Zlato: činjenice, historija i upotreba najkovnijeg hemijskog elementa

Zlato, poznato kao Au na periodičnoj tablici elemenata, je dragocjeni metal bogatog sjaja. Ovaj plemeniti metal, koji je atraktivan, izdržljiv i vrlo savitljiv, od davnina je cijenjen u različitim kulturama. Koristi se u izradi nakita od 4000. godine prije nove ere i kao sastavni dio električnih mikrosklopova. Njegova povijest, isprepletena s mitovima i znanosti, čini ga neusporedivim s bilo kojim drugim metalom.

Svojstva zlata

Zlato, 79. element u periodničnom tabeli elemenata, jedan je od prepoznatljivijih u grupi. Kovan je i sjajan, što ga čini dobrim materijalom za obradu metala. Hemijski gledano, zlato je prelazni metal. Prelazni metali su jedinstveni, jer se mogu vezati sa drugim elementima koristeći ne samo svoju najudaljeniju ljusku elektrona (negativno naelektrisane čestice koje se vrte oko jezgra atoma), već i najudaljenije dvije ljuske. To se događa zato što veliki broj elektrona u prelaznim metalima ometa uobičajeno uredno sortiranje elektrona u ljuske oko jezgra.

• Atomski broj (broj protona u jezgru): 79
• Atomski simbol (u periodičnoj tabeli elemenata): Au
• Atomska težina (prosječna masa atoma): 196,9665
• Gustoća: 19,3 grama po kubnom centimetru
• Faza na sobnoj temperaturi: čvrsta
• Tačka topljenja: 1.064,18 stepeni C
• Tačka ključanja: 2.850 stepeni C
• Broj izotopa (atoma istog elementa sa različitim brojem neutrona): između 18 i 59, u zavisnosti od toga gde je povučena linija za izotop. Mnogi vještački stvoreni izotopi zlata su stabilni mikrosekundu ili milisekundu prije raspada na druge elemente.
• Najčešći izotopi: Au-197, koji čine 100% prirodnog zlata.

Kako se formira zlato?

Zlato predstavlja mali dio elemenata u poznatom svemiru. Razlog njegove rijetkosti duguje se neshvatljivoj količini energije potrebne za njeno formiranje. Zlato se formira u zvijezdama, ali samo kod onih koje eksplodiraju u džinovskim supernovama, ili nevjerovatno gustim koje su se spojile u monstruozno snažnim sudarima. 

Zvijezde, kao što je naše Sunce, generišu energiju putem snage fuzije, gde se manji elementi spajaju ili kombinuju u teže elemente. Za početak, zvijezda može biti uglavnom vodik, najmanji element. Proces fuzije pod ogromnim pritiskom i toplotom u jezgri zvijezde će generirati helij. Kada vodik ponestane i zvijezda počne dostizati sljedeću fazu svog životnog ciklusa, spojit će helij u sljedeći teži element, i tako dalje. 

Ovaj proces se nastavlja sve do elementa gvožđa, gde se ravnoteža iznenada mijenja. To je zato što spajanje gvožđa ne stvara energiju, već ga troši. Bez načina da generiše unutrašnju energiju kako bi se suprotstavila sopstvenom ogromnom pritisku i gravitaciji, zvijezda počinje da se urušava na sebe. Ako je zvijezda dovoljno velika, rezultat je supernova – masivna eksplozija zvijezda.. Teži elementi se formiraju tokom nevjerovatne energije generisane tokom ovog procesa, uključujući zlato. 

Zlato kroz historiju

Od istočne Evrope do Bliskog istoka do grobnica egipatskih faraona, zlato se pojavljuje širom drevnog svijeta. Prije pet hiljada godina, masivna rijeka Nil bila je ključ drevnog egipatskog carstva. Njena voda je omogućila da se uz njenu ivicu uzgaja obilje usjeva, držeći svoje građane, i vojsku, dobro nahranjenim. Ali tu je bio i sjajni žuti metal koji je tekao niz rijeku, element zlata. Egipćani su sa nestrpljenjem uzeli ovo vizuelno privlačno blago i otkrili da je, pošto je prirodno čisto i kovno, potrebno malo profinjenosti da bi se pretvorilo u očaravajuće ukrase.

