À la question : Quand et où l’or artificiel a-t-il été produit ? donné par l'auteur An@stasia Lifestyle D/s...® la meilleure réponse est Il s’avère que le rêve éternel des alchimistes de transformer les métaux communs en or est tout à fait réalisable. Il est vrai que seule la chimie nucléaire peut le faire. On sait que dans un réacteur nucléaire, certains éléments sont transformés en d'autres, par exemple l'uranium en plutonium, le soufre en chlore, le fer en nickel. Vous pouvez également y « fabriquer » de l’or artificiel. Un tel « métal précieux » synthétique a été obtenu en 1947 par des physiciens américains, comme en témoignent les 35 microgrammes d'or extraits de 100 mg de mercure qui sont aujourd'hui visibles au Musée des sciences et de l'industrie de Chicago.
La manière la plus accessible de fabriquer de l'or artificiel est la désintégration radioactive de certains isotopes d'éléments voisins (mercure et platine). Bien que transformer le platine en or soit très peu rentable, car ce dernier est plus cher que l'or. L’or 197 (le seul isotope stable de l’or) peut être produit à partir du mercure 197, qui émet des rayons bêta. Tous ces processus sont extrêmement coûteux et demandent beaucoup de main d’œuvre et produisent une très petite quantité de « métal noble », qui doit encore être isolé d’un mélange de nucléides et d’isotopes n’ayant pas réagi. En conséquence, le prix de l’or synthétique sera incroyablement élevé et il ne sera donc pas possible de s’enrichir grâce à sa production. D'autres réactions nucléaires conduisent à la formation d'isotopes instables de l'or, dont la durée de vie est limitée à quelques jours seulement, après quoi l'or radioactif, extérieurement impossible à distinguer de l'or naturel, se transformera littéralement en une flaque de mercure sous nos yeux.
En 1935, le physicien américain Arthur Dempster réussit à réaliser une détermination spectrographique de masse des isotopes contenus dans l'uranium naturel. Au cours des expériences, Dempster a également étudié la composition isotopique de l'or et n'a découvert qu'un seul isotope, l'or 197. Il n’y avait aucune indication de l’existence d’or-199. Certains scientifiques ont supposé qu'il devait exister un isotope lourd de l'or, puisqu'à cette époque, l'or avait une masse atomique relative de 197,2. Or, l’or est un élément monoisotopique. Par conséquent, ceux qui souhaitent obtenir artificiellement ce métal noble tant convoité doivent concentrer tous leurs efforts sur la synthèse du seul isotope stable - l'or-197.
Les nouvelles d'expériences réussies dans la production d'or artificiel ont toujours suscité l'inquiétude des cercles financiers et dirigeants. Il en était ainsi à l’époque des dirigeants romains, et cela reste ainsi aujourd’hui. Il n’est donc pas surprenant qu’un rapport aride sur les recherches du Laboratoire national de Chicago par le groupe du professeur Dempster ait récemment suscité l’enthousiasme dans le monde financier capitaliste : dans un réacteur nucléaire, on peut obtenir de l’or à partir du mercure ! Il s’agit du cas le plus récent et le plus convaincant de transformation alchimique.
Cela a commencé en 1940, lorsque dans certains laboratoires de physique nucléaire, ils ont commencé à bombarder les éléments adjacents à l'or - le mercure et le platine - avec des neutrons rapides obtenus à l'aide d'un cyclotron. Lors d'une réunion de physiciens américains à Nashville en avril 1941, A. Sherr et K. T. Bainbridge de l'Université Harvard ont rendu compte des résultats réussis de telles expériences. Ils ont envoyé des deutons accélérés vers une cible au lithium et ont obtenu un flux de neutrons rapides, qui a été utilisé pour bombarder des noyaux de mercure. Grâce à la transformation nucléaire, de l'or a été obtenu !
Trois nouveaux isotopes avec des numéros de masse 198, 199 et 200. Cependant, ces isotopes n'étaient pas aussi stables que l'isotope naturel or-197. Émettant des rayons bêta, ils se sont à nouveau convertis après quelques heures ou quelques jours en isotopes stables du mercure avec des nombres de masse de 198, 199 et 200. Par conséquent, les adeptes modernes de l'alchimie n'avaient aucune raison de se réjouir. L’or qui redevient mercure ne vaut rien : c’est de l’or trompeur. Cependant, les scientifiques se sont réjouis de la transformation réussie des éléments. Ils ont pu approfondir leurs connaissances sur les isotopes artificiels de l’or.
En 1935, le physicien américain Arthur Dempster réussit à réaliser une détermination spectrographique de masse des isotopes contenus dans l'uranium naturel. Au cours des expériences, Dempster a également étudié la composition isotopique de l'or et n'a découvert qu'un seul isotope, l'or 197. Il n’y avait aucune indication de l’existence d’or-199. Certains scientifiques ont supposé qu'il devait exister un isotope lourd de l'or, puisqu'à cette époque, l'or avait une masse atomique relative de 197,2. Or, l’or est un élément monoisotopique. Par conséquent, ceux qui souhaitent obtenir artificiellement ce métal noble tant convoité doivent concentrer tous leurs efforts sur la synthèse du seul isotope stable - l'or-197.
Les nouvelles d'expériences réussies dans la production d'or artificiel ont toujours suscité l'inquiétude des cercles financiers et dirigeants. Il en était ainsi à l’époque des dirigeants romains, et cela reste ainsi aujourd’hui. Il n’est donc pas surprenant qu’un rapport aride sur les recherches du Laboratoire national de Chicago par le groupe du professeur Dempster ait récemment suscité l’enthousiasme dans le monde financier capitaliste : dans un réacteur nucléaire, on peut obtenir de l’or à partir du mercure ! Il s’agit du cas le plus récent et le plus convaincant de transformation alchimique.
Cela a commencé en 1940, lorsque dans certains laboratoires de physique nucléaire, ils ont commencé à bombarder les éléments adjacents à l'or - le mercure et le platine - avec des neutrons rapides obtenus à l'aide d'un cyclotron. Lors d'une réunion de physiciens américains à Nashville en avril 1941, A. Sherr et K. T. Bainbridge de l'Université Harvard ont rendu compte des résultats réussis de telles expériences. Ils ont envoyé des deutons accélérés vers une cible au lithium et ont obtenu un flux de neutrons rapides, qui a été utilisé pour bombarder des noyaux de mercure. Grâce à la transformation nucléaire, de l'or a été obtenu ! Trois nouveaux isotopes avec des numéros de masse 198, 199 et 200. Cependant, ces isotopes n'étaient pas aussi stables que l'isotope naturel or-197. Émettant des rayons bêta, ils se sont à nouveau convertis après quelques heures ou quelques jours en isotopes stables du mercure avec des nombres de masse de 198, 199 et 200. Par conséquent, les adeptes modernes de l'alchimie n'avaient aucune raison de se réjouir. L’or qui redevient mercure ne vaut rien : c’est de l’or trompeur. Cependant, les scientifiques se sont réjouis de la transformation réussie des éléments. Ils ont pu approfondir leurs connaissances sur les isotopes artificiels de l’or.
La « transmutation » réalisée par Sherr et Bainbridge est basée sur la réaction dite (n, p) : le noyau d'un atome de mercure, absorbant un neutron n, se transforme en un isotope de l'or et en même temps un proton p. est libérée.
Le mercure naturel contient sept isotopes en quantités différentes : 196 (0,146 %), 198 (10,02 %), 199 (16,84 %), 200 (23,13 %), 201 (13,22 %), 202 (29,80 %) et 204 (6,85 %). %). Puisque Sherr et Bainbridge ont trouvé des isotopes de l'or avec des nombres de masse de 198, 199 et 200, il faut supposer que ces derniers proviennent d'isotopes du mercure avec les mêmes nombres de masse. Par exemple:
Hg + n = Au + p
Cette hypothèse semble justifiée : après tout, ces isotopes du mercure sont assez courants.
La probabilité qu'une réaction nucléaire se produise est déterminée tout d'abord par la section efficace dite de capture d'un noyau atomique par rapport à la particule de bombardement correspondante. C'est pourquoi les collaborateurs du professeur Dempster, les physiciens Ingram, Hess et Haydn, ont tenté de déterminer avec précision la section efficace efficace pour la capture des neutrons par les isotopes naturels du mercure. En mars 1947, ils purent montrer que les isotopes de numéros de masse 196 et 199 avaient les sections efficaces de capture de neutrons les plus grandes et avaient donc la plus grande probabilité de se transformer en or. En tant que « sous-produit » de leurs recherches expérimentales, ils ont obtenu... de l'or ! Exactement 35 mcg, obtenus à partir de 100 mg de mercure après irradiation aux neutrons modérés dans un réacteur nucléaire. Cela équivaut à un rendement de 0,035 %, cependant, si la quantité d'or trouvée est attribuée uniquement au mercure-196, alors un rendement solide de 24 % sera obtenu, puisque l'or-197 est formé uniquement à partir de l'isotope du mercure avec un nombre de masse de 196.
Avec les neutrons rapides, des réactions (n, p) se produisent souvent, et avec des neutrons lents, ce sont principalement des transformations (n, () qui se produisent. L'or, découvert par les collaborateurs de Dempster, s'est formé comme suit :
Hg + n = Hg* + (
Hg* + e[-] = Au
Le mercure 197 instable formé par le processus (n, () se transforme en or 197 stable à la suite de la capture du K (un électron de la couche K de son propre atome).
Ainsi, Ingram, Hess et Haydn ont synthétisé des quantités importantes d’or artificiel dans un réacteur atomique ! Malgré cela, leur « synthèse de l'or » n'a alarmé personne, puisque seuls les scientifiques qui ont suivi attentivement les publications de la Physical Review en ont eu connaissance. Le rapport était bref et probablement pas assez intéressant pour beaucoup en raison de son titre dénué de sens : « Sections efficaces des neutrons pour les isotopes du mercure ». Mais le hasard a voulu que deux ans plus tard, en 1949, un journaliste trop zélé reprenne ce message purement scientifique et annonce haut et fort dans la presse mondiale la production d'or dans un réacteur nucléaire. Suite à cela, une grande confusion s'est produite en France lors de la cotation de l'or en bourse. Il semblait que les événements se déroulaient exactement comme l’avait imaginé Rudolf Daumann, qui prédisait « la fin de l’or » dans son roman de science-fiction.
Mais l’or artificiel produit dans un réacteur nucléaire s’est fait attendre. Il n’était pas question que cela inonde les marchés du monde. D’ailleurs, le professeur Dempster n’en doutait pas. Peu à peu, le marché des capitaux français s'est à nouveau calmé. Ce n'est pas le moindre mérite de la revue française "Atomes", qui publiait dans son numéro de janvier 1950 un article : "La transmutation du mercure en or".
Bien que le magazine reconnaisse en principe la possibilité de produire de l'or à partir du mercure par réaction nucléaire, il assure à ses lecteurs ce qui suit : le prix d'un tel métal noble artificiel serait plusieurs fois plus élevé que celui de l'or naturel extrait des minerais d'or les plus pauvres !
Les employés de Dempster ne pouvaient se priver du plaisir d'obtenir une certaine quantité de cet or artificiel dans le réacteur. Depuis lors, cette petite exposition curieuse orne le Musée des sciences et de l’industrie de Chicago. Cette rareté - témoignage de l'art des "alchimistes" à l'ère atomique - put être admirée lors de la Conférence de Genève en août 1955.
