Arany

79 platina ← arany → higany Ag ↑ Au ↓ Rg 79 Au Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	arany, Au, 79
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	11, 6, d
Megjelenés	fémes sárga Mesterségesen előállított aranykristályok. A megfelelő mélységélességet húsz különböző fókusztávolságú kép ötvözésével érték el
Atomtömeg	196,966569(4) g/mol
Elektronszerkezet	[Xe] 4f14 5d10 6s1
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 32, 18, 1
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	19,300 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	17,31 g/cm³
Olvadáspont	1337,33 K (1064,18 °C, 1947,52 °F)
Forráspont	3129 K (2856 °C, 5173 °F)
Olvadáshő	12,55 kJ/mol
Párolgáshő	324 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 25,418 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 1646 1814 2021 2281 2620 3078
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	köbös laponcentrált
Oxidációs állapotok	3, 1 (amfoter-oxid)
Elektronegativitás	2,54 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 890,1 kJ/mol
	2.: 1980 kJ/mol
Atomsugár	135 pm
Atomsugár (számított)	174 pm
Kovalens sugár	144 pm
Van der Waals-sugár	166 pm
Egyebek
Mágnesség	paramágneses
Fajlagos ellenállás	(20 °C) 22,14 nΩ·m
Hővezetési tényező	(300 K) 318 W/(m·K)
Hőtágulási tényező	(25 °C) 14,2 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(szobahőm.) (hard-drawn) 2030 m/s
Young-modulus	78 GPa
Nyírási modulus	27 GPa
Bulk modulusz	220 GPa
Poisson-arányszám	0,44
Mohs-keménység	2,5
Vickers-keménység	216 MPa
Brinell-keménység	24,50 HB
CAS-szám	7440-57-5
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Az arany izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 195Au szint 186,10 nap ε 0,227 195Pt 196Au szint 6,183 nap ε 1,506 196Pt β- 0,686 196Hg 197Au 100% Au stabil 118 neutronnal 198Au szint 2,69517 nap β- 1,372 198Hg 199Au szint 3,169 nap β- 0,453 199Hg
Hivatkozások

Az arany a természetben elemi állapotban előforduló, a történelem kezdetei óta ismert, jellegzetesen sárga nemesfém, a periódusos rendszer 79. eleme. Vegyjele Au. Latin neve: Aurum

Tulajdonságai

Még a legtöményebb sósavban, kénsavban és salétromsavban sem oldódik, ami miatt a nemesfémek királyának is nevezték. A királyvízként ismert tömény sósav és tömény salétromsav 3:1 arányú elegyében keletkező nitrozil-klorid (NOCl) azonban feloldja.

$\mathrm{Au + HNO_3 + 4 \ HCl\rightarrow H[AuCl_4] + NO + 2 \ H_2O}\,\!$

Ugyancsak feloldható folyékony brómmal, klórral, valamint alkáli-cianid olvadékokkal, továbbá higannyal.

Az arany tiszta állapotban igen nyújtható, lágy fém, akár 0,0001 mm vékony fólia is készíthető belőle (aranyfüst), ez 24 karátos. Az ékszerészet - kis kopásállósága miatt - különböző fémekkel készített ötvözeteit használja. Ezüst vagy réz hozzáadásával 18 (75%arany) és 14 (58,33% arany) karátos ötvözeteket készítenek, ezek szilárdabbak, kopásállóbbak, megmunkálhatóbbak. Az arany palládiummal vagy egyre inkább az olcsóbb nikkellel készített ötvözete a könnyű fehérarany, a platinával alkotott ötvözete pedig a nehéz fehérarany. A 14 karátnál kisebb aranytartalmú ötvözetek kémiai ellenállóképessége drasztikusan csökken, savak, lúgok megtámadják, így a gyakorlatban nem alkalmazzák.

Az arany sűrűsége a természetben előforduló elemek között az egyik legnagyobb, 19,3 g/cm³. E tekintetben csak a platinafémek és néhány igen ritka, mesterségesen előállított radioaktív elem előzi meg.

Az aranyat unciában (angolul: ounce, rövidítése: oz.) mérték. 12 uncia = 373,24 g.

Az aranyötvözet finomsági fokának kifejezésére szolgáló mértékegység a karát. A tiszta arany 24 karátos.

