Ouro

Para outras páxinas con títulos homónimos véxase: Au e Ouro (homónimos).

Ouro
Ag     79 Au                                                                                                                                                                                                                                           Au Rg Platino ← Ouro → Mercurio Táboa periódica dos elementos
[[Ficheiro:{{{espectro}}}|300px|center]]
Liñas espectrais do Ouro
Información xeral
Nome, símbolo, número	Ouro, Au, 79
Serie química	Metal de transición
Grupo, período, bloque	11, 6, d
Densidade	19300 kg/m3
Dureza	{{{dureza}}}
Aparencia	Amarelo metálico
N° CAS	7440-57-5
N° EINECS
Propiedades atómicas
Masa atómica	196,966569(5) u
Raio medio	135 pm
Raio atómico (calc)	174 pm
Raio covalente	144 pm
Raio de van der Waals	166 pm
Configuración electrónica	[Xe]4f145d106s1
Electróns por nivel de enerxía	2, 8, 18, 32, 18, 1
Estado(s) de oxidación	3, 1
Óxido	anfótero
Estrutura cristalina	cúbica centrada nas caras
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido
Punto de fusión	1337,33 K
Punto de ebulición	3129 K
Punto de inflamabilidade	{{{P_inflamabilidade}}} K
Entalpía de vaporización	334,4 kJ/mol
Entalpía de fusión	12,55 kJ/mol
Presión de vapor	0,000237 Pa a 1337 K
Temperatura crítica	K
Presión crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Velocidade do son	1.740 m/s a 293.15 K (20 °C)
Varios
Electronegatividade (Pauling)	2,54
Calor específica	128 J/(K·kg)
Condutividade eléctrica	45,5 × 106 S/m
Condutividade térmica	317 W/(K·m)
1.ª Enerxía de ionización	890,1 kJ/mol
2.ª Enerxía de ionización	1980 kJ/mol
3.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización3}}} kJ/mol
4.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización4}}} kJ/mol
5.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª enerxía de ionización	{{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Enerxía de ionización	{{{E_ionización10}}} kJ/mol
Isótopos máis estables
iso AN Período MD Ed PD MeV 195Au sin 186,10 días ε 0,227 195Pt 196Au sin 6,183 días ε 1.506 196Pt 196Au sin 6,183 días β− 0,686 196Hg 197Au 100% estable con 118 neutróns 198Au sin 2,69517 días β− 1,372 198Hg 199Au sin 3,169 días β− 199Hg
Unidades segundo o SI e en condicións normais de presión e temperatura, salvo indicación contraria.

O ouro é un elemento químico de número atómico 79 (isto convérteo nun dos elementos de maior número atómico que se producen na natureza) situado no grupo 11 da táboa periódica. O seu símbolo é Au (do latín aurum ‘brillante amencer’). O ouro é un metal de transición brando, brillante, amarelo, pesado, maleable, dúctil (trivalente e univalente) que non reacciona coa maioría de produtos químicos, pero é sensible ao cloro e á auga rexia. É un dos elementos químicos menos reactivos e é sólido en condicións estándar. O ouro adoita aparecer en estado libre (estado nativo, como pebidas ou grans, en rochas, filóns e depósitos aluviais. Preséntase nunha serie de solucións sólidas xunto co elemento químico prata (electrum), aleado naturalmente con outros metais como o cobre e o paladio, e en inclusións minerais como a pirita. Con menor frecuencia, preséntase en minerais con compostos de ouro, a miúdo con telurio (calcoxenuros de ouro).

O ouro é resistente á maioría dos ácidos, aínda que se disolve en auga rexia (unha mestura de ácido nítrico e ácido clorhídrico), formando un anión de tetracloroaurato soluble. O ouro é insoluble só no ácido nítrico, que disolve a prata e os metais básicos, unha propiedade utilizada desde hai moito tempo para refinar o ouro e confirmar a presenza de ouro en substancias metálicas, dando lugar ao termo 'proba do ácido'. O ouro disólvese en solucións alcalinas de cianuro, que se usan na minería e na galvanoplastia. O ouro tamén se disolve en mercurio, formando aliaxes de amálgama, e como o ouro actúa simplemente como un soluto, este proceso non é unha reacción química.

Como elemento relativamente raro, o ouro é un metal que se utilizou ao longo da historia rexistrada para moedas de ouro, xoias e outras obras de arte. No pasado, o patrón ouro adoitaba implementarse como política monetaria. As moedas de ouro deixaron de acuñarse como moeda circulante na década de 1930, e o patrón oro mundial abandonouse por un sistema de moeda fiduciaria tras as medidas de choque de Nixon de 1971.

