Kulta

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tämä artikkeli käsittelee alkuainetta. Kultalevy on myös yli 15 000 kappaletta myynelle äänilevylle jaettava palkinto.
Platina ← Kulta → Elohopea
Ag
↑
Au
↓
Rg  
 
 
Au-TableImage.png
Yleistä
Nimi Kulta
Tunnus Au
Järjestysluku 79
Luokka Siirtymämetalli
Lohko d
Ryhmä 11
Jakso 6
Tiheys 19,32×103 kg/m3
Kovuus 2,5 (Mohsin asteikko)
Väri Metallisen keltainen
Löytövuosi, löytäjä Esihistoria, tuntematon
Atomiominaisuudet
Atomipaino 196,966569[1] amu
Atomisäde, mitattu (laskennallinen) 135 (174) pm
Kovalenttisäde 144 pm
Van der Waalsin säde 166 pm
Orbitaalirakenne [Xe] 4f14 5d10 6s1
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 32, 18, 1
Hapetusluvut +I, +III
Kiderakenne pintakeskeinen kuutiollinen (Face-centered cubic, FCC)
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto Kiinteä
Sulamispiste 1337,33 K (1064 °C)
Kiehumispiste 3129 K (2856 °C)
Moolitilavuus 10,21×10−6 m3/mol
Höyrystymislämpö 334,4 kJ/mol
Sulamislämpö 12,55 kJ/mol
Äänen nopeus 1740 m/s 293,15 K:ssa
Muuta
Elektronegatiivisuus 2,54 (Paulingin asteikko)
Ominaislämpökapasiteetti 0,129 kJ/kg K
Sähkönjohtavuus 45,2 · 106 S/m
Lämmönjohtavuus (300 K) 317 W/(m×K)
CAS-numero 7440-57-5
Tiedot normaalipaineessa

Kulta (lat. aurum) on alkuaine, joka kuuluu metallien ryhmään. Kullan järjestysluku on 79 sekä CAS-numero 7440-57-5 ja sen kemiallinen merkki on Au. Se tulee latinankielisestä sanasta aurum, joka on suomeksi "hohtava sarastus". [2] Se on yksi harvoista metalleista, joka esiintyy luonnossa myös täysin puhtaassa muodossa. Jalometallina se kuuluu samaan joukkoon hopean ja platinan kanssa.

Sisällysluettelo

[muokkaa] Ominaisuudet

Kulta on kiiltävää, keltaista, suhteellisen pehmeää, erittäin helposti muokattavaa, ja hyvin sähköä johtavaa.[3] Yhdestä grammasta kultaa (noin riisinjyvän kokoinen) saa tehtyä neliömetrin lehtikultaa[3] tai kilometrin pituisen langan. Kulta ei reagoi useimpien kemikaalien kanssa, mutta kuningasvesi ja kloori pystyvät syövyttämään sitä.[4]

Metallinen kulta on myrkytöntä eikä sillä ole ärsyttävää vaikutusta. Se ei liukene vatsassa, siksi sitä voidaan käyttää ruoan lisäaineena. Se ei aiheuta elimistössä mitään reaktioita, vaan tulee muuttumattomana ulos. Kullan E-koodi on 175.[2]

Kulta ei ole täysin reagoimatonta, vaan muodostaa useita yhdisteitä, kuten esimerkiksi syanidikomplekseja, klorideja ja oksideja. Liukoiset kultayhdisteet, kuten kultaamisessa käytettävä kaliumkultasyanidi ovat myrkyllisiä ja aiheuttavat maksa- ja munuaisvaurioita.

Kulta on painavampaa kuin lyijy. Kulta painaa 19,3 tonnia kuutiometriä kohden, mutta lyijy "vain" 11,34 tonnia.[2]

Kullan väri on poikkeuksellisen keltainen, toisin kuin lähes kaikki muut metallit kuparia ja cesiumia lukuun ottamatta. Kulta-atomin uloimmat elektronit värähtelevät eräänlaisena "plasmana", ja värähtelyä vastaa energiataso ja taajuus. Muilla metalleilla värähtelytaajuus on ultraviolettialueella, mutta kullan tapauksessa on näkyvän valon alueella. Jos elektronien rata laskettaisiin klassisen mekaniikan mukaan, kullankin pitäisi olla harmaata, kuten samaan ryhmään kuuluva hopea, jonka d-orbitaali (4d) on myös täynnä. Kun suhteellisuusteoria otetaan laskuihin mukaan, havaitaan, että sisemmät s-, ja p-orbitaalit ovat vakaampia ja ulommat d-, ja f-orbitaalit epävakaampia ja harvempia. Kullan tapauksessa 5d-orbitaalin laajeneminen johtaa matalampaan energiaan, suurempaan aallonpituuteen ja edelleen keltaiseen väriin.

