Au là chất gì? Au có tính chất vật lý, hóa học, cách điều chế và ứng dụng ra sao? Cùng tìm hiểu kiến thức và cập nhật thêm nhiều thông tin thú vị khác về vàng với chia sẻ của Admin trong bài viết dưới đây nhé!
Au là chất gì?
Au là ký hiệu hóa học của nguyên tố Vàng trong bảng tuần hoàn hóa học. Vàng nằm ở nhóm 11 (tức là nhóm IB), có số hiệu nguyên tử là 79. Ở điều kiện tiêu chuẩn, vàng ít xảy ra phản ứng hóa học và ở trạng thái rắn. Khi vàng ở dạng tinh khiết thì nó là một kim loại sáng, có màu vàng hơi đỏ, có tỉnh đèo, dễ uốn.
Au là chất gì?
Vàng (Au) có khả năng chống lại hầu hết các axit và có thể tan trong nước cường toan, hỗn hợp axit clohydric (HCl) và axit nitric (HNO3) để tạo thành anion tetrachloroaurate (AuCl4) hòa tan.
Trong đó, vàng không tan trong HNO3, nhưng có khả năng tan các kim loại khác như bạc (Ag) và các kim loại cơ bản. Đây là tính chất đã lâu được sử dụng để điều chế vàng và xác định có chứa vàng hay không trong các mẫu kim loại, tạo thành phương pháp kiểm tra axit.
Do vàng nguyên chất có tính chất mềm, nên thường cần làm cứng bằng cách kết hợp với các kim loại khác như: bạc (Ag), đồng (Cu),… Vàng và các hợp kim của nó thường được sử dụng rộng rãi trong sản xuất trang sức, tiền kim loại và là một loại tiền tệ chuẩn được chấp nhận trong một số quốc gia trên thế giới.
Lịch sử phát triển của Vàng (Au)
Vàng là một kim loại quý đã được tìm thấy từ rất lâu, nó đã được tìm thấy từ thiên niên kỷ thứ 4 TCN trong các đồ tạo tác bằng vàng ở Balkans và Varna Necropolis. Các nghệ nhân từ thời Chalcolithic cũng đã tạo ra nhiều sản phẩm với kim loại này. Vào thiên niên kỷ thứ 2 TCN, trong thời kỳ đồ đồng, người ta vẫn tìm thấy những chiếc mũ bằng vàng, những chiếc đĩa vàng Nebra xuất hiện tại vùng Trung Âu.
Trong thế kỷ 19 đã bùng nổ ra cuộc “chiến” tìm vàng, rất nhiều người đã đổ xô đi tìm vàng tại các khu vực trầm tích vàng lớn được phát hiện. Bởi giá trị cao, nền từ rất lâu vàng đã được khai tháng và lưu chuyển theo nhiều hình thức khác nhau.
Au hóa trị mấy?
Au hóa trị mấy?
Vàng (Au) là kim loại quý được xếp vào nhóm tương đối hiếm hiện nay. Vậy, Au hóa trị mấy? Trong hợp chất, vàng tồn tại ở dạng hóa trị III, ví dụ trong hợp chất AuCl3 (Couaudit). Tuy nhiên, trong một số trường hợp, vàng hóa trị I trong hợp chất Na[Au(CN)2].
Cấu hình electron của Au
Số hiệu nguyên tử của vàng (Au) là 79, do đó Au có 79 electron trong nguyên tử. Cấu hình electron của nguyên tử Au là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 4f14 5d10 6s1. Có thể viết ngắn gọn lại cấu hình e của vàng là: [Xe]4f14 5d10 6s1.
Cấu hình electron của Au
Với cấu hình electron như trên, các em có thể xác định được vị trí của nguyên tố Au trong bảng tuần hoàn hóa học như sau:
- Au ở ô số 79
- Au thuộc chu kỳ 6 do có 6 lớp electron
- Au thuộc nhóm 11, tức là nhóm IB do có tổng số electron lớp ngoài cùng là 11
Au có bao nhiêu đồng vị?
