Miért nem rozsdásodik az arany.

Egy 63,8 grammos aranyrudat találtak Alaszkában, az Egyesült Államokban. Fotó: Robert M. Lavinsky/Wikipédia

A Physical Review Letters folyóiratban május 21-én megjelent tanulmányban két számítógépes vegyész, Santu Biswas és Matthew Montemore az amerikai Tulane Egyetemről felfedezték , hogy miért nehezebb oxidálni az aranyat, mint a hasonló fémeket. Szerintük az arany felületén lévő atomos elrendezés olyan szoros szerkezetet hoz létre, hogy az oxigénmolekulák nem tudnak könnyen leválni, hogy beindítsák az oxidációt (azt a folyamatot, amelynek során az oxigén (vagy olyan elemek, mint a kén) reakcióba lép a fémmel és a felületéhez kötődik). Az oxigénkötések felhalmozódása okozza a vasban a „rozsdásodást”, más fémekben pedig az elszíneződést. Az oxigénadhézió mértéke attól függ, hogy a fém atomszerkezete milyen szorosan tartja az elektronjait.

Az arany a Föld egyik legértékesebb féme, mivel kivételesen ellenáll a rozsdának, az elszíneződésnek és a korróziónak, ami azt jelenti, hogy nem lép erős reakcióba más atomokkal vagy molekulákkal. Amikor egy aranytömböt elvágnak, a szabadon lévő felület másodpercek alatt átalakul. Az atomok átrendeződnek, cikkcakk textúrát hozva létre, ezt a jelenséget „felszín-rekonstrukciónak” nevezik.

A Science Alert szerint Biswas és Montemore számítógépes szimulációkat használtak annak megértésére, hogy mi történik, amikor az oxigénmolekulák olyan aranyfelületekkel érintkeznek, amelyek eltérő atomszerkezettel rendelkeznek, beleértve a regenerált felületet (az atomok szoros hatszögletű mintázatban rendeződnek el) és a nem regenerált felületet (lazább, négyzet alakú szerkezet). A regenerált felületen az oxigénmolekulák nem találnak elegendő helyet ahhoz, hogy könnyen két atomra hasadjanak, mint a nem regenerált felületen. Ez magyarázhatja, hogy az apró arany nanorészecskék miért viselkednek másképp, mint a tömeges arany. Nem fejlődnek ki teljesen a nagyobb aranytömbökön jellemzően található regenerált felületté, így reaktívabb, négyzet alakú régiók válnak láthatóvá.

A Scientific American arról számol be, hogy egy kutatócsoport kiszámította az arany regenerálás előtti és utáni oxidációjához szükséges energiát. Azt találták, hogy a levegőben lévő oxigénmolekulák (amelyek két egymáshoz kötött oxigénatomból állnak) könnyen leválnak és hozzátapadnak a nem regenerált felületen lévő aranyatomokhoz. A regenerációs folyamat során sok aranyatomot húznak ki az aranytömegből, beillesztik azokat a felületbe, és az egyszerű négyzet alakú szerkezetet sűrű hatszöggé alakítják, sok bordával és barázdával. Ez a folyamat közelebb hozza az aranyfelületet a termodinamikai egyensúlyhoz, lehetővé téve az aranyatomok számára, hogy könnyen hőt cseréljenek egymással, de megnehezítve az oxigén behatolását.

Ez az új felfedezés segíthet a tudósoknak olyan aranykatalizátorok tervezésében, amelyek egyensúlyt teremtenek a korrózióállóság és a hatékony oxigénaktiválás között.

( A vnexpress.net szerint )

Forrás: https://baodongthap.vn/ly-do-vang-khong-bi-han-gi-a241335.html