Aranytartalom karátban és ezrelékben
Karát	Ezrelék	Karát	Ezrelék
24	1000,00	12	500,00
23	958,33	11	458,33
22	916,67	10	416,67
21	875,00	9	375,00
20	833,33	8	333,33
19	791,67	7	291,67
18	750,00	6	250,00
17	708,33	5	208,33
16	666,67	4	166,67
15	625,00	3	125,00
14	583,33	2	83,33
13	541,67	1	41,67

Színe

Az arany színei Ag-Au-Cu ötvözeteknél

Az arany színét az ötvözőfémek tartalma határozza meg. A tiszta aranynak vörösessárga színe van.

Előfordulása, előállítása

Aranyrögök

Az arany a természetben elemi állapotban termésarany és ércásványok (pl. arzenopirit) formájában fordul elő. Vegyületei többféle módon előállíthatók. Kis aranytartalmú ércekből, vagy korábbi bányászatból visszamaradt, akkor meddőnek minősült kőzetekből cianidokkal oldják ki lúgos közegben, így cianid-komplexek képződnek. Ebből cink hozzáadásával kiválik az arany:

$\mathrm{4 \ Au + 8 \ NaCN + O_2 + 2 \ H_2O \rightarrow 4 \ Na[Au(CN)_2] +4\ NaOH}\,\!$

$\mathrm{2 \ Na[Au(CN)_2] + Zn \rightarrow Na_2[Zn(CN)_4] + 2 \ Au}\,\!$

Az arany a higannyal amalgámot képez, ezért vele, a szemcse vagy por nagyságú aranyat a homoktól, kőtörmeléktől el lehet választani. Ezután a higanyt hevítéssel elpárologtatják és tiszta arany marad vissza. Ezt a módszert alkalmazzák pl. a brazil aranymosók de a magyar aranyászok is így jártak el a múltban. Mivel a higany mérgező, ez a mód a cianidoshoz hasonlóan, szintén veszélyezteti a környezetet.

Mesterséges arany tallium-ból történő előállítására reaktorban, elemátalakítás révén van lehetőség - ennek költsége azonban két nagyságrenddel meghaladja a természetes arany bányászatáét és keletkező nemesfém mennyisége is rendkívül csekély, így a gyakorlatban nem alkalmazzák.

A középkor és a korai újkor évszázadaiban számos alkimista kísérletezett a "bölcsek kövének" létrehozásával, hogy annak segítségével ólomból színaranyat állíthassanak elő - az ilyen kémiai művelet azonban a tudomány jelen állása szerint lehetetlen.

A Kongói Demokratikus Köztársaságban nagy mennyiségben található arany bányászatához kapcsolódó erőszakos cselekedetekért egyes civil szervezetek az elektronikai vállalatokat teszik felelőssé, amennyiben illegálisan, fekete piacról szerzik be a termékeik (laptopok, mobiletelefonok) előállításához szükséges alapanyagok egy részét.

Az arany az emberi kultúrában

Aranyból készült halotti maszk (Kolumbia)

Az arany, köszönhetően annak, hogy nem korrodálódik, már nagyon régóta ékszerek alapanyaga és fizetőeszköz.

Becslések szerint az emberiség a történelem előtti időktől napjainkig mindössze annyi aranyat termelt ki, amennyi együttesen egy kb. 27 méter átmérőjű gömböt töltene meg.^[forrás?] A 2007-es termelési adatokat véve alapul: 83,46 év kitermelése töltené meg a 27 méter átmérőjű gömböt.

A világtengerekben rendkívül ritka eloszlásban, oldott állapotban mintegy 1 trillió tonna arany található, ennek kinyerésére alkalmas technológia azonban jelenleg nem létezik.

Fizetőeszköz és ékszeralapanyag

Az arany a pénzrendszer kezdetei óta fizetőeszköz, fontos szerepet játszik a világkereskedelemben. Már az ókorban működtek aranybányák a világ számos pontján, amelyeket általában az uralkodó felügyelt. A kibányászott arany a kincstárba került, majd feldolgozták.

A pénzverés folyamán készültek azok az aranypénzek, amelyeket ma a régészeti ásatások során találunk, és amelyek fontos információkkal szolgálnak egy-egy kort illetően, de alapvető fontossággal bírnak egyéb leletek kormeghatározásában is.