En 2020, o o maior produtor mundial de ouro foi a China, seguido de Rusia e Australia. As mellores estimacións dispoñibles no ano 2022 suxiren que ao longo da historia se extraeron ao redor de 205,238 toneladas de ouro. Isto equivale a un cubo de aproximadamente 22 m de lado. O consumo mundial de ouro novo producido destínase nun 50% á xoiería, nun 40% á investimentos e nun 10% á Industria. A gran maleabilidade do ouro, a súa ductilidade, a súa resistencia á corrosión e á maioría das reaccións químicas e a súa condutividade eléctrica fixeron que se siga utilizando en conectores eléctricos resistentes á corrosión en todo tipo de dispositivos informáticos (o seu principal uso industrial). O ouro tamén se utiliza na blindaxe da radiación infravermella, na produción de vidro coloreado, en follas de ouro e na restauración de dentes. Algúns sales de ouro séguense utilizando como antiinflamatorios en medicina.

Ouro

Características

O ouro pode ser estirado nun arame monatómico, e logo estiralo máis antes de que rompa.

Unha pebida de ouro de 5 mm pódese aplanar nunha folla de ouro duns 0,5 m² de área.

O ouro é o máis maleable de todos os metais. Pódese estirar nun arame dun só átomo de ancho, e logo estiralo considerablemente antes de que rompa. Estes nanofios deformanse mediante a formación, reorientación e migración de dislocacións e maclas de cristal sen que se produza un endurecemento apreciable Un só gramo de ouro pode moldearse nunha saba de 1 m² e unha onza avoirdupois (28,349523125 g) en 28 m². A folla de ouro pódese bater o suficientemente fina como para facerse semitransparente. A luz que transmite parece azul verdosa, porque o ouro reflicte fortemente o amarelo e o vermello. Tales follas semitransparentes tamén reflicten fortemente a luz infravermella, o que as fai útiles como escudos de infravermellos (calor radiante) nas viseiras dos traxes resistentes á calor e nas viseiras para os traxes espaciais. O ouro é un bo condutor da calor e da electricidade. Trátase dun metal moi denso, cun alto punto de fusión e unha alta afinidade electrónica. Os seus estados de oxidación máis importantes son 1 e 3. Tamén se atopa no estado de oxidación 2, así como en estados de oxidación superiores, pero é menos frecuente.

Ademais, o ouro é un bo condutor da calor e da electricidade, e non lle afecta o aire nin a maioría de axentes químicos. Ten unha alta resistencia á alteración química por parte da calor, a humidade e a maioría dos axentes corrosivos, e así está ben adaptado ao seu uso na cuñaxe de moedas e na ourivaría.

O ouro ten unha densidade de 19.3 g/cm³, case idéntica á do volframio que é de 19.25 g/cm³; por iso, o volframio utilizouse na falsificación de lingotes de ouro, por exemplo, chapando un lingote de volframio con ouro, ou tomando unha barra de ouro existente, perforando buratos e substituíndo o ouro eliminado por varillas de wolframio. En comparación, a densidade do chumbo é de 11,34 g/cm³, e a do elemento máis denso, o osmio, é 22.588±0.015 g/cm³.

Cor

Diferentes cores de aliaxes Ag–Au–Cu.

Mentres que a maioría dos metais son grises ou brancos prateados, o ouro é lixeiramente amarelo avermellado. Esta cor está determinada pola frecuencia da oscilación do plasma entre os electróns da valencia atómica do metal, no rango ultravioleta para a maioría dos metais pero no rango visible para o ouro debido aos efectos relativistas que afectan os orbitais ao redor dos átomos do ouro. Efectos similares confiren un ton dourado ao cesio metálico.

Entre as aliaxes de ouro a cor máis comúns atópase no característico ouro rosa de dezaoito quilates, creado mediante a adición de cobre ao ouro. As aliaxes que conteñen paladio ou níquel tamén son importantes na xoiaría comercial xa que producen aliaxes de ouro branco. A aliaxe de ouro e cobre de catorce quilates é case idéntica en cor a certas aliaxes de bronce, e ambas poden usarse para producir insignias dos policías ou outros tipo de insignias. As aliaxes de ouro de catorce e dezaoito quilates con prata só aparecen de cor amarela verdosa e denomínanse ouro verde. O ouro azul pódese facer aliando con ferro, e o ouro roxo pódese facer aliando con aluminio. Con menos frecuencia, a adición de manganeso, indio e outros elementos pode producir cores de ouro máis pouco habituais para varias aplicacións.

