Gold

Gold Übung

• Nenne die Eigenschaften von Gold.

  Tipps

  Schmelztemperaturen: Cu>Au>Ag

  Gold ist in der Masse sehr schwer. Woran könnte das liegen?

  Gold wird z.B. bei der Schmuckherstellung eingesetzt.

  Lösung

  Gold wird oft als schönes Kind, schwerer Junge oder zartes Baby bezeichnet. Diese Bezeichnung beruhen auf den besonderes Eigenschaften von Gold.

  Aufgrund seiner gelb-glänzenden Farbe ist es sehr ästhetisch. Gold hat eine sehr hoch Dichte von 19,3 $\frac{g}{cm^3}$. Deshalb ist Gold schon in kleinen Mengen sehr schwer.

  Auf der anderen Seite ist Gold sehr weich und kann leicht verformt werden, weshalb es oftmals mit anderen Metallen legiert wird, um es beständiger zu machen.

• Bestimme die Verwendung von Gold.

  Tipps

  Achte auf die Eigenschaften des Goldes.

  Überlege, wo du Gold im Alltag findest.

  Lösung

  Wofür ein Stoff verwendet wird, beruht meist auf den Eigenschaften, die dieser Stoff zu bieten hat. Aufgrund seiner gelb-glänzenden Oberfläche wird Gold in der Schmuckindustrie und bei Dekorationen eingesetzt. Jedoch ist Gold allein viel zu weich für Schmuck. Deshalb wird es z.B. mit Kupfer zu Rotgold oder mit Paladium zu Weißgold legiert. Dadurch ändern sich die Eigenschaften des Goldes und es ist beständiger. Gold rostet zudem nicht und wird deshalb meist in der Elektrotechnik eingesetzt. Gold ist weiterhin sehr wertvoll, weil die Aufarbeitung schwierig und teuer ist und weil es Gold nur in begrenzten Mengen auf der Welt gibt. Deshalb wird Gold auch als Handelswährung eingesetzt.

• Erkläre die chemischen Reaktionen bei der Gewinnung von Gold.

  Tipps

  In der Chemie bezeichnet man die Überführung eines schwerlöslichen Stoffes in einer säure- oder wasserlösliche Verbindung als Aufschluss.

  Überlege, welches Gemisch als Königswasser bezeichnet wird.

  Lösung

  Gold könnte man aus den Weltmeeren oder durch Kernfusion gewinnen. Beide Verfahren sind aber sehr aufwendig und teuer. Deshalb gewinnt man Gold generell aus den Goldminen.

  Dort werden sie als Golderze abgebaut. Gold kommt aber nicht immer gediegen vor, sondern auch gebunden in Erzen. Nach dem Abbau wird das Gold zunächst zerkleinert.

  Im Anschluss erfolgt ein chemischer Aufschluss, d.h., dass Gold in Lösung gebracht wird. Dazu nutzt man das Prinzip der Cyanidlaugerei. Die Cyanidliganden komplexieren das Metall-Ion und machen es so löslich. Im zweiten Schritt wird der Komplex dann mit Zink umgesetzt. Das Zink verdrängt das Gold aus dem Komplex und man erhält zunächst das sogenannte Rohgold.

  Das Rohgold wird erneut in Lösung gebracht. Dazu wird Königswasser verwendet. Das ist eine Mischung aus Salpetersäure und Salzsäure. Diese Lösung wird anschließend elektrochemisch gereinigt. In der kathodischen Raffination wird das Gold(III)-Kation zu elementarem Gold reduziert. So entsteht Feingold.

• Ermittle die Masse an Gold, die sich bei maximaler Beladung im Pappkarton befindet.

  Tipps

  Berechne das Volumen: Höhe $\cdot$ Breite $\cdot$ Tiefe.

  Vergiss nicht, die Grammzahl in Kilogramm umzurechnen.

  Lösung

  Gold ist zwar weich, besitzt aber einer sehr große Dichte von $19,3 \frac{g}{cm^3}$. Mit dieser Angabe kann man berechnen, wie schwer ein Karton voll mit Gold wäre. Dazu nutzt man folgende Formel:

  $m = V \cdot \rho $

  Das Volumen wird aus der Höhe, der Breite und der Tiefe des Kartons berechnet. In diesem rechnet man: $V = 40cm \cdot 60cm \cdot 30cm$ und erhält ein Volumen von $72.000~cm^3$. Das Volumen und die Dichte werden in die obige Gleichung eingesetzt:

  $m = 72.000 cm^3 + 19,3 g/cm^3$

  $m = 1.389.600 g$

  Die Grammzahl wird in Kilogramm umgerechnet. Dazu teilt man die Grammzahl durch $1.000$ und man erhält eine Masse von $1389,6 kg$ Gold.

• Entscheide, wo sich das Element Gold im PSE befindet.

  Tipps

  Gold ist ein Metall.

  Es gehört zu den Nebengruppenelementen.

  Es steht in der ersten Nebengruppe.

  Lösung

  Das Element Gold gehört zu den Nebengruppenelementen. Es steht im Periodensystem an 79. Stelle und in der 1. Hauptgruppe zwischen Platin und Quecksilber. Gold ist ein glänzendes Übergangsmetall, welches das Formelzeichen Au hat. Dieses leitet sich vom lateinischen Wort aurum ab. Neben Kupfer ist es eines der wenigen farbigen Metalle.

• Erkläre, warum Metalle glänzen.

  Tipps

  Überlege, wie ein Metallgitter aussieht.

  Was muss gegeben sein, damit etwas glänzt?

  Lösung

  Wenn man an Metalle denkt, fällt einem meist zuerst ein, dass sie glänzen. Egal ob Silber, Gold oder Aluminium: Hält man sie ins Licht, beginnen sie zu glänzen. Woran liegt das?

  Die Antwort liegt in den freien Elektronen. Im Metallgitter befinden sich freie Elektronen. Trifft nun eine Lichtwelle auf die Oberfläche des Metalls, dann entsteht ein schwingendes Feld, welches die freien Elektronen zum Mitschwingen zwingt. Diese schwingenden Elektronen erzeugen dabei eine gegenläufige Lichtwelle. Das Licht, das auf die Oberfläche trifft, wird also dementsprechend reflektiert und das bezeichnen wir dann als Glanz.