Proprietà chimiche e fisiche



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24.03.2019
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Proprietà chimiche e fisiche

In natura la maggior parte dei metalli si trova in composti chimici costituiti da due o più elementi chiamati minerali; per estrarre il metallo utile si deve obbligatoriamente ricorrere ad un processo metallurgico.

Esistono alcuni elementi che si presentano anche allo stato libero, cioè non combinati chimicamente, denominati elementi nativi; di questi, la maggioranza, sono metalli.

Quasi tutti sono estremamente rari, solo ferro e nichel possono essere considerati abbondanti, mentre oro, argento, rame e platino sono valutati come relativamente comuni.





Figura 1: Oro allo stato puro
L’oro allo stato puro (Figura.1), è di colore giallo lucente, con un’intensità variabile a seconda delle impurezze in esso contenute. Insieme al rame e all’argento forma, all’interno del sistema periodico di Mendeleev, un sottogruppo particolare di elementi aventi struttura e proprietà chimiche simili (questi metalli nativi differiscono solo per le proprietà dei singoli atomi costituenti la cui differenza più ovvia è il colore).

Le qualità chimiche dell’oro lo rendono simile all’osmio, iridio e platino, i quali, insieme a rutenio, radio e palladio, vengono definiti “nobili” per la loro grande inerzia chimica che li rende inossidabili (non arrugginiscono).

La sua bassa reattività era già stata notata in tempi antichi e lo rendeva, agli occhi degli uomini, “eterno” e “inalterabile” e queste caratteristiche ne hanno accresciuto il mito nel corso dei secoli. Saffo stessa lo definisce come il “materiale incorruttibile”, mentre Plinio, nel libro XXXIII della “Naturalis Historia”, lo indica come “l’unico tra le sostanze che non viene intaccato dal fuoco, e anche rimane indenne da incendi e da roghi”.

Non viene attaccato né dall’acido cloridrico (HCl), né dall’acido nitrico (HNO3) e solo nel 1700 si è scoperto che una miscela di questi due acidi era in grado di scioglierlo. Ma il mito e la popolarità del prezioso metallo non vennero minimamente alterati e al reagente, quasi a sottolineare il “miracolo” compiuto si diede il nome di acqua regia.

Oggi è nota la sua solubilità in cianuro di potassio (KCN) e di sodio (NaCN) che pertanto, possono essere utilizzati per pulirlo e per estrarlo dai suoi minerali (queste tecniche furono introdotte intorno al XIX sec. e fecero la fortuna dell’industria estrattiva sudafricana).

Per ultimo il cloro gassoso attacca l’oro portando alla formazione di cloruro aurico (AuCl3).

La struttura cristallina è di tipo cubico semplice e negli esemplari meglio cristallizzati si nota un accrescimento di tipo dendridico finemente reticolato.

Le forze elettriche che tengono insieme gli atomi sono deboli e non direzionali; per queste ragioni i cristalli presentano una bassa durezza e non presentano sfaldature.

Il legame tra gli atomi è di tipo metallico e gli elettroni sono liberi di muoversi per tutta la struttura cristallina; i nuclei possono essere considerati come fissi e circondati da una sorta di “fluido” costituito da elettroni liberi; da ciò deriva un’ottima conduzione di elettricità e calore inferiore solo a quella dell’argento e del rame.

Accanto a queste caratteristiche si deve aggiungere la grande duttilità e l’ottima malleabilità in cui l’oro non è secondo a nessun altro metallo.

Purtroppo, la sua rarità e il valore attribuito dagli uomini (che lo vedono sempre come bene “riparatore” in periodi di crisi internazionale), ne limitano fortemente l’impiego facendolo adottare solo per lavori di gioielleria, conio, protesi dentarie e particolari strumentazione elettroniche.

Le più importanti proprietà dell’oro sono espresse in Tabella 1.



Massa atomica

196,96654 uma

Numeri di ossidazione

1 , 3

Valenza

1,3

Stato di aggregazione a 25°C

solido

Elettronegatività

2,54

Struttura cristallina

Cubico semplice

Raggio atomico

1,79 Angstrom

Raggio covalente

1,34 Angstrom

Calore specifico

0,128 J/gK

Conducibilità termica

3,17 W/cmK

Calore di fusione

12,550 kJ/mole

Densità a 293 K

19,32 g/cm3

Temperatura di fusione

1064.43 °C

Temperatura di ebollizzione

2808 °C

Tabella 1: Principali proprietà dell’oro


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