Zlato

Zlato (chemická značka Au, aurum) je chemicky odolný, velmi dobře tepelně i elektricky vodivý, ale poměrně měkký drahý kov žluté barvy. Již od dávnověku byl používán pro výrobu dekorativních předmětů a šperků a jako platidlo. V současné době je navíc důležitým materiálem v elektronice, kde je ceněn jeho nízký přechodový odpor a odolnost proti korozi. V přírodě se vyskytuje zejména ryzí.

Vznik zlata je spojen v menší míře s explozí supernov a ve větší pak s kolizí neutronových hvězd. Tyto kosmické procesy poskytují dostatečné množství energie k tomu, aby se protony a neutrony mohly sloučit do podoby těžkého atomu zlata.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti náhled|vlevo|Čistá zlatá sraženina získaná procesem s lučavkou královskou Zlato je chemicky velmi odolný kov. Z běžných anorganických kyselin reaguje pouze s lučavkou královskou (směs HNO3 a HCl), jíž se rozpouští za vzniku tetrachlorozlatitanového aniontu [AuCl4]−. V alkalickém prostředí se zlato rozpouští v přítomnosti kyanidových iontů (za přítomnosti kyslíku), přičemž vzniká komplexní kyanozlatnan [Au(CN)2]−.

Speciální případ představuje rozpouštění zlata v elementární rtuti. Již středověcí alchymisté věděli, že při kontaktu zlata se rtutí velmi snadno vzniká zvláštní roztok zlata ve rtuti, amalgám. Amalgám přitom zůstává kapalný i při poměrně vysokých obsazích zlata. Zahřátím amalgámu na teplotu nad 300 °C se rtuť odpaří a zbude ryzí zlato.

V roce 1997 objevili japonští chemici směs organických sloučenin, která údajně rozpouští zlato. Jde o směs jodu, tetraethylamoniumjodidu a acetonitrilu, která při teplotě varu (82 °C) tvoří nasycený roztok. Snížením teploty roztoku pod 20 °C se z roztoku vysráží čistý kov. Zlato je také rozpustné ve vodném roztoku jodidu draselného a jodu. Pomocí tohoto roztoku lze snadno rozpouštět především tenké vrstvy zlata.Etching method using iodine-containing solutions in manufacture of semiconductor devices; Jpn. Kokai Tokkyo Koho (1997), 5 pp. CODEN:JKXXAF; JP09125300

Zlato je mimořádně trvanlivé a odolné vůči povětrnostním i chemickým vlivům. Pevnost a tvrdost zlata je možné zvýšit přidáním jiných kovů.

Výskyt v přírodě a získávání vlevo|náhled|Přírodní kovové zlato náhled|vlevo|Krystalické zlato z dolu Mina Zapata, Santa Elena de Uairen, Venezuela. Velikost: 3.7 × 1,1 × 0,4 cm. náhled|vlevo|Deset států pokrývá 67 % světové produkce zlata Zlato jako další těžší prvky vzniká hvězdnou nukleosyntézou, buď při výbuchu supernovy, nebo pravděpodobněji při srážce neutronových hvězd.

Zlato je v zemské kůře značně vzácným prvkem. Průměrný obsah činí pouze 4 – 5 ppb (μg/kg). V mořské vodě je jeho koncentrace značně nízká, přesto však díky vysoké koncentraci chloridových iontů ne zcela zanedbatelná – uvádí se hodnota 0,011 μg Au/l. Ve vesmíru připadá na jeden atom zlata přibližně 300 miliard atomů vodíku.

V horninách se díky své inertnosti vyskytuje prakticky pouze jako ryzí kov. Krychlový nerost tvoří plíšky a zrna uzavřená nejčastěji v křemenné výplni žil. Krystaly nejsou hojné, často mikroskopicky rozptýleny v šedém žilném křemeni.

Vyskytuje se ryzí nebo ve slitině se stříbrem (elektrum). Po rozrušení žil se dostává do náplavů a odtud se rýžuje. Nejbohatší světová naleziště jsou v jižní Africe, na Uralu, v Austrálii; valouny zlata (nugety, až kilogramové) v Kanadě a na Sibiři. Viz také zlato (minerál).

Největší producenti zlata (podle The Atlantic, 2008): 1. Jihoafrická republika 11,0 % světové produkce, 2. USA 10,5 %, 3. Austrálie 10,1 %, 4. Čína 9,7 %, 5. Peru 8,2 %, 6. Rusko 6,2 %, 7. Kanada 4,2 %

Těžba zlata ve světě (za rok 2013, v tunách, podle U. S. Geological Survey): Čína 420 Austrálie 255 USA 227 Rusko 220 Peru 150 JAR 145 Kanada 120 Mexiko 100 Uzbekistán 93 Ghana 85

V současné době jsou rýžovatelná ložiska zlata již většinou vyčerpána. Avšak v historii bylo rýžování první a jednou z nejvýznamnějších metod získávání zlata z přírody. Všechny metody rýžování jsou založeny na principu gravitační separace lehčích částic písku. Dnes se proto těží primární ložiska, kde je zlato velmi jemně rozptýleno v hornině a kov je z horniny získáván hydrometalurgicky procesem zvaným loužení.