O ouro coloidal, usado polos microscopistas electrónicos, é vermello se as partículas son pequenas; as partículas máis grandes de ouro coloidal son azuis.-

Isótopos

O ouro só ten un isótopo estable, 197
Au, que tamén é o seu único isótopo natural, polo que o ouro é tanto un elemento mononucleico como un elemento monoisotópico. Sintetizáronse trinta e seis radioisótopos, cunha masa atómica de 169 a 205. O máis estable deles é o 195
Au cunha vida media de 186,1 días. O menos estable é o 171
Au, que se desintegra por emisión de protóns cunha vida media de 30 µs. A maioría dos radioisótopos do ouro con masas atómicas inferiores a 197 desintegranse por algunha combinación de emisión de protóns, desintegración α e desintegración β⁺. As excepcións son 195
Au, que se desintegra pola captura de electróns, e 196
Au, que se desintegra a maioría das veces por captura de electróns (93 %) cun camiño de desintegración menor β⁻ (7 %). Todos os radioisótopos do ouro con masas atómicas superiores a 197 desintegran por desintegración β⁻.

Síntese

A posible produción de ouro a partir dun elemento máis común, como o chumbo, foi durante moito tempo un tema de investigación humana, e a disciplina antiga e medieval da alquimia adoitaba centrarse nela; porén, a transmutación dos elementos químicos non foi posible ata a comprensión da física nuclear no século XX. A primeira síntese de ouro foi realizada polo físico xaponés Hantaro Nagaoka, quen sintetizou ouro a partir de mercurio en 1924 mediante un bombardeo de neutróns. Un equipo estadounidense, que traballaba sen coñecer o estudo previo de Nagaoka, realizou o mesmo experimento en 1941, conseguindo o mesmo resultado e demostrando que os isótopos de ouro producidos por el eran todos radioctivos. En 1980, Glenn Seaborg transmutou varios miles de átomos de bismuto en ouro no Laboratorio Lawrence Berkeley. O ouro pódese fabricar nun reactor nuclear, pero facelo é moi pouco práctico e custaría moito máis que o valor do ouro que se produce.

Química

Solución de cloruro de ouro (III) en auga

Aínda que o ouro é o máis nobre dos metais nobres, aínda forma moitos compostos diversos. O estado de oxidación do ouro nos seus compostos varía de -1 a +5, pero Au(I) e Au(III) dominan a súa química. O Au(I), coñecido como ión auro, é o estado de oxidación máis común con ligandos brandos como os tioéters, os tiolatos e as organofosfinas. Os compostos de Au(I) son normalmente lineais. Un bo exemplo é Au(CN)−
2, que é a forma soluble do ouro que se atopa na minería. Os haluros de ouro binarios, como o AuCl, forman cadeas poliméricas en zigzag, de novo presentando coordinación lineal en Au. A maioría dos fármacos baseados no ouro son derivados do Au(I).

O Au (III) (denominado áurico) é un estado de oxidación común e ilústrase con cloruro de ouro (III), Au
2Cl
6. Os centros de átomos de ouro nos complexos de Au(III), do mesmo xeito que outros compostos d⁸, son tipicamente planos cadrados, con enlaces químicos que teñen tanto enlaces covalentes como enlaces ionico. Tamén se coñece o cloruro de ouro (I, III) que é un exemplo dun composto de valencia mixta.

O ouro non reacciona co osíxeno a ningunha temperatura e, ata os 100 °C, é resistente ao ataque do ozono.

$${\ce {Au + O2 ->}}({\text{sen reacción}})$$ $${\ce {Au{}+O3->[{} \atop {t<100^{\circ }{\text{C}}}]}}({\text{sen reacción}})$$ Algúns halóxenos libres reaccionan para formar os haluros de ouro correspondentes. O ouro que é fortemente atacado por flúor xera unha calor vermella apagada que forma fluoruro de ouro(III) AuF
3. O ouro en po reacciona co cloro a 180 °C para formar cloruro de ouro(III). AuCl
3. O ouro reacciona co bromo a 140 °C para formar unha combinación de bromuro de ouro(III). AuBr
3 e bromuro de ouro(I) AuBr, pero reacciona moi lentamente co iodo para formar ioduro de ouro(I) AuI: $${\ce {2Au{}+3F2->[{} \atop \Delta ]2AuF3}}$$ $${\ce {2Au{}+3Cl2->[{} \atop \Delta ]2AuCl3}}$$ $${\ce {2Au{}+2Br2->[{} \atop \Delta ]AuBr3{}+AuBr}}$$ $${\ce {2Au{}+I2->[{} \atop \Delta ]2AuI}}$$

