آیا میتوان مس را به طلا تبدیل کرد؟

به گزارش پایگاه خبری جهان طلا (گلدنیوز)،فلز مس مانند طلا در برنامه‌های کاربردی صنعتی به کار نمی‌رود چراکه الکترون‌های (ذرات درون اتمی با بار منفی) آن که در اطراف هسته وجود دارند، کم‌تر از طلا هستند. این الکترون‌ها نیز نسبتاً ناپایدار هستند، بنابراین مس تمایل به واکنش با ترکیبات شیمیایی دیگر را دارد. در این روش مقدار زیادی انرژی به

اتم‌های مس تزریق‌شده و باعث شد تا الکترون‌های آن متراکم‌تر و پایدار شوند. ماده جدید تولیدشده می‌تواند در برابر درجه حرارت بالا، اکسیداسیون و فرسایش مقاومت داشته باشد.

کیمیاگری در دنیا پیشینه‌ای کهن دارد. جذابیت تبدیل مس به طلا از دیرباز توجه بسیاری را به خود جلب نموده است.

طلا یکی از پر طرفدارترین مواد معدنی در این سیاره است. با توجه به فراوانتر بودن مس، ساختن طلا از این ماده و عمدتا تبدیل موادی مانند مس به فلزات گرانبها موفقیت بسیاربزرگی محسوب میشود. دانشمندان چینی به این نقطه عطف باور نکردنی رسیدهاند و از لحاظ علمی موفق شده اند مس را به شرایط خاصی برسانند که مانند طلا رفتار کند.

در تحقیق جدیدی که در مجله علوم پیشرفته (Science Advances) منتشر شد، گروهی از محققان چینی توضیح می دهند که چگونه از انفجار گاز اتهام آرگون با اتم های مس، زمانی که وقتی ترکیب سرد می شود، دانههای کوچکی تشکیل می دهد که تحت فشارهای شدید رفتاری شبیه به طلا از خود بروز میدهد.

خواص نانو ذرات جدید تشکیل شده در یک فرآیند صنعتی، به طور معمول برای فلزات با ارزش تر مانند طلا بیشتر حفظ میشود. با توجه به تغییر شیمیایی ثابت شده مس، این فلز قادر به عمل به عنوان کاتالیزور به همان میزان طلا یا نقره میباشد. این مسئله، نشان دهنده موفقیت بزرگی در آنالوگ طلا است که میتواند منجر به تغییر نحوه استفاده از فلزات گرانبها در صنعت محسوب شود.

چه جوری طلا را در خانه ذوب کنیم؟

تبدیل مس به طلا:

سرپرست تیم تحقیق چینی، سان جیان در بیانیه ای اعلام کرد که با ذرات مس نانو موفق به تولید کاتالیزوری بسیار شبیه به طلا یا نقره هستند. نتایج نشان میداد که پس از فرایند پردازش، میتوان همان انتظار داشت تا یک مرغ به ققنوسی زیبا تبدیل شود!

یک تیم از محققان و دانشمندان چینی توانستند، مس ارزان‌قیمت را به یک ماده جدید و تقریباً یکسان با طلا تبدیل کنند. این کشف به‌طور قابل‌توجهی باعث کاهش استفاده از فلزات کمیاب و گران‌قیمت در کارخانه‌ها خواهد شد.

پروفسور سان جیان (Sun Jian) و همکارانش در موسسه فیزیک – شیمی دالیان (Dalian) در آکادمی علوم چین واقع در لیائونینگ (Liaoning) مس را با یک جت داغ و به‌طور الکتریکی به گاز آرگون شلیک کردند. ذرات یونیزه‌ای که سریع حرکت می‌کنند، اتم مس را از هدف خارج کردند. اتم‌ها روی سطح دستگاه فشرده‌ و خنک شده و یک‌لایه نازک از ماسه تولید می‌کنند. هر دانه ماسه دارای قطر تنها چند نانومتر یا یک‌هزارم اندازه باکتری است.

محققان مواد را در یک اتاق واکنش قرار داده و از آن به‌عنوان یک کاتالیزور برای تبدیل زغال‌سنگ به الکل استفاده کردند، یک فرایند شیمیایی پیچیده‌ای که می‌تواند فقط برای فلزات گران‌بها به کار می‌رود.

