79 Au Gull
Atommasse:
196,966569
Fase (ved 25 °C):
Fast
Smeltepunkt:
1064 °C / 1337 K
Kokepunkt:
2856 °C / 3129 K
Vis flere fakta
Gruppe:
11
Periode:
6
Blokk:
d
Elektronkonfigurasjon:
[Xe]6s<sup>1</sup>4f<sup>14</sup>5d<sup>10</sup>
Elektronegativitet:
2,54
Tetthet (ved 25 °C):
19,32 g/cm³
Vis færre fakta
Foto: Øystein Foss, Kjemisk Institutt,UiO

Det ubrukelige metallet - eller?

Vi har alle et forhold til gull, metallet med den skinnende gule fargen som vi benytter i de viktigste smykkene. Gull symboliserer rikdom og makt mer enn noe annet. Samtidig er gull er på mange måter et av de mest ubrukelige grunnstoffene. Rent gull er nemlig et så bløtt metall at det ikke kan benyttes til verken redskap eller våpen. I tillegg er gull svært tungt! Det er imidlertid nettopp denne mangelen på brukelighet som gjør gull så spesielt og ettertraktet. Gull er stabilt og reagerer ikke med luft - overflaten forblir like fin over tid, den blir ikke svart som sølv eller grønn som kopper. Gull som har ligget på havets bunn i 100 år er fortsatt like flott! Dette gjør at gull i dag også har viktige anvendelser f.eks. i kontaktpunkter i elektronikk. Og mens et tonn drivverdig gullmalm typisk inneholder 1 til 5 gram gull, kan et tonn avdankende mobiltelefoner inneholde så mye som 150 gram gull. Gjenvinning eller urban gruvedrift kan derfor være vel så lønnsomt som vanlig gruvedrift.

Anvendelser

Ser vi bort fra gull som valuta og bruk i smykker, så er anvendelsene av gull betydeligst i elektronikkindustrien. Det brukes over 100 tonn i året til dette formålet. Hvorfor? Gull er edelt og reagerer ikke med luft over tid. Dermed unngår man overflatebelegg som reduserer kvaliteten på elektronikken.

I tillegg benyttes tynne gullfilmer som strålingsskjold. Gull reflekterer 97 % av strålingen i det infrarøde området og dette utnyttes for eksempel i enkelte typer glassvinduer som belegges med en tynn gullfilm.

Siden moderne elekronikk inneholder betydelige mengder gull og andre edle og/eller sjeldne metaller så er gjenvinning av økende viktighet. 1 tonn mobiltelefoner inneholder i størrelsesorden 150 gram gull, men også 100 kg kobber og 3 kg sølv. Legger vi til at de også inneholder platina, ruthenium (i motstander), indium (i elektroder i displayet), vismut (i blyfritt loddetinn) og annet, så ser vi kanskje verdiene? Gull, platina, vismut og indium er alle sjeldne metaller, og dagens forbruk har ført til at prisene på disse metallene har steget raskt de senere år; fra 2003 til 2006 steg for eksempel indiumprisen med 900 %. Uten effektiv gjenvinning så vil prisene fortsette å stige. Men mens vi har et relativt effektivt retursystem i Norge, mangler dette i store deler av verden. I Europa gjenvinnes trolig kun ca. 10 % av mobiltelefonene (størrelsesorden 20 % i Norge), 65 % blir trolig liggende i skuffer rundt om i de tusen hjem. Og avdankede mobiler utgjør bare en type elektronisk avfall.

I kroppen

Gull har ingen biologisk rolle. Både gull og gullsalter har lav giftighet siden de i liten grad tas opp av kroppen. Likevel har gull blitt benyttet i menneskekroppen; av tannleger. Etruskerne benyttet i sin storhetstid (1000 til 400 f.Kr.) gull i tannpleien. De benyttet gullbroer for å holde kunstige tenner på plass. Gullfyllinger benyttes fortsatt idag. Materialet som benyttes er ikke rent gull - det er for mykt. Istedet benyttes legeringer med sølv, palladium og små menger sink.

Navn

Gull har fått sitt navn fra sanskrit; jval betyr å skinne. Det kjemiske symbolet Au er en forkortelse for latinske Aurum, kommer fra Aurore, morgenrødens gudinne.

Betegnelsen karat stammer fra det italienske, arabiske og greske navnet på frukten fra Johannesbrødtreet? Frøet fra denne frukten ble nemlig brukt som vektlodd av oldtidens handelsmenn.

Tidligere ble gullets renhetsgrad angitt i såkalt karat. Ordet karat stammer fra det italienske ordet ”carato”, det arbiske ”quirat” og det greske ”keraton”. Disse ordene er navnet på frukten fra Johannesbrødtreet. Frøet fra denne frukten ble nemlig brukt som vektlodd av oldtidens handelsmenn - og dermed vår betegnelse karat.