Du point de vue de la physique nucléaire, plusieurs transformations d'atomes en or sont possibles. Nous allons enfin vous dévoiler le secret de la pierre philosophale et vous expliquer comment fabriquer de l'or. Soulignons que la seule voie possible est la transformation des noyaux. Toutes les autres recettes de l’alchimie classique qui nous sont parvenues ne valent rien, elles ne mènent qu’à la tromperie.
L'or stable, Au, pourrait être produit par la désintégration radioactive de certains isotopes d'éléments voisins. C’est ce que nous apprend la carte dite des nucléides, qui présente tous les isotopes connus et les directions possibles de leur désintégration. Ainsi, l’or 197 est formé à partir du mercure 197, qui émet des rayons bêta, ou à partir de ce mercure par capture K. Il serait également possible de fabriquer de l'or à partir du thallium 201 si cet isotope émettait des rayons alpha. Toutefois, cela n'est pas observé. Comment peut-on obtenir un isotope du mercure de nombre de masse 197, qui n'existe pas dans la nature ? En théorie pure, il peut être obtenu à partir du thallium-197, et ce dernier à partir du plomb-197. Les deux nucléides se transforment spontanément en mercure 197 et en thallium 197, respectivement, avec capture d'un électron. En pratique, ce serait la seule possibilité, quoique théorique, de fabriquer de l’or à partir du plomb. Cependant, le plomb 197 n’est également qu’un isotope artificiel, qui doit d’abord être obtenu par une réaction nucléaire. Cela ne fonctionnera pas avec du plomb naturel.
Les isotopes du platine Pt et du mercure Hg sont également obtenus uniquement par transformations nucléaires. Seules les réactions basées sur les isotopes naturels sont réellement réalisables. Seuls le Hg, le Hg et le Pt sont des matières premières appropriées. Ces isotopes pourraient être bombardés de neutrons accélérés ou de particules alpha pour produire les réactions suivantes :
Hg + n = Hg* + (
Hg + n = Hg* + 2n
Pt + He = Hg* + n
Avec le même succès, on pourrait obtenir l'isotope du platine souhaité à partir du Pt par transformation (n, () ou du Hg par le processus (n, (). Dans ce cas, bien sûr, il ne faut pas oublier que l'or et le platine naturels sont constitués d'un mélange d'isotopes, donc dans chaque cas des réactions concurrentes doivent être prises en compte. L'or pur devra éventuellement être isolé d'un mélange de divers nucléides et isotopes n'ayant pas réagi. Ce processus sera très coûteux. La transformation du platine en or devra être abandonné pour des raisons économiques : on le sait, le platine est de l'or plus cher.
Une autre option pour la synthèse de l'or est la transformation nucléaire directe des isotopes naturels, par exemple, selon les équations suivantes :
Hg + p = Au + Il
Hg + d = Au + Il
((, p) -processus (mercure-198), ((, p) -processus (platine-194) ou (p, () ou (d, n)-transformation (platine-196) conduirait également à l'or- 197 ).La seule question est de savoir si cela est pratiquement possible et, dans l'affirmative, est-ce rentable pour les raisons évoquées. Seul un bombardement à long terme du mercure avec des neutrons, présents en concentration suffisante dans le réacteur, serait Il faudrait produire ou accélérer d'autres particules dans un cyclotron - une telle méthode est connue pour ne donner que des rendements minimes de substances.
Si le mercure naturel est exposé à un flux de neutrons dans un réacteur, en plus de l'or stable, il se forme principalement de l'or radioactif. Cet or radioactif (de masse 198, 199 et 200) a une durée de vie très courte et retrouve en quelques jours ses substances d'origine en émettant un rayonnement bêta :
Hg + n = Au* + p
Au = Hg + e[-] (2,7 jours)
Il n’est en aucun cas possible d’exclure la transformation inverse de l’or radioactif en mercure, c’est-à-dire la rupture de ce Circulus vitiosus : les lois de la nature ne peuvent être contournées.
Dans ces conditions, la production synthétique du platine, un métal noble et coûteux, semble moins compliquée que « l’alchimie ». S'il était possible de diriger le bombardement de neutrons dans le réacteur de manière à ce que des transformations prédominantes (n, () se produisent, alors on pourrait espérer obtenir des quantités importantes de platine à partir du mercure : tous les isotopes courants du mercure - Hg, Hg, Hg - sont convertis en isotopes stables du platine - Pt, Pt et Pt Bien entendu, ici aussi, le processus d'isolement du platine synthétique est très compliqué.
Frederick Soddy, dès 1913, a proposé un moyen d'obtenir de l'or par transformation nucléaire du thallium, du mercure ou du plomb. Cependant, à cette époque, les scientifiques ne savaient rien de la composition isotopique de ces éléments. Si le processus de séparation des particules alpha et bêta proposé par Soddy pouvait être réalisé, il faudrait partir des isotopes Tl, Hg, Pb. Parmi ceux-ci, seul l’isotope Hg existe dans la nature, mélangé à d’autres isotopes de cet élément et chimiquement indissociables. Par conséquent, la recette de Soddy n'était pas réalisable.
Ce que même un chercheur atomique exceptionnel ne peut pas accomplir, un profane, bien sûr, ne peut pas l'accomplir. L'écrivain Dauman, dans son livre « La fin de l'or », publié en 1938, nous a donné une recette pour transformer le bismuth en or : en séparant deux particules alpha d'un noyau de bismuth à l'aide de rayons X de haute énergie. Une telle réaction ((, 2()) n’est pas connue à ce jour. De plus, la transformation hypothétique
Bi + (= Au + 2(
ne peut pas y aller pour une autre raison : il n’existe pas d’isotope stable du Bi. Le bismuth est un élément monoisotopique ! Le seul isotope naturel du bismuth avec un indice de masse de 209 ne peut produire, selon le principe de la réaction de Daumann, que de l'or 201 radioactif, qui, avec une demi-vie de 26 minutes, se transforme à nouveau en mercure. Comme on le voit, le héros du roman de Dauman, le scientifique Bargengrond, n’a pas pu obtenir d’or !
Nous savons maintenant comment obtenir de l’or. Forts de nos connaissances en physique nucléaire, risquons une expérience de pensée : transformons 50 kg de mercure dans un réacteur nucléaire en or à part entière - en or 197. Le véritable or provient du mercure 196. Malheureusement, seulement 0,148 % de cet isotope est contenu dans le mercure. Par conséquent, dans 50 kg de mercure, il n’y a que 74 g de mercure-196, et seule cette quantité peut être transmuée en véritable or.
Tout d'abord, soyons optimistes et supposons que ces 74 g de mercure-196 peuvent être convertis en la même quantité d'or-197 si le mercure est bombardé de neutrons dans un réacteur moderne avec une productivité de 10 neutrons/(cm*s). Imaginons 50 kg de mercure, soit 3,7 litres, sous forme de bille placée dans un réacteur, alors la surface de mercure, égale à 1157 cm, sera affectée par un flux de 1,16 * 10 neutrons par seconde. Parmi ceux-ci, 74 g de l'isotope 196 sont affectés par 0,148 %, soit 1,69 * 10 neutrons. Pour simplifier, nous supposons en outre que chaque neutron provoque la transformation du Hg en Hg*, à partir duquel l'Au est formé par capture électronique.
Nous disposons donc de 1,69 * 10 neutrons par seconde pour convertir les atomes de mercure 196. Combien d’atomes représentent réellement ? Une mole d'un élément, soit 197 g d'or, 238 g d'uranium, 4 g d'hélium, contient 6,022 * 10 atomes. On ne peut se faire une idée approximative de ce nombre gigantesque qu’à partir d’une comparaison visuelle. Par exemple, imaginez qu'en 1990, l'ensemble de la population mondiale - environ 6 milliards de personnes - commence à compter ce nombre d'atomes. Tout le monde compte un atome par seconde. Dans la première seconde, ils compteraient 6 * 10 atomes, en deux secondes - 12 * 10 atomes, etc. Combien de temps faudrait-il à l'humanité en 1990 pour compter tous les atomes d'une mole ? La réponse est stupéfiante : environ 3 200 000 ans !
74 g de mercure 196 contiennent 2,27 * 10 atomes. Avec un flux de neutrons donné, nous pouvons transmuter 1,69*10 atomes de mercure par seconde. Combien de temps faudra-t-il pour convertir la totalité de la quantité de mercure-196 ? Voici la réponse : cela nécessiterait un bombardement neutronique intense depuis un réacteur à haut flux pendant quatre ans et demi ! Nous devons supporter ces coûts énormes pour obtenir finalement seulement 74 g d'or à partir de 50 kg de mercure, et cet or synthétique doit également être séparé des isotopes radioactifs de l'or, du mercure, etc.
Oui, c’est vrai, à l’ère de l’atome, on peut fabriquer de l’or. Cependant, le processus est trop coûteux. L’or produit artificiellement dans un réacteur n’a pas de prix. Il serait plus facile de vendre un mélange de ses isotopes radioactifs comme de l’« or ». Peut-être que les écrivains de science-fiction seront tentés de créer des histoires autour de cet or « bon marché » ?
« Mare tingerem, si mercuris esset » (Je transformerais la mer en or si elle était composée de mercure). Cette déclaration vantardise a été attribuée à l'alchimiste Raymundus Lullus. Supposons que nous transformions non pas la mer, mais une grande quantité de mercure en 100 kg d'or dans un réacteur atomique. Extérieurement impossible à distinguer de l’or naturel, cet or radioactif se présente devant nous sous la forme de lingots brillants. D'un point de vue chimique, c'est aussi de l'or pur. Un Crésus achète ces barres à un prix qu'il croit similaire. Il n'imagine pas qu'il s'agit en réalité d'un mélange d'isotopes radioactifs Au et Au dont la demi-vie est de 65 à 75 heures. On imagine bien cet avare voir son trésor doré lui glisser littéralement entre les doigts. Tous les trois jours, ses biens sont réduits de moitié, et il ne peut empêcher cela ; après une semaine, il ne restera que 20 kg d'or sur 100 kg d'or, après dix demi-vies (30 jours) - pratiquement rien (théoriquement, cela représente 80 g supplémentaires). Tout ce qui restait dans le trésor était une grande flaque de mercure. L'or trompeur des alchimistes !
Depuis plusieurs années, Adolf Mithe colorait les minéraux et le verre sous l'influence des rayons ultraviolets. Pour ce faire, il a utilisé une lampe à mercure conventionnelle - un tube en verre de quartz sous vide, entre les électrodes duquel se forme un arc de mercure émettant des rayons ultraviolets.