پروفسور جیان و همکارانش در بیانیه‌ای که در وب‌سایت آکادمی منتشر شد، اعلام کردند؛ «ذرات نانوی مس با عملکرد کاتالیستیک به ماده‌ای تبدیل می‌شوند که بسیار شبیه به طلا یا نقره هستند. نتایج نشان می‌دهد که پس از پردازش، فلز مس می‌تواند همانند رسیدن به کمال یک مرغ، به ققنوس را طی کرده و به طلا تبدیل شود.»

لازم به ذکر است که مس دارای وزن و ظاهر مشابه با طلا است. برای قرن‌ها، کیمیاگران تلاش کردند تا این فلز را به طلا تبدیل کرده و بتوانند ثروت زیادی را برای خود تولید کنند. این ماده در آزمایشگاه پروفسور جیان ساخته شد. البته این ماده نمی‌تواند برای ساختن طلای جعلی مورداستفاده قرار گیرد.

به گفته محققان، این روند می‌تواند سودآور باشد و به صنایع چینی ارتقاء چشمگیری ببخشد چراکه فلزات گران‌بها در اقتصاد مدرن بسیار مورداستفاده قرار می‌گیرند. به‌عنوان‌مثال، اجزای دستگاه‌های الکترونیکی حاوی مقدار زیادی از طلا، نقره و پلاتین هستند. تخمین زده‌شده، طلایی که برای ۴۰ گوشی تلفن همراه به‌کاربرده می‌شود، می‌تواند همان میزان طلایی باشد که از یک‌تن سنگ طلای معدنی استخراج می‌شود.

فلز مس مانند طلا در برنامه‌های کاربردی صنعتی به کار نمی‌رود چراکه الکترون‌های (ذرات درون اتمی با بار منفی) آن که در اطراف هسته آن وجود دارند، کم‌تر از طلا هستند. این الکترون‌ها نیز نسبتاً ناپایدار هستند، بنابراین مس تمایل به واکنش با ترکیبات شیمیایی دیگر را دارد.

به گفته تیم پروفسور جیان، در این روش مقدار زیادی انرژی به اتم‌های مس تزریق‌شده و باعث شد تا الکترون‌های آن متراکم‌تر و پایدار شوند. ماده جدید تولیدشده می‌تواند در برابر درجه حرارت بالا، اکسیداسیون و فرسایش مقاومت داشته باشد. پروفسور جیان این فرآیند را به یک جنگجو با زره طلایی در میدان جنگ تشبیه کرده که قادر به مقاومت در برابر هر حمله دشمن است.

آیا مس طلا را می‌خورد؟

خیر، مس طلا را نمی‌خورد. مس و طلا دو عنصر مختلف هستند و واکنش شیمیایی مستقیم بین آن‌ها وجود ندارد. مس یک فلز ترکیبی است که معمولاً به صورت ترکیباتی از مس و عناصر دیگر وجود دارد. به عنوان مثال، آلیاژ معروف مس و روی که به نام برنز شناخته می‌شود.

از طرف دیگر، طلا یک عنصر شیمیایی است که با علامت Au در جدول تناوبی عناصر نمایش داده می‌شود. طلا یک فلز گرانبها است و به طور طبیعی بصورت خالص و با درخشندگی بالا وجود دارد. در کل، مس و طلا دو فلز مجزا هستند و مس نمی‌تواند به صورت مستقیم طلا را مصرف یا تبدیل کند. برای تولید طلا، روش‌های دیگری مانند استخراج از معادن طلا یا استفاده از روش‌های شیمیایی پیچیده و کاتالیزورها استفاده می‌شود.

چگونه مس را از طلا جدا کنیم؟

جدا کردن مس از طلا می‌تواند از طریق روش‌های شیمیایی یا فیزیکی انجام شود. یکی از روش‌های معمول جداسازی مس از طلا عبور از فرآیند الکترولیز است. در این روش، محلولی که شامل طلا و مس است (مانند آب راکد سیانوری) به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود و دو الکترود (کاتد و آنود) در آن قرار داده می‌شوند. در این فرآیند، با اعمال جریان الکتریکی، یون‌های مس به عنوان کاتیون‌ها به سمت الکترود کاتد جذب شده و به صورت مس جامد روی الکترود تشکیل می‌دهند، در حالی که طلا به صورت ذرات معلق می‌ماند یا به صورت رسوبی سقوط می‌کند.