Ekte gull er på denne skalaen beskrevet som 24 karat. Et gullstykke på 18 karat inneholder 18/24 gull og 6/24 av et annet metall, typisk sølv og kobber. Disse andre metallene tilsettes for å gjøre gullet hardere.

I dag er det mest vanlig å merke gull med renhetsgrad i tusendeler. De vanligste renhetsgradene er:

  • 999 = rent gull = 24 karat
  • 750 = 75,0% = 18 karat
  • 585 = 58,5% = 14 karat

Rent gull er altå skinnende gult men for bløtt til å kunne benyttes i de fleste smykker. Gult 14 karat gull inneholder derfor typisk 26 % Cu, 13 % Ag samt 3 % Zn. Ved å variere metallene som tilsettes (og mengdeforholdet) dannes legeringer som har andre egenskaper og andre farger. 14 karat gull med ca. 17 % Cu og Ni samt 7 % Zn er hvitt. Rød (14 karat) gull inneholder typisk 28 % Cu samt 7 % Ag og Zn, mens grønt (14 karat) gull typisk inneholder 35 % Ag, 7 % Cu samt litt Zn.

Historie

Faraoene, keiserne i romerriket og de spanske konkvistadorene var alle som Kong Midas og storskurken Goldfinger i James Bond-filmen fra 1964 svært så gullhungrige. Så selv om gull er et fredelig grunnstoff i betydningen at det vanskelig lar seg gjøre å lage effektive våpen med dette metallet, har gull alltid ført til krig, mord og elendighet. Dette skyldes selvfølgelig at metallet er blitt benyttet som betalingsmiddel og at det mer enn noe annet symboliserer rikdom og makt.

Mennesket har i stor grad benyttet metallet som betalingsmiddel og til utsmykning. Av de 140 000 tonn man mener har blitt produsert fram til 2002, har trolig 20 000 tonn forsvunnet etter industriell bruk; av de resterende 120 000 tonn finnes 33 000 tonn som gullreserver i banker (i Fort Knox i USA lagres 300 000 gullbarer, hver på 14 kg og totalt 4300 tonn), mens den største delen på 87 000 tonn er i privat eie som smykker, mynter og annet.

Gull var kanskje det første metallet som mennesket kom i kontakt med. Det finnes i de fleste land og gjerne som inklusjoner i kvartsrike bergarter. Vi finner derfor gullforekomster i elveleier i store deler av verden - og den store tettheten fører til at metallet kan vaskes ut av den lettere sanden. Metallet er meget smibart, og kan lett valses ut til tynne folier eller dras til lange tråder. Denne egenskapen utnyttet også våre forfedre tidlig.

Gull ble sannsynligvis først benyttet som betalingsmiddel i de gamle elvesivilisasjonene Eufrat, Tigris, Nilen og Indus mellom 3000 og 2000 f.Kr. Omkring år 1100 f.Kr. benyttet kineserne små gullkvadrater som betalingsmiddel.

Går vi fram i tid og til Europa, så utga de gamle grekerne verdens første mynter av en legering av gull og sølv som ble kalt elektrum. Elektrum fantes i naturlige forekomster i elven Paktolos i Lilleasia (vestlige deler av Tyrkia).

Kong Krøsus var den første som utga mynt i gull og sølv (omkring 550 f.Kr.). Det var imidlertid sølv som ble det mest utbredte myntmetallet i Hellas i klassisk tid. I Makedonia på den annen side var gullforekomstene større, og Aleksander den Store benyttet gull-stateren som veide 8,6 g. Det romerske imperiet som etter hvert tok over, utviklet et myntsystem basert på mynt av gull, sølv og kopper. I senkeisertiden ble gull det viktigste myntmetall. Det romerske imperiet hadde da invadert Spania og overtatt deres store gull- og sølvressurser.

Etter oppdagelsen av Amerika strømmet store mengder gull til Europa der det ble preget gullmynter i store antall. Det var imidlertid først på 1800-tallet at de store gullforekomstene kom for en dag; gullrushene til California (1852), Australia (1861) og Klondike (1897). I tillegg ble det funnet store forekomster i Russland og Sør-Afrika.

Gull til utsmykning har en enda lengre historie. Kisten Tuthankhamen ble lagt i ved hans død i 1350 f.kr. var av gull. Mumien ble pyntet med Tuthankhamens portrett i form av en gullmaske. Egypterne fikk sitt gull fra landet Nubia (litt lengre sør langs Nilen) som farao Thothmes erobret ca. 1450 f.Kr.

Vi er også vel kjent med gullgjenstander fra de sør-amerikanske Aztekerne og Inkaene. Store deler av disse verdiene ble etter hvert ført fra ´den nye verden´ til Europa. De spanske konkvistadorene ikke bare plyndret Aztekerne og Inkaene, de tok også over gruvedriften, men bare for å oppdage at gruvene hovedsaklig inneholdt sølv.