Plus tard, Miethe utilisa un nouveau type de lampe, qui produisait une puissance énergétique particulièrement élevée. Cependant, lors d'une utilisation prolongée, des dépôts se sont formés sur ses parois, ce qui a grandement gêné le travail. De tels dépôts pourraient également être trouvés dans les lampes au mercure usagées si le mercure était éliminé. La composition de cette masse noirâtre intéressa le Conseiller Privé, et soudain, en analysant le reste de 5 kg de mercure de lampe, il trouva... de l'or. Mitya se demandait s'il était théoriquement possible que le mercure contenu dans une lampe à mercure, à la suite de la destruction d'un atome, se désintègre en or avec détachement de protons ou de particules alpha. Miethe et son collaborateur Hans Stamreich ont mené de nombreuses expériences, fascinés par l'idée de cette transformation des éléments. Le matériau de départ était du mercure distillé sous vide. Les chercheurs pensaient qu’il ne contenait pas d’or. Cela a également été confirmé par les analyses des célèbres chimistes K. Hoffmann et F. Haber. Mitia leur a demandé d'examiner le mercure et les résidus présents dans la lampe. Avec ce mercure, qui selon les données analytiques était exempt d'or, Miethe et Stamreich ont rempli une nouvelle lampe, qui a ensuite fonctionné pendant 200 heures. Après avoir distillé le mercure, ils ont dissous le résidu dans de l'acide nitrique et ont examiné avec enthousiasme au microscope ce qui restait. dans le verre : il y avait un éclat sur le verre de couverture, un agglomérat jaune doré de cristaux octaédriques.
Cependant, Frederick Soddy ne pensait pas que l’or était formé par l’abstraction d’une particule alpha ou d’un proton. On peut plutôt parler de l’absorption d’un électron : si celui-ci a une vitesse suffisamment élevée pour percer les couches électroniques des atomes et pénétrer dans le noyau, alors de l’or pourrait se former. Dans ce cas, le numéro de série du mercure (80) diminue d'un et le 79ème élément est formé - l'or.
La déclaration théorique de Soddy a renforcé le point de vue de Miethe et de tous ces chercheurs qui croyaient fermement à la « désintégration » du mercure en or. Cependant, ils n'ont pas pris en compte le fait qu'un seul isotope du mercure avec un numéro monétaire de 197 peut se transformer en or naturel. Seule la transition 197 Hg + e- = 197 Au peut donner de l'or.
L’isotope 197 Hg existe-t-il ? La masse atomique relative de cet élément, 200,6, alors appelée poids atomique, suggérait qu'il existait plusieurs isotopes. F.V. Aston, étudiant les rayons canal, a trouvé des isotopes du mercure avec des nombres de masse compris entre 197 et 202, une telle transformation était donc probable.
Selon une autre version, à partir d'un mélange d'isotopes de 200,6Hg, il pourrait également se former 200,6Au, c'est-à-dire un ou plusieurs isotopes de l'or de grandes masses. Cet or aurait dû être plus lourd. Miethe s'est donc empressé de déterminer la masse atomique relative de son or artificiel et l'a confié au meilleur spécialiste dans ce domaine - le professeur Gonigschmidt de Munich.
Bien sûr, la quantité d'or artificiel pour une telle détermination était très maigre, mais Mitya n'en avait pas encore plus : le roitelet pesait 91 mg, le diamètre de la boule était de 2 mm. Si l'on le compare avec les autres « rendements » que Miethe a obtenus lors de transformations dans une lampe à mercure - dans chaque expérience ils variaient de 10 -2 à 10 -4 mg - c'était encore une pièce d'or remarquable. Gonigschmidt et son collaborateur Zintl ont trouvé une masse atomique relative de 197,2 ± 0,2 pour l'or artificiel.
Mitia a progressivement supprimé le « secret » de ses expériences. Le 12 septembre 1924, un message du laboratoire photochimique fut publié, dans lequel les données expérimentales étaient présentées pour la première fois et l'équipement était décrit plus en détail. Le rendement est également devenu connu : à partir de 1,52 kg de mercure, préalablement purifié par distillation sous vide, après 107 heures de combustion continue d'un arc de 16 cm de long, sous une tension de 160 à 175 V et un courant de 12,6 A, Mite a reçu autant comme 8,2 * 10 -5 g d'or, soit huit centièmes de milligramme. Les « alchimistes » de Charlottenburg ont assuré que ni la substance de départ, ni les électrodes et les fils fournissant le courant, ni le quartz de la coque de la lampe ne contenaient des quantités d'or détectables analytiquement.
Cependant, un tournant s’est rapidement produit. Les pharmaciens devenaient de plus en plus méfiants. L'or se forme parfois, et toujours en quantité minime, et là encore, il ne se forme pas. Aucune proportionnalité n'est trouvée, c'est-à-dire que les quantités d'or n'augmentent pas avec l'augmentation de la teneur en mercure, avec l'augmentation de la différence de potentiel ou avec une durée de fonctionnement plus longue de la lampe à quartz. L’or découvert a-t-il été produit artificiellement ? Ou était-ce déjà présent auparavant ? Les sources d'éventuelles erreurs systématiques dans la méthode Miethe ont été vérifiées par plusieurs scientifiques des instituts chimiques de l'Université de Berlin, ainsi que du laboratoire de l'entreprise électrique Siemens. Les chimistes ont d'abord étudié en détail le processus de distillation du mercure et sont arrivés à une conclusion étonnante : même dans le mercure distillé, apparemment sans or, il y a toujours de l'or. Soit il est apparu au cours du processus de distillation, soit il est resté dissous dans le mercure sous forme de traces, de sorte qu'il n'a pas pu être détecté immédiatement par analyse. Ce n'est qu'après une longue période de repos ou lors d'une pulvérisation en arc provoquant un enrichissement qu'il a été soudainement détecté à nouveau. Cet effet pourrait bien être confondu avec la formation d’or. Une autre circonstance est apparue. Les matériaux utilisés, notamment les câbles menant aux électrodes et les électrodes elles-mêmes, contenaient tous des traces d'or.
Mais il y avait encore une déclaration convaincante de la part des physiciens atomiques selon laquelle une telle transmutation était possible du point de vue de la théorie atomique. Comme on le sait, cela reposait sur l’hypothèse que l’isotope du mercure 197 Hg absorbe un électron et se transforme en or.
Cependant, cette hypothèse a été réfutée par le rapport d'Aston, paru dans le magazine Nature en août 1925. Un spécialiste de la séparation isotopique a pu caractériser sans ambiguïté les raies isotopiques du mercure à l’aide d’un spectrographe de masse à haute résolution. En conséquence, il s’est avéré que le mercure naturel est constitué d’isotopes de numéros de masse 198, 199, 200, 201, 202 et 204.
Par conséquent, l’isotope stable 197 Hg n’existe pas du tout. Par conséquent, il faut supposer qu'il est théoriquement impossible d'obtenir de l'or 197 naturel à partir du mercure en le bombardant d'électrons, et les expériences visant à cela peuvent être considérées d'avance comme peu prometteuses. C'est finalement ce qui a été réalisé par les chercheurs Harkins et Kay de l'Université de Chicago, qui ont entrepris de transformer le mercure à l'aide d'électrons ultrarapides. Ils ont bombardé du mercure (refroidi avec de l'ammoniac liquide et pris comme anti-cathode dans un tube à rayons X) avec des électrons accélérés dans un champ de 145 000 V, soit ayant une vitesse de 19 000 km/s.
Fritz Haber a également réalisé des expériences similaires en testant les expériences de Miethe. Malgré des méthodes d’analyse très sensibles, Harkins et Kay n’ont trouvé aucune trace d’or. Ils pensaient probablement que même des électrons dotés d’une énergie aussi élevée n’étaient pas capables de pénétrer dans le noyau d’un atome de mercure. Ou bien les isotopes de l'or résultants sont si instables qu'ils ne peuvent pas « survivre » jusqu'à la fin de l'analyse, qui dure de 24 à 48 heures.
Ainsi, l'idée du mécanisme de formation de l'or à partir du mercure, proposée par Soddy, a été fortement ébranlée.
En 1940, lorsque certains laboratoires de physique nucléaire commencent à bombarder les éléments adjacents à l'or - le mercure et le platine - avec des neutrons rapides obtenus à l'aide d'un cyclotron. Lors d'une réunion de physiciens américains à Nashville en avril 1941, A. Scherr et K.T. Bainbridge de l'Université Harvard a rapporté les résultats réussis de telles expériences. Ils ont envoyé des deutons accélérés vers une cible au lithium et ont obtenu un flux de neutrons rapides, qui a été utilisé pour bombarder des noyaux de mercure. Grâce à la transformation nucléaire, de l'or a été obtenu.
Trois nouveaux isotopes avec des numéros de masse 198, 199 et 200. Cependant, ces isotopes n'étaient pas aussi stables que l'isotope naturel or-197. Émettant des rayons bêta, ils se sont à nouveau convertis après quelques heures ou quelques jours en isotopes stables du mercure avec des nombres de masse de 198, 199 et 200. Par conséquent, les adeptes modernes de l'alchimie n'avaient aucune raison de se réjouir. L’or qui redevient mercure ne vaut rien : c’est de l’or trompeur. Cependant, les scientifiques se sont réjouis de la transformation réussie des éléments. Ils ont pu approfondir leurs connaissances sur les isotopes artificiels de l’or.
Le mercure naturel contient sept isotopes en quantités différentes : 196 (0,146 %), 198 (10,02 %), 199 (16,84 %), 200 (23,13 %), 201 (13,22 %), 202 (29,80 %) et 204 (6,85 %). %). Puisque Sherr et Bainbridge ont trouvé des isotopes de l'or avec des nombres de masse de 198, 199 et 200, il faut supposer que ces derniers proviennent d'isotopes du mercure avec les mêmes nombres de masse. Par exemple : 198 Hg + n= 198 Au + R. Cette hypothèse semble justifiée : après tout, ces isotopes du mercure sont assez courants.
La probabilité qu'une réaction nucléaire se produise est principalement déterminée par la section efficace de capture d'un noyau atomique par rapport à la particule de bombardement correspondante. C'est pourquoi les collaborateurs du professeur Dempster, les physiciens Ingram, Hess et Haydn, ont tenté de déterminer avec précision la section efficace efficace pour la capture des neutrons par les isotopes naturels du mercure. En mars 1947, ils purent montrer que les isotopes de numéros de masse 196 et 199 avaient les sections efficaces de capture de neutrons les plus grandes et avaient donc la plus grande probabilité de se transformer en or. En guise de « sous-produit » de leurs recherches expérimentales, ils ont reçu... de l'or. Exactement 35 mcg, obtenus à partir de 100 mg de mercure après irradiation aux neutrons modérés dans un réacteur nucléaire. Cela équivaut à un rendement de 0,035 %, cependant, si la quantité d'or trouvée est attribuée uniquement au mercure-196, alors un rendement solide de 24 % sera obtenu, puisque l'or-197 est formé uniquement à partir de l'isotope du mercure avec un nombre de masse de 196.
Avec les neutrons rapides, ils se produisent souvent ( n, R.) - réactions, et avec des neutrons lents - principalement ( n, d) - transformations. L'or découvert par les employés de Dempster était formé comme suit : 196 Hg + n= 197 Hg* + g 197 Hg* + e- = 197 Au
Le mercure 197 instable formé par le processus (n, g) se transforme en or 197 stable. K-capture (électron de K-coquilles de son propre atome).
Les employés de Dempster ne pouvaient se priver du plaisir d'obtenir une certaine quantité de cet or artificiel dans le réacteur. Depuis lors, cette petite exposition curieuse orne le Musée des sciences et de l’industrie de Chicago. Cette rareté - témoignage de l'art des "alchimistes" à l'ère atomique - put être admirée lors de la Conférence de Genève en août 1955.
