Ouro

 Nota: Para outros significados, veja Ouro (desambiguação).

O ouro é um elemento químico com o símbolo Au (do latim aurum 'ouro') e número atômico 79. É um metal brilhante, levemente amarelo-alaranjado, denso, macio, maleável e dúctil na sua forma pura. Quimicamente, o ouro é um metal de transição e um elemento do grupo 11 (anteriormente chamado IB) da tabela periódica, e de massa atómica 197 u. É um dos elementos químicos menos reativos e é sólido em condições padrão. Na natureza, o ouro é produzido a partir da colisão de duas estrelas de nêutrons.^[1][2][3] O ouro é utilizado de forma generalizada em joalharia, indústria e eletrônica, bem como reserva de valor.

Ouro
Platina ← Ouro → Mercúrio Ag     79 Au                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Au ↓ Rg Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
amarelo metálico Cristais de ouro feitos por reação química de transporte em gás cloro, de pureza >99,99%.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Ouro, Au, 79
Série química	metal de transição
Grupo, período, bloco	11(IB), 6, d
Densidade, dureza	19300 kg/m3, 2,5
Número CAS	7440-57-5
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica	196,966569(4) u
Raio atómico (calculado)	174 pm
Raio covalente	144 pm
Raio de Van der Waals	166 pm
Configuração electrónica	[Xe] 4f14 5d9 6s2
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 32, 18, 1 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	3, 1 (anfótero)
Óxido
Estrutura cristalina	cúbico de faces centradas
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	1337,33 K
Ponto de ebulição	3129 K
Entalpia de fusão	12,55 kJ/mol
Entalpia de vaporização	334,4 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Pressão de vapor	0,000237 Pa a 1337 K
Velocidade do som	1740 m/s a 20 °C
Classe magnética	diamagnético
Susceptibilidade magnética	-3,4 x 10-5
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	2,54
Calor específico	128 J/(kg·K)
Condutividade elétrica	45,2×106 S/m
Condutividade térmica	317 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização	890,1 kJ/mol
2.º Potencial de ionização	1980 kJ/mol
3.º Potencial de ionização	kJ/mol
4.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização4}}} kJ/mol
5.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização5}}} kJ/mol
6.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização6}}} kJ/mol
7.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização7}}} kJ/mol
8.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização8}}} kJ/mol
9.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização9}}} kJ/mol
10.º Potencial de ionização	{{{potencial_ionização10}}} kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 197Au 100% estável com 118 neutrões
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
v d e

O ouro geralmente encontra-se em estado livre (estado nativo), como pepitas ou grãos, em rochas, veios e depósitos aluviais. Surge numa série de soluções sólidas com o elemento natural prata (como no electrum), naturalmente ligado a outros metais como cobre e paládio, e inclusões minerais como a pirita. Também é comum mas não tanto em minerais como compostos de ouro, geralmente com telúrio (teluretos de ouro). O ouro é resistente à maioria dos ácidos, embora se dissolva em água régia (uma mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico), formando um anião tetracloroáurico solúvel. O ouro é insolúvel apenas em ácido nítrico, que dissolve prata e metais básicos, propriedade há muito utilizada para refinar ouro e confirmar a presença de ouro em substâncias metálicas, dando origem ao termo 'teste ácido'. O ouro dissolve-se em soluções alcalinas de cianeto, que são usadas em mineração e galvanoplastia . O ouro também se dissolve em mercúrio, formando ligas de amálgama, e como o ouro age simplesmente como um soluto, não se dá uma reação química.

Por ser um elemento relativamente raro,^[4][5] o ouro é considerado um metal precioso, o qual tem sido usado para cunhagem, joias e outras artes ao longo da história documentada. Os arqueólogos sugerem que o primeiro uso do ouro começou com as primeiras civilizações no Oriente Médio. É possível que tenha sido o primeiro metal utilizado pela humanidade. O mais antigo artefato em ouro foi encontrado na tumba da Rainha Egípcia Zer.^[6][7] Antigamente, o padrão-ouro era normalmente implementado na política monetária. As moedas de ouro deixaram de ser cunhadas como moeda circulante na década de 1930, e o padrão-ouro mundial foi abandonado por um sistema de moeda fiduciária após as medidas de choque Nixon em 1971.