A középkori Magyarországon az arany volt a legfontosabb fizetőeszköz, magának a pénznemnek a neve is ez volt. Néha elébe tették a bányászás, illetve verés helyét. Például: körmöci arany.

Az újkorban, a papírra nyomott bankjegyek megjelenése után is az országok által kibocsátott pénzmennyiség biztosítéka a különböző bankokban őrzött aranytartalék volt. Kincsfelhalmozási szerepe a pénzfedezetkénti alkalmazás megszűnése ellenére megmaradt; sok állam devizájának fedezetéül napjainkban is tartalékol aranyat. Árfolyamát a kereslet és a kínálat határozza meg.

Kémiai állandósága, valamint hidegen is könnyű alakíthatósága és megjelenése miatt évezredek óta felhasználják ékszerek, dísztárgyak készítésére.

Egyéb felhasználási területei

Az aranytartalmú készítményeket bizonyos ízületi betegségek gyógyítására napjainkban is hatékonyan alkalmazzák. A fogorvoslásban nemesfém-jellegéből adódó kis reakcióképessége, nem allergén jellege valamint könnyű alakíthatósága miatt nagy a szerepe.

Az aranynak nincs tápértéke, azonban a szállodaiparban felhasználják luxusételek díszítésére, mivel az aranyfüst látványos, és az egészségre sem ártalmas.

Az arany ipari felhasználása: Cassius-bíbor aranykolloid a szerves kémiában, aranyfüsttel bevont egyirányban átlátszó, fényvisszaverő ablakok az építkezésben, nem oxidálódó elektromos kontaktus az áramkörgyártásban és félvezetőiparban. Felhasználják az orvosi műszerek gyártásában is. Az ékszerek, aranyórák, kézelőgombok és más divatkellékek gyártása is jelentős.

Az amerikaiak által felbocsátott Voyager űrszondák aranyplakettbe vésve viszik magukkal az emberiséget és a Földet bemutató sematikus üzenetet.

Az aranyról mondták, írták

„Hallgatni arany” - közmondás.

Hallgatni Arany, beszélni Petőfi - magyar szójáték.

„Az arany Zeusz gyermeke, sem moly, sem rozsda nem emészti, de az ember elméje elemésztődik általa”

(Pindarosz, görög költő)

„Ha a férfiak arannyal, ezüsttel, drágakővel hatalmukba kerítik az asszonyokat, sokakat becstelenségre késztetnek, megvesztegetik a bírákat, és számtalan erkölcstelenséget követnek el, nem a fémeket kell okolni, hanem a férfiak lángra gyújtott, gonosz szenvedélyét”.

(Agricola)

„Minden az enyém” – szólt a vas.
„Minden az enyém” – mondta az arany.
„Mindent elveszek” – szólt a vas.
„Mindent megveszek” – mondta az arany.

(Puskin)

E sárga bitang
Hitet köt és old, megáldja az átkost,
Leprást imádtat, tolvajoknak állást
S derékgörnyesztő rangot szerez a
Szenátorok padján…

(Shakespeare: Athéni Timon)

Rozsda rág rejtett kincsen s odavan:
Sok aranyat hoz a forgó arany.

(Shakespeare: Venus és Adonis; Weöres Sándor fordítása)

A világ aranytermelése

Óriás aranyrög

A világ aranytermelése
#	Ország	Termelés (2007) ezer kg	Részesedés a világtermelésből (%)
1.	Kína	275	11,6
2.	Dél-afrikai Köztársaság	252	10,6
3.	Ausztrália	246	10,3
4.	Amerikai Egyesült Államok	238	10,0
5.	Peru	170	7,1
6.	Oroszország	157	6,6
7.	Indonézia	118	5,0
8.	Kanada	101	4,2
9.	Üzbegisztán	85	3,6
10.	Ghána	84	3,5
11.	Pápua Új-Guinea	65	2,7
12.	Chile	42	1,8
13.	Brazília	40	1,7
14.	Mexikó	39	1,6
	Többi ország	471	19,8
	Összesen	2383	100,0

Lásd még

• aranydeviza-standard,
• aranydeviza-rendszer,
• aranypool,
• Bretton Woods-i rendszer.
• aranyláz

Külső hivatkozások

• Bányászati statisztikák
• Világpiaci arany árfolyam

Források

• Orgován László, Nemesfémek ipari alkalmazása, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1986