Du point de vue de la physique nucléaire, plusieurs transformations d'atomes en or sont possibles. L'or stable, 197Au, pourrait être produit par la désintégration radioactive de certains isotopes d'éléments voisins. C’est ce que nous apprend la carte dite des nucléides, qui présente tous les isotopes connus et les directions possibles de leur désintégration. Ainsi, l’or 197 est formé à partir du mercure 197, qui émet des rayons bêta, ou à partir de ce mercure par capture K. Il serait également possible de fabriquer de l'or à partir du thallium 201 si cet isotope émettait des rayons alpha. Toutefois, cela n'est pas observé. Comment peut-on obtenir un isotope du mercure de nombre de masse 197, qui n'existe pas dans la nature ? En théorie pure, il peut être obtenu à partir du thallium-197, et ce dernier à partir du plomb-197. Les deux nucléides se transforment spontanément en mercure 197 et en thallium 197, respectivement, avec capture d'un électron. En pratique, ce serait la seule possibilité, quoique théorique, de fabriquer de l’or à partir du plomb. Cependant, le plomb 197 n’est également qu’un isotope artificiel, qui doit d’abord être obtenu par une réaction nucléaire. Cela ne fonctionnera pas avec du plomb naturel.
Les isotopes du platine 197Pt et du mercure 197Hg sont également obtenus uniquement par transformations nucléaires. Seules les réactions basées sur les isotopes naturels sont réellement réalisables. Seuls 196 Hg, 198 Hg et 194 Pt conviennent comme matières premières. Ces isotopes pourraient être bombardés avec des neutrons accélérés ou des particules alpha pour produire les réactions suivantes : 196 Hg + n= 197 Hg* + g 198 Hg + n= 197 Hg* + 2n 194 Pt + 4 He = 197 Hg* + n.
Avec le même succès, on pourrait obtenir l'isotope de platine souhaité à partir de 194 Pt en ( n, d) - transformation soit de 200 Hg par ( n, b) - processus. Dans le même temps, bien sûr, il ne faut pas oublier que l’or naturel et le platine sont constitués d’un mélange d’isotopes et que, dans chaque cas, des réactions concurrentes doivent donc être prises en compte. L’or pur devra éventuellement être isolé d’un mélange de divers nucléides et isotopes n’ayant pas réagi. Ce processus coûtera très cher. La transformation du platine en or devra être totalement abandonnée pour des raisons économiques : comme vous le savez, le platine est plus cher que l'or.
Une autre option pour la synthèse de l'or est la transformation nucléaire directe des isotopes naturels, par exemple selon les équations suivantes : 200 Hg + R.= 197 Au + 4 He 199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He.
Si le mercure naturel est exposé à un flux de neutrons dans un réacteur, en plus de l'or stable, il se forme principalement de l'or radioactif. Cet or radioactif (de masse 198, 199 et 200) a une durée de vie très courte et retourne en quelques jours à ses substances mères avec émission de rayonnement bêta : 198 Hg + n= 198 Au* + p 198 Au = 198 Hg + e- (2,7 jours). Il n’est en aucun cas possible d’exclure la transformation inverse de l’or radioactif en mercure : les lois de la nature ne peuvent être contournées.
À l’ère de l’atome, on peut fabriquer de l’or. Cependant, le processus est trop coûteux. L’or produit artificiellement dans un réacteur n’a pas de prix. Et si nous parlons d'un mélange d'isotopes radioactifs 198 Au et 199 Au, alors après quelques jours, il ne restera qu'une flaque de mercure du lingot d'or.
L'éminent physicien Isaac Newton, en plus de ses travaux dans le domaine de la physique théorique, a étudié l'alchimie pendant plusieurs décennies. De plus, il avait pleinement confiance en ses capacités et a donc présenté, avec un autre physicien, Robert Boyle, un projet de loi intéressant au Parlement britannique. Il parlait d'interdire la divulgation des transformations des métaux, comme la façon de fabriquer de l'or à partir du plomb, car cela pourrait entraîner une baisse du prix de l'or.
La pierre philosophale et autres expériences d'alchimistes
Au début du siècle dernier, du papyrus a été découvert dans une tombe de la ville de Thèbes. Il contenait 111 recettes, y compris des méthodes pour obtenir de l'or et de l'argent. Cependant, la plupart de ces recettes concernaient toujours des méthodes permettant de créer des contrefaçons ou d'en recouvrir d'autres métaux. Néanmoins, un tel document montre à quel point l’alchimie était déjà répandue et captivait l’esprit de ceux qui avaient soif d’argent facile.
Isaac Newton
Originaire des Grecs et des Égyptiens, elle conquiert peu à peu toute l’Europe. Au Moyen Âge, non seulement certains scientifiques, mais aussi des personnes occupant les plus hauts rangs de l'État et de l'Église étaient engagés dans l'alchimie. Presque chaque cour impériale avait ses propres alchimistes, avec l'intention d'obtenir de l'or et ainsi d'améliorer l'état du trésor. Pour obtenir de l'or, à leur avis, il suffit peut-être de trouver ou de créer une pierre philosophale.
Les archives des alchimistes de cette époque étaient vagues et difficiles à comprendre. Voici par exemple la recette de Lull pour obtenir une telle pierre.
Il a été proposé de prendre le mercure des philosophes et de le brûler jusqu'à obtenir un lion vert, puis un rouge. Il fallait déjà le chauffer dans un bain de sable avec de l'alcool de raisin aigre. La gomme obtenue par évaporation devait être distillée à l’aide d’un appareil de distillation. Après cela, le véritable dragon restera dans l'appareil de distillation lui-même, qui peut être broyé sur une pierre et touché avec du charbon chaud. Après quoi, il est distillé à nouveau, ce qui entraîne une combustion de l'eau et du sang : c'est l'élixir.
Cette recette a été déchiffrée plus tard. Il s'est avéré que le mercure est du plomb, le lion vert est son oxyde, le rouge est du plomb et le dragon noir est de la poudre de plomb avec du charbon. Le résultat fut une réaction chimique ordinaire - la distillation du sel de plomb acétique. Ainsi, on a obtenu des produits capables de récupérer l'or à partir de solutions de ses sels.
L'alchimie a également prospéré au milieu du XVIIe siècle. Il était alors difficile de dire à quelle substance les alchimistes avaient affaire, mais de hauts fonctionnaires soutenaient de tels passe-temps, qui stimulaient le développement. De nombreux rois et empereurs eux-mêmes étaient des alchimistes et, d’ailleurs, bon nombre des transformations qu’ils effectuaient n’étaient pas entièrement un canular. C’est juste que, très probablement, la substance originale contenait déjà de l’or sous une forme ou une autre.
Au fil du temps, le nombre de personnes croyant en l’alchimie est devenu de moins en moins important. Cela était dû au fait que les alchimistes déclaraient que la pierre philosophale était un remède à toutes les maladies. Et lorsque cela n’a pas fonctionné dans la pratique, les gens ont commencé à douter de l’alchimie.
Cependant, certaines transformations des métaux ne pouvaient pas encore être expliquées. Les expériences de nombreuses personnes ont finalement donné de l’or. Cela était dû au fait que certains minerais naturels contiennent initialement une certaine quantité d’or. Et grâce à diverses réactions chimiques, il a été possible de le purifier.
En 1709, le célèbre alchimiste Gobmerg obtint de l'or en fondant de l'argent avec du minerai d'antimoine. Il y avait très peu d’or dans la production, mais il était sûr d’avoir trouvé le secret de la transformation des métaux. Au fil du temps, lorsqu'ils ont pu analyser avec précision le minerai, il s'est avéré qu'un certain pourcentage d'or y était contenu dès le début.
Précipitation d'iodure de plomb En 1783, le pharmacien Kappel réussit à transformer l'argent en or grâce à l'arsenic. Le secret de son expérience s'est avéré être similaire : l'or était contenu dans le minerai d'arsenic.
Transformations nucléaires.
Après la découverte de l’atome et les réactions permettant de le transformer, les physiciens nucléaires ont commencé à produire de l’or. Et en 1935, le physicien Dempster étudia les données spectrographiques de masse de l'or et arriva à la conclusion qu'il n'existe qu'un seul isotope stable de ce métal, avec un nombre de masse de 197. Cela signifiait qu'il fallait rechercher une réaction nucléaire qui permettrait produire exactement cet isotope.
Dès 1940, de nombreux laboratoires commencèrent à étudier cette question plus en détail. Ils ont mené des expériences en bombardant avec des neutrons rapides les éléments voisins de l'or du tableau périodique, du platine et du mercure. Un an plus tard, les physiciens américains Sherr et Bainbridge rapportaient des résultats positifs : en bombardant des atomes de mercure avec des neutrons rapides, ils obtenaient de l'or.
Mais les isotopes avaient des nombres de masse de 198, 199 et 200. Ainsi, ils n’ont pas tout à fait atteint le résultat, ils ont obtenu de l’or, mais celui-ci a existé pendant une courte période. Par conséquent, les adeptes modernes de l’alchimie n’avaient aucune raison de se réjouir et les expériences devaient se poursuivre.
À partir des expériences de Scherr et Bainbridge, ils ont conclu que les isotopes de l'or étaient obtenus à partir d'atomes de mercure portant les numéros atomiques correspondants. Et une telle hypothèse semblait justifiée. La probabilité qu'une réaction nucléaire se produise est déterminée par la section efficace de capture effective du noyau par rapport à la particule qui le bombarde.
Ainsi, il a été démontré que les atomes de mercure de masse 196 et 199 ont la plus grande chance de se transformer en or. Et après avoir effectué la réaction, ils ont vraiment compris. 100 grammes de mercure sont convertis en 35 microgrammes d'or. En 1950, le magazine français Atoms écrivait que le prix de cet or était bien supérieur au prix du marché en raison du coût élevé des transformations nucléaires. Par conséquent, il n’a pas gagné en popularité.
La production d'or 197 (son isotope stable) pourrait théoriquement être réalisée en transformant certains isotopes d'éléments voisins. Selon la carte des nucléides, l'or 197 peut être obtenu à partir du mercure avec le même numéro de masse. Il pourrait également être obtenu à partir du thallium-201 si cet élément présentait une désintégration alpha, ce qui n'est pas le cas.
Il ne reste que l’isotope mercure 197, qui n’existe pas dans la nature. Il pourrait être obtenu à partir du thallium-197 ou du plomb-197. Ce serait la seule réaction possible pour se convertir au plomb. Mais ici un nouveau problème se pose. Le fait est qu’un tel isotope n’existe pas ; il doit également être créé au préalable par des transformations nucléaires.
Ainsi, en théorie pure, il est possible d’obtenir de l’or à partir du plomb. Mais en pratique, il peut être obtenu en transformant le mercure. Mais un tel procédé est trop coûteux, ce qui rend le métal obtenu « inestimable ».