Kulta


[muokkaa] Valmistus

Kultahippuja Kaliforniasta (yllä) ja Australiasta

Kulta esiintyy luonnossa yleensä metallisena, sekä lähes puhtaana kultana että metalliseoksina. Joki­vesissä toisinaan esiintyvät kulta­hiput on jo tuhansia vuosia sitten pystytty erottamaan huuhtomallakin.[3]

Malmeista, joissa sitä on vain pieninä pitoisuuksina, se voidaan erottaa syanidi-, klooraus- tai amalgaamiprosessilla.

  • Syanidiprosessissa kulta reagoi natriumsyanidiliuoksessa muodostaen natriumsyanoauraattia, joka pelkistetään elektrolyyttisesti.
  • Kloorausprosessissa malmi reagoi kloorin kanssa korkeassa lämpötilassa muodostaen kultakloridia (AuCl3). Liuos pelkistetään vetysulfidilla, jolloin saadaan kultasulfidia, joka voidaan puhdistaa sulattamalla.
  • Amalgaamiprosessissa kulta liuotetaan lietteestä amalgaamiksi elohopeaan ja erotetaan siitä tislaamalla.
  • Booraksimetodissa kullan sulamislämpötilaa lasketaan booraksin avulla, jotta se voidaan sulattaa jopa pelkän kaasupuhaltimen avulla. Keksitty Ruotsissa, käytössä muun muassa Filippiineillä.[5]

Vuoteen 2009 mennessä kultaa on tuotettu arviolta 165 miljoonaa kiloa[6], noin 27 grammaa jokaista maapallon ihmistä kohti. Vuotuinen kullan tuotanto on vakiintunut noin 2,5 miljoonaan kiloon.

[muokkaa] Käyttötarkoitukset

Kultaa käytetään muun muassa koruihin, hammaspaikkoihin, ja aiemmin myös proteeseihin. Hyvän sähkönjohtavuuden ja korrodoitumattomuuden takia kultaa käytetään myös elektroniikkateollisuudessa mm. liitin- ja kytkinpinnoissa.[3]

Kulta on aiemmin ollut ensisijainen reuman hoidossa sekä pistoksina että suun kautta, vaikka kultayhdisteiden vaikuttamismenetelmät eivät ole täysin selviä.[3][7]

[muokkaa] Kullan puhtausasteet

Kultaa (Au), hopeaa (Ag) ja kuparia (Cu) sisältävän seoksen värin riippuvuus eri metallien pitoisuuksista.

Kultaesineitä ei yleensä valmisteta puhtaasta kullasta vaan erilaisista kultaseoksista. Tavallisimmin seosaineina käytetään hopeaa ja kuparia. Yleisimmissä Suomessa käytetyissä kultaseoksissa on kuparia ja hopeaa yhtä paljon. Seosaineita käytetään metalliseoksen lujittamiseksi ja hinnan laskemiseksi. Seoksen lujittuminen edellyttää, että seoksessa on sekä kuparia että hopeaa.lähde?

Kultaseosten kultapitoisuutta mitataan perinteisesti karaatteina eli 24:sosina. Toisin kuin jalokivillä, kullan karaatti ei ole siis ole massan vaan seoksen kultapitoisuuden yksikkö. Puhdas kulta on 24 karaatin kultaa ja esimerkiksi 22 karaatin kulta sisältää kultaa 22/24 = 91,6 %. Kultaesineisiin lyötävissä leimoissa kultapitoisuutta ei kuitenkaan ilmoiteta karaatteina vaan promilleina. Suomessa leimoihin merkittävät kultapitoisuudet ovat 375, 585, 750, 916 ja 999, mitkä vastaavat 9, 14, 18, 22 ja 24 karaattia. Tällöin esineen kultapitoisuuden on oltava vähintään niin monta promillea kuin leima osoittaa; poikkeamat alaspäin eivät ole sallittuja.[8].