Vàng có tất cả 37 đồng vị, trong đó có 1 đồng vị bền, còn lại là đồng vị không bền. Chi tiết như sau:
Đồng vị bền gồm có: 197Au
Đồng vị không bền, gồm có: 169Au, 170Au, 171Au, 172Au, 173Au, 174Au, 175Au, 176Au, 177Au, 178Au, 179Au, 180Au, 181Au, 182Au, 183Au, 184Au, 185Au, 186Au, 187Au, 188Au, 189Au, 190Au, 191Au, 192Au, 193Au, 194Au, 195Au, 196Au, 198Au, 199Au, 200Au, 201Au, 202Au, 203Au, 204Au, 205Au.
Tính chất vật lý của Au là gì?
Vàng (Au) có màu vàng và có thể tồn tại ở dạng khối hay dạng bột. Nguyên chất vàng dạng bột có thể có màu đen, màu hồng ngọc hoặc màu tía khi được nghiền nhuyễn. Hiện nay, vàng được coi là kim loại dễ uốn nắn nhất.
Tính chất vật lý của Au là gì?
Vàng thường xuất hiện trong tự nhiên dưới dạng nguyên tố trong hạt, đá, đất hoặc các trầm tích phù sa. Nó cũng tồn tại dưới dạng dung dịch rắn kết hợp với nguyên tố bạc (Ag) (được gọi là electrum) và có thể tạo thành hợp kim tự nhiên với đồng (Cu) và paladi (Pd). Trong trường hợp ít gặp hơn, vàng cũng có thể xuất hiện trong các khoáng chất như các hợp chất của vàng, thường kết hợp với tellurium (gọi là vàng telluride).
Dưới đây là một số thông số vật lý của vàng:
- Trạng thái vật chất: Rắn
- Mật độ: 19,282 g/cm3
- Nhiệt độ nóng chảy: 1337,35 K, tương đương 1064,2 0C, tương đương 1947,56 0F
- Nhiệt độ sôi: 3129,15 K, tương đương 2856 0C, tương đương 5172,8 0F
- Nhiệt lượng nóng chảy: 12,5 kJ/mol
- Nhiệt bay hơi: 330 kJ/mol
- Nhiệt dung: 0,129 J/g.K
- Số nguyên tử: 79
- Nguyên tử khối: 196,966569
- Số khối: 197
Ngoài ra, vàng thuộc danh mục kim loại chuyển tiếp và có màu sắc là vàng kim loại. Nó không có tính phóng xạ.
Tính chất hóa học của vàng
Vàng (Au) là một kim loại quý có tính khử rất yếu (E0Au3+/Au= +1,50V) và có khả năng hình thành nhiều hợp chất. Trạng thái oxi hóa của vàng trong các hợp chất của nó có thể thay đổi từ -1 đến +5, nhưng hợp chất Au(I) và Au(III) là phổ biến nhất.
Tính chất hóa học của vàng
Vàng không bị oxi hóa trong không khí ở bất kỳ nhiệt độ nào và không tan trong axit, bao gồm cả HNO3. Tuy nhiên, vàng có thể bị tan trong một số trường hợp như sau:
Trong nước cường toan (hỗn hợp 1 thể tích HNO3 và 3 thể tích HCl đặc), phản ứng xảy ra như sau:
Au + HNO3 (đặc) + 4HCl (đặc) → H[AuCl4] + NO + 2H2O
Vàng có thể tạo thành ion phức [Au(CN)2]- trong dung dịch muối xianua của kim loại kiềm, như NaCN:
4Au + 8NaCN (đặc) + O2 + H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Vàng tạo thành hợp chất hỗn hợp với thủy ngân, tạo thành hỗn hống (chất rắn, màu trắng). Khi được đốt nóng, thủy ngân bay hơi và vàng còn lại.
Trạng thái tự nhiên của vàng (Au)
Vàng được tìm thấy chủ yếu trong quặng, một tầng đá chứa nồng độ vàng rất nhỏ hoặc cực nhỏ. Quặng vàng thường đi kèm với thạch anh và các khoáng chất sulfide như Fool’s Gold (pyrite), và đây được gọi là “mạch” trầm tích. Trong các mạch này, vàng không tồn tại dưới dạng tự do mà nằm trong cấu trúc của các khoáng chất khác.
