Goud is een chemish element gemakkelijk te herkennen aan de gele metallic kleur. Het is waardevol vanwege zijn zeldzaamheid, weerstand tegen corrosie, elektrische geleidbaarheid, vervormbaarheid, ductiliteit en schoonheid. Als je mensen vraagt waar goud vandaan komt, zullen de meesten zeggen dat je het uit een mijn haalt, in een beek naar vlokken pannen of het uit zeewater haalt. De ware oorsprong van het element dateert echter van vóór de vorming van de aarde.
Belangrijkste punten: hoe wordt goud gevormd?
- Wetenschappers geloven dat al het goud op aarde dat is gevormd in botsingen met supernova's en neutronensterren die plaatsvonden voordat het zonnestelsel zich vormde. Bij deze gebeurtenissen vormde zich goud tijdens het r-proces.
- Goud zonk naar de kern van de aarde tijdens de vorming van de planeet. Het is alleen vandaag toegankelijk vanwege asteroïdebombardementen.
- Theoretisch is het mogelijk om goud te vormen door de nucleaire processen van kernfusie, kernsplijting en radioactief verval. Het is voor wetenschappers het gemakkelijkst om goud om te zetten door het zwaardere element kwik te bombarderen en via verval goud te produceren.
- Goud kan niet worden geproduceerd via chemie of alchemie. Chemische reacties kunnen het aantal protonen binnen een atoom niet veranderen. Het protonnummer of atoomnummer definieert de identiteit van een element.
Natuurlijke gouden formatie
Terwijl kernfusie binnen de zon maakt veel elementen, de zon kan geen goud synthetiseren. De aanzienlijke energie die nodig is om goud te maken, ontstaat alleen wanneer sterren exploderen in een supernova of wanneer neutronensterren botsen. Onder deze extreme omstandigheden vormen zware elementen zich via het snelle neutronenvangstproces of r-proces.
Waar komt goud voor?
Al het goud dat op aarde is gevonden, is afkomstig van het puin van dode sterren. Terwijl de aarde werd gevormd, zware elementen zoals ijzer en goud zonk naar de kern van de planeet. Als er geen andere gebeurtenis had plaatsgevonden, zou er geen goud in de aardkorst zijn. Maar ongeveer 4 miljard jaar geleden werd de aarde gebombardeerd door asteroïde inslagen. Deze inslagen bewogen de diepere lagen van de planeet en dwongen wat goud in de mantel en korst.
Er kan wat goud worden gevonden in rotsertsen. Het komt voor als vlokken, zoals de puur native element, en met zilver in de natuurlijke legering electrum. Erosie bevrijdt het goud van andere mineralen. Omdat goud zwaar is, zinkt het en hoopt het zich op in stroombodems, alluviale afzettingen en de oceaan.
Aardbevingen spelen een belangrijke rol, aangezien een verschuivende fout snel mineraalrijk water decomprimeert. Als het water verdampt, aderen van kwarts en goudafzetting op rotsoppervlakken. Een soortgelijk proces vindt plaats binnen vulkanen.
Hoeveel goud is er in de wereld?
De hoeveelheid goud die uit de aarde wordt gewonnen, is een klein deel van de totale massa. In 2016 had de United States Geological Survey (USGS) geschat dat er 5.726.000.000 troy ounces of 196.320 Amerikaanse tonnen waren geproduceerd sinds het begin van de beschaving. Ongeveer 85% van dit goud blijft in omloop. Omdat goud zo dicht is (19,32 gram per kubieke centimeter), neemt het niet veel ruimte in beslag voor zijn massa. Als je al het tot nu toe gewonnen goud zou smelten, zou je zelfs eindigen met een kubus van ongeveer 60 voet breed!
Niettemin is goud goed voor een paar delen per miljard van de massa van de aardkorst. Hoewel het economisch niet haalbaar is om veel goud te winnen, zit er ongeveer 1 miljoen ton goud in de bovenste kilometer van het aardoppervlak. De overvloed aan goud in de mantel en kern is onbekend, maar overtreft ruimschoots de hoeveelheid in de korst.
Het Element Gold synthetiseren
Pogingen door alchemisten om lood (of andere elementen) in goud te veranderen, was niet succesvol omdat geen enkele chemische reactie het ene element in het andere kan veranderen. Chemische reacties omvatten een overdracht van elektronen tussen elementen, die verschillende ionen van een element kunnen produceren, maar het aantal protonen in de kern van een atoom is wat het element definieert. Alle atomen van goud bevatten 79 protonen, dus het atoomnummer van goud is 79.
Goud maken is niet zo eenvoudig als het direct toevoegen of aftrekken van protonen van andere elementen. De meest gebruikelijke methode om het ene element in het andere te veranderen (transmutatie) is toe te voegen neutronen naar een ander element. Neutronen veranderen de isotoop van een element, waardoor de atomen mogelijk instabiel genoeg worden om uiteen te vallen via radioactief verval.
De Japanse natuurkundige Hantaro Nagaoka synthetiseerde voor het eerst goud door in 1924 kwik te bombarderen met neutronen. Hoewel kwik het gemakkelijkst in goud wordt omgezet, kan goud van andere elementen worden gemaakt - zelfs van lood! Sovjetwetenschappers veranderden per ongeluk de loden afscherming van een kernreactor in goud in 1972 en Glenn Seabord transmuteerde een spoor van goud van lood in 1980.
Thermonucleaire wapenexplosies produceren neutronenvangsten die vergelijkbaar zijn met het r-proces in sterren. Hoewel dergelijke gebeurtenissen geen praktische manier zijn om goud te synthetiseren, leidden nucleaire testen wel tot de ontdekking van de zware elementen einsteinium (atoomnummer 99) en fermium (atoomnummer 100).
Bronnen
- McHugh, J. B. (1988). "Concentratie van goud in natuurlijke wateren". Journal of Geochemical Exploration. 30 (1–3): 85–94. doi:10.1016/0375-6742(88)90051-9
- Miethe, A. (1924). "Der Zerfall des Quecksilberatoms". Die Naturwissenschaften. 12 (29): 597–598. doi: 10.1007 / BF01505547
- Seeger, Philip A.; Fowler, William A.; Clayton, Donald D. (1965). "Nucleosynthese van zware elementen door neutronenvangst". De Astrophysical Journal Supplement Series. 11: 121. doi:10.1086/190111
- Sherr, R.; Bainbridge, K. T. & Anderson, H. H. (1941). "Transmutatie van kwik door snelle neutronen". Fysieke beoordeling. 60 (7): 473–479. doi:10.1103 / PhysRev.60.473
- Willbold, Matthias; Elliott, Tim; Moorbath, Stephen (2011). "De wolfraam isotopische samenstelling van de aardmantel vóór het eindbombardement". Natuur. 477 (7363): 195–8. doi: 10.1038 / nature10399