Em 2020, o maior produtor mundial de ouro foi a China, seguida pela Rússia e Austrália.^[8] Acima do solo, existe um total de cerca de 201.296 toneladas de ouro, desde de 2020.^[9] Isso equivale a um cubo com cada lado medindo aproximadamente 21,7 metros. O consumo mundial de ouro novo produzido é de cerca de 50% em joias, 40% em investimentos e 10% na indústria .^[10] A alta maleabilidade, ductilidade, resistência à corrosão e à maioria das outras reações químicas do ouro e a condutividade elétrica levaram ao seu uso contínuo em conectores elétricos resistentes à corrosão em todos os tipos de dispositivos computadorizados (que é o seu principal propósito industrial). O ouro também é usado na blindagem infravermelha, na produção de vidro colorido, na folheação de ouro e na restauração dentária. Certos sais de ouro ainda são usados ​​como anti-inflamatórios na medicina.

Características

O ouro é o mais maleável de todos os metais. Ele pode ser esticado num fio com apenas um átomo de largura e depois esticado consideravelmente antes que se rompa.^[11] Esses nanofios deformam-se mediante a formação, reorientação e migração de deslocamentos e redes cristalinas sem que se produza um endurecimento consideravel. Uma única grama de ouro pode ser moldada numa folha de 1 m² e uma onça avoirdupois (28,349523125 g) em 28 m² A folha de ouro pode ser suficientemente fina ao ponto de ficar semitransparente. A luz que transmite parece azul esverdeada, porque o ouro reflete fortemente o amarelo e o vermelho.^[12] Essas folhas semitransparentes também refletem fortemente a luz infravermelha, tornando-as úteis como escudos infravermelhos (calor radiante) em viseiras de trajes resistentes ao calor e viseiras de trajes espaciais.^[13] O ouro é um bom condutor de calor e eletricidade. É um metal muito denso, com alto ponto de fusão e alta afinidade eletrônica. Os seus estados de oxidação mais importantes são 1 e 3. Também é encontrado no estado de oxidação 2, bem como em estados de oxidação superiores, mas é menos comum.

Além disso, o ouro é um bom condutor de calor e eletricidade, e não é afetado pelo ar ou pela maioria dos agentes químicos. Possui alta resistência à alteração química pelo calor, umidade e a maioria dos agentes corrosivos, sendo, portanto, adequado para uso em cunhagem de moedas e ourivesaria.^{[14][15][16][17]}

O ouro tem uma densidade de 19,3 g/cm³, quase idêntica à do volframio que é de 19,25 g/cm³; daí, o volframio ter sido utilizado na falsificação de lingotes de ouro, por exemplo, chapando um lingote de volframio com ouro,.^{[14][15][16][18]} ou pegando uma barra de ouro existente, fazendo furos e substituindo o ouro removido por hastes de tungsténio.^[19] Em comparação, a densidade do chumbo é 11,34 g/cm³, e a do elemento mais denso, o ósmio, é 22,588±0,015 g/cm^3[20]

Cor

Apesar de a maioria dos metais ser cinza prateado ou branco, o ouro é amarelo, ligeiramente avermelhado.^[21] Esta cor é determinada pela frequência de oscilação do plasma entre os eletrões de valência atômica do metal, na faixa ultravioleta para a maioria dos metais, mas na faixa visível para o ouro, devido aos efeitos relativísticos que afetam as orbitais ao redor dos átomos do metal.^[22][23] Efeitos semelhantes conferem uma tonalidade dourada ao metal césio.

Entre as ligas de ouro colorido mais comuns está o característico ouro rosa de dezoito quilates, criado pela adição de cobre ao ouro. As ligas contendo paládio ou níquel também são importantes na joalheria comercial, pois produzem ligas de ouro branco. A liga de ouro-cobre de quatorze quilates tem cor quase idêntica a certas ligas de bronze e ambas podem ser usadas para produzir distintivos policiais ou outras insígnias. Ligas de ouro de quatorze e dezoito quilates com prata aparecem apenas na cor amarelo esverdeado e são chamadas de ouro verde. O ouro azul pode ser feito ligando-se com ferro, e o ouro roxo pode ser feito ligando-se com ferro, alumínio - Menos comumente, a adição de manganês, índio e outros elementos pode produzir cores douradas mais incomuns para diversas aplicações.^[24]

O ouro coloidal, usado pelos microscopistas eletrônicos, é vermelho se as partículas forem pequenas; partículas maiores de ouro coloidal são azuis.^[25]