Le contenu de l'article
OR– élément du groupe IA du tableau périodique. En raison de sa faible activité chimique, il appartient aux métaux dits nobles. Dans la nature, le seul nucléide stable est le 197 Au. Plus de dix isotopes radioactifs de l’or ont été produits artificiellement, dont le plus long est 195 Au avec une demi-vie de 183 jours. Depuis l'Antiquité, l'éclat de l'or est comparé à l'éclat du soleil (en latin - sol), d'où le « or » russe. Le mot anglais et allemand gold, le néerlandais goud, le suédois et le danois guld (d'où, d'ailleurs, florin) dans les langues européennes sont associés à la racine indo-européenne ghel et même au dieu solaire grec Hélios. Le nom latin de l’or, aurum, signifie « jaune » et est lié à Aurora – l’aube du matin.
Parmi les alchimistes, l'or était considéré comme le « roi des métaux » ; son symbole était le soleil radieux et le symbole de l'argent était la lune (le rapport entre le prix de l'or et de l'argent dans l'Egypte ancienne correspondait au rapport de l'année solaire à le mois lunaire).
L'or dans la nature.
Il y a très peu d'or dans la croûte terrestre : seulement 4,3 10 –7 % en masse, soit en moyenne seulement 4 mg par tonne de roches ; c'est l'un des éléments les plus rares : il est trois fois moins que le métal rare, le palladium. , en 15 fois moins que l'argent, 300 fois moins que le tungstène, 600 fois moins que l'uranium, 10 mille fois moins que le cuivre. Si tout l’or était uniformément dispersé – comme dans l’eau de mer – son extraction serait impossible ( cm. GABER). Cependant, l'or peut migrer activement, par exemple avec les eaux souterraines dans lesquelles l'oxygène est dissous. À la suite de divers processus de migration, l'or est concentré dans des gisements - dans des veines aurifères de quartz, dans du sable aurifère.
Il y a du minerai et de l'or placérien. L'or minéral se présente sous forme de petites particules d'or (de 0,0001 à 1 mm) disséminées dans le quartz ; sous cette forme, on le trouve dans les roches quartzifères sous forme d'inclusions minces ou de veines plus puissantes pénétrant dans les minerais sulfurés - pyrite de soufre FeS 2 , pyrite de cuivre CuFeS 2 , lustre d'antimoine Sb 2 S 3, etc. Une autre forme de minerai d'or est ses minéraux assez rares, dans lesquels l'or se trouve sous forme de composés chimiques (le plus souvent avec du tellure, avec lequel il forme un blanc argenté cristaux, parfois teintés de jaune) : calaverite AuTe 2, montbrayite Au 2 Te 3, mutmannite (Ag,Au)Te (les parenthèses indiquent que ces éléments peuvent être contenus dans le minéral dans différentes proportions), krennerite (Ag,Au)Te 2, sylvanite (Ag,Au) 2 Te4, montbreuite (Au,Sb) 2 Te 3 , petzite Ag 3 AuTe 2 , aurostibite AuSb 2 , aurantimonate AuSbO 3 , auricupride Cu 3 Au, nagiagite Pb 5 Au(Te,Sb) 4 S 5–8 , tétraauricupride AuCu, fischesserite Ag 3 AuSe 2 et autres.
Une partie de l'or au cours des processus de changements géologiques a été emportée des lieux d'occurrence primaire et a été à nouveau déposée dans des lieux d'occurrence secondaire, c'est ainsi que s'est formé l'or alluvial - un produit de la destruction des gisements primaires accumulés dans les vallées fluviales . On y trouve occasionnellement de grosses pépites, parfois de forme bizarre. Certains de ces gisements se sont formés il y a 20 à 30 000 ans. Le gisement le plus riche de la planète, qui s'étend le long de la chaîne de montagnes du Witwatersrand (traduit du néerlandais par « Terre d'eau blanche ») en Afrique du Sud, est très ancien : il a environ 3 milliards d'années.
L'or natif n'est pas de l'or chimiquement pur ; il contient toujours des impuretés, parfois en quantités importantes : argent (de 2 à 50 %), cuivre (jusqu'à 20 %), fer, mercure, métaux du groupe du platine, bismuth, plomb, tellure et autres. . Alliage naturel d'or et d'argent, contenant 15 à 30 % d'argent et un peu de cuivre, les anciens Grecs appelaient électron (les Romains - electrum) pour sa couleur jaune : en grec elektor - un luminaire rayonnant, le soleil, d'où le grec. électron - ambre.
Des concentrations relativement élevées d’or se trouvent dans l’eau des sources chaudes. Ainsi, en Nouvelle-Zélande, des gisements d'or ont été découverts dans les canalisations d'une centrale électrique fonctionnant aux eaux hydrothermales. En migrant avec les eaux du sol, l'or pénètre également dans les plantes ; certaines d'entre elles (prêles, maïs) sont capables de récolter de l'or. Les cendres de prêle dans les zones aurifères peuvent contenir jusqu'à 0,065 % du métal précieux. Certaines bactéries peuvent également collecter l’or en le précipitant à partir de solutions diluées.
Propriétés physiques.
L'or est l'un des métaux les plus lourds : sa densité est de 19,3 g/cm 3 . Les seules substances plus lourdes que l'or sont l'osmium, l'iridium, le platine et le rhénium. Lors d'une exposition, un petit cube d'or poli mesurant à peine plus de 5 cm a été montré, et la publicité indiquait que quiconque pouvait le soulever avec deux doigts d'une main pouvait l'emporter avec lui. Les organisateurs n'ont rien risqué : aucun homme fort ne pourrait ainsi soulever un lingot glissant pesant plusieurs kilogrammes. Si vous remplissez densément une pièce d'une superficie de 20 mètres carrés et d'une hauteur de 3 mètres avec des lingots d'or, leur masse sera de 1 150 tonnes - le poids d'un train lourdement chargé.
« L'or pur réfléchit la lumière jaune, et sous forme de feuilles très fines (feuilles d'or), dans lesquelles il peut être forgé et étiré, il brille d'une couleur vert bleuâtre... Lorsqu'il est chauffé, même dans les forges, l'or donne des vapeurs, ce qui fait qu'une flamme passant dessus devient verdâtre" (D.I. Mendeleïev. Bases de la chimie).
L'or chimiquement pur a une couleur jaune, mais les impuretés peuvent le transformer en d'autres couleurs - du blanc au vert. La couleur rouge (rouge) est donnée à l'or, par exemple par le cuivre à une certaine teneur dans l'alliage. Ainsi, dans l'encyclopédie publiée en 1905, éditée par Yu.N. Yuzhakov, il est dit : « L'or rouge est un alliage d'or et de cuivre dans un rapport de 9 : 1, utilisé pour frapper des pièces de monnaie. Le dictionnaire de V.I. Dahl parle de la même chose : « L'or rouge - avec un alliage de cuivre ; or blanc – avec alliage d’argent.
L'or est un métal à point de fusion relativement bas, il fond à 1 064 °C, bout à 2 880 °C et se classe au troisième rang en termes de conductivité thermique et électrique (après l'argent et le cuivre). La dureté de l'or sur l'échelle de Mohs à 10 points n'est que de 2,5, l'or pur est trop mou et ne convient à aucun produit. Pour la dureté, d'autres métaux y sont toujours ajoutés, comme l'argent ou le cuivre ( cm. ARTICLES EN OR).
L'or s'allie facilement à de nombreux métaux, qui peuvent être inclus dans la structure cristalline de l'or sans la perturber, mais simplement en remplaçant les atomes d'or. Dans ce cas, des solutions solides se forment. Les solutions solides naturelles contenant de l'or peuvent former de l'argent, du cuivre, du platine, du palladium, du rhodium, de l'iridium et un certain nombre d'autres métaux dont les tailles atomiques sont les mêmes que celles de l'or (rayon 0,14 nm) ou en diffèrent très peu. Les solutions naturelles solides Au–Ag contiennent parfois jusqu'à 10 % de mercure (par exemple, dans le gisement de Zolotaya Gora dans l'Oural). En présence d'un mélange de fer (certaines découvertes en Yakoutie contiennent jusqu'à 4,45 % de Fe), le minéral devient magnétique.
Propriétés chimiques.
Au cours des siècles passés, les chimistes (et les alchimistes avant eux) ont mené un grand nombre d'expériences différentes avec l'or, et il s'est avéré que l'or n'est pas du tout aussi inerte que le pensent les non-spécialistes. Certes, le soufre et l'oxygène (agressifs envers la plupart des métaux, surtout lorsqu'ils sont chauffés) n'ont aucun effet sur l'or, quelle que soit la température. L'exception concerne les atomes d'or à la surface. Entre 500 et 700°C, ils forment un oxyde extrêmement fin mais très stable qui ne se décompose pas en 12 heures lorsqu'il est chauffé à 800°C. Il peut s'agir de Au 2 O 3 ou d'AuO(OH). Une telle couche d’oxyde se retrouve à la surface des grains d’or natif.
L'or ne réagit pas avec l'hydrogène, l'azote, le phosphore, le carbone et les halogènes réagissent avec l'or lorsqu'ils sont chauffés pour former AuF 3, AuCl 3, AuBr 3 et AuI. Il est particulièrement facile de réagir avec de l'eau chlorée et bromée déjà à température ambiante. Seuls les chimistes rencontrent ces réactifs. Dans la vie quotidienne, la teinture d'iode - une solution hydroalcoolique d'iode et d'iodure de potassium représente un danger pour les anneaux d'or : 2Au + I 2 + 2KI ® 2K.
Les alcalis et la plupart des acides minéraux n’ont aucun effet sur l’or. Mais un mélange d'acides nitrique et chlorhydrique concentrés (« eau régale ») dissout facilement l'or : Au + HNO 3 + 4HCl ® H + NO + 2H 2 O. Après évaporation soigneuse de la solution, des cristaux jaunes du complexe acide chloroaurique HAuCl 4 3H 2 O sont libérés. L'alchimiste arabe Geber, qui vécut aux IXe et Xe siècles, connaissait la vodka capable de dissoudre l'or. On sait moins que l'or se dissout dans l'acide sélénique concentré chaud : 2Au + 6H 2 SeO4 ® Au 2 (SeO4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O. Dans l'acide sulfurique concentré, l'or se dissout en présence d'agents oxydants : périodique acide, acide nitrique, dioxyde de manganèse. Dans les solutions aqueuses de cyanures ayant accès à l'oxygène, l'or se dissout pour former des dicyanoaurates très forts : 4Au + 8NaCN + 2H 2 O + O 2 ® 4Na + 4NaOH ; cette réaction est à la base d’une méthode industrielle importante pour extraire l’or des minerais. Agir sur l'or et les fondus d'un mélange d'alcalis et de nitrates alcalins : 2Au + 2NaOH + 3NaNO 3 ® 2Na + 2Na 2 O, peroxydes de sodium ou de baryum : 2Au + 3BaO 2 ® Ba 2 + 3BaO, solutions aqueuses ou éthérées de chlorures supérieurs de manganèse, cobalt et nickel : 3Au + 3MnCl 4 ® 2AuCl 3 + 3MnCl 2, chlorure de thionyle : 2Au + 4SOCl 2 ® 2AuCl 3 + 2SO 2 + S 2 Cl 2, quelques autres réactifs. Ainsi, l’or n’est pas aussi « noble » qu’on le croit généralement.