همچنین، فرایند استخراج مس از طلا می‌تواند با استفاده از فرآیند استخراج سیانیدی (معمولاً با استفاده از سیانید سدیم) صورت گیرد. در این فرآیند، محلولی که شامل مخلوط طلا و مس است، با سیانید سدیم تیمار می‌شود. سیانید سدیم از مس و طلای راکد را تجزیه می‌کند و مس به صورت محلول می‌شود در حالی که طلا به صورت رسوبی جدا می‌شود. سپس با فرآیندهای مختلف مانند الکترولیز، رسوب طلا جدا می‌شود.

لازم به ذکر است که این روش‌ها برای جداسازی مس از طلا به صورت صنعتی استفاده می‌شوند و نیازمند شرایط و تجهیزات خاصی هستند. همچنین، توجه به جوانب ایمنی و محیط زیستی در اجرای این فرآیندها بسیار حائز اهمیت است. الزامات ایمنی مهم شامل موارد زیر می‌شود:

1. محافظت از نیروی کار: عملیاتی که با مواد شیمیایی خطرناک انجام می‌شود، نیازمند استفاده از محافظت‌های شخصی است. این شامل استفاده از ماسک‌های تنفسی، عینک‌های محافظ، لباس‌های مخصوص و دستکش‌های مناسب است.

2. مدیریت مواد شیمیایی: برای استفاده از مواد شیمیایی خطرناک مانند سیانید سدیم، باید اصول مدیریت مواد شیمیایی را رعایت کرد. این شامل ذخیره‌سازی مناسب، برچسب‌گذاری صحیح، دسترسی محدود و دفن صحیح ضایعات شیمیایی است.

3. تهویه مناسب: در انجام این فرآیندها، باید از سیستم تهویه مناسب برای از بین بردن گازها و بخارات خطرناک استفاده شود. این شامل استفاده از هود و فن‌های مکانیکی یا فن کویل سقفی است که هوای تازه را در فضا تامین می‌کنند و گازها را خارج می‌کنند.

4. مدیریت ضایعات: ضایعات ناشی از این فرآیندها، مانند پسماندهای شیمیایی، باید به درستی جمع‌آوری، مدیریت و دفن شوند. این کار باید با رعایت قوانین و مقررات محلی و ملی در مورد دفن ضایعات صورت گیرد.

5. آموزش و آگاهی: تمامی نیروهای کارگری باید درباره ریسک‌های مربوط به استفاده از مواد خطرناک آموزش دیده و آگاهی کافی درباره اقدامات ایمنی و اضطراری در صورت بروز حوادث داشته باشند.

لازم به ذکر است که این فرآیندها ممکن است در برخی از کشورها با محدودیت‌ها و قوانین خاصی همراه باشند. در صورت نیاز به جداسازی مس از طلا، مهم است قوانین محلی را مطالعه و به تامین الزامات ایمنی و محیط زیستی مربوطه پایبند باشید و در صورت نیاز به کارشناسان متخصص مراجعه کنید.

چگونه مس را از طلا تشخیص دهیم؟

تشخیص مس از طلا می‌تواند با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی و تجزیه‌ای صورت گیرد. در زیر چند روش رایج جهت تشخیص مس از طلا آمده است:

آزمایش کلریدریک

این آزمایش بر اساس تشکیل رنگ‌های خاص برای هر یک از فلزات می‌باشد. با افزودن یک محلول کلریدریک به نمونه و مشاهده تغییرات رنگ، می‌توان مس و طلا را تشخیص داد. مس باعث تشکیل رنگ سفید تا نارنجی در محلول می‌شود، در حالی که طلا، سفید رنگ می‌ماند.

آزمایش کلریدریک یا آزمایش حلال-آلکالی برای تشخیص مس و طلا استفاده می‌شود. این آزمایش بر اساس واکنش فلزات با حلال‌های کلریدریک و آلکالی می‌باشد. طی این آزمایش، با افزودن حلال‌های کلریدریک و آلکالی به نمونه، تغییرات رنگ در محلول برای هر یک از فلزات قابل مشاهده است. روش انجام آزمایش کلریدریک به صورت زیر است:

1. آماده‌سازی نمونه: نمونه مورد آزمایش، معمولاً در قالب محلولی حاوی فلزهای مورد بررسی قرار می‌گیرد.

