آشنایی با فلزی ارزشمند به نام فلز طلا !

طلا (Gold) عنصر شیمیایی با نماد Au و عدد اتمی ۷۹ است و یکی از عناصر با عدد اتمی بالا است  که در طبیعت وجود دارد. طلا به صورت خالص ، یک فلز درخشان، زرد مایل به قرمز ، متراکم ، نرم ، چکش خوار و قابل انعطاف است.

طلا از نظر شیمیایی یک فلز انتقالی و عضو  گروه ۱۱ است. این ماده یکی از عناصر شیمیایی با کمترین واکنش پذیری است که در شرایط  نرمال جامد است. فلز طلا غالباً به شکل عنصر آزاد به صورت تکه های فلزی یا دانه ها ، در سنگ ها ، رگه ها و رسوبات آبرفتی وجود دارد.

این ماده در یک سری محلول های جامد همراه با عنصر نقره (الکتروم) وجود دارد و همچنین به طور طبیعی با مس و پالادیوم آلیاژ می شود. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری ارائه خواهد شد.

تاریخچه کشف فلز طلا

هنگامی که کاشفان اسپانیایی برای اولین بار به  دنیای جدید رسیدند با مردم بومی آمریکای جنوبی ملاقات کردند. این دو فرهنگ توسط یک اقیانوس وسیع از هم جدا شده بودند ، آنها هرگز با هم ملاقات نکرده بودند ، به زبانهای مختلف صحبت می کردند و زندگی کاملاً متفاوتی نداشتند. با این حال آنها یک چیز مشترک داشتند آنها هر دو به طلا احترام می گذاشتند و از آن برای ساختن برخی از مهمترین اشیاء خود استفاده می کردند.

درخشش بسیار بالا ، رنگ زرد مطلوب ، مقاومت در برابر زنگ زدگی ، قابلیت چکش خواری مطلوب همه خصوصیات یک فلز جذاب است که به راحتی در اشیاء زیبا بکار برده می شود. یکی دیگر از عوامل بسیار مهم که استفاده از طلا به عنوان یک فلز جواهرات را می طلبد ، سنت است که انتظار دارد اشیاء مهم از طلا ساخته شوند.

بهتر است بدانید:

در طول تاریخ ما از این فلز برای حلقه های عروسی ، مدال های المپیک ، اسکار ، هنری و صلیب کلیسا استفاده کرده ایم و تاکنون هیچ ماده دیگری نتوانسته جایگاه برجسته این فلز را در جامعه بشری  تصاحب کند. طلا یک عنصر نسبتاً نادر و یک فلز گرانبها است که به عنوان یک بازتابنده نوترونی در سلاح های هسته ای (w71) و برای سکه ، جواهرات و سایر هنرها در طول تاریخ استفاده شده است.

در دنیای مدرن قابلیت انعطاف پذیری بالا، مقاومت در برابر خوردگی و سایر واکنش های شیمیایی و هدایت الکتریسیته منجر به ادامه استفاده از این فلز  در اتصالات الکتریکی مقاوم در برابر خوردگی در انواع دستگاه های رایانه ای (اصلی ترین کاربرد صنعتی آن) شده است.

همچنین از این ماده در محافظ مادون قرمز ، تولید شیشه های رنگی ، ورقه های زرد و ترمیم دندان استفاده می شود. برخی نمک های طلا هنوز به عنوان ضد التهاب در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. از سال ۲۰۱۷ ، بزرگترین تولید کننده طلای جهان چین با ۴۴۰ تن در سال است.

ویژگیهای شیمیایی طلا

طلا در برابر اکثر اسیدها مقاوم است  اگرچه در aqua regia (مخلوطی از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک) حل می شود. این فلز در اسید نیتریک که اکثر فلزات از جمله نقره را حل می کند، حل نمی شود. از این خاصیت مدت هاست برای پالایش طلا و تأیید حضور این فلز در اشیاء فلزی مورد استفاده قرار می گیرد و به اصطلاح آزمایش اسید معروف است. این ماده همچنین در محلولهای قلیایی سیانید که در معدن و آبکاری استفاده می شود ، حل می شود. طلا در جیوه حل می شود و آلیاژهای آمالگام را تشکیل می دهد اما این یک واکنش شیمیایی نیست.