Les propriétés de l’or finement broyé sont intéressantes. Lorsque l'or est réduit à partir de solutions très diluées, il ne précipite pas, mais forme des solutions colloïdales intensément colorées - des hydrolats, qui peuvent être rouge-violet, bleu, violet, brun et même noir. Ainsi, lorsqu'un agent réducteur (par exemple, une solution à 0,005 % de chlorhydrate d'hydrazine) est ajouté à une solution à 0,0075 % de H, un sol d'or bleu transparent se forme, et si une solution à 0,005 % de carbonate de potassium est ajoutée à une solution à 0,0025 % % solution de H, puis ajouter la solution de tanin goutte à goutte en chauffant, un sol rouge transparent se forme. Ainsi, selon le degré de dispersion, la couleur de l'or passe du bleu (sol grossièrement dispersé) au rouge (sol finement dispersé). Lorsque la taille des particules du sol est de 40 nm, le maximum de son absorption optique se produit entre 510 et 520 nm (solution rouge), et lorsque la taille des particules augmente jusqu'à 86 nm, le maximum se déplace vers 620-630 nm (solution bleue). La réaction de réduction pour former des particules colloïdales est utilisée en chimie analytique pour la détection de petites quantités d’or.
Lorsque des solutions de composés d'or sont réduites avec du chlorure d'étain (II) dans des solutions faiblement acides, une solution violet foncé intensément colorée du soi-disant pourpre d'or de Cassien se forme (elle doit son nom à Andreas Cassius, un verrier de Hambourg qui vivait dans le 17ème siècle). C'est une réaction très sensible. Lorsque le sol d'or perd sa stabilité (coagule), un précipité noir se forme car que c'est exactement la couleur de n'importe quelle poudre métallique à l'état finement dispersée. Le violet de Cassien, introduit dans la masse de verre en fusion, produit du verre rubis superbement coloré, la quantité d'or consommée est négligeable. Le violet de Cassien est également utilisé pour peindre sur le verre et la porcelaine, donnant diverses nuances lorsqu'il est chauffé - du rose pâle au rouge vif.
Des composés organiques de l'or sont également connus. Ainsi, l'action du chlorure d'or(III) sur les composés aromatiques produit des composés résistants à l'eau, à l'oxygène et aux acides, par exemple : AuCl 3 + C 6 H 6 ® C 6 H 5 AuCl 2 + HCl. Les dérivés organiques de l'or (I) ne sont stables qu'en présence de ligands coordonnés avec l'or, par exemple la triéthylphosphine : CH 3 Au·P(C 2 H 5) 3.
Extraction de l'or : technologie.
En raison de la concentration naturelle, seulement environ 0,1 % de tout l'or contenu dans la croûte terrestre est disponible, du moins en théorie, pour l'exploitation minière, mais du fait que l'or se présente sous sa forme native, brille intensément et est facilement visible, c'est devenu le premier métal que la personne a rencontré. Mais les pépites naturelles sont rares, c'est pourquoi la méthode la plus ancienne d'extraction des métaux rares, basée sur la haute densité de l'or, consiste à exploiter les sables aurifères. « L'extraction du lavage de l'or ne nécessite que des moyens mécaniques, et il n'est donc pas étonnant que l'or ait été connu même des sauvages dans les temps historiques les plus anciens » (D.I. Mendeleïev. Bases de la chimie).
Les « sauvages » secouaient le sable aurifère dans un jet d'eau sur un plateau incliné, tandis que le sable plus léger était emporté et les grains d'or restaient sur le plateau. Cette méthode a été utilisée par les prospecteurs des temps modernes. L'or est presque 20 fois plus lourd que l'eau et environ 8 fois plus lourd que le sable, de sorte que les grains d'or peuvent être séparés du sable ou des stériles broyés avec un jet d'eau. L'ancienne méthode de lavage utilisant des peaux de mouton, sur lesquelles étaient déposés des grains d'or, se reflète dans le mythe grec antique de la Toison d'Or. Des pépites et des placers d'or ont souvent été trouvés le long des rivières, qui ont érodé les roches aurifères pendant des milliers d'années. Dans les temps anciens, l'or n'était extrait qu'à partir de placers, et maintenant, là où ils se trouvent, le sable aurifère est ramassé au fond des rivières et des lacs et enrichi dans des dragues - d'énormes structures de la taille d'un bâtiment à plusieurs étages, capables de traitant des millions de tonnes de roches aurifères par an. Mais il n'y avait presque plus de riches placers d'or, et ce déjà au début du 20e siècle. 90 % de tout l’or était extrait de minerais. De nos jours, de nombreux gisements d'or sont pratiquement épuisés, c'est pourquoi ils exploitent principalement de l'or minéral, bien que désormais l'extraction de l'or minéral soit largement mécanisée, mais elle reste une production difficile, souvent cachée profondément sous terre. Au cours des dernières décennies, la part de l’exploitation minière à ciel ouvert, plus rentable, n’a cessé d’augmenter. Le développement du gisement est économiquement rentable si une tonne de minerai ne contient que 2 à 3 g d'or, et si la teneur est supérieure à 10 g/t, il est considéré comme riche. Il est significatif que les coûts de recherche et d'exploration de nouveaux gisements d'or varient entre 50 et 80 % de tous les coûts d'exploration géologique.
L'ancienne méthode (dite au mercure) d'extraction de l'or du minerai - la fusion est basée sur le fait que le mercure mouille bien (mais ne dissout pratiquement pas) l'or - tout comme l'eau mouille (mais ne dissout pas) le verre. La roche aurifère finement broyée était secouée dans des barils contenant du mercure au fond. Dans le même temps, les particules d'or adhèrent au métal liquide, étant mouillées par le mercure de tous côtés. Parce que la couleur des particules d’or disparaît, l’or peut sembler « dissous ». Le mercure était ensuite séparé de la gangue et chauffé à haute température. Le mercure volatil a été éliminé par distillation, mais l’or est resté inchangé. Les inconvénients de cette méthode sont la forte toxicité du mercure et l'extraction incomplète de l'or : les plus petites particules sont mal mouillées par le mercure.
Dans le roman d'A.N. Tolstoï Hyperboloïde de l'ingénieur Garin le héros espère devenir riche en trouvant dans les profondeurs du globe une « couche dorée » d’« or mercure » liquide contenant « de l’or pur à quatre-vingt-dix pour cent ». Il était censé être « récupéré directement de la surface » et pompé via des pipelines vers des fours, où l'on était censé obtenir de l'or pur en évaporant le mercure. En effet, la véritable solubilité de l'or dans le mercure est très faible et s'élève à seulement 0,126 % à 20°C. Lorsque l'or est conservé longtemps dans le mercure, une réaction chimique se produit avec formation de composés intermétalliques de composition AuHg 2 , Au 2 Hg et Au 3 Hg, solides à température ambiante, et Avec une teneur élevée en or, la formation de ses solutions solides avec du mercure est également possible. Ni les composés chimiques ni les solutions solides d’or et de mercure ne peuvent être « extraits de la surface » ou acheminés à travers un « pipeline de mercure », comme Garin avait l’intention de le faire.
Une méthode plus moderne d'extraction de l'or à partir de minerais à faible teneur est la lixiviation avec du cyanure de sodium, dans laquelle même les plus petits grains sont convertis en composés cyanurés solubles dans l'eau. L'or est ensuite extrait de la solution aqueuse, par exemple en l'extrayant à l'aide de poudre de zinc : 2Na + Zn ® Na + 2Au. La lixiviation permet d'extraire l'or restant des décharges des mines abandonnées, les transformant essentiellement en un nouveau gisement. La méthode de lixiviation souterraine est également prometteuse : une solution de cyanure est pompée dans des puits, elle pénètre par des fissures dans la roche, où elle dissout l'or, après quoi la solution est pompée à travers d'autres puits. Bien entendu, le cyanure dissoudra non seulement l’or, mais également d’autres métaux qui forment des complexes de cyanure stables.
Une autre source d'or, plutôt pauvre mais constante, provient des produits intermédiaires du plomb-zinc, du cuivre, de l'uranium et de certaines autres industries. Elle repose sur le fait que l’or coexiste souvent avec d’autres métaux. Les minerais polymétalliques contiennent souvent de l'or comme petite impureté et ils essaient de les traiter de manière à extraire simultanément de l'or, si cela s'avère rentable. Ainsi, lors de l'épuration électrolytique (raffinage) du cuivre, lorsqu'il est « distillé » de l'anode à la cathode, les métaux nobles ne passent pas en solution lors de la dissolution de l'anode, mais s'accumulent sous l'anode sous forme de limon (boues ). Ces boues constituent une source importante d’or, qui est extrait en plus grande quantité à mesure que la production de métaux de base est importante. Par exemple, aux États-Unis, c’est l’une des principales sources d’or.
L’or dit recyclé est obtenu à partir d’une énorme masse de produits électroniques usagés ou défectueux. Ils sont jetés directement dans le cuivre en fusion dans des cartons non emballés ; le bois brûle instantanément, l'aluminium, le fer, l'étain et d'autres métaux communs se transforment en oxydes, flottent à la surface de la fonte et sont éliminés, et le cuivre, après un enrichissement suffisant en métaux nobles, est envoyé au raffinage. Les débris d'or constituent une source importante d'or secondaire (jusqu'à 500 tonnes) par an.
Et les réactions nucléaires, à l’aide desquelles « l’or alchimique » peut être obtenu à partir de métaux communs, n’ont qu’un intérêt théorique. Un exemple est la réaction hypothétique 209 Bi + 32 S ® 197 Au + 44 Ca, ainsi que la réaction observée de capture d'un « propre » électron de la couche K (capture K) par un atome de l'un des isotopes radioactifs du mercure : 197 Hg + e ® 197 Au .
Extraction de l'or : production mondiale.
Les plus anciennes mines d’or connues des historiens se trouvaient en Égypte. Il existe des preuves de l'exploitation de l'or et de la fabrication de divers produits à partir du cinquième millénaire avant JC. - à l'âge de pierre. Les roches contenant des veines de quartz aurifères étaient chauffées au feu puis aspergées d'eau froide. La roche fissurée était concassée, concassée, pilée dans des mortiers, broyée et lavée. Les anciens Égyptiens exploitaient l’or dans la province aurifère arabo-nubienne, située entre le Nil et la mer Rouge. Pendant de nombreux siècles, sous le règne de 30 dynasties, elle en a produit une quantité énorme - environ 3 500 tonnes. Ainsi, seulement sous le pharaon, la production annuelle atteignait les tonnes 50. À une certaine époque, on y dépensait moins de travail pour extraire de l'or que pour d'autres métaux, et l'or était moins cher que l'argent, mais déjà dans les temps anciens, ce riche gisement était complètement épuisé. Au total, au moment de la capture par Rome en 30, les Égyptiens avaient extrait environ 6 000 tonnes d'or. L’énorme richesse en or trouvée dans les sépultures des pharaons a été presque entièrement pillée dans l’Antiquité.
Dans l’Antiquité, les Romains extrayaient plus de 1 500 tonnes d’or des seules roches aurifères d’Espagne. Et ce, au milieu du 19e siècle. les mines d'Autriche-Hongrie produisaient jusqu'à 6,5 tonnes d'or par an ; sur certaines pièces d'or de l'époque il y a des inscriptions en latin « De l'or du Danube », « De l'or de l'Isar », « De l'or de l'Inna » (affluents du Danube), « De l'or du Rhin » " La production en Finlande s'élevait à des dizaines de kilogrammes par an. Aujourd'hui, les placers d'or dans les vallées des fleuves européens sont presque complètement épuisés. Après les voyages de Colomb, la Colombie, qui porte son nom, a longtemps occupé la première place mondiale dans l'exploitation de l'or. De très riches placers d'or ont été découverts aux XVIIIe et XIXe siècles. au Brésil, aux États-Unis, en Australie et dans d’autres pays.