Puhtaan kullan tiheys on 19,32 g/cm³ ja sulamispiste 1064 celsiusastetta [9]. Seossuhteella 50 % Ag / 50 % Cu seostettujen kultaseosten tiheydet ovat:[10]

  • Au585 13,5 g/cm³
  • Au750 15,3 g/cm³
  • Au900 17,3 g/cm³
  • Au916 17,6 g/cm³

[muokkaa] Kultaseosten väri

Puhdas kulta on keltaista, kuten myös yleisimmin käytetyt kultaseokset, keltakulta, joissa seosaineena on sekä kuparia että hopeaa. Eri seosmetalleja käyttämällä voidaan kuitenkin valmistaa myös muunvärisiä kultaseoksia. Sellaisia ovat:

[muokkaa] Esiintyminen

[muokkaa] Merkittävimmät esiintymisalueet


    

[muokkaa] Malminetsintä ja kaivostoiminta Suomessa

Vuonna 2008 Suomesta tunnettiin yli 200 kairauksin todettua kulta-aihetta.[11] Geologian tutkimuskeskuksen tietokantaan on sisällytetty kulta-aiheet, joissa on kairaamalla tai muuten todettu yli yhden metrin paksuinen lävistys kultamineralisaatiosta.

Malmi on kalliomassa, joka voidaan taloudellisesti kannattavasti hyödyntää sen sisältämien arvometallien tai -mineraalien vuoksi. Suomen yli 200:sta kulta-aiheesta vain muutama on tähän mennessä täyttänyt nämä vaatimukset ja niitä voitaisiin kutsua varsinaisiksi malmiesiintymiksi. Monissa tapauksissa hyödynnettäviä metalleja tai mineraaleja on useita, ja hyödynnettävien ainesten yhteisarvo saattaa ratkaista sen, onko kohde malmia vai ei. Useimmissa kultamalmeissa kulta on joko ainoa tai ylivoimaisesti merkittävin arvometalli.

Kallioperän kivilajeissa, vaikkapa graniitissa tai liuskeessa, on kultaa 1,5 milligrammaa (ppb) tonnissa. Jotta kalliomassa olisi kultamalmi, on kivessä oltava tuhatkertaisesti kultaa “tavalliseen kiveen” verrattuna. Jo pari grammaa kultaa tonnissa saattaa riittää malmiksi jos malmikiveä on vähintään miljoonia tonneja, ja jos louhinta voidaan tehdä helposti avolouhintana. Mikäli kullan rikastaminenkaan ei vaadi erikoismenetelmiä, ja mikäli lähellä on laadukasta infrastruktuuria, voi kultamalmi olla louhintakelpoista. Mikäli esiintymä on pieni, avolouhinta kannattanee vasta pitoisuuksilla 3–10 grammaa (ppm) kultaa tonnissa. Maanalainen louhinta tai ongelmallinen, kallis rikastus vaativat samoilla malmimäärillä usein kaksinkertaisen tai suuremmankin kultapitoisuuden kuin edellä mainituissa edullisissa tapauksissa. Olennaista ja ratkaisevaa on kullan hinta – mitä korkeampi hinta, sitä suuremmin kustannuksin metallin tuotanto kannattaa.

Suomessa on ollut kultakaivos Haverissa Ylöjärvellä, Saatto­porassa Kittilässä, Pahtavaarassa Sodankylässä, ja Kutemassa Orivedellä. Kanadalainen kaivosyhtiö Agnico-Eagle avasi Euroopan suurimman kultakaivoksen Kittilän Suurikuusikkoon vuonna 2008 ja kaivos tuottaa noin 5000 kiloa kultaa vuodessa. Pahtavaaran ja Oriveden kaivokset ovat 2011 uudelleen tuotannossa. Myös Huittisissa (Jokisivu) tuotetaan kultamalmia, jota rikastetaan Vammalan rikatamolla Oriveden Kutemajärven malmin ohella. Vuonna 2011 Ilomantsissa (Pampalo) ja Raahessa (Laiva) avattiin kaivokset. [11]

Suomen Lapissa harjoitetaan kullanhuuhdontaa konekaivuuna ja käsinkaivamalla. Suurin osa kullanhuuhtojista toimii harrastepohjalla ja kyse on virkistystoiminnasta. Lisäksi Lapissa toimii muutamia konekaivajia, joille kullanhuuhdonta on joko sivutoimi tai pääasiallinen elinkeino. Suomen Lapin konekaivajien vuosittain nostama kultamäärä on muutamia kymmeniä kiloja. Lapin kullalla on oma arvo, ja kauniin hipun markkinahinta voi olla moninkertainen sen sisältämän metallin hintaan verrattuna.