فلز طلا از همه فلزات انعطاف پذیر است که می توان آن را به یک سیم با عرض یک اتم رساند و سپس قبل از شکسته شدن بطور قابل ملاحظه ای آنرا کشید. این نانوسیمها در فرآیند شکل گیری ، تغییر شکل مجدد،  انتقال و جابجایی بدون سخت شدن بطور قابل توجهی قابل تحریف هستند.

جالب است بدانید:

یک گرم طلا را می توان در یک ورق ۱ متر مربعی تبدیل کرد. ورقه های طلا را می توان به اندازه کافی نازک زد تا نیمه شفاف شود ، نور منتقل شده به در این وضعیت رنگ آبی مایل به سبز به نظر می رسد ، زیرا این فلز به شدت زرد و قرمز را منعکس می کند.

چنین ورق های نیمه شفافی همچنین نور مادون قرمز را به شدت منعکس می کنند و آنها را به عنوان سپرهای مادون قرمز (گرمای تابشی) در لباس های مقاوم در برابر حرارت و لباسهای فضایی مفید می سازند. این فلز رسانای خوبی برای گرما و برق است.

طلای خالص برای تحمل فشارهایی که در بسیاری از جواهر سازی ها اعمال می شود بسیار نرم است. صنعتگران یاد گرفتند که آلیاژ طلا با سایر فلزات مانند مس ، نقره و پلاتین باعث افزایش دوام آن می شود. از آن زمان در ساخت جواهرات بیشتر آلیاژ طلا با یک یا چند فلز دیگر استفاده می شود.

کاربرد فلز طلا در صنایع مختلف

 

سرمایه گذاری و پول

از آنجا که طلا بسیار با ارزش وعرضه آن بسیار محدود است  مدت زیادی است که به عنوان واسطه مبادله یا پول مورد استفاده قرار می گیرد. اولین استفاده شناخته شده از این فلز در معاملات به بیش از ۶۰۰۰ سال بر می گردد. معاملات اولیه با استفاده از تکه های طلا یا تکه های نقره انجام می شد. نادر بودن ، سودمند بودن و مطلوب بودن این فلز را به ماده ای با ارزش طولانی مدت تبدیل می کند. طلا برای این منظور به خوبی کار می کند زیرا از ارزش بالایی برخوردار است و همچنین با دوام ، قابل حمل و به راحتی قابل تقسیم است.

امروز سکه های طلا دیگر برای معاملات مالی کاربرد گسترده ای ندارند. با این حال ، سکه ها که در وزن های خاص تولید می شوند روش رایجی است که مردم می توانند مقادیر کمی از این فلز را برای سرمایه گذاری خریداری و در اختیار داشته باشند.

استفاده در الکترونیک

مهمترین کاربرد صنعتی این فلز در ساخت وسایل الکترونیک است. دستگاههای الکترونیکی با ولتاژها و جریانهای بسیار کمی کار می کنند که به راحتی با خوردگی یا لکه دار شدن در نقاط تماس قطع می شوند. طلا یک هادی بسیار کارآمد است که می تواند این جریان های ریز را تحمل کند و از خوردگی مصون بماند. قطعات الکترونیکی ساخته شده با این فلز بسیار قابل اعتماد هستند و در کانکتورها ، اتصالات سوئیچ ، اتصالات لحیم کاری ، سیمهای اتصال و نوارهای اتصال استفاده می شود.

مقدار کمی از این فلز تقریباً در هر وسیله الکترونیکی پیشرفته استفاده می شود. این دستگاه ها شامل تلفن های همراه ، ماشین حساب ها ، دستگاه های دیجیتال شخصی ، واحدهای سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) و سایر دستگاه های الکترونیکی کوچک است. اکثر وسایل الکترونیکی بزرگ مانند تلویزیونی نیز حاوی این فلز هستند.

یکی از چالش های استفاده از طلا در مقادیر بسیار کم در دستگاه های بسیار کوچک مصرف مقدار زیاد این فلز گرانبها نیست. مسئله این است که هر سال نزدیک به یک میلیارد تلفن همراه تولید می شود و بیشتر آنها حاوی حدود پنجاه سنت طلا ارزش دارند. میانگین عمر آنها زیر دو سال است و تعداد بسیار کمی در حال حاضر بازیافت می شوند. اگرچه مقدار این فلز در هر دستگاه اندک است ، اما تعداد بسیار زیادی از آنها می تواند مقدارزیادی باشد.

