Direkt zum Inhalt

Lexikon der Chemie: Gold

Gold, lat. Aurum, Symbol Au, chem. Element aus der I. Nebengruppe des Periodensystems, der Kupfergruppe, Edelmetall, Reinelement; Z 79, Atommasse 196,9665, Wertigkeit III, I, Härte nach Mohs 2,5, D. 19,32 g cm-3, F. 1063,0 °C, Kp. 2660 °C, elektrische Leitfähigkeit 48,1 Sm/mm2, Zugfestigkeit 127,5 N/mm2, Standardelektrodenpotential (Au/Au2+) + 1,691 V.

Eigenschaften. G. ist ein rötlichgelbes ("goldgelbes"), in kubisch dichtester Kugelpackung (Goldstruktur) kristallisierendes Metall mit meist dodekaedrischem oder oktaedrischem, seltener würfelförmigem Kristallhabitus, dessen elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit etwa 70 % jener des Silbers betragen und für das eine ausgeprägte Dehn- und Walzbarkeit typisch ist. So kann man G. zu blaugrün durchscheinenden, in der Aufsicht goldgelben Blättchen von 0,0001 bis 0,0002 mm Dicke ausschlagen und Drähte von weniger als 0,01 mm Durchmesser kaltziehen. Aufgrund seiner Weichheit erhält G. durch Polieren einen prachtvollen gelben Glanz. Als typisches Edelmetall durch ein hohes Oxidationspotential gekennzeichnet, wird G. durch Wasser, Laugen und Säuren, durch trockene und feuchte Luft nicht angegriffen. Sauerstoff reagiert selbst bei höheren Temperaturen nicht mit G., auch geschmolzene Ätzalkalien greifen G. nicht an. Allein kräftige Oxidationsmittel, wie Königswasser oder andere Kombinationen von Halogenwasserstoffsäuren mit Oxidationsmitteln (freie Halogene, Wasserstoffperoxid, Chromsäure), vermögen G. zu lösen. Starke Komplexbildner, wie das Cyanid-Ion, wirken zusammen mit Luftsauerstoff lösend auf G. ein. Diesem Auflösungsprozeß liegt die Verschiebung des Oxidationspotentials Au/Au+ durch die hohe thermodynanische Stabilität des entstehenden Dicyanoaurat(I)-Ions zugrunde. Chlor und Brom reagieren mit G. zu den entsprechenden Trihalogeniden, wobei die Chlorierung bei erhöhter Temperatur, die Bromierung bereits bei Raumtemperatur abläuft. Reduktionsmittel scheiden aus Goldsalzlösungen elementares G. ab, dabei entstehen vielfach intermediär intensiv gefärbte purpurrote, blaue oder violette, auch braunschwarze Goldkolloide.

Das Gold(I)-Ion tritt aufgrund seiner ausgeprägten Neigung zur Disproportionierung in wäßriger Lösung nicht auf: 3 Au+aq → 2 Au + Au3aq+. Es lassen sich nur solche Gold(I)-Verbindungen herstellen, die wie die Gold(I)-halogenide durch sehr geringe Löslichkeiten oder wie eine Reihe von Gold(I)-Komplexen durch hohe thermodynanische Stabilitäten ausgezeichnet sind. Gold(III)-Verbindungen stellen durchweg Komplexe der Koordinationszahl 4 dar, in denen das mit Pt2+isoelektronische Au3+-Ion (Elektronenkonfiguration 5d8) eine quadratisch-planare Ligandenumgebung aufweist.

Analytisches. Nachweis und quantitative Bestimmung von G. erfolgen meist durch Reduktion seiner Verbindungen zum Metall. Als Nachweismethode besonders geeignet ist die Bildung des Cassiusschen Goldpurpurs.