La Russie n’a pas eu son propre or pendant longtemps. Les chercheurs ont des opinions différentes sur le début de son extraction. Apparemment, le premier or national a été extrait en 1704 des minerais de Nerchinsk avec de l'argent. Au cours des décennies suivantes, à la Monnaie de Moscou, l'or a été isolé de l'argent, qui contenait de l'or comme impureté (environ 0,4 %). Ainsi, en 1743-1744, «2 820 chervonets à l'effigie d'Elizabeth Petrovna ont été fabriqués à partir d'or trouvé dans l'argent fondu dans les usines de Nerchinsk». La quantité d'or extraite était insignifiante : de 1719 à 1799, seuls 830 kg d'or furent obtenus de cette manière, avec d'énormes difficultés de séparation chimique. Selon certaines informations, de petites quantités d'or (en 1745 - 6 kg) auraient été fondues secrètement par les célèbres Demidov dans leurs mines de cuivre de l'Altaï. Depuis 1746, toutes ces mines deviennent la propriété de la famille royale.
En 1745, de l'or local a été découvert dans l'Oural et en 1747, la première mine d'or nationale, appelée plus tard Mine d'or initiale, a commencé à fonctionner. Pour tout le XVIIIe siècle. En Russie, seulement environ 5 tonnes d'or ont été extraites, mais déjà au siècle suivant - 400 fois plus. La découverte (dans les années 1840) du gisement Ienisseï a placé la Russie au premier rang mondial en matière d'exploitation aurifère au cours de ces années, mais même avant cela, les chasseurs Evenki locaux fabriquaient des balles pour chasser à partir de pépites d'or. Fin du 19ème siècle. La Russie produisait environ 40 tonnes d'or par an, dont 93 % étaient de l'or placérien. Au total, selon les données officielles, 2 754 tonnes d'or ont été extraites en Russie avant 1917, mais selon les experts, environ 3 000 tonnes, le maximum étant atteint en 1913 (49 tonnes), lorsque les réserves d'or ont atteint 1 684.
Les guerres et les révolutions ont entraîné une forte baisse de la production d’or. Ainsi, en 1917, 28 tonnes étaient encore extraites, et trois ans plus tard - seulement 2,5 tonnes, et les réserves d'or ont également fortement diminué - à 317 tonnes (300 tonnes ont été transportées vers l'Allemagne aux termes du traité de Brest-Litovsk, des centaines de tonnes sont allées avec l'Armée blanche à travers le Dalny Est). La situation s'est considérablement améliorée à la fin des années 1920, après la découverte d'énormes réserves d'or en Sibérie orientale, dans le bassin de la rivière Aldan en Yakoutie et en Kolyma. En 1928, la production d'or atteignait déjà 28 tonnes et continuait de croître régulièrement, pour atteindre 302 tonnes en 1990. Après l'effondrement de l'URSS, la Russie a perdu l'or d'Asie centrale, y compris le plus grand gisement d'Ouzbékistan (elle produisait constamment environ 60 tonnes d'or). par an). En 1991, seules 168,1 tonnes d'or ont été extraites en Russie et la production a continué de diminuer d'année en année, atteignant un minimum en 1998 - 114,6 tonnes, après quoi elle a commencé à croître à un rythme assez rapide : 1999 - 126,1 tonnes, 2000 - 142,7 tonnes, 2001 - 154,5 tonnes, 2002 - 173,5 tonnes, 2003 - 176,9 tonnes. La majeure partie de l'or extrait est destinée à l'exportation, le reste va au Gokhran, à la Banque centrale et à l'industrie (y compris la bijouterie). Nous extrayons de l'or dans les régions de Magadan, Chita, Amour, dans le territoire de Krasnoïarsk, en Yakoutie et en Tchoukotka.
Aujourd'hui, le plus grand fournisseur d'or sur le marché mondial est l'Afrique du Sud, où les mines ont déjà atteint une profondeur de 4 kilomètres. L'Afrique du Sud abrite la plus grande mine du monde, la mine Vaal Riefs à Klexdorp. Lors du traitement de 10 millions de tonnes de minerai, environ 80 à 90 tonnes d'or y sont extraites. Au total, des centaines de tonnes d'or sont extraites chaque année en Afrique du Sud, soit environ deux tonnes par jour. Les réserves totales d'or en Afrique du Sud sont estimées à 25 000 tonnes. L'Afrique du Sud est le seul État dans lequel l'or est le principal produit de production, où l'or est extrait dans 36 grandes mines qui emploient des centaines de milliers de personnes.
Cependant, contrairement au pétrole, l’or n’est pas consommé, mais s’accumule continuellement, même si au cours des dernières décennies, pas aussi rapidement (la production mondiale a atteint son maximum en 1972). En revanche, ses réserves prouvées sont limitées et des gisements de plus en plus pauvres se développent au fil du temps. Tout cela ne peut que se refléter (avec d’autres facteurs) sur le prix de l’or. Le prix détermine à son tour la rentabilité de la production. La chute des prix de l'or au cours des deux dernières décennies du 20e siècle. a amené le prix de vente dangereusement proche du coût de production, qui était à la fin du 20e siècle. environ 220 dollars l'once troy (31,1035 g) aux États-Unis et 260 dollars en Afrique du Sud (encore plus élevé dans un certain nombre d'entreprises). Cela a conduit à l’effondrement de certaines sociétés minières aurifères et à une diminution de la production d’autres. Ainsi, si en 1970 1 004 tonnes d'or étaient extraites en Afrique du Sud (le pic de production), alors en 1975 - 713 tonnes, en 1980 - 695 tonnes, en 1985 - 673 tonnes, en 2001 - seulement 399. Et au Canada et En Australie, pendant la période de bas prix de l'or, son exploitation minière était même subventionnée par l'État. Parallèlement, avec une hausse significative du prix de l’or, le développement de certains gisements devient rentable. Dans un certain nombre de pays en développement, les coûts de production sont restés relativement bas (en Papouasie-Nouvelle-Guinée - 150 dollars l'once), ce qui a permis d'augmenter la production. La production annuelle d’or (en tonnes) au cours des différentes années était la suivante :
| PRODUCTION D'OR ANNUELLE(en tonnes) | ||||||
| Pays/année | 1913 | 1940 | 1960 | 1985 | 1999 | 2003 |
| Afrique du Sud | 274 | 437 | 665 | 673 | 450 | 450 |
| Etats-Unis | 134 | 151 | 53 | 80 | 340 | 265 |
| Australie | 69 | 51 | 34 | 59 | 303 | 275 |
| Chine | 171 | 175 | ||||
| Canada | 25 | 166 | 144 | 90 | 158 | 165 |
| Pérou | 89 | 130 | 155 | |||
| Indonésie | 127 | 175 | ||||
| Russie | 49 | 126 | 177 | |||
| Ouzbékistan | 86 | 86 | ||||
| Ghana | 80 | 174 | ||||
| Papouasie Nouvelle Guinée | 31 | 64 | ||||
| Brésil | 5 | 6 | 72 | 54 | 78 | |
| Total | 652 | 1138* | 1047* | 1233* | 2330 | 2500 |
| *Sans URSS | ||||||
Quelle quantité d’or a été extraite au total ? Et combien en reste-t-il ? Des archives (souvent peu fiables, surtout si l'or est extrait par des prospecteurs) sont conservées depuis la découverte de l'Amérique à la fin du XVe siècle. Après les voyages de Colomb, les conquérants espagnols ont apporté de l'or en Europe pendant plusieurs décennies en quantités telles qu'il s'est déprécié de 5 à 6 fois. Dans le 19ème siècle le monde entier a été choqué par les « ruées vers l'or » après la découverte de riches gisements en Californie (1848), en Australie (1851), au Klondike et au Yukon en Alaska (1896 - 1900). Les plus grandes villes se sont développées « grâce à l'or » - San Francisco, Sydney, Johannesburg et le gisement le plus riche du monde en Afrique du Sud, découvert en 1886 et contenant environ 30 g/t d'or, n'ont pas provoqué d'afflux de mineurs isolés en raison des particularités de sa structure géologique : l'extraction de l'or des roches dures n'était possible qu'avec l'aide d'équipements spéciaux et le travail le plus dur de la population noire privée de ses droits (au début du XXe siècle, plusieurs dizaines de milliers d'ouvriers chinois ont même été amenés au mines).
Aujourd'hui, la plus grande partie de l'or a été extraite en Afrique du Sud - environ 50 000 tonnes, en Russie et en URSS - plus de 14 000, aux États-Unis - plus de 10 000 (dont seulement en Californie - 3 500 tonnes), un peu moins. au Canada et en Australie. Une grande quantité d’or (se comptant en milliers de tonnes) a été extraite en Colombie, au Zimbabwe, au Ghana, au Mexique et au Brésil. Viennent ensuite les Philippines, le Zaïre et le Pérou. Et dans tous ces pays, il reste moins de gisements que ce qui a déjà été produit. Cependant, tous les pays n’ont pas fourni d’informations officielles. Ainsi, en URSS, toute information sur l'or était classifiée et les informations disponibles sont une estimation.
Les résultats généraux de l’extraction de l’or sont les suivants. Pendant les 4400 premières années - à partir de 3900 avant JC. (Égypte archaïque prédynastique) à 500 (chute de l'Empire romain) - 10 000 tonnes. Au cours des 1 000 années suivantes (Moyen Âge) - 2 500 tonnes supplémentaires. Depuis le début du XVIe siècle. jusqu'au début du 19ème siècle. (340 ans) - 4 900 tonnes. La majeure partie a été extraite au cours des 200 dernières années et au total - environ 130 000 tonnes, dont environ les deux tiers - au cours du siècle dernier (dont la moitié en Afrique du Sud). Cependant, ces quantités énormes ne représentent que des centièmes de pour cent du volume d’acier produit dans le monde en seulement un an. Réunis en un seul endroit, tout cet or formerait un cube d'une arête égale à 19 m, soit la hauteur d'un immeuble de cinq étages (tandis que le minerai et le sable dont était extrait cet or représenteraient une montagne de plus de 2,5 m). km d'altitude). Dans le même temps, l’or désormais extrait dans le monde entier en un an tiendrait dans une pièce de taille moyenne (bien qu’aucun sol ne puisse supporter une telle charge). S'il était possible de répartir équitablement l'or extrait tout au long de l'histoire de l'humanité entre les habitants de la Terre, chacun en recevrait un peu plus de 20 g, mais une telle opération est impossible, même théoriquement : des dizaines de milliers de tonnes sont irrémédiablement perdues. à la suite de l'abrasion, de l'enfouissement dans des trésors et est allé au fond marin. L'or disponible est réparti comme suit : environ 10 % en produits industriels, le reste est réparti à peu près à parts égales entre les réserves centralisées (principalement sous forme de lingots étalons d'or chimiquement pur), les particuliers et la bijouterie.