Estrutura

O ouro está entre os menos reativos, e sua estrutura cristalina está prevista para ser estável a pressões incrivelmente altas. Mas a estrutura do ouro começa a mudar a uma pressão de 220 GPa e começa a derreter quando comprimida para além de 250 GPa. Comprimido rapidamente em nanossegundos, o aumento da pressão e da temperatura altera a estrutura cristalina para uma nova fase do ouro. Esta estrutura cúbica centrada no corpo se transforma em uma estrutura cristalina mais aberta do que a estrutura cúbica centrada na face. Ouro se torna estrutura líquida em 330 GPa.^[26]

Isótopos

Existe somente um isótopo estável do ouro (Au-197), porém existem 18 radioisótopos, sendo o Au-195 o mais estável com uma meia-vida de 186 dias, que é também o seu único isótopo natural, fazendo do ouro um elemento mononuclear e um elemento monoisotópico. Foram sintetizados trinta e seis radioisótopos com massas atómicas de 169 a 205. O mais estável deles é o ¹⁹⁵Au com uma meia-vida de 186,1 dias. O menos estável é o ¹⁷¹Au, que decai por emissão de protões com um tempo de meia-vida de 30 µs. A maioria dos radioisótopos de ouro com massas atómicas abaixo de 197 decai por alguma combinação de emissão de protões, decaimento α e decaimento β+. As exceções são ¹⁹⁵Au, que decai por captura de eletrões, e ¹⁹⁶Au, que decai mais frequentemente por captura de eletrões (93%) com um caminho de decaimento menor β⁻ (7%).^[27] Todos os radioisótopos de ouro com massas atómicas superiores a 197 decaem por decaimento β⁻.^[28]

A energia requerida para remover/adicionar um elétron de um átomo do ouro requer a consideração das interações de até cinco dos elétrons do ouro de cada vez. Além disso, é essencial incluir no cálculo os efeitos da relatividade especial e da teoria da eletrodinâmica quântica.^[29]

Utilizações

• O ouro exerce funções críticas em computadores, comunicações, naves espaciais, motores de reação na aviação, e em diversos outros produtos.
• A sua elevada condutividade elétrica e resistência à oxidação têm permitido um amplo uso em eletrodeposição, ou seja, cobrir com uma camada de ouro por meio eletrolítico as superfícies de conexões elétricas, para assegurar uma conexão de baixa resistência elétrica e livre do ataque químico do meio. O mesmo processo pode ser utilizado para o douramento das peças, aumentando a sua beleza e valor.
• Como a prata, o ouro pode formar amálgamas com o mercúrio que, algumas vezes, é empregado em restaurações dentárias.
• O ouro coloidal (nanopartículas de ouro) é uma solução intensamente colorida que está sendo pesquisada para fins médicos e biológicos. Esta forma coloidal também é empregada para criar pinturas douradas em cerâmicas.
• O ácido cloroáurico é empregado em fotografias.
• O isótopo de ouro ¹⁹⁸Au, com meia-vida de 2,7 dias, é usado em alguns tratamentos de câncer e em outras enfermidades.
• É empregado para o recobrimento de materiais biológicos, permitindo a visualização através do microscópio eletrônico de varredura (SEM).
• Utilizado como cobertura protetora em muitos satélites porque é um bom refletor de luz infravermelha.
• Cientistas indianos modificaram a química do material e o transformaram em "ouro negro", que, segundo eles, pode ser potencialmente usado para aplicações que vão desde a extração de energia solar até a dessalinização da água do mar.^[30]
• Pode potencialmente ser a base de enzimas artificiais que podem ser aplicadas em testes diagnósticos médicos rápidos e em pontos de atendimento e sistemas de purificação de água^[31]

