Gold: Element Eigenschaften und Verwendungen

Einführung in das Element

Gold war im Laufe der Geschichte wegen seiner Seltenheit, Attraktivität und Beständigkeit begehrt, da es im Mittelpunkt von Kunst, Geld und rituellen Gegenständen steht. Seine besonderen Eigenschaften haben es jedoch auch in der heutigen industriellen, technologischen und medizinischen Verwendung unersetzlich gemacht, so dass seine Nützlichkeit weiterhin über der kulturellen und ästhetischen Bedeutung steht.

Physikalische Eigenschaften von Gold

Die physikalischen Eigenschaften vonGold sind nicht weniger erstaunlich und ungewöhnlich:

- Die Dichte: Gold hat eine Dichte von 19,32 g/cm³ und ist damit eines der dichtesten Metalle. Ein winziges Nugget wiegt erstaunlich viel mehr, was sein Verhältnis von Masse zu Volumen zeigt.

- Verformbarkeit und Duktilität: Gold ist das formbarste und dehnbarste bekannte Metall. Es ist möglich, eine Unze davon in ein 300 Quadratmeter großes Blech zu pressen oder es zu einem über 50 Meilen langen Draht zu ziehen. Es eignet sich für Anwendungen, bei denen dünne Schichten ideal sind, wie Blattgold auf Kunstwerken oder reflektierende Beschichtungen auf Elektronik.

- Glanz: Es besitzt einen reichen metallischen Glanz, der sowohl langlebig als auch attraktiv für das Auge ist, und es bleibt über Jahrhunderte hinweg glänzend, ohne zu korrodieren.

- Weichheit: 24-karätiges oder reines Gold ist weich und wird daher zur Herstellung von Schmuck und Gebrauchsgegenständen mit Kupfer, Silber oder Palladium legiert.

- Leitfähigkeit: Gold ist ein guter Strom- und Wärmeleiter und wird daher für hochzuverlässige elektronische Anschlüsse und Schaltkreise verwendet.

Chemische Eigenschaften von Gold

Die chemischen Eigenschaften von Gold sind nicht weniger herausragend:

- Inertheit: Als Edelmetall oxidiert und korrodiert Gold nicht, weshalb antike Gegenstände auch nach Jahrtausenden noch in einwandfreiem Zustand gefunden werden.

- Beständigkeit gegen Säuren: Gold ist mehr oder weniger inert gegenüber den meisten Säuren, löst sich aber in Königswasser (einer Kombination aus Salpeter- und Salzsäure), das jahrhundertelang zur Reinigung von Gold verwendet wurde.

- Oxidationsstufen: Gold kommt hauptsächlich in den Oxidationsstufen +1 (aurisch) und +3 (aurisch) vor, in einigen Fällen auch in den Oxidationsstufen -1, +2 und +5. Alle diese Oxidationsstufen sind für die Katalyse, die Galvanotechnik und die chemische Synthese von Bedeutung.

Grundlegende Materialeigenschaften

Weitere Informationen finden Sie bei Stanford Advanced Materials (SAM).

Häufige Verwendungszwecke von Gold

Die Vielseitigkeit von Gold ergibt sich aus seiner einzigartigen Kombination von Eigenschaften:

1. Schmuck und dekorative Kunst

75 % des gesamten geförderten Goldes wird für Schmuck verwendet. Seine Formbarkeit ermöglicht die Herstellung komplizierter Designs, und seine Trägheit verhindert, dass Ringe, Halsketten und andere Schmuckstücke im Laufe der Jahrhunderte anlaufen. Es wird auch in Form von Blattgold in der Kunst und der architektonischen Dekoration verwendet, z. B. für vergoldete Kuppeln und religiöse Ikonen.

2. Elektronik

Aufgrund seiner ausgezeichneten Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit wird Gold für hochzuverlässige Schalter, Platinen und Stecker verwendet. Die Vergoldung von Smartphone-Steckern beispielsweise gewährleistet eine lange Signalintegrität trotz wiederholter mechanischer Belastung. Ein durchschnittliches modernes Smartphone enthält 0,03 bis 0,05 Gramm Gold, was verdeutlicht, wie ein Bruchteil einer Menge hochwirksam ist.

3. Investitionen und Finanzen

Gold ist ein traditionelles Wertaufbewahrungsmittel, das in Form von Münzen, Goldbarren und Zentralbankreserven verwendet wurde. Aufgrund seiner Seltenheit und Stabilität kann es als Absicherung gegen Inflation, Währungsabwertung und Marktschwankungen verwendet werden.

4. Zahnmedizin

Goldlegierungen werden häufig für Kronen, Brücken und Füllungen verwendet, da sie hart und biokompatibel sind. Im Gegensatz zu anderen Metallen korrodiert Gold im Mund nicht, was die Herstellung von dauerhaftem Zahnersatz ermöglicht.

5. Luft- und Raumfahrt und High-Tech-Anwendungen

In Raumfahrzeugen werden dünne Goldschichten als Wärmedämmung verwendet, um die Sonnenstrahlung zur Temperaturkontrolle zu reflektieren. Die Helme der Astronauten sind mit Gold beschichtet, um die Augen vor schädlicher UV-Strahlung zu schützen.

6. Medizin

Radioisotope wie Au-198 finden Anwendung in der Krebsbehandlung, während Gold-Nanopartikel für die gezielte Verabreichung von Medikamenten und die diagnostische Bildgebung untersucht werden. Dabei werden die Inertheit von Gold und seine Funktionalisierung mit Biomolekülen ausgenutzt.

Häufig gestellte Fragen

Was sind die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Gold?

Gold besitzt eine hohe Dichte, Formbarkeit, Duktilität, Leitfähigkeit und chemische Inertheit in einer Kombination, die einzigartig genug ist, um sowohl künstlerisch als auch industriell genutzt werden zu können.

Wie wird Industriegold raffiniert?

Industriegold wird abgebaut, zerkleinert, chemisch abgetrennt und durch Cyanidierung und Elektroraffination raffiniert.

Warum wird Gold trotz der hohen Kosten in der Elektronik verwendet?

Ihre Zuverlässigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit rechtfertigen die Kosten in lebenswichtigen Systemen, bei denen ein Ausfall nicht in Frage kommt, z. B. in der Luftfahrt und der Medizin.

Können Goldlegierungen die Leistung verbessern?

Goldlegierungen verleihen Metallen wie Kupfer, Silber oder Palladium Festigkeit und Härte, ohne die Leitfähigkeit oder Korrosionsbeständigkeit zu beeinträchtigen.

Auf welche Weise stärken goldhaltige Produkte die Industrie?

Elektronik wird robuster und zuverlässiger, zahnmedizinische Materialien werden biokompatibel, und Produkte für die Luft- und Raumfahrt werden mit einem Wärmeschutz versehen, was die Vielseitigkeit von Gold in verschiedenen Branchen zeigt.