Proces spočívá v jemném namletí horniny, aby se do kontaktu s loužicím roztokem mohla dostat většina přítomných mikroskopických zlatých zrnek. Namletá hornina se potom louží buď kyselým roztokem s vysokým obsahem chloridových iontů a oxidačním prostředím (např. sycení plynným chlorem nebo přídavky kyseliny dusičné) nebo naopak roztokem alkalických kyanidů za probublávání vzdušným kyslíkem.

Z loužicího roztoku se poté zlato získává redukcí, např. průchodem elektrického proudu roztokem – elektrochemicky, kdy se kovové zlato vyloučí na záporné elektrodě – katodě. Redukci je možno provést i chemicky přídavkem vhodného redukčního činidla (hydrazin, kovový hliník apod.).

Amalgamační způsob těžby zlata z rud byl používán v minulosti pro těžení náplavů, v nichž bylo zlato přítomno ve formě větších oddělených zrnek, která se však již obtížně získávala rýžováním. Pro tento účel byla zlatonosná hornina kontaktována s kovovou elementární rtutí.

Vzniklý amalgám zlata byl po oddělení horniny obvykle prostě pyrolyzován a rtuť byla jednoduše odpařena do atmosféry. V současné době se tento postup téměř nepoužívá a pokud ano, je zlato z amalgámu získáváno šetrnějším způsobem bez kontaminace atmosféry parami rtuti.

Do roku 2014 bylo vytěženo přibližně 175 000 tun zlata (krychle o hraně asi 21 m).

Světové zásoby zlata se odhadují na 50 tisíc tun.https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020.pdf - USGS, MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2020, str. 71

Největším vlastníkem zlata jsou Spojené státy americké. Mají celkem 261 498 926 trojských uncí (8 133,5 tun) zlata. Více než polovinu mají uloženu v kentuckém Fort Knoxu, zbytek leží ve West Pointu a Denveru.

Výskyt v Česku V Česku jsou zlatonosné žíly ve středních Čechách (např. Jílové u Prahy, Roudný, Veselý kopec u Mokrska, okolí Rožmitálu), v Jeseníkách (Zlaté Hory) a v okolí Kašperských Hor. Vzhledem ke snaze zahraničních firem o průmyslovou těžbu zlata v České republice vzniklo v roce 1996 sdružení Čechy nad zlato, které sdružuje převážně města a obce z potenciálně ohrožených lokalit. V Městě Písek na řece Otava se v historii rýžovalo zlato a kvůli tomu se říká Městu Písek Písek (Rýžování zlata z Písku) Řece Otava se také říkalo zlatonosná Řeka.

Ekologická rizika těžby zlata náhled|vlevo|Důl typu Carlin v Nevadě, USA náhled|Vstup do podzemního dolu ve Viktorii v Austrálii Hydrometalurgický postup dobývání zlata z nízkoryzostních rud představuje značně rizikový proces z ekologického hlediska. Nasazení kyanidových roztoků v tunových až stotunových šaržích představuje obrovské riziko v případě, že dojde k havárii. Příkladem může být katastrofální zamoření Dunaje kyanidy a těžkými kovy z rumunského hydrometalurgického provozu Baia Mare v lednu 2000.Joint UNEP/OCHA Environment Unit: UN assessment mission – Cyanide Spill at Baia Mare, March 2000 Výsledkem byla přírodní katastrofa – stovky tun mrtvých ryb a dalších živočichů a porušení životní rovnováhy rozsáhlého území na desítky let. K haváriím podobného druhu došlo několikrát i v USA nebo jihoamerické Brazílii, kdy byla zamořena řeka Amazonka.

Problém je také používání kovové rtuti pro amalgamační způsob těžby zlata, např. v Mongolsku, v Jižní Americe nebo v Africe.Miroslav Šuta: Jak se (taky) rodí zlato , respekt.cz, 29. ledna 2008 Nezanedbatelné jsou i problémy s vhodným uložením tisícitunových kvant vyloužené horniny, jejíž zemědělské využití je v současné době prakticky nemožné.

Kvůli potenciálním rizikům při použití kyanidů jsou vyvíjeny nové metody, jako například loužení v roztoku thiosíranu či thiomočoviny. Rozsáhlejšímu nasazení této metody zatím brání jejich cena související i s obtížnějším získáváním vylouženého zlata.

