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Oro

Leghe metalliche e composti dell'oro

L'oro, il cui nome e il cui simbolo derivano dal latino aurum, è probabilmente il primo metallo scoperto dall'uomo già nella preistoria.

È un elemento diffuso ma raro, costituendo all’incirca il 5·10-7 % della crosta terrestre.

Si trova soprattutto allo stato elementare (per lo più in lega con minori quantità di argento) in vene o filoni contenuti in rocce ignee acide, spesso associato a pirite e altri solfuri.

E’ generalmente in forma di lamelle microscopiche, talvolta fuse in granuli più grandi (pepite).

Di minore importanza sono i giacimenti di origine secondaria, formazioni alluvionali e sabbie aurifere che derivano dalle giaciture principali per erosione e successivo accumulo in zone depresse, per esempio in prossimità di corsi d'acqua dove è possibile trovare pagliuzze o piccole pepite di oro separatesi per gravita, eccezionalmente sono state trovate anche pepite di grandissime dimensioni.

L'oro è presente in piccole quantità (0,005 ppm) anche nelle acque del mare, nonché in alcuni rari minerali quali i tellururi calaverite AuTe2, silvanite (Au,Ag)Te2, e alcuni seleniuri.

L'oro è un metallo a densità molto elevata, di colore giallo, tenero, estremamente duttile e malleabile, tanto da potere essere laminato in film di spessore di 10-5 mm. E’ (dopo l'argento e il rame) tra i migliori conduttori del calore e dell'elettricità.

Forma molto facilmente amalgame con il mercurio: la sua solubilità in quest'ultimo elemento aumenta fortemente al crescere della temperatura.

L'oro è un metallo nobile, chimicamente inerte e rimane inalterato anche a caldo all'aria, all'acqua e in presenza dei comuni agenti chimici quali acidi (anche ossidanti) e basi in soluzione acquosa, e non reagisce con lo zolfo e il selenio.

Viene attaccato dagli alogeni in presenza di acqua, e facilmente disciolto da una miscela 3/1 di acido cloridrico e nitrico (acqua regia) con formazione dello ione tetracloroaurato (III):

Au + NO3- + 4 Cl- + 4 H3O+ → [AuCl4]- + NO + 6 H2O

Anche le soluzioni dei cianuri alcalini in presenza di ossigeno lo disciolgono formando lo ione dicianoaurato (I), [Au(CN)2]-. Tale reazione è sfruttata per l'estrazione dell'oro dai suoi minerali.

A temperature relativamente elevate reagisce con il perossido di sodio formando aurato (III) di sodio NaAuO2, e con cloruri di tionile e solforile formando cloruro aurico AuCl3.

Alla temperatura di 20°C la densità dell'oro è pari a 19320 kg/m3; alla stessa temperatura il peso specifico dell'oro vale 189529 N/m3.

oro

Oro

Composti dell'oro

L'oro forma numerosi composti corrispondentemente ai suoi principali stati di ossidazione +1 (composti aurosi) e +3 (composti aurici).

A causa però dell'inerzia chimica dell'elemento, tutti i composti dell'oro vengono facilmente ridotti a metallo e si comportano pertanto di norma da agenti ossidanti.

Nello stato +1 l'oro non è stabile in soluzione acquosa e tende a dismutare secondo la reazione:

3Au(aq)+ → Au(aq)3+ + 2Au(s)

Pertanto esistono in soluzione solo ioni complessi di Au (I), mentre allo stato solido risultano abbastanza stabili (in assenza di acqua) alcuni composti insolubili come gli alogenuri, il cianuro e il solfuro.

Il monocloruro di oro AuCl, o cloruro auroso, si discioglie nelle soluzioni acquose di cloruri alcalini formando lo ione complesso dicloroaurato (I), (AuCl2)-, abbastanza stabile, come lo sono i corrispondenti sali allo stato solido [per esempio dicloroaurato (I) di sodio NaAuCl2].

Il monoioduro di oro AuI, o ioduro auroso, è una polvere gialla ottenibile per reazione in soluzione acquosa tra ioduro di potassio e acido cloroaurico:

3I- + (AuCl4)- → 4 Cl- + AuI + I2

Anche allo stato di ossidazione +3 l'oro esiste solo sotto forma di ioni complessi in soluzione acquosa oppure di composti insolubili. Tra questi il triossido di dioro Au2O3 (o ossido aurico), solubile negli acidi cloridrico e nitrico. Come l'idrossido ha carattere anfotero e si discioglie nelle soluzioni degli idrossidi alcalini.

Il triidrossido di oro Au(OH)3, ha carattere anfotero, per cui viene disciolto dagli idrossidi alcalini con formazione dello ione diossoaurato (III) (AuO2)-, o tetraidrossoaurato (III) [Au(OH)4]-, e dagli acidi alogenidrici con formazione di ioni tetraalogenoaurato (III).

Il tricloruro di oro AuCl3 (o cloruro aurico), ha comportamento chimico analogo a quello del tribromuro di oro AuBr3, o bromuro aurico, solido rosso, anch'esso di struttura dimera.

Tra i tetraalogenoaurati (III) si ricorda l'acido tetracloroaurico  H(AuCl4), cristallizzabile come sale di idrossonio(H3O)+·(AuCl4)-·3H2O,che è tra i composti principali dell'oro, e può essere ottenuto per attacco del metallo con acqua regia e successiva evaporazione. È un solido giallo-arancio, igroscopico, avente le caratteristiche di energico ossidante.

Silvanite

Silvanite

Leghe metalliche dell'oro

A seconda dell'elemento metallico con cui si lega l'oro forma leghe metalliche con colorazioni diverse: l'argento in quantità superiori al 50% crea una lega di colore bianco. Il rame sposta rende la lega di colore rossiccio, mentre l'alluminio, la rende di colore viola intenso. L'oro bianco è ottenuto attraverso una lega con nichel e zinco. A questa , per migliorare la lavorabilità, viene sempre aggiunto rame.

L'oro, a causa della sua scarsa durezza, non viene mai utilizzato puro, ma in lega con altri metalli. Il carato esprime la purezza dell'oro: l'oro al 100% di purezza è a 24 carati, quello al 75% di purezza è a 18 carati.

Utilizzo dell'oro

L'oro da sempre è stato utilizzato in oreficeria e per il conio di monete. Oggigiorno invece sta diventando sempre più importanti nel settore spaziale l'utilizzo dell'oro per circuiti stampati e schermi termici che utilizzano soprattutto le ottime proprietà elettriche e ottiche dell'oro.

Metodo di produzione dell'oro

Un tempo, l'oro veniva prodotto per levigazione con acqua delle sabbie aurifere. Attualmente il processo di gran lunga più impiegato è quello di cianurazione, che permette di estrarre circa il 90% dell'oro contenuto nel minerale. L'oro frantumato viene trattato in una serie di reattori continui agitati con una soluzione acquosa di cianuro di sodio, dove si discioglie formando lo ione dicianoaurato (I). La soluzione viene trattata con zinco metallico per precipitare l'oro in forma finemente suddivisa:

2 Au + ½ O2 + H2O + 4 CN- → 2 [Au(CN)2]- + 2 OH-

2 [Au(CN)2]- + Zn → 2 Au + [Zn(CN)4]2-

L'oro grezzo può essere purificato mediante la clorurazione del metallo fuso con cloro gassoso (l'argento e le altre impurezze formano cloruri facilmente separabili), l'attacco con acido nitrico o solforico (che lascia indisciolto il solo oro) e la raffinazione elettrolitica.

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