Zlato kao ukras nije se zaustavilo u drevnom Egiptu: Žena iz kamenog doba pronađena zakopana izvan Londona nosila je pramen zlata oko vrata; Kelti su u trećem stoljeću prije nove ere nosili zlatne zubne implantate; Kineski kralj koji je umro 128. godine prije nove ere sahranjen je sa zlatnim kočijama i hiljadama drugih dragocjenih predmeta. 

Zlato je brzo postalo simbol i jedinica bogatstva i zadržalo je ovu privlačnost tokom vremena i širom svijeta. Nekoliko milenijuma nakon egipatskih faraona i njihovih grobnica od zlata, zlato Astečkog carstva opljačkali su konkvistadori koji su tražili vrijedni metal za sebe. Kasnije su radnici pohrlili na zapadnu obalu SAD-a kako bi sudjelovali u kalifornijskoj “zlatnoj groznici”, tražeći vlastito bogatstvo. Zbog toga je zlato navelo ljude na diplomatiju, masovne migracije, pa čak i djela genocida. Bez ovog metala, naša historija bi bila sasvim drugačija.

Zlato takođe igra veliku ulogu u historiji Australije. Krajem 19. stoljeća, mnogi su pohrlili u zemlju da učestvuju u njenoj rastućoj zlatnoj groznici da se stanovništvo Australije utrostručilo. Zbog svojih rasprostranjenih depozita, u zemlji se i danas kopa za metal.

Šta je karat zlata?

Većina zlatnih nakita nije napravljena od čistog zlata. Količina zlata u ogrlici ili prstenu mjeri se na karatnoj skali. Čisto zlato je 24 karata. Zlatne poluge koje se čuvaju širom svijeta smatraju se 99,95 posto čistim, 24-karatnim zlatom.

Kako se metali dodaju zlatu tokom izrade nakita, zlato postaje manje fino, a broj karata opada. Na primjer, 12-karatno zlato sadrži 50% zlata i 50% legura po masi.

Riječ karat dolazi od sjemena rogača. U drevnim azijskim bazarima, sjeme se koristilo za balansiranje vaga koje su mjerile težinu zlata.

Šta je to takozvano ‘budalino zlato’ (fool’s gold)?

Pirit, inferiorni mineral zvani budalino zlato, samo oponaša zlato u izgledu. Pirit je češći, tvrđi i krhkiji od zlata. Kada se zdrobi u prah, izgleda zelenkasto-crno, dok je pravi zlatni prah žut. Pirit sadrži sumpor i gvožđe. Tokom Drugog svjetskog rata iskopan je za proizvodnju sumporne kiseline, industrijske hemikalije. Danas se koristi u automobilskim baterijama, aparatima, nakitu i mašinama.

Iako budalino zlato može biti razočaravajuće otkriće, često se otkriva u blizini izvora bakra i pravog zlata.

Zanimljive činjenice o zlatu

• Dvije trećine svetskog zlata iskopano je u Južnoj Africi.
• 78% svjetske godišnje zalihe zlata koristi se u nakitu. Ostalo se odnosi na elektronsku i stomatološku i medicinsku upotrebu.
• Atomski simbol zlata, Au, dolazi od latinske riječi za zlato, aurum.
• Astronautske kacige bile su opremljene vizirom obloženim tankim slojem zlata. Zlato blokira štetne ultraljubičaste zrake sa Sunca.
• Najveći kristal zlata na svijetu veličine je loptice za golf i dolazi iz Venecuele. Kristal od 217,78 grama vrijedan je oko 1,5 miliona dolara.
• Zemljotresi mogu stvoriti zlato: Tokom zemljotresa, voda u rasjedima i prelomima isparava, ostavljajući zlato iza sebe.
• Prvi čisto zlatni novčići proizvedeni su u Maloj Aziji 560. godine p.n.e..
• Zlato ima niz vještačkih, nestabilnih izotopa, ali se prirodno javlja samo kao Au-197.
• Možeš jesti zlato… ako stvarno želiš. Gurmanske radnje prodaju jestivi zlatni list i pahuljice koje svemu dodaju sjaj od peciva preko votke do maslinovog ulja. Ne plašite se za stomak: Zlato se ne vari i samo prolazi kroz želudac i crijeva.

Kako se zlato koristi?