Využití Šperky, pozlacování Zlato se používá zejména k výrobě šperků a to ve formě slitin se stříbrem, mědí, zinkem, palladiem či niklem). Samotné ryzí zlato je příliš měkké a šperky z něj zhotovené by se nehodily pro praktické použití. Příměsi palladia a niklu navíc zbarvují vzniklou slitinu – vzniká tak v současné době dosti módní bílé zlato (jako "bílé zlato" se dříve přeneseně označoval např. porcelán, cukr či sůl). Obsah zlata v klenotnických slitinách neboli ryzost se vyjadřuje v karátech (ryzí zlato je 24karátové).

Výroba a dovoz šperků a výrobků ze zlata podléhá puncovnímu zákonu. Šperky a produkty, jak nové, tak i staré určené k prodeji jsou opatřené puncem. Punc je pro každou ryzost jiný.

I velmi tenký zlatý film na povrchu neušlechtilého kovu jej dokáže účinně ochránit před korozí. Pozlacování kovových materiálů se obvykle provádí elektrolytickým vylučováním zlata na příslušném kovu, který je ponořen do zlatící lázně a je na něj vloženo záporné napětí (působí jako katoda). Kromě toho zlacení zvyšuje hodnotu pokoveného předmětu, jako příklad mohou sloužit různé sportovní a příležitostné medaile, pamětní mince, bižuterie apod.

Na nekovové povrchy (dřevo, kámen) se zlato nanáší mechanicky, přičemž se využívá faktu, že kovové zlato lze rozválcovat nebo vyklepat do mimořádně tenkých fólií o tloušťce pouze několika mikrometrů (z 1 g zlata lze vyrobit fólii o ploše až 1 m²). Zajímavé je, že tyto velmi tenké fólie, tzv. pozlátko, mají při pohledu proti světlu zelenou barvu. V tomto případě má zlatá fólie na povrchu pozlacovaného předmětu funkci nejen ochrannou, ale i estetickou (pozlacené sochy, části staveb).

Používá se také k pozlacování těla či potravin (označeno jako E 175).

Průmysl náhled|150px|Pozlacené kontakty na plošném spoji Vzhledem ke své dobré elektrické vodivosti a inertnosti vůči vlivům prostředí je velmi často používáno v mikroelektronice a počítačovém průmyslu. Častým mýtem je, že se zlato v elektronice používá pro svou vynikající elektrickou vodivost. Zlato je poměrně dobře vodivé (má vodivost 43,5 S·m·mm−2), ale lepšími a především mnohem levnějšími vodiči jsou měď (56,2 S·m·mm−2) a stříbro (61,5 S·m·mm−2). Hlavní důvod pro využití zlata v elektronice je jeho vysoká odolnost proti oxidaci (korozi). Vodivost zlata tedy není nejlepší, ale zato se s časem prakticky nemění. Hlavní využití je pak v pozlacení elektricky vodivých kontaktů mezi dvěma vodiči, poněvadž právě na kontaktech má oxidace největší vliv na celkovou vodivost. Když plocha kontaktu zoxiduje a pokryje se vrstvou oxidu daného kovu (což je většinou dobrý izolant – někdy dokonce keramika), tak se mezi oběma vodiči na kontaktu vytvoří bariéra (daného oxidu), která výrazně zvýší celkový odpor (zhorší vodivost). Pro tyto účely se příslušné kontaktní povrchy elektrolyticky pokrývají tenkou zlatou vrstvou.

Zlato se využívá i ve sklářském průmyslu k barvení nebo zlacení skla. Na povrch skleněného předmětu se přitom nejprve štětečkem nanáší roztok komplexních sloučenin zlata v organické matrici. Po vyžíhání se organické rozpouštědlo odpaří a na povrchu skla zůstane trvalá zlatá kresba. Přídavky malých množství zlata do hmoty skloviny se dosahuje zbarvení skla různými odstíny červené barvy.

Zubní lékařství Zlato je již dlouhou dobu součástí většiny dentálních slitin, tedy materiálů sloužících v zubním lékařství jako výplně zubů napadených zubním kazem, nebo pro konstrukci můstků a jiných aplikací. Důvodem je především zdravotní nezávadnost zlata, které je natolik chemicky inertní, že ani po mnohaletém působení poměrně agresivního prostředí v ústní dutině nepodléhá korozi. Čisté zlato je však příliš měkké a proto se aplikují jeho slitiny především s mědí, stříbrem, palladiem, zinkem, cínem, antimonem, někdy je součástí dentální slitiny také indium, iridium, rhodium nebo platina.

Bankovnictví a finanční spekulace náhled|vpravo|upright=1.2|Investiční zlato