1、7.1金、银性质及用途7.1.1金银的物理性质金、银一一黄色和白色金属。金的纯度,可用试金石鉴定,称“条痕比色”。所谓“七青、八黄、九紫、十赤”,意思是条痕呈青、黄、紫和赤色的金含量分别为70%、80%、90%和纯金。金、银为面心立方晶格,特点是具有极为良好的可锻性和延展性。金可压成0.0001mm厚的箔,这样的金箔透明,所透过的光为绿色。金、银可拉成直径为0.001mm的细丝。金、银的导热、导电性能非常好。银的导电性胜过所有其他金属,金仅次于银和铜。这两个金属的晶格大小接近,二者可形成一系列的连续固溶体。金的蒸气压大大低于银(见表7-1)。银的挥发性在高温下相当高,且在氧化气氛下
2、比还原气氛下更高。这一特性在火法冶金中必须重视。表7-1金银的主要物理性质性质金ISi子取196.LO7.密度(2I1T)19.3210.49品格届urn0.407860.40B62康子半桎nm0.1440144熔点龙49(50.5沸点七2200热熔J/md*K25.225.4熔化热36R导热蔡数(25:/mK315433电肌系数C2STcm2.421.61真氏谨度(金刚=)0)Z.52.17.1.2银的化学性质银与氧不直接化合,但在熔融状态下一体积银溶解近20倍体积的氧。固态下氧的溶解度很小,因此,在银熔体固化时溶于其中的氧析出,且常伴随有金属喷
3、溅现象发生。银不直接与氢、氮、碳反应,仅在红热下与磷反应并生成磷化物。加热时银易与硫形成硫化银,某些硫化物(如黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿)热离解时析出的气态硫作用于银时生成AgS当与H2S作用时,银表面生成一层黑色膜,该过程在室温下已能缓慢进行,这是银制品逐渐变黑的原因。银还与游离氯、溴、碘相互作用形成相应的卤化物。这些反应甚至在常温下也能缓慢进行,而当有水存在、加热和光线照射下,反应加速。银在水溶液中的电极电位是:AgAg++e=+0.8V因此,银象金一样,不能从酸性水溶液中析出氢,对碱溶液也是稳定的。但与金不同,银能溶于强氧化性酸,如硝酸和浓硫酸。与金一样,银易与王水、饱和
4、有氯的盐酸作用,但银是形成微溶的氯化银而留于不溶渣中。人们常利用金和银的这种差别将二者分离。在与空气氧接触下细微银粉溶于稀硫酸。与金相似,银也溶于饱和有空气的碱金属和碱土金属的氰化物溶液中,溶于有Fe3+存在的酸性硫脲溶液中。7.1.3金的化学性质作为贵金属,金最重要的特征是化学活性低。在空气中,即使在潮湿的环境下金也不起变化,故古代制成的金制品可保存到今天。在高温下,金也不与氢、氧、氮、硫和碳反应。金和溴在室温下可起反应,而和氟、氯、碘要在加热下才反应。金在水溶液中的电极电位很高:+AuAu+e,=+1.73VAuAu3++3e,=+1.58V因此,无论在碱中
5、还是在硫酸、硝酸、盐酸、氟氢酸以及有机酸中,金都不溶解。在有强氧化剂存在时,金能溶解于某些无机酸中,如碘酸(H5IO6)、硝酸;有二氧化锰存在时金溶于浓硫酸。金也熔于加热的无水硒酸H2SeQ(非常强的氧化剂)中。金易溶于王水、饱和氯的盐酸、含有氧的碱金属和碱土金属的氰化物水溶液中。含Fe3+的硫脲酸性水溶液也是金的好溶剂。此外,金的其他溶剂还有氯水、溴水、KI和HI中的碘液等。在所有场合下金溶解都是形成相应的配合物,而不是以Au+或Au3+这样的简单离子出现的。金的化合物有两种氧化形态,即一价金和三价金。金的所有化合物都相当不稳定,易还原成金属,甚至灼烧即可成金。7.1.4金、
6、银的用途金、银主要是用作首饰、美术工艺、货币的原料,现在其用途深入到科技、工业和医疗等方面。由于黄金、白银的化学性质稳定,色彩瑰丽夺目,久藏不变,易于加工,所以自古以来它们就是首饰、装璜、美术工艺的理想材料。直至今天,世界各国仍有大量黄金用于珠宝业。自从商品出现以后,随之出现了货币。最早充当货币的不是金、银,而是农、牧产品,如羊、布、茶叶等,然后是铜,后来才是金、银。我国“虞夏之币,或黄,或白,或赤”,指的亦不一定是金、银、铜,因无出土文物为证。但可以确信无疑的是楚国的金币“郢爱”,又称金饼子,距今已有2000多年。公元前六世纪,古波斯铸造了著名的“大流克”金币。
7、我国银币则较晚,自制的第一批银元,是清光绪年间(18281889)铸造的,每枚含银0.72两。“金银天然不是货币,但货币天然是金银”。这话是指金、银被人类发现后,不是天然地就成为货币,而是当货币出现后,金、银才成为理想的货币。尽管金、银是理想的货币材料,但今天已很少用金币、银币作流通手段,而大量是用作储备、支付手段。据统计,1980年生产的一千多吨黄金,约有60%被国家银行、私人银行买进囤积。金、银已成为世界货币。一个国家拥有金、银的数量,是她的财力的标志。金、银用于科技、工业上为时不久。据统计,日本在1960年工业用金约12吨,1976年上升到100.9吨。
8、据估计,今后工业用金将按3.54%的速度逐年增加。金、银在科技、工业及其它方面的用途,大致如下:(1)电接触材料金、银及其合金是目前最重要、较经济的电接触材料,适用于中等负荷的电器中,如银氧化镉合金,便是理想的高负荷电接触材料。金或金基合金,不仅可用作开关接点,还可用于滑动接触材料。(2)电阻材料金、银及其合金,常用作电阻材料。如银-锰(锡)合金的电阻系数适中,电阻温度系数低,对铜热电势小,可用作标准电阻。又如金-钯-铁合金中再加铝、钛、镓及钼等元素,可得到高电阻系数、低温度系数的电阻材料。(3)测温材料贵金属中的金、银和铂、钯、铱、铑组成的合金,可作测温元件。如
9、PtRh10-AuPd40的热电偶,用于航空测温仪表;Ag-Pd热电偶,在400C以下很稳定,用作标准温度计。(4)焊接材料贵金属及其合金,是重要的焊接材料,如银基合金钎焊料的熔点低,强度高,塑性和加工性能好,在各种介质中有良好的耐蚀性以及良好的导电性。AgMn15合金用来焊接高温工作零件,如喷气式发动机的涡轮导向叶片和燃烧室零件等。金基合金钎焊料,比银基合金具有更好的性能,如AuNi18合金,有极好的高温性能,可用来钎焊航空发动机的叶片;Au-Ni-Cu钎焊料,可用作电子原件的一级钎料。(5)氢净化材料钯对氢(及其同位素)具有选择透过性,但纯钯的稳定性差,不宜用作氢净