Trạng thái tự nhiên của vàng (Au)
Ngoài ra, vàng cũng có thể tồn tại dưới dạng các hạt và mảnh quặng tự do. Các hạt vàng này có thể được tìm thấy trong các trầm tích phù sa, được gọi là trầm tích cát vàng. Trầm tích cát vàng chứa các mảnh và hạt vàng lớn đã bị ăn mòn hoặc tách ra từ tầng đá gốc. Những mảnh và hạt vàng này sau đó được cuốn trôi bởi dòng nước trong suối và sông. Khi dòng nước chậm lại, các hạt vàng sẽ tập trung và có thể được liên kết lại với nhau do sự hoạt động của nước, tạo thành các cụm vàng.
Vì các hạt và mảnh vàng tự do có thể di chuyển và tập trung lại dễ dàng hơn, nên chúng thường xuất hiện nhiều hơn ở bề mặt các mạch vàng. Quá trình ôxi hoá của các khoáng chất kèm theo, cùng với tác động của thời tiết, làm cho vàng trong các mạch bị oxi hóa và chuyển thành dạng tinh thể vàng tự do. Sau đó, khi nước chảy qua và lực kéo giảm, các tinh thể vàng tự do sẽ tập trung và liên kết với nhau trong các cục vàng nhỏ hoặc lớn, tạo thành trầm tích cát vàng.
Cách điều chế vàng nguyên chất
Vàng khi được khai thác có lẫn trong đất đá, có thể hòa tan dần trong dung dịch NaCN, cùng với sự có mặt của oxy sẽ tạo ra dung dịch muối phức của vàng. Tiếp tục cho phức hợp thu dùng kim loại kẽm (Zn) để khử, khi đó ta thu được vàng nguyên chất.
4Au + 8NaCN (đặc) + O2 + H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Zn + 2Na[Au(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Au
Ứng dụng của vàng (Au)
Vàng (Au) là một kim loại quý hiếm và có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến:
Ứng dụng của vàng (Au) trong chế tác trang sức
- Trang sức: Vàng được sử dụng rộng rãi trong ngành trang sức do độ bền, tính chất không gỉ và màu sắc quyến rũ. Vàng thường được đúc thành các dạng khác nhau như nhẫn, vòng cổ, bông tai, vàng miếng, và các mẫu trang sức khác.
- Tiền và đồ gốm: Vàng đã được sử dụng làm tiền tệ trong quá khứ và hiện tại vẫn được coi là một tài sản giá trị. Ngoài ra, vàng cũng được sử dụng để trang trí các đồ gốm, bát đĩa, đồ trang sức và nhiều vật phẩm khác.
- Công nghệ: Vàng có tính dẫn điện tốt và không bị oxi hóa, do đó nó được sử dụng trong các ứng dụng công nghệ. Vàng được sử dụng trong vi mạch điện tử, điện thoại di động, máy tính, thiết bị y tế, các thiết bị đo lường và nhiều ứng dụng khác.
- Y học: Vàng có khả năng không gây dị ứng và không tác động độc hại lên cơ thể người, do đó được sử dụng trong nhiều ứng dụng y tế. Vàng được dùng trong phẫu thuật thẩm mỹ, điều trị ung thư, chẩn đoán hình ảnh, các thiết bị y tế cầm tay và nhiều ứng dụng khác.
- Ngành công nghiệp: Vàng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Vàng được sử dụng trong chế tạo mạch điện, gương phản xạ, màng chống nhiễu, bảo vệ ánh sáng mặt trời, hợp kim vàng trong sản xuất đồng hồ, và nhiều ứng dụng khác trong công nghiệp.
- Khoa học và nghiên cứu: Vàng có tính chất phản xạ ánh sáng đặc biệt, do đó được sử dụng trong nhiều ứng dụng khoa học và nghiên cứu, như quang phổ, phân tích hóa học, nghiên cứu vật liệu và nghiên cứu tia X.
- Vàng trong nghệ thuật: Vàng cũng có ứng dụng trong lĩnh vực nghệ thuật. Nghệ sĩ sử dụng vàng để tạo ra các tác phẩm nghệ thuật, từ tranh vẽ, rồng phun lửa và các tác phẩm điêu khắc. Vàng cung cấp một sự sang trọng và sự nổi bật cho các tác phẩm nghệ thuật.