Vorkommen. G. stellt ein seltenes Element dar, das am Aufbau der Erdkruste mit nur etwa 5·10-1 % beteiligt ist. Der Goldgehalt der Ozeane liegt im Bereich von 0,008 bis 4 ppb. Gegenüber den sehr seltenen Goldmineralen wie Calaverit (Kremerit) (Au, Ag)Te2, Sylvanit (Schrifterz) (Au, Ag)Te4 und Blättererz (Pb, Au) (S Te, Sb)1-2 dominieren Vorkommen von metallischem G, wobei dieses "gediegene" G. nicht chemisch rein, sondern legiert mit Silber, vielfach auch verunreinigt durch Kupfer und Eisen auftritt. Als Berggold findet sich silberhaltiges G. unregelmäßig eingesprengt in Quarzgänge; im Verlaufe von Verwitterungsprozessen durch Wasser weggewaschen, tritt G. als silberärmeres Seifengold oder Waschgold in Form von Goldstaub oder -körnern, seltener von Goldklumpen (Nuggets) in Ablagerungen heutiger oder früherer Flußläufe auf.

Gewinnung. Noch heute wird die Schwerkraftaufbereitung (Goldwäsche) angewendet, bei der man die beträchtlichen Dichteunterschiede zwischen G. und den Begleitmineralen ausnutzt. Hierbei werden die goldhaltigen Sände über rauhen Oberflächen ausgewaschen, auf denen das Gold zurückbleibt und von Hand ausgelesen wird. Als weitere Methode wurde im 19. Jh. die Amalgamierung entwickelt, bei der man das zerkleinerte goldhaltige Material über Amalgamplatten (geneigte Kupferbleche, deren Oberfläche mit Quecksilber bedeckt ist) leitet, wobei G. als Amalgam gebunden wird und die anschließende Trennung beider Metalle destillativ erfolgt. Die Bedeutung dieser Methode ist jedoch heute aus ökologischen Gründen rückläufig.

Wegen der höheren Goldausbeuten wird heute sehr stark die Cyanidlaugerei angewendet, wobei diese vielfach mit den älteren Methoden kombiniert wird. Bei mit Sulfidmineralen vergesellschafteten Goldvorkommen wird der Cyanidlaugerei eine Voranreicherung durch Flotation vorgeschaltet. Zur Cyanidlaugung wird das gebrochene und naßgemahlene Erz unter Kalkzusatz (1 kg/t Erz) mit 0,15 kg Natriumcyanid je t Erz versetzt, worauf G. bei guter Durchlüftung der Suspension innerhalb von 12 Stunden in Lösung geht: 4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O → 4 Na[Au(CN)2] + 4 NaOH. Das selektiv gelöste G. wird anschließend durch Zusatz von Zinkspänen gefällt: 2 Na[Au(CN)2] + Zn → Na2[Zn(CN)4] + 2 Au. Durch Abrösten und Flußmittelzusatz werden Begleiter, wie Blei, Zink und Eisen, über die Oxide in Silicate und Borate übergeführt, und man erhält silberhaltiges Rohgold. Die Umwandlung dieses Rohgoldes in Feingold von 99,7 bis 99,8 % erfolgt durch Behandlung mit heißer konz. Schwefelsäure, wobei Silber als Silbersulfat gelöst wird. Eine weitere Reinigung zu Feingold mit einem Feingehalt von > 99,9 % kann auf elektrochem. Wege erfolgen, wobei das zu reinigende G. als Anode geschaltet wird und unter Verwendung von Tetrachlorogoldsäure als Elektrolyt die Abscheidung an Kathoden aus reinstem Gold erfolgt. Eine solche elektrochem. Raffination des G. ist vor allem dann vorteilhaft, wenn das Rohgold Platin-
metalle enthält, die sich unter den Raffinationsbedingungen im Anodenschlamm (Ruthenium, Osmium, Iridium) bzw. im Elektrolyten (Platin, Palladium) sammeln.

Verwendung. Ein erheblicher Teil des in der Welt produzierten G. dient als Währungsreserve und steht damit zur Weiterverarbeitung nicht zur Verfügung. Die Hauptmenge des verarbeiteten G. wird zur Schmuckherstellung herangezogen. Weiterhin wird G. in der Zahnprothetik eingesetzt und dient der Herstellung von Münzen und Medaillen. Ein ansteigender Verbrauch von G. ist für die Elektroindustrie zu beobachten. Kolloidales G. wird zur Herstellung von Goldrubinglas verwendet. In den meisten Fällen wird G. in Form von Goldlegierungen verarbeitet. Gold(I)-Verbindungen mit Thiolat-Liganden werden als Antirheumatika eingesetzt.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


Partnervideos