2. افزودن حلال کلریدریک: قطره‌ای از حلال کلریدریک (مثلاً HCl) به نمونه اضافه می‌شود. در صورت حضور مس، تشکیل رنگ سفید تا نارنجی در محلول رخ می‌دهد.

3. افزودن حلال آلکالی: قطره‌ای از حلال آلکالی (مثلاً NaOH) به نمونه اضافه می‌شود. در صورت حضور طلا، محلول سفید رنگ می‌ماند و تغییر رنگی ندارد.

با انجام این آزمایش، اگر محلول پس از افزودن حلال‌های کلریدریک و آلکالی به رنگ سفید تا نارنجی تغییر کند، این نشانگر وجود مس در نمونه است. در صورتی که محلول پس از افزودن حلال‌ها سفید رنگ بماند، این نشانگر عدم وجود مس و تشخیص وجود طلا در نمونه است.

همچنین، می‌توان با تغییر شدت رنگ و مشاهده رنگ‌های متفاوت، تخمین زد که نسبت فلز مورد بررسی (مثلاً مس) در نمونه چقدر است. به طور کلی، این آزمایش یک روش سریع و ساده برای تشخیص مس و طلا است ولی در مواردی که ترکیبات مختلفی در نمونه وجود دارند، نتایج آزمایش ممکن است دقیق نباشد. بنابراین، برای اطمینان بیشتر و تشخیص دقیق‌تر، می‌توان از آزمایشات دیگری نیز استفاده کرد.

آزمایش نیتریت سدیم

این آزمایش نیز بر مبنای تشکیل رنگ‌های مختلف برای هر یک از فلزات است. با افزودن نیتریت سدیم به نمونه و مشاهده تغییرات رنگ، می‌توان مس و طلا را تشخیص داد. مس باعث تشکیل رنگ زرد تا قهوه‌ای در محلول می‌شود، در حالی که طلا رنگ زردی مایل به طوسی می‌گیرد.

آزمایش نیتریت سدیم (آزمایش ترکیب نیتریتی) نیز برای تشخیص مس و طلا استفاده می‌شود. در این آزمایش، با افزودن نیتریت سدیم به نمونه، تغییرات رنگ در محلول برای هر یک از فلزات قابل مشاهده است. روش انجام آزمایش نیتریت سدیم به صورت زیر است:

1. آماده‌سازی نمونه: نمونه مورد آزمایش، معمولاً در قالب محلولی حاوی فلزهای مورد بررسی قرار می‌گیرد.

2. افزودن نیتریت سدیم: قطره‌ای از نیتریت سدیم (NaNO2) به نمونه اضافه می‌شود. در صورت حضور مس، تشکیل رنگ زرد تا قهوه‌ای در محلول رخ می‌دهد.

3. مشاهده تغییر رنگ: با افزودن نیتریت سدیم، در صورت وجود مس، محلول رنگ زرد تا قهوه‌ای می‌گیرد. اما در صورت وجود طلا، محلول رنگ زردی مایل به طوسی می‌گیرد و تغییر رنگی ندارد.

با انجام این آزمایش، اگر محلول پس از افزودن نیتریت سدیم به رنگ زرد تا قهوه‌ای تغییر کند، این نشانگر وجود مس در نمونه است. در صورتی که محلول پس از افزودن نیتریت سدیم رنگ زردی مایل به طوسی بگیرد، این نشانگر عدم وجود مس و تشخیص وجود طلا در نمونه است. همچنین، می‌توان با تغییر شدت رنگ و مشاهده رنگ‌های متفاوت، تخمین زد که نسبت فلز مورد بررسی (مثلاً مس) در نمونه چقدر است.

آزمایش اسید نیتریک

این آزمایش بر اساس واکنش مس با اسید نیتریک می‌باشد. با قرار دادن قطره‌ای از اسید نیتریک بر روی نمونه، مس باعث تشکیل رنگ سبزی در محل تماس می‌شود. اما طلا در برابر اسید نیتریک مقاوم است و تغییر رنگ نمی‌دهد.