Livet i Ville Vesten under gull-rushet vest i Rocky Mountains er vel dokumentert. Store gullforekomster ble over 50 år funnet fra Mexico i sør til Alaska i nord. Det hele startet under byggingen av en sag i Sacramento i 1848. Store forekomster ble avdekket og ryktet spredde seg fort. Distriktet ble dermed invadert av gull- (og øl-) tørste eventyrere. Funnet i Sacramento i 1848 ble etterfulgt av det største enkeltfunnet av gull (inntil da) i California i 1852 - en gullklump på 88 kg sprengt ut av kvartsrike bergarter. Senere kom store funn i Nevada (1859), Colorado (1875), Alaska (1886) og Canada (1896).

Evnen gull har til å bestå ble av alkymistene sett på som et tegn på spirituell renhet. Kinesiske alkymister mente gull kunne forlenge livet. Gull varer jo evig. Alkymister har derfor i alle år prøvd å lage gull fra andre stoffer. Selv Newton brukte mye av sin tid på alkymisme.

Mange har vurdert utvinning av gull fra sjøvann. Nobelprisvinner i kjemi i 1918, Fritz Haber, trodde det var mulig å utvinne nok gull fra sjøvann til at dette kunne erstatte de 20 milliarder mark Tyskland måtte gi i erstatninger til de allierte etter første verdenskrig. Men Haber estimerte konsentrasjonen av gull i sjøvann 1000 ganger for høyt og han lyktes ikke. Likevel - verdenshavene inneholder totalt i størrelsesorden 10 millioner tonn gull!

Fremstilling

Vi kjenner til hvordan gull ble vasket i Ville Vesten. Dette gullet har opprinnelig vært innbakt i bergarter. Forvitring bryter ned bergarten og dermed frigjøres gullet. Regnet skyller gullet med seg og det ender i sandbunnen av elvene som løpet ut fra fjellområdene. Alternativt kan mennesket hjelpe til. I gamle Egypt ble gullholdige malmer hugget, knust og malt til pulver før gullpartiklene ble vasket ut.

I nyere tid løses knust malm i natriumcyanid. Dette løser gullet som et kompleks. Bunnfallet fjernes, så tilsettes den rene væskeløsningen sink. Kompleksene mellom sink og cyanidionene er mer stabile enn de mellom gull og cyanidionene og dermed faller gullet til bunns i løsningen.

Forekomst

Gull er et edelmetall og finnes i naturen for det meste i gedigen form. Gull opptrer i en rekke geologiske miljøer, og konsentrasjoner på over 1-2 g/tonn regnes som økonomisk interessante. Enkelte kvartsganger kan være anriket på gull, og i noen tilfeller opptrer det konsentrasjoner av gull i kismalmer. På grunn av sin tyngde og inerthet anrikes gull i form av små korn eller større klumper i sand og grus.

De viktigste forkomstene i Norge er i kvartsganger ved Eidsvoll, på Bømlo, Svartdal i Telemark og ved Tosenfjorden i Bindal. Det er neppe utvunnet mer en 500 kg totalt fra disse kvartsgangene. I Tana-, Alta- og Reisavassdragene i Finnmark har det vært drevet gullvasking, men den totale produksjonen er liten, under 100 kg. Ved den store kisgruva Bidjovagge i Finnmark ble det i siste driftperiode 1985-1991 fra 1,95 millioner tonn malm utvunnet ca. 6200 kg gull og 24 000 tonn kobber. Det gir et gjennomsnittelig innhold av 3,1 g gull per tonn. De siste par driftsårene fikk gruveselskapet mer betalt for gullet enn for kobberet de utvant.

De eneste naturlig forekommende gullforbindelsene er tellurider som calaveritt, AuTe2, penzitt, (Au,Ag)2Te og sylvanitt (Au,Ag)Te2.

Kjemien

Gull løses kun i kongevann.

Et gram gull kan trekkes til en 3 km lang tråd, eller bankes ut til en tynn folie på 1 kvadratmeter? Gull er det mest smibare metallet.

Gull er en særdeles god leder for varme og elektrisitet. Metallet er svært motstandsdyktig overfor kjemiske angrep, og angripes ikke av alkalier eller alminnelige syrer. Hverken saltsyre eller salpetersyre kan hver for seg løse opp gull. Men metallet løses i kongevann som er en gulbrun, svært aggressiv væske, som består av én del konsentrert salpetersyre og tre deler konsentrert saltsyre. Siden denne blandingen kan løse opp det «kongelige» edelmetallet gull, fikk den navnet aqua regis, altså kongevann. Det er blandingen av en oksiderende syre (salpetersyren) og en ikke-oksiderende syre (saltsyren) som fører til kompleksdannelse som gjør væsken svært så aggressiv og som fører til at gull løses:

Au + 3NO3- + 6H+ → Au3+ + 3NO2(g) + 3H2O

Au3+ + 4Cl- → AuCl4-