Extraction de l'or : pépites d'or.
Outre les petits grains, de grosses pièces d'or sont parfois trouvées dans les zones aurifères - des pépites, qui attirent toujours l'attention non seulement des prospecteurs. Les journaux parlent de grosses pépites et les agences de presse du monde entier en parlent. Les gisements de l'Oural étaient autrefois très riches en pépites. Aujourd'hui, environ 10 000 pépites pesant plus de 10 kg ont été découvertes dans le monde entier, dont environ 2 000 uniquement dans la région de Miass à Tcheliabinsk. Le plus grand est le « Grand Triangle » mesurant 39 × 33 × 25,4 cm. et pesant 36 kg 15,7 g - a été trouvé en 1842 dans le sud de l'Oural (mine Tsarevo-Alexandrovsky), il est maintenant stocké dans le Fonds du Diamant. Un demi-siècle plus tard, une pépite pesant 20 kg a été découverte dans l'Oural. Ces pépites présentent un intérêt considérable pour les scientifiques. Les cristaux d'or naturel bien taillés sont particulièrement rares - octaèdres étincelants, cubes, dodécaèdres rhombiques et leurs combinaisons. Parfois, l'or natif forme des branches magnifiquement ramifiées - les dendrites.
Au début du 19ème siècle. un décret a été publié selon lequel toutes les pépites plus ou moins grosses (pesant plus de 10 à 20 g) devaient être envoyées au musée de l'École supérieure des mines de Saint-Pétersbourg, mais un tel flux d'or a coulé de l'Oural qu'en 1825 le poids minimum a été augmenté à 409 g (1 lb). Mais même de si grosses pépites se sont tellement accumulées qu'une commande a été reçue pour en livrer la plupart (plus d'un quart de tonne) à la Monnaie. Les pépites survivantes, dont le « Grand Triangle », ont constitué la base du Diamond Fund. De nos jours, il est peu probable que même les pépites de petite taille soient fondues, car elles ont une valeur de collection et valent bien plus que l'or qu'elles contiennent.
De grosses pépites (généralement chacune d'elles a son propre nom) ont été trouvées en Russie, pas seulement dans l'Oural. Fin du 19ème siècle. dans la région d'Irkoutsk, une pépite pesant 22,6 kg a été trouvée, et ce au milieu du 20e siècle. Dans les mines proches des colonies de Bodaibo et Artemovsky, plusieurs dizaines de grosses pépites pesant jusqu'à 10 kg ou plus ont été trouvées. La Kolyma s'est avérée très riche en pépites, où se trouvent de nombreuses mines. Déjà dans la seconde moitié du XXe siècle. deux pépites pesant 14 kg chacune et des centaines de plus petites y ont été trouvées. De grosses pépites ont également été trouvées et continuent d'être trouvées en Yakoutie, dans le territoire de Khabarovsk et dans l'Altaï.
Parmi les pays étrangers, l'Australie est devenue célèbre pour ses grosses pépites, au milieu du 19e siècle. trouvé plusieurs pépites pesant 50 kg ou plus. L'un d'eux, pesant 70,9 kg (69,2 kg d'or pur), gisait littéralement sur la route : en 1869, un équipage circulant sur une route de campagne lui cassa une roue. En Australie, en 1872, la plus grande pépite du monde a été découverte - la « plaque Holtermann » mesurant 140 × 66 × 10 cm et pesant 285,76 kg d'or étroitement fusionné avec du quartz, mais pour la science, ce spécimen unique a été perdu : tout l'or en a été fondu. , ce qui s'est avéré être 93,3 kg. A la fin du 20ème siècle. de très grosses pépites ont été découvertes de manière inattendue au Brésil. Et on y trouve de petites pépites à raison de plus de 10 tonnes par an.
Concernant les pépites plus grosses, seuls les rapports d'auteurs anciens ont survécu, difficiles à vérifier. Ainsi, al-Biruni dans son Minéralogieévoque une pépite de 2,5 tonnes qui aurait été trouvée en Afghanistan. Selon d'autres sources, une pépite pesant environ 960 kg aurait été trouvée sur le territoire de la République tchèque moderne en 752.
Utilisation de l'or.
Or, l'or est avant tout un métal monétaire, remplissant la fonction d'équivalent universel de la monnaie ( cm. OR ET ÉCONOMIE). Une grande partie de l’or finit dans les coffres des banques, et une plus grande quantité encore est utilisée pour fabriquer des bijoux : ils consomment plus de 70 % du métal d’investissement. L’industrie de la bijouterie consomme plus d’or par an qu’elle n’en extrait : dans les années 1990, entre 2 300 et 2 700 tonnes par an. Dans le même temps, les pays industrialisés ne consomment qu’un tiers de l’or, et les pays en développement en consomment 60 %. Le plus grand consommateur d'or est la population indienne : en 2000, les Indiens ont acheté 1 855 tonnes de métal précieux. Bien entendu, il faut également tenir compte de l’immense population de ce pays. Viennent ensuite les États-Unis (400 à 450 tonnes par an), l'Arabie saoudite (190 à 220 tonnes), la Chine et la Turquie (environ 200 tonnes) ; plus de 100 tonnes par an sont consommées par les pays du Golfe Persique, la Corée du Sud, l'Égypte, le Pakistan et l'Indonésie.
L'or est également utilisé pour la fabrication de pièces de monnaie et de médailles, de prothèses dentaires, de pièces d'appareils chimiques résistantes à la corrosion, de contacts électriques non oxydants, de thermocouples, pour l'application de revêtements protecteurs et pour la production de types spéciaux de verre. L'or est utilisé dans la fabrication de pièces pour moteurs à réaction, fusées, réacteurs nucléaires et de revêtements thermiques et réfléchissants pour engins spatiaux. En tant que catalyseur, l'or (sous forme de grille de contact) est utilisé pour oxyder l'acide cyanhydrique en acide cyanique, à partir duquel des polymères et d'autres produits sont obtenus. Le sulfure de zinc activé par l'or brille en vert sous l'influence d'un faisceau d'électrons, utilisé dans la fabrication des cathodoluminophores.
L'or est également utilisé en médecine. En 1583, l'alchimiste, médecin de cour et chirurgien français David de Plany-Campy publie Un traité sur la véritable, inégalée, grande et universelle médecine des anciens, ou sur la consommation de l'or, trésor incomparable de richesses inépuisables.. Dans ce document, se référant à ses prédécesseurs, principalement des alchimistes arabes, il décrivait les propriétés curatives de ce qu'on appelle l'or à boire, lui attribuant les propriétés les plus miraculeuses. Le célèbre alchimiste du XVIe siècle comptait également sur l'aurum potabile (boire de l'or). Philippe Aureole Théophraste Bombastus von Hohenheim, mieux connu sous le nom de Paracelse. C'était de l'or au sens littéral du terme, seulement très finement broyé - une solution colloïdale d'or rouge. Les livres chinois de médecine datant du 1er siècle mentionnent également la consommation d’or. AVANT JC. Les médecins chinois entendaient par ce nom « l'élixir de vie » - une boisson qui confère jeunesse, santé et force. Il est désormais établi que l’or, comme l’argent, possède des propriétés bactéricides.
Fin du 19ème siècle. Le microbiologiste allemand Robert Koch a découvert que le tétracyanoaurate(III) K de potassium arrête la croissance des bactéries tuberculeuses. Au 20e siècle, des préparations à base d'or, par exemple le complexe thiosulfate sanocrysine Na 3 · 2H 2 O, ont commencé à être utilisées pour traiter la tuberculose, l'arthrite et comme agent anti-inflammatoire. Actuellement, le médicament crizanol, contenant 33,5 % d'or sous forme de sulfonate d'aurothiopropanol de calcium (AuSCH 2 CH(OH)CH 2 SO 3) 2 Ca, et l'auranofin, contenant également une liaison Au-S et de la triéthylphosphine coordonnée à l'atome d'or, sont utilisés pour traiter la polyarthrite rhumatoïde :
R – S – Au ¬ P(C 2 H 5) 3, où R est un résidu glucose entièrement acétylé. On suppose que les préparations à base d'or affectent les processus immunitaires du corps. En radiothérapie, le radionucléide 198Au est utilisé avec une demi-vie d'environ 3 jours.
La haute densité de l’or conduit parfois à ses utilisations inhabituelles. Au début des années 1990, un film scientifique de vulgarisation sur l’or a été tourné au studio de cinéma Tsentrnauchfilm. Le scénariste et caméraman Evgeniy Georgievich Pokrovsky, à la recherche d'histoires intéressantes, a visité le Fonds du Diamant au Kremlin de Moscou, où son attention a été attirée par une boule d'or dans la vitrine. Un employé de la fondation a déclaré que cette balle pèse deux livres et qu'elle a été fabriquée sur ordre de D.I. Mendeleïev. Cependant, il ne pouvait pas dire dans quel but le ballon avait été fabriqué. Le caméraman a dû faire appel à un consultant pour obtenir de l'aide.
Il s'est avéré que le Règlement du Conseil d'État de l'Empire russe du 8 juin 1863 a établi le dépôt des poids et mesures exemplaires à Saint-Pétersbourg. En 1892, le ministre des Finances S. Yu. Witte a invité D. I. Mendeleïev à occuper le poste de gardien scientifique des poids et mesures au Dépôt. Mendeleïev a accepté l'offre et s'est lancé énergiquement dans une nouvelle entreprise pour lui. Bientôt, le Dépôt fut transformé en Chambre principale des poids et mesures ; Mendeleev en est resté le directeur pendant les 15 dernières années de sa vie. Au fil des années, il a mené d'importantes recherches dans le domaine de la métrologie, une branche de la physique dont la tâche est de créer des étalons d'unités physiques et de développer des méthodes de mesures précises. Sous la direction de Mendeleïev, des étalons russes du mètre, du litre, du kilogramme, ainsi que d'anciennes mesures - livre, archine, etc. 1918.
Pour effectuer des mesures précises de l'accélération de la gravité à la latitude de Saint-Pétersbourg dans la Chambre, il était nécessaire de mesurer avec une grande précision la période d'oscillation d'un pendule de longueur connue, puisque la longueur du pendule, la période de ses oscillations et l'accélération de la gravité sont liées par un rapport simple. Mais cela n'est précisément vrai que pour un pendule idéal (mathématique), dans lequel l'oscillation des oscillations est faible, le fil est en apesanteur, la charge est ponctuelle et il n'y a pas de résistance de l'air. Pour qu'un véritable pendule soit proche de l'idéal, il doit être fabriqué dans un matériau lourd et suspendu à un fil long et fin. Mendeleev a donc décidé d'utiliser de l'or lourd comme charge pour le pendule. Selon sa commande, une boule d'or massive et polie (pour réduire la résistance de l'air) a été fabriquée. D'une masse de 2 livres (32 kg), son rayon n'était que de 7,3 cm. Le bâtiment de la Chambre n'ayant pas de salles hautes, Mendeleev, afin d'allonger le fil de la suspension, ordonna de percer les plafonds sur plusieurs étages. , et même de creuser un trou dans le sous-sol. Grâce à un tel pendule, il était possible de mesurer l'accélération de la gravité avec une grande précision.
Ilya Leenson
Littérature:
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Malychev V.M. Or. M., Métallurgie, 1979
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