Zlato ima i medicinske aplikacije. Specifična vrsta zlata zvana radioaktivni izotop zlata Au-198 može se ubrizgati direktno u tumor. Njegovo zračenje može efikasno ciljati i eliminisati ćelije tumora bez nanošenja značajne štete ostatku tijela. Studija objavljena u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences 2012. godine otkrila je da su istraživači uspješno kombinovali nanočestice Au-198 sa jedinjenjem prisutnim u listovima čaja za liječenje raka prostate. Ovo jedinjenje ima afinitet za ćelije tumora, omogućavajući nanočesticama da ostanu na mjestu nekoliko nedjelja tokom radioterapije. Važno je napomenuti da ova metoda tek treba da bude testirana na ljudima.

Nanočestice zlata igraju ključnu ulogu u omogućavanju da određeni lijekovi budu efikasni. Jedan od takvih lijekova je TNF-alfa, poznat po svojim snažnim antikancerogenim svojstvima. Međutim, TNF-alfa takođe može izazvati značajnu štetu zdravim ćelijama, što predstavlja izazov u njenoj upotrebi. Uzbudljivo, tekuća klinička ispitivanja otkrila su obećavajuće rešenje povezivanjem TNF-alfa lijekova sa nanočesticama zlata. Ovaj inovativni pristup omogućava lijekovima da precizno ciljaju tumore.

Uprkos trajnoj fascinaciji čovječanstva zlatom, proces vađenja predstavlja značajan izazov. Prema Zhichang Liu, istraživaču hemije, približno 83% od godišnjih 2.700 tona zlata iskopanog širom svijeta oslanja se na metodu koja se zove cijanidacija zlata. Ova tehnika koristi cijanid za izdvajanje zlata iz okolne stijene. Nažalost, cijanid je veoma toksičan, što ovaj proces čini ekološki neprijateljskim.

Ako volite zlatni nakit, elektronska vozila ili nanomedicinu, imamo dobre vijesti. Zhichang Liu i njegov tim su 2013. godine napravili značajan napredak, koji su objavili u cijenjenom časopisu Nature Communications. Otkrili su alternativnu metodu za ekstrakciju zlata iz rude koristeći bezopasnu supstancu zvanu skrob, zamjenjujući potrebu za toksičnim cijanidom. Ovo otkriće obećava sigurniji i ekološki prihvatljiviji proces vađenja zlata.

Zlato u tehnologiji

Zlato igra ključnu ulogu u modernoj tehnologiji, posebno u elektronici. Zbog svoje iznimne vodljivosti i otpornosti na koroziju, zlato je idealan materijal za koristiti u elektroničkim komponentama kao što su procesori, memorijske kartice i konektori. Zlato se također koristi u svemirskim letovima, medicinskim instrumentima i zubnoj protetici.

Zlato i novac

Zlato je dugo vremena služilo kao novčani standard, osnova za mnoge nacionalne valute. Svoj vrhunac je doživjelo sa uspostavljanjem “zlatni standarda” u 19. stoljeću, kada je vrijednost novca bila direktno povezana sa određenom količinom zlata. To je omogućilo stabilnu ekonomsku politiku i olakšalo međunarodnu trgovinu, jer je vrijedna cijena zlata bila globalno prihvaćena.

Međutim, ovaj sistem je napustila većina zemalja tokom 20. stoljeća, prvenstveno zbog njegovog ograničenog kapaciteta da se prilagodi čestim ekonomskim promjenama. Uprkos tome, zlato se i dalje često koristi kao sigurno utočište u nestabilnim vremenima, kao što je financijska kriza.

Zaključak

Kroz stoljeća, zlato je igralo mnoge uloge u našem društvu, od simbola božanske moći do temelja našeg monetarnog sistema. Danas je zlato i dalje iznimno vrijedan resurs, bilo da se koristi u umjetnosti, tehnologiji ili kao sigurno utočište u nestabilnim ekonomskim vremenima. Međutim, kao i sa svim resursima, ključno je da se zlato koristi odgovorno, uzimajući u obzir njegov utjecaj na okolinu i društvo.

Reference:

1. https://www.pnas.org/content/118/4/e2026110118
2. https://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-is-a-supernova.html
3. https://www.nationalgeographic.org/article/after-gold-rush/
4. http://www.amnh.org/exhibitions/past-exhibitions/gold/eureka/gold-fun-facts
5. https://www.nature.com/articles/ncomms2891