آزمایش اسید نیتریک یا آزمایش حلال-اکسیدانی نیز برای تشخیص مس و طلا استفاده می‌شود. در این آزمایش، با قرار دادن قطره‌ای از اسید نیتریک (HNO3) بر روی نمونه، تغییرات رنگ در محل تماس ایجاد می‌شود. روش انجام آزمایش اسید نیتریک به صورت زیر است:

1. آماده‌سازی نمونه: نمونه مورد آزمایش، معمولاً در قالب محلولی حاوی فلزهای مورد بررسی قرار می‌گیرد.

2. قرار دادن اسید نیتریک: قطره‌ای از اسید نیتریک (HNO3) بر روی نمونه قرار داده می‌شود.

3. مشاهده تغییر رنگ: در صورت وجود مس در نمونه، محل تماس با اسید نیتریک، رنگی مابین سبز تا آبی می‌گیرد.

آزمایش ذوب

این آزمایش با استفاده از حرارت و ذوب نمونه‌ها، امکان تشخیص مس از طلا را فراهم می‌کند. زیر نور مستقیم، ذوب نمونه روی شیشه یا سطح صافی انجام می‌شود و با توجه به رنگ و جذابیت نهایی، می‌توان مس و طلا را تشخیص داد.

آزمایش ذوب یک روش فیزیکی برای تشخیص مس و طلا است. در این آزمایش، نمونه مورد بررسی را به حالت ذوب در می‌آورند و با مشاهده رنگ و جذابیت نهایی، می‌توان مس و طلا را تشخیص داد. روش انجام آزمایش ذوب به صورت زیر است:

1. آماده‌سازی نمونه: نمونه مس و طلا را در قالب مورد نظر آماده می‌کنند، ممکن است نمونه در قالب پودر یا ذرات کوچک باشد.

2. ذوب نمونه: نمونه را تحت تأثیر حرارت قرار داده تا آن را به حالت ذوب درآورد. این مرحله می‌تواند با استفاده از ابزارهای مختلف مانند کوره صورت گیرد. با اعمال حرارت، نمونه ذوب شده و به حالت مایع در می‌آید.

3. مشاهده رنگ و جذابیت: با مشاهده نمونه مذاب، می‌توان رنگ و جذابیت آن را بررسی کرد. در صورت وجود مس در نمونه، ممکن است رنگ مایع به سبز یا آبی کمرنگ بگیرد. اما در صورت وجود طلا، مایع مذاب رنگ سفید تا زرد را نشان می‌دهد.

توجه داشته باشید که این روش نیازمند تجهیزات خاصی مانند کوره است و می‌تواند خطرناک باشد. بنابراین، انجام آزمایش ذوب به دقت و با رعایت اصول ایمنی و تجهیزات محافظتی مناسب توصیه می‌شود. در صورت عدم تجربه کافی یا نیاز به تشخیص دقیق‌تر، مراجعه به کارشناسان متخصص توصیه می‌شود.

آشنایی با انواع مختلف طلا

طلا در کوتاه مدت ممکن است مواردی از جمله جواهرات کاربرد داشته باشد اما به دلیل خواص منحصر به فرد در صنایع مختلف فلز محبوبی به شمار میرود. نادر بودن طلا و بسیاری از کاربردهای بالقوه آن عاملی است که بیشتر به هزینه بالای خالص سازی آن و ارزش درک شده این فلز مربوط میشود. اما اگر دانشمندان بتوانند به راحتی آنالوگ های فلزی تولید کنند که مشابه با طلا عمل کند، میتواند صرفه جویی زیادی را در هزینههای پدید آورد.

در اینجا واضح است که روش استفاده شده مس را به طلا تبدیل نمیکند و به همان میزان که مطالعات موردی ما نیز نشان میدهد، روش دقیقی نیست. با این حال، واقعیت این است که محققان ذرات مس را قادر ساختند که در شرایط خاص مانند طلا عمل کند. این دستاورد بسیار چشمگیر است و از اینکه ببینیم چگونه این فرایند تکامل میابد شگفت زده خواهیم شد!

انتهای پیام/