استفاده در رایانه ها

در بسیاری از مکان ها در رایانه رومیزی  یا لپ تاپ از این فلز استفاده می شود. انتقال سریع و دقیق اطلاعات دیجیتالی از طریق رایانه و از یک مؤلفه به مؤلفه دیگر به یک هادی کارآمد و قابل اعتماد نیاز دارد. طلا این نیازها را بهتر از سایر فلزها برآورده می کند. اهمیت کیفیت بالا و عملکرد قابل اعتماد هزینه بالا را توجیه می کند.

اتصالات لبه ای که برای نصب ریز پردازنده و تراشه های حافظه به مادربرد و اتصالات پلاگین و سوکت مورد استفاده برای اتصال کابل ها استفاده می شود ، همه حاوی این فلز هستند. طلا در این اجزاء به طور کلی بر روی فلزات دیگر آبکاری می شود و با مقادیر کمی نیکل یا کبالت آلیاژ می شود تا دوام بیشتری پیدا کند.

کاربردهای فلز طلا در دندانپزشکی

این فلز به دلیل عملکرد عالی و جذابیت زیبایی شناختی در دندانپزشکی استفاده می شود و از آلیاژهای آن برای پر کردن ، تاج ، پل و وسایل ارتودنسی استفاده می شود. این فلز از نظر شیمیایی بی اثر و غیر آلرژی زا است و کار کردن برای دندانپزشک با آن آسان است.

کاربردهای پزشکی طلا

از این فلز  به عنوان دارویی برای معالجه تعداد کمی از مشکلات پزشکی استفاده می شود. تزریق محلولهای ضعیف سدیم آرووتیومالات یا آرتوریتوگلوکوز گاهی برای درمان آرتریت روماتوئید استفاده می شود. علاوه بر این ذرات ایزوتوپ طلای رادیواکتیو در بافت ها کاشته می شوند تا به عنوان یک منبع تابش در درمان سرطان های خاص عمل کنند.

بسیاری از ابزارهای جراحی ، تجهیزات الکترونیکی و دستگاههای پشتیبانی از حیات با استفاده از مقادیر کمی از این فلز ساخته می شوند. طلا غیر واکنشی است و در تجهیزات الکترونیکی و دستگاههای پشتیبانی از زندگی بسیار قابل اعتماد است.

استفاده از طلا در هوافضا

اگر می خواهید میلیاردها دلار برای وسیله نقلیه هزینه کنید که هنگام راه اندازی و در سفر به روغن کاری ، نگهداری و تعمیر نیاز نداشته باشد طلا بهترین گزینه است . دقیقاً به همین دلیل است که در هر وسیله نقلیه فضایی که ناسا پرتاب می کند این فلز به صدها روش استفاده می شود.

بسیاری از قسمت های هر وسیله نقلیه فضایی دارای فیلم پلی استر روکش شده با طلا هستند. این فیلم تابش مادون قرمز را منعکس کرده و به ثبات دمای فضاپیما کمک می کند. بدون این روکش ، قسمت های تیره فضاپیما مقادیر قابل توجهی گرما را جذب می کنند.

همچنین از این فلز به عنوان روان کننده بین قطعات مکانیکی استفاده می شود. در خلاء فضا ، روان کننده های آلی تبخیر شده و در اثر تابش شدید فراتر از جو زمین تجزیه می شوند. طلا از مقاومت برشی بسیار کمی برخوردار است  و یک فیلم نازک از طلا بین قسمت های مهم در حال حرکت به عنوان روان کننده استفاده می شود .

استفاده از طلا در آینده

بیشتر کاربردهای امروزه این فلز فقط در دو یا سه دهه اخیر توسعه یافته است. این روند به احتمال زیاد ادامه خواهد یافت. از آنجا که جامعه ما به مواد پیشرفته تر و مطمئن تری نیاز دارد ، استفاده ما از طلا افزایش می یابد. این تقاضای رو به رشد ، تعداد کم جایگزین و عرضه محدود باعث می شود ارزش و اهمیت طلا به مرور و به طور پیوسته افزایش یابد.