagyis ötvözetek. Kis mennyiségben elsődlegesen is előfordulnak, vas-, króm-, és rézércekben, de hordalékokban dúsabban is találhatók. Ennek, azaz oka, hogy az ércek elmállásakor a platinafémek szabaddá válnak és a folyóvizek hordalékában, nagy sűrűségük következtében meghatározott helyeken leülepednek. Ilyen másodlagos lelőhelyek találhatók elsősorban az Ural keleti és nyugati lejtőin. Itt a platinafémek termésállapotban fordulnak elő. A platinafémek az anódiszapból is kinyerhetők. Kémiai tulajdonságiakban igen hasonlóak egymáshoz, kb. olyan mértékben, mint pl. a vascsoport fémei. Nemesfémeknek is nevezhetjük őket, bár az oxigénnel szemben csak a platina teljesen ellenálló. Ruténium (Ru) Szürkés színű, igen kemény, rideg fém. Az űrtechnikában és a reaktortechnikában használatos, de katalizátorként is alkalmazzák. Fehér, jó fényvisszaverő képességű, igen kemény fém. Hidegen nem alakítható, vörös izzáson nyújtható, kovácsolható. Műszeripari, laboratóriumi eszközök készülnek belőle. A nemesfémiparban főleg ezüsttárgyak felületbevonásra, ródiumozásra használatos fém. Palládium (Pd) Ezüstfehér színű, csillogó fém, sötétvörös izzáson palládium oxiddá válik. Grafittégelyben olvasztva palládium szén kötések jönnek létre. Lágyított állapotban is kétszer keményebb, mint az ezüst. Jól alakítható, kovácsolható. Levegőn hevítve 400-700 oC- között oxidálódik, elszíneződik, további hevítésre azonban az oxid elbomlik. A palládiumot színfém formájában elsősorban a vegyipar használja hordozóanyagokra felvitt katalizátorként. A nagytisztaságú hidrogén előállításának nélkülözhetetlen segédanyaga. Ötvözeteit az ékszeriparban (arany, fehérarany), elektrotechnikában és a híradástechnikában alkalmazzák, de nagy mennyiséget használ a fogászat is. Ozmium (Os) Rendkívül rideg, megmunkálhatatlan fém. Katalizátorként és keményfém szerszámként más platinafémekkel ötvözve használatos. Készül belőle töltőtollhegy, műszercsapágy, villamos érintkező stb. Iridium (Ir) Villamos ívben gőzöléssel desztillálható. Ezüstfehér színű rideg fém. Korrózióállósága a platináét is többszörösen felülmúlja. Ridegsége miatt mechanikailag nehéz megmunkálni, csak ötvözetként használatos. Nagyon ritka elem. Repülőgép-technikai alkatrészek, fogászati ötvözetek katalizátorok készítéséhez, műszerek készítéséhez használatos. Platinával együtt kopásálló, vegyi hatásoknak jól ellenálló ötvözetet alkot. A platina keménységét, elektromos vezetőképességét javítja. A lézertechnikában és a radioaktív vizsgálatokhoz elterjedten használatos. Platina(Pt) Szürkésfehér színű, viszonylag lágy fém, fényét még magas hőmérsékleten is megtartja. Az aranyhoz és az ezüsthöz hasonlóan jól alakítható. Ékszereken, orvosi készülékeken, laboratóriumi eszközökön kívül, ötvözeteiből elektródok, érintkező anyagok, gyújtógyertyák készülnek. A hőingadozásokkal viszonylag érzéketlen. A nemesfémötvözetek minőségellenőrzése Magyarországon a nemesfémek vizsgálata és a fémjelzés a pénzügyminiszter szakmai felügyelet alá tartozik. A vizsgálatot a fémjelzést és a szakmai - hatósági ellenőrzést Nemesfémvizsgáló és Hitelesítő Intézet - N E H I T I - végzi. A nemesfémek, amióta elfoglalták speciális helyüket a pénz, az értékmérés, illetve az ékszerkészítés területén, azóta jelentkeznek a nemesfémtartalom vizsgálatával és jelzésével kapcsolatos problémák. Az ékszertárgyak jelölése végül is állami tevékenységgé vált. Napjainkig mintegy 60 országban szabályozták a nemesfémtartalmakat és fémjeleztek. A nemesfém termékek anyagvizsgálatának több feladat van: - A tárgyak anyagainak minőségellenőrzése - A vizsgálandó minta nemesfémtartalmának meghatározása igen széles koncentráció-tartományban - A nagy tisztaságú nemesfém termékek szennyezőinek meghatározása, - A nemesfém termékek technológiai és alkalmazástechnikai ellenőrző vizsgálat A minőségi és mennyiségi vizsgálatok A minőségi vizsgálat olyan anyagvizsgálat, amellyel, azt állapítjuk meg, hogy a vizsgált tárgy anyaga nemesfém (arany, ezüst, platina), vagy esetleg más pl. valamilyen réz ötvözet. Ezt úgy szokás elvégezni, hogy a tárgyra salétromsavat cseppentünk (cseppvizsgálat) akkor az aranyötvözetből, vagy platinából készült tárgy felületén nem indul el kémiai reakció. Ellenben réz esetében a gyorsan elkezdődő reakció során zöldes csapadék képződik kellemetlen szag kíséretében. Ezzel el lehet dönteni, hogy az anyag fajtája réz, vagy arany, esetleg platina, vagyis ki lehet zárni annak lehetőségé, hogy pl. arany helyett réz tárgyat vásároljunk. Az ezüstötvözetek minőségvizsgálatára kálium-bikromát oldatot használunk. Akkor, ha a tárgy anyaga ezüst alapanyagú, akkor vörös csapadék képződik. Amennyiben a próbasav hatására nem lesz elszíneződés, akkor a tárgy anyaga feltehetően valamilyen rézötvözet. Ezzel eldönthető az anyag minősége. A minőségi kimutatást úgy végezzük, hogy a karcot tömény salétromsavval megnedvesítjük. - Ha a karc gyorsan feloldódik és a keletkezett csapadék szűrőpapírral való leitatás után maradék nem látszik, az ötvözet legfeljebb 150% aranyat tartalmaz. - Barnás színeződés esetén az aranytartalom 150-500%. Karcpróba Olyan mennyiségi anyagvizsgálat, amellyel a nemesfémötvözetek nemesfémtartalmát viszonylag gyorsan meghatározhatjuk. Az ékszeriparban értékbecsléskor, ellenőrzéskor, jól megközelítő mennyiségi vizsgálatra ma is alkalmazzák a karcpróbát. 1999-től ez a vizsgálat nem képezheti a fémjelzés alapját. A mennyiség meghatározására más vizsgálatokat köteles alkalmazni az intézet.

A nemesfémek általános jellemzése

A nemesfémek a "nemes" jelzőjüket azért kapták, egyszerűen fogalmazva, mert nemes tulajdonságokkal rendelkeznek. Ide soroljuk a réscsoport két elemét az aranyat és az ezüstöt, amelyek az oxigénnek szemben is ellenállóak. Nemesfémnek tekintjük még a platinacsoport elemeit, a platinát és a platina-fémeket. Ezek a: ruténium, a ródium, a palládium, az ozmium, az irídium és a platina.

Az arany genealógiájáról bővebbet itt olvashatsz!