Aplicacións

O ouro puro é demasiado brando para ser usado normalmente e endurécese en aliaxe con prata e/ou cobre, co cal o ouro poderá ter distintos tons de cor ou matices. O ouro e os seus moitas aliaxes empréganse bastante en ourivaría, fabricación de moedas e como patrón monetario en moitos países. Debido á súa boa condutividade eléctrica e resistencia á corrosión, así como unha boa combinación de propiedades químicas e físicas, comezouse a empregar a finais do século XX como metal na industria. Outras aplicacións:

• O ouro exerce funcións críticas en ordenadores, comunicacións, naves espaciais, motores de avións a reacción, e outros moitos produtos.
• A súa alta condutividade eléctrica e resistencia á oxidación permitiu un amplo uso como capas delgadas electrodepositadas sobre a superficie de conexións eléctricas para asegurar unha conexión boa, de baixa resistencia.
• Como a prata, o ouro pode formar fortes amálgamas co mercurio que ás veces se emprega en empastes dentais.
• O ouro coloidal (nanopartículas de ouro) é unha solución intensamente coloreada que se está estudando en moitos laboratorios con fins médicos e biolóxicos. Tamén é a forma empregada como pintura dourada en cerámicas.
• O ácido cloroaúrico emprégase en fotografía.
• O isótopo de ouro 198Au, dunha vida media de 2,7 días, emprégase nalgúns tratamentos de cancro e outras enfermidades.
• Emprégase como recubrimento de materiais biolóxicos permitindo ser visto a través do microscopio electrónico de varrido (SEM).
• Emprégase como recubrimento protector en moitos satélites debido a que é un bo reflector da luz infravermella.

Historia

O ouro, de símbolo Au (do latín aurum), coñécese dende a antigüidade. Por exemplo, existen xeroglíficos exipcios de 2600 a. C. que describen o metal, e tamén se menciona varias veces no Antigo Testamento. Considerouse como un dos metais máis preciosos e o seu valor empregouse como estándar para moitas moedas ao longo da historia.

Segundo o Evanxeo de San Mateo, é un dos agasallos que os Reis Magos ofreceron ao neno Xesús na Epifanía. O relato está en Mateo 2:11, E ao entrar na casa, viron ao neno coa súa nai María, e postrándose, adorárono; e abrindo os seus tesouros, ofrecéronlle presentes: ouro, incenso e mirra (edición da Biblia de Raíña-Valera 1960).

Simboloxía do ouro

O ouro empregouse como símbolo de pureza, valor, realeza etc.

Un dos principais obxectivos dos alquimistas era producir ouro partindo doutras substancias, como o chumbo.

Moitas competicións premian ao gañador cunha medalla de ouro, unha de prata para o segundo e unha de cobre para o terceiro (os tres conforman o grupo 11 da táboa periódica dos elementos).

Papel biolóxico

O ouro non é un elemento esencial para ningún ser vivo. Algúns tiolatos (ou parecidos) de ouro (I) empréganse como antiinflamatorios no tratamento da artrite reumatoide e outras enfermidades reumáticas. Non se coñece ben o funcionamento destes sales de ouro. O uso de ouro en medicina é coñecido como crisoterapia.

A maioría destes compostos son pouco solubles e é necesario inxectalos. Algúns son máis solubles e pódense administrar por vía oral. Este tratamento adoita presentar bastantes efectos secundarios, xeralmente leves, pero é a principal causa de que os pacientes o abandonen.

O ouro está autorizado como aditivo colorante, co código E-175, para uso como cobertura de confeitaría e repostería, decoración de chocolate e en licores .

Compostos

O tricloruro de ouro (AuCl3) e o ácido cloroáurico (HAuCl4) son algúns dos compostos máis comúns de ouro.

Malia ser un metal nobre pode formar moitos compostos. Xeralmente o ouro presenta os estados de oxidación 1 ou 3. Os complexos que forma adoitan ter baixos índices de coordinación e mostra unha alta tendencia á linearidade: L-Au-L.

Forma o óxido de ouro (III), Au2Ou3, existen os haloxenuros nos estados de oxidación 1 e 3, así como complexos de ouro no estado de oxidación 1, 3. Tamén existen algúns complexos raros de ouro nos estados de oxidación 2 e 5.

Tamén forma cúmulos de ouro (compostos clister). Neste tipo de compostos hai enlaces entre os átomos de ouro. A algúns destes compostos denomínaselles "ouro líquido".