Ver também

Ver também: Lista de países por produção de ouro

Referências

1. Garcia-Sanchez, J.; et al. (24 de agosto de 1998), «Asteroid and Comet Dynamics», Tatrauska Lomnica, Slovak Republic, Perturbation of the Oort Cloud by Close Stellar Approaches, hdl:2014/19368
2. Earth's Gold Came from Colliding Dead Stars por David A. Aguilar. Publicado no No.:2013-19 do jornal "Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics" (2013)
3. Astronomers finally find the cosmic source of gold and silver Gravitational waves point to answers for some longstanding mysteries of the universe por Emily Conover (2017)
4. Duckenfield, Mark (2016). The Monetary History of Gold: A Documentary History, 1660–1999. [S.l.]: Routledge. p. 4. ISBN 9781315476124. Its scarcity makes it a useful store of value; however, its relative rarity reduced its utility as a currency, especially for transactions in small denominations.
5. Pearce, Susan M. (1993). Museums, Objects, and Collections: A Cultural Study. [S.l.]: Smithsonian Books. p. 53. ISBN 9781588345172. Its scarcity makes it a useful store of value; however, its relative rarity reduced its utility as a currency, especially for transactions in small denominations. ... Rarity is, nevertheless, in itself a source of value, and so is the degree of difficulty which surrounds the winning of the raw material, especially if it is exotic and has to be brought some distance. Gold is, geologically, a relatively rare material on earth and occurs only in specific places which are remote from most other places.
6. «Gold History». Bullion.nwtmint.com. Consultado em 12 de setembro de 2008
7. «The Turquoise Story». Indianvillage.com. Consultado em 12 de setembro de 2008
8. «Gold Production & Mining Data by Country». 7 de junho de 2023
9. «Above-ground stocks». gold.org. Consultado em 18 de outubro de 2021
10. Soos, Andy (6 de janeiro de 2011). «Gold Mining Boom Increasing Mercury Pollution Risk». Advanced Media Solutions, Inc. Oilprice.com. Consultado em 26 de março de 2011
11. Kizuka, Tokushi (1 de abril de 2008). «Atomic configuration and mechanical and electrical properties of stable gold wires of single-atom width» (PDF). Physical Review B. 77 (15). 155401 páginas. Bibcode:2008PhRvB..77o5401K. ISSN 1098-0121. doi:10.1103/PhysRevB.77.155401. hdl:2241/99261. Cópia arquivada (PDF) em 16 de julho de 2021
12. «Gold: causes of color». Consultado em 6 de junho de 2009. Arquivado do original em 5 de maio de 2017
13. Mallan, Lloyd (1971). Suiting up for space: the evolution of the space suit. [S.l.]: John Day Co. p. 216. ISBN 978-0-381-98150-1
14. Gray, Theo (14 de março de 2008). «How to Make Convincing Fake-Gold Bars». Popular Science. Consultado em 4 de dezembro de 2022
15. Willie, Jim (18 de novembro de 2009) "Zinc Dimes, Tungsten Gold & Lost Respect Arquivado em 2011-10-08 no Wayback Machine". Kitco
16. «Largest Private Refinery Discovers Gold-Plated Tungsten Bar | Coin Update». news.coinupdate.com
17. Reuters (22 de dezembro de 1983). «Austrians Seize False Gold Tied to London Bullion Theft». The New York Times. Consultado em 4 de dezembro de 2022
18. Reuters (22 de dezembro de 1983). «Austrians Seize False Gold Tied to London Bullion Theft». The New York Times. Consultado em 4 de dezembro de 2022
19. Tungsten filled Gold bars Arquivado em 2012-03-26 no Wayback Machine, ABC Bullion, Thursday, 22 de março de 2012
20. Arblaster, J. W. (1995). «Osmium, the Densest Metal Known» (PDF). Platinum Metals Review. 39 (4): 164. Consultado em 14 de outubro de 2016. Cópia arquivada (PDF) em 18 de outubro de 2016
21. Encyclopædia of Chemistry, Theoretical, Practical, and Analytical, as Applied to the Arts and Manufacturers: Glass-zinc. [S.l.]: J.B. Lippincott & Company. 1880. pp. 70–
22. «Relativity in Chemistry». Math.ucr.edu. Consultado em 5 de dezembro de 2022
23. Schmidbaur, Hubert; Cronje, Stephanie; Djordjevic, Bratislav; Schuster, Oliver (2005). «Understanding gold chemistry through relativity». Chemical Physics. 311 (1–2). pp. 151–161. Bibcode:2005CP....311..151S. ISSN 0301-0104. doi:10.1016/j.chemphys.2004.09.023
24. Jewellery Alloys. World Gold Council
25. Electron Microscopy in Microbiology. [S.l.]: Academic Press. 1988. ISBN 978-0-08-086049-7
26. «Scientists created completely new form of gold». Tech Explorist (em inglês). 3 de agosto de 2019. Consultado em 8 de agosto de 2019
27. «Nudat 2». National Nuclear Data Center. Consultado em 12 April 2012 Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
28. Electron Microscopy in Microbiology. [S.l.]: Academic Press. 1988. ISBN 978-0-08-086049-7
29. Ver, estudo de L. F. Pašteka, E. Eliav, A. Borschevsky, U. Kaldor, e P. Schwerdtfeger (2017).
30. Sharma, Dinesh C. (8 de julho de 2019). «Scientists invented black gold- a wonder material». Tech Explorist (em inglês). Consultado em 9 de julho de 2019
31. «Scientists create the world's thinnest gold». Tech Explorist (em inglês). 6 de agosto de 2019. Consultado em 8 de agosto de 2019