Harold Harris

Nem mind arany...

Ki ne hinné szívesen, hogy az ajándékba kapott nyaklánc "valódi arany" annak ellenére, hogy zöldre festi a nyakat. De mit szól ehhez a vegyész?

Elõször is azt érdemes tisztáznunk, hogy mi a "valódi arany". A nyaklánc nem lehet "tiszta" arany hiszen a 100%-os vagy 24 karátos arany túl puha az ékszerekhez. Az ötvösök rendszerint 14 és 18 karátos arannyal dolgoznak; ezekben 14/24, illetve 18/24 tömegrész arany van. (A karátot kb. 1300 óta használják. Az Egyesült Államokban 10 karátos lehet a legkisebb aranytartalmú ékszer, de fél karát hibát is megengednek, ezért elõfordulhat, hogy a 10 karátos tárgy csak 9,5 karátos, és 39,6 tömegszázalék aranyat tartalmaz. Angliában legalább 9, Franciaországban legalább 18 karátos aranyékszert szabad csak árulni.)  Az ötvözet összetételét nem jelzi a "karát" megjelölés. A különbözõ színû aranytárgyak más-más ötvözõanyagokat tartalmaznak. Rendszerint a következõ fémekkel érik el az eltérõ színeket (az enyhén zöldes "zöldarany" ötvözetet ritkán használják):
 

sárga Au, Cu, Ag, Zn
fehér Au, Cu, Ni, Zn
vörös Au, Cu
zöld Au, Ag

Az aranyötvözeteket "savpróbával" tesztelik. A 910 karátnál kevesebb aranyat tartalmazó fémek a salétromsav hatására gyorsan megzöldülnek. Királyvízzel (kb. azonos mennyiségû salétromsavat és sósavat tartalmazó keverékkel) vizsgálhatók a 18 karátosnál értéktelenebb ötvözetek: a savcseppel érintkezõ fém azonnal halványsárgára változik, mert a színes ötvözõanyagok kioldódnak. A vizsgálatot sokszor "próbakõvel" végzik: a kemény fekete kõvel egy kevés fémet dörzsölnek le a kõ felületére és a tesztet itt végzik el, az ékszert pedig ismét hibátlanra csiszolják.

A fémek oxidálhatóságát, a színes sók kialakulásának lehetõségét fõként a standard elektródpotenciál alapján ítélhetjük meg. Az aranyötvözetek legfontosabb elemeinek adatai a következõk:
 

Au3+ + 3e > Au E0 = 1,42 V
Ag+ + e > Ag E0 = 0,80 V
Cu2+ + 2e > Cu E0 = 0,34 V
Ni2+ + 2e > Ni E0 = 0,23 V
Zn2+ + 2e > Zn E0 = 0,76 V

Az értékek jelzik, hogy az arany miért "nemesfém": az oxidálásához szükséges potenciál megközelíti a vizes oldatban elérhetõ maximumot. Ha az arany, illetve a réz oxidációjának standard elektródpotenciálját (1,42, illetve 0,34 V) összevetjük a salétromsav redukciójának standard elektródpotenciáljával (0,96 V), látjuk, hogy a salétromsav nem oxidálja az aranyat, míg a rezet könnyen oxidálja. Az oxidáció lehetõségének latolgatásakor azonban azt is figyelembe kell venni például, hogy a fémion koordinációs vegyület képzõdése közben stabilizálódhat az oldatban; az aranyat oldó királyvízben a sósav komplexképzõ:

Au + 4Cl +  NO3  + 4H3O+ = AuCl4  + NO + 6H2O

Mivel az

AuCl4  + 3e  > Au + 4Cl

reakcióhoz tartozó standard elektródpotenciál 1,00 V, az arany oldódása a királyvízben termodinamikailag kedvezõ. A közönséges (vagy szulfidokkal szennyezett) levegõ elhomályosíthatja az ezüst, a réz vagy a nikkel felszínét, de az arany a levegõ, és külön-külön a koncentrált salétromsav vagy a koncentrált sósav hatására sem változik. A verejtékben lévõ kloridion meggyorsíthatja az aranyat ötvözõ fémek oxidációját, de az arany, ezüst és réz más fémekkel képzett ötvözetei kevésbé reaktívak, mintha az ötvözetek ideális oldatok lennének.

Amikor a "valódi arany" allergiás reakciót vált ki, mindig az egyik ötvözõfém a bûnös, többnyire a nikkel. Néhányan rendkívül érzékenyek erre a fémre. Az érzékenység rendszerint akkor derül ki, ha aranyozott fülbevalót kezdenek viselni. Mivel az aranyréteg nagyon vékony, és általában nikkelrétegre kerül, nem meglepõ, hogy a fülbevaló viselõje az arany kopása nyomán hosszú ideig érintkezhet a nikkellel is. A szervezet azonban egy korábbi érintkezés során "megtanulhatja", miként reagáljon ezekre az ionokra.

Hogy a nyakat zöldre festõ lánc arany-e? A 14 vagy 18 karátos arany legfeljebb csak annak a bõrét színezi, aki királyvizet izzad. Az aranyozott ajándék inkább okozhat csalódást, ám Agricola arra emlékeztet, hogy ez nem az elemek hibája: "ha a férfiak arannyal, ezüsttel, drágakõvel hatalmukba kerítik az asszonyokat, sokakat becstelenségre késztetnek, megvesztegetik a bírákat, és számtalan erkölcstelenséget követnek el, nem a fémeket kell okolni, hanem a férfiak lángra gyújtott, gonosz szenvedélyét".

A Journal of Chemical Education 1999. februári számában megjelent cikk alapján

Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/ 
http://www.ch.bme.hu/chemonet/