- Vàng trong công nghệ môi trường: Vàng được sử dụng trong các ứng dụng công nghệ môi trường, bao gồm quá trình xử lý nước, quá trình tái chế và quá trình khử trùng. Vàng có khả năng kháng khuẩn và có hiệu suất tốt trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong môi trường.
- Tài sản và đầu tư: Vàng được coi là một tài sản giá trị và được sử dụng như một hình thức đầu tư. Người ta mua vàng để lưu trữ giá trị và đảm bảo tài sản trong thời kỳ bất ổn kinh tế hoặc tài chính. Vàng cũng được sử dụng trong các nguồn cung cấp vàng hóa cổ phiếu và các sản phẩm đầu tư khác.
Vàng ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe con người và môi trường?
Ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Phơi nhiễm vàng có thể có các ảnh hưởng đến sức khỏe con người như sau:
- Phơi nhiễm qua đường hít: Nếu phơi nhiễm kéo dài hoặc quá mức, có thể gây kích ứng.
- Nuốt phải: Không có tác dụng phụ dự kiến.
- Tiếp xúc với da: Có thể gây kích ứng và dị ứng.
- Tiếp xúc với mắt: Có thể gây kích ứng.
Các hợp chất hòa tan của vàng, chẳng hạn như vàng clorua, có thể gây độc cho gan và thận. Các loại muối cyanide phổ biến của vàng, như vàng cyanide kali, đều có tính độc, không chỉ do tính chất cyanide mà còn do hàm lượng vàng có trong chúng. Muối cyanide vàng thường được sử dụng trong quá trình mạ điện vàng.
Vàng cũng được sử dụng trong phương pháp chữa trị viêm khớp dạng thấp có tên gọi là Chrysotherapy. Tuy nhiên, việc sử dụng vàng trong điều trị này chỉ được quy định trong trường hợp không thể cứu trợ bằng thuốc chống nhiễm trùng không steroid.
Ảnh hưởng đến môi trường
Vàng có một số ảnh hưởng đến môi trường khi được khai thác và sử dụng:
Khai thác và sử dụng vàng ảnh hướng đến môi trường
Môi trường nước
Quá trình khai thác vàng thường liên quan đến sử dụng chất xúc tác hóa học như cyanide để tách vàng từ quặng. Việc sử dụng cyanide và quá trình xử lý quặng gây ra nguy cơ ô nhiễm nước. Cyanide có khả năng độc hại với động vật nước, cả trong và ngoài nền nước. Ngoài ra, quá trình phân tách và xử lý vàng có thể tạo ra các chất thải giàu kim loại nặng và hóa chất độc hại khác, gây ô nhiễm nước và ảnh hưởng đến hệ sinh thái nước.
Đất và thực vật
Các hoạt động khai thác vàng và xử lý quặng có thể gây ra sự suy thoái đất và sự mất mát đa dạng sinh học. Các công trình khai thác và tạo mỏ và cũng như việc tiếp cận và xử lý quặng gây ra sự tác động lớn đến cảnh quan và động vật hoang dã, ảnh hưởng đến sự sống và sinh thái của khu vực.
Khí quyển
Trong quá trình khai thác vàng, quá trình nấu chảy và xử lý vàng có thể tạo ra khí thải ô nhiễm, bao gồm các chất thải khí độc và các hợp chất hữu cơ bay hơi. Đây có thể góp phần vào ô nhiễm không khí và có thể có tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.
Sinh thái và đa dạng sinh học
Khai thác vàng và các hoạt động liên quan có thể gây ra sự suy thoái môi trường và mất mát đa dạng sinh học trong khu vực khai thác. Nó có thể dẫn đến mất mất môi trường sống tự nhiên, sự giảm số lượng và đa dạng của loài, và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn và các mối quan hệ sinh thái khác.
Như vậy, bài viết trên Admin đã cung cấp đầy đủ các kiến thức để giúp các em hiểu Au là chất gì? Đồng thời có thêm nhiều thông tin bổ ích khác để hiểu rõ hơn về kim loại quý này.