Abundancia e obtención

Lingote de ouro puro da Casa da Moeda de Perth.

Debido a que é relativamente inerte, adóitase atopar como metal, ás veces como pebidas grandes, pero xeralmente se achan en pequenas inclusións nalgúns minerais, vetas de seixo, lousa, rochas metamórficas e depósitos aluviais orixinados destas fontes. O ouro está amplamente distribuído e a miúdo atópase asociado aos minerais seixo e pirita, e combínase con teluro nos minerais calaverita, silvanita e outros. Suráfrica é o principal produtor de ouro cubrindo aproximadamente dous terzos da demanda global.

O ouro extráese por lixiviación con cianuro. O uso do cianuro facilita a oxidación do ouro formándose Au(CN)22- na disolución. Para separar o ouro vólvese a reducir empregando, por exemplo, zinc. Intentouse substituír o cianuro por algún outro ligando debido aos problemas medioambientais que xera, pero ou non son rendibles ou tamén son tóxicos.

Hai unha gran cantidade de ouro nos mares e océanos, sendo a súa concentración de entre 0,1 μg/kg e 2 μg/kg, pero neste caso non hai ningún método rendible para obtelo.

Precaucións

O corpo humano non absorbe ben este metal, e os seus compostos non adoitan ser moi tóxicos. Con todo, ata o 50% de pacientes con artrose tratados con medicamentos que contiñan ouro sufriron danos hepáticos e renais.

Análise de ouro e prata pola técnica de ensaio a lume

O método de ensaio a lume consiste en producir unha fusión da mostra usando reactivos fundentes adecuados para obter dúas fases líquidas: unha escoura constituída principalmente por silicatos complexos e unha fase metálica constituída por chumbo, o cal colecta os metais nobres de interese (Au e Ag). Os dous líquidos sepáranse en dúas fases debido á súa respectiva inmiscibilidade e gran diferenza de densidade, estes solidifican ao arrefriar. O chumbo sólido (cos metais nobres colectados) é separado da escoura como un régulo. Este régulo de chumbo obtido é oxidado en quente en copela de magnesita e absorbido por ela, quedando na súa superficie o botón de ouro e prata, elementos que se determinan posteriormente por método gravimétrico (por peso) ou mediante espectroscopia de absorción atómica.

Notas

Referencias)

Véxase tamén

Bibliografía

• "Táboa periódica dos elementos" (PDF). Consello da Cultura Galega, Xunta de Galicia, Real Academia Galega de Ciencias, Real Academia Galega e Ciencia Nosa. 2019. 
• Bermejo, M. R.; González, A.; Vázquez, M. (2006). O nome e o símbolo dos elementos químicos (PDF). Xunta, Secretaría Xeral de Política Lingüística e CRPIH. ISBN 978-84-453-4325-8. 
• Bermejo, M. R.; González, A.; Maneiro, M. (2018). Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións. Xunta de Galicia e CRPIH. ISBN 978-84-453-5297-7. 
• Bachmann, H. G. The lure of gold : an artistic and cultural history (2006) online
• Bernstein, Peter L. The Power of Gold: The History of an Obsession (2000) online
• Brands, H.W. The Age of Gold: The California Gold Rush and the New American Dream (2003) excerpt
• Buranelli, Vincent. Gold : an illustrated history (1979) online' wide-ranging popular history
• Cassel, Gustav. "The restoration of the gold standard." Economica 9 (1923): 171–185. online
• Eichengreen, Barry. Golden Fetters: The Gold Standard and the Great Depression, 1919–1939 (Oxford UP, 1992).
• Ferguson, Niall. The Ascent of Money - Financial History of the World (2009) online
• Hart, Matthew, Gold: The Race for the World's Most Seductive Metal Gold : the race for the world's most seductive metal"], New York: Simon & Schuster, 2013. ISBN 9781451650020
• Johnson, Harry G. "The gold rush of 1968 in retrospect and prospect." American Economic Review 59.2 (1969): 344–348. online
• Kwarteng, Kwasi. War and Gold: A Five-Hundred-Year History of Empires, Adventures, and Debt (2014) online
• Vilar, Pierre. A History of Gold and Money, 1450 to 1920 (1960). online
• Vilches, Elvira. New World Gold: Cultural Anxiety and Monetary Disorder in Early Modern Spain (2010).

Outros artigos

• Metais e aliaxes de cuñaxe

Ligazóns externas

• EnvironmentalChemistry.com - Ouro (en inglés).