Gold

Koostis / struktuur

Keemiline element kuld (Aurum, Au), kristallstruktuur – tahkkeskendatud kuubiline võre.

Omadused

Kollane, pehme (kõvadus 2,5), raske (tihedus 19 300 kg/m³) metall. Sulab temperatuuril 1337.33 K (1064.18 °C). Hea elektrijuht (eritakistus 2,2·10^-8 Wm). Keemiliselt inertne – viimane väide aga lakkab olemast õige, kui tegemist on väga väikeste kullaosakestega. Nn. nanokuld on näiteks väga efektiivne vingugaasi (toatemperatuurse) osüdatsiooni katalüsaator (vt. ka E76.2).

Saamine

Kulda leitakse looduses ehedana, nt. mineraal kvartsi pragudes (“kullasooned”), terakestena kulda sisaldunud kivimitest tekkinud liivas (kullaliiv). Uute kullaleiukohtade avastamine on sageli esile kutsunud nn. kullapalaviku (nt. 1897-1898 Klondikes Alaskal).

Rakendused

Kuld on tuntud ja kasutusel juba väga vanadest aegadest, sh müntide valmistamiseks – kuld on paljude maade rahandussüsteemide aluseks. Dekoratiivsed rakendused – kuldehted. Hambaproteesid. Klaasi toonimiseks (E76.2). Infrapunakiirguse peeglite kattena (E76.3) optilistes instrumentides (sh. kosmoseaparaatides), satelliitide kaitseks päikese soojuskiirguse eest (kullatud mylar-(plast-)kile). Soojuskiirgust peegeldavate aknaklaaside kattekihina. Elektroonikas kontaktide katteks. Elektronmikroskoopias kaetakse uuritavad objektid elektrijuhtivuse tagamiseks õhukese kullakilega.

Näidised

E76.1. Vene 10-rublane kuldmünt (1899. a.). Kulla proov 900, st sisaldab 90% puhast kulda. Mündi esiküljel on kujutatud tsaar Nikolai II.

E76.2. Rubiinklaas. 3 mm paksune rubiinklaasi (“Bullseye”) klaasitükk.

Klaasile annavad punase värvuse kolloidse kulla osakesed. Rubiinklaasi osati valmistada juba antiikajal. Vahepeal tema valmistamise meetod unustati, leiutati aga uuesti 1679. a.  Johann Kunckel von Löwensterni poolt, kes sulatas klaasimassi nn. Cassiuse purpurit (kullakolloid  tina(IV)hüdroksiid geelis).

Rubiinklaasi värvuse mikroskoopiliseks põhjuseks on nn. pinnaplasmonid  – kulla juhtivuselektronide “gaasi” võnkumised osakeste pindkihis. Pinnaplasmonite sagedus sõltub tugevalt kullaosakeste suurusest ja ilmneb kullakolloidide spektrites karakteerse neeldumiribana piirkonnas 500 … 600 nm. Vasakul – näidise E76.2 neeldumisspekter (Artur Suisalu).

E76.3. Kuldpeegel – vaakuumaurustatud kuldkile klaasi pinnal.

E76.4. Kullahelbed vedelikus. Kiri “23K” (ik 23 karat) ütleb, et tegemist on kullaga, milles muid metalle sisaldub 1/24 osa (puhast kulda 23/24). Teisisõnu on tegemist kullaga, mille proov on 960 (sisaldab 96% puhast kulda). Seda ei tohi mitte segi ajada vääriskivide massiühikuga “karaat” (ik carate = 0.2 g). Vaatama näivalt suurele kogusele on helveste kogumass tühine.

Demod, katsed

D76.1. Rubiinklaasi ümbersulatamine. Rubiinklaasi sulatamisel ja sulaklaasi kuumutamisel kolloidkulla osakesed lahustuvad. Nende taastekke jahtumisel ja klaasistumisel määravad klaasimassi algtemperatuur ja jahutamise kiirus. Vasakpoolsed pildid on saadud näidise E76.2 tüki ümbersulatamisel alundtiiglis temperatuuril 1400 °C. Tiigli põhja katab värvitu läikiv (jahtumisel mõranenud) klaasimass, kus nanokuld on täielikult lahustunud [4].

Viited:

1. Chemistry : Periodic Table : gold : key information [04.11.04]
2. Kuld oli üks juba vanadele alkeemikutele tuntud elementidest, tema märgiks oli Päikese märk.



3. “Ülemaks kui hõbevara, kallimaks kui kullakoormad, tuleb tarkust tunnistada.” (“Kalevipoeg”, XVI laul).
4. Kõik pole kuld, mis hiilgab. Võib olla ka kassikuld.

Tänu: Tuuli Puhvel, Jaan Aarik, Aarne Maaroos, Meeli Kõiva, Artur Suisalu, SA Teaduskeskus AHHAA

Koostas: JK