[muokkaa] Symbolisia merkityksiä

Harvinaisuutensa, kauniin värinsä ja kiiltonsa sekä kemiallisen kestävyytensä vuoksi kultaa on kautta aikojen pidetty hyvin arvokkaana materiaalina. Siitä on sananparsissakin tullut monien arvokkaiden asioiden sekä myös rikkauden ja vallan ehkä merkittävin symboli.[3] Siitä on tehty myös kuninkaiden kruunut ja muut vallan symbolit. Urheilukilpailuissakin kultamitali on ensimmäinen palkinto. Kultakannan aikana se oli myös rahajärjestelmän perustana. Toisaalta kullan suuri arvostus on jo vanhoina aikoina herättänyt myös arvostelua, ja eräissä yhteyksissä kullasta on tullut myös ahneuden ja muiden kielteisten asioiden vertauskuva, mitä osoittavat esimerkiksi taru kuningas Midaksesta[12] ja Vanhan testamentin kertomus kultaisesta vasikasta.[13]

[muokkaa] Kulta rahana ja kultaan sijoittaminen

Kullan dollarihinnan kehitys 2001-2006 (LBMA).

Kullan hinta noteerataan yleensä yksikössä: USD/troy oz (99,98 % Au). (Troy oz = troy-unssi = 31,1034768 grammaa.)

Kultaa on käytetty rahana vuosituhansien ajan ja yhä edelleen sillä voidaan katsoa olevan rahantapainen arvo, vaikkei minkään maan valuutta enää virallisesti olekaan kytketty kultaan. Kultaa voidaan pitää neljäntenä maailmanvaluuttana Yhdysvaltain dollarin, euron ja jenin lisäksi.lähde? Kullalla on myös valuuttakoodi XAU, joka edustaa unssia kultaa.[14] Suuri määrä kultaa on talletettuna keskuspankkien kassaholveissa. Suomen Pankin kultavaranto on pysynyt pitkään 49 tonnissa.[15]

Kullan hinta 1971-2008 nimellishintaisena ja inflaatiokorjattuna vuoden 2007 dollarin mukaan.[16]

Kultaan halutaan sijoittaa, koska se on ollut ihmiskunnan yleisin vaihdannan väline yli 6000 vuoden ajan. Historiallisesti kulta on säilyttänyt arvonsa huonoina aikoina (lamat, sodat) ja suojannut jossain määrin inflaatiota vastaan.lähde? Kultaan voi sijoittaa ostamalla kultaharkkoja tai -kolikoita tai sekä sijoittamalla erilaisiin kultaan sidottuihin rahastoihin tai johdannaisiin. Vuodesta 2000 lähtien fyysinen sijoituskulta on ollut Suomessa arvonlisäverosta vapaata.[17] Sijoituskullan kultapitoisuuden on kolikkojen osalta oltava vähintään 900 promillea ja laattojen/harkkojen osalta vähintään 995 promillea.[17] Viime vuosina kullan hinta on ollut nousussa.

[muokkaa] Katso myös

[muokkaa] Lähteet

  • Tina Frederiksen: Tieteen maailma uusin silmin, Tieteen kuvalehti s. 86, nro 15/2008

[muokkaa] Viitteet

  1. ↑ Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC. Artikkelin verkkoversio Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)
  2. ↑ a b c Frederiksen 2008, s. 86
  3. ↑ a b c d e f Timo Paukku: Kulta villitsi kaikki sivilisaatiot Helsingin Sanomat 17.1.2006. Viitattu 12.7.2010.
  4. ↑ Kuinka kulta liukenee kuningasveteen ? Etälukio Opetushallitus
  5. ↑ ”Borax replacing mercury in small-scale mining”, The borax method. The Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS). Teoksen verkkoversio (pdf) (viitattu 20.1.2009). (englanniksi)
  6. ↑ Frequently Asked Questions World Gold Council. Viitattu 12.7.2010.
  7. ↑ Terveyskirjasto
  8. ↑ Valtioneuvoston asetus jalometallituotteista (1148/2000), 11-13 §
  9. ↑ MAOL: Matematiikka, fysiikkaa, kemia: Taulukot, s. 46. Otava, 1981. ISBN 951-1-05281-0
  10. ↑ Cast Alloys Heimerle-Meule
  11. ↑ a b Kittilän kultakaivos Kiistalan Suurikuusikossa tuottaa noin 5000 kiloa kultaa vuodessa Tekniikka & Talous 7.12.2008. Luettu 7.1.2010
  12. ↑ King Midas Feast Channel4
  13. ↑ 2. Moos. 32:1-40
  14. ↑ Sijoituskulta Scandigold
  15. ↑ Aamulehti sivu A08, 4.10.2010
  16. ↑ Kultainfo
  17. ↑ a b EV 23/1999 PTJ-versio vp Valtiopäiväasiakirjat eduskunta

[muokkaa] Aiheesta muualla

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta kulta.

Haettu osoitteesta http://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Kulta&oldid=11327417
Henkilökohtaiset työkalut
Nimiavaruudet

Muuttujat
Toiminnot
Valikko
Osallistuminen
Tulosta tai vie
Työkalut
Muilla kielillä