Можно ли из свинца получить золото кратко

Обновлено: 05.07.2024

Золото из свинца — реальность или алхимический миф? Над поиском ответа на этот жизненно важный вопрос в разное время трудились как откровенные шарлатаны, так и выдающиеся умы человечества. Золото — редкий и дорогой металл, добыча его ограничена и не удовлетворяет запросы общества. Возможность получения металла из свинца решила бы многие проблемы, в том числе и технического характера.

Алхимические изыскания древности и эпохи Средневековья

Впервые получить благородный металл из свинца попытались еще древние египтяне. В начале XX века в Фивах был обнаружен папирус, содержащий 111 способов получения золота. Найденные рецепты в большинстве своем не были нацелены на добычу настоящего металла, позволяя создавать качественные, но недолговечные подделки. В дальнейшем работы по созданию благородного металла были продолжены древнегреческими мыслителями и исследователями эпохи Средневековья. В XIII-XVI веках алхимией увлекались не только ученые, но и государственные деятели. Практически у каждого правителя был собственный алхимик, пытающийся сделать золото из различных металлов, в том числе из свинца, хотя особой популярностью все же пользовалась ртуть.

средневековые опыты

Опыты древних алхимиков

Продолжительный период алхимики трудились над созданием философского камня, среди легендарных способностей которого было и свойство преобразовывать одни металлы в другие. В одном из рецептов, найденных в записях некоего Луллия, естествоиспытателю предлагается осуществить перегонку уксусно-свинцовой соли. В результате произведенных манипуляций, основным компонентом которых был свинец и его окись, получались продукты, восстанавливающие золото из растворов его солей. Таким образом, золото не возникало из ниоткуда, а всего лишь извлекалось из смеси, в которой уже содержалось. Получение его таким способом было откровенным обманом, потому вопрос о том, как сделать золото, оставался актуальным.

Первые изыскания в области получения философского камня принадлежат Николасу Фламелю, французскому ремесленнику, жившему в начале XIV века. Будучи простым переписчиком книг, он наткнулся на одну заинтересовавшую его работу по алхимии. Попавшая в руки к нему книга была очень древняя и во многом непонятная. На ее расшифровку ушло свыше 22 лет. За это время алхимик не раз впадал в отчаяние, в итоге задуманное им вещество было создано с помощью божественных сил, посетивших Фламеля в процессе совершения им паломничества к святым местам.

В 1382 году он сумел создать искомое вещество и преобразовать с его помощью имеющийся в наличии металл в золото. Согласно существующей легенде, Фламелю был открыт не только секрет преобразования золота, но и тайна долголетия. Несмотря на то что по официальным источникам алхимик скончался в 1414 году, смерть его до сих пор ставится под сомнение.

Заметный интерес к алхимии в общем и к возможности добычи золота в частности наблюдался и у Исаака Ньютона. Выдающийся ученый посвятил более 30 лет своей жизни изучению этого вопроса, будучи уверенным в том, что подобное не только возможно, но и произойдет в ближайшем будущем. Опасаясь того, что умение получать благородные металлы из неблагородных, станет поводом для падения спроса на золото, Ньютон стал инициатором законопроекта, запрещающего разглашение тайны алхимических изысканий.

В начале XVII века в средневековой Европе приобрело довольно большую популярность имя шотландского дворянина Сетония. В ходе многолетних странствий по миру и научных изысканий Сетонию удалось разработать особый порошок красного цвета, благодаря которому получение золота из свинца стало осуществимым. Рецепт порошка долгое время передавался из рук в руки, пока не был окончательно утрачен.

15 января 1658 года И. К. Рихтхаузен, личный алхимик императора Фердинанда III, преобразовал свинец в золото. Произошло это в присутствии множества свидетелей, в том числе и членов императорской семьи. Работы в этом направлении были продолжены Вейнцелем Зейлером, ему также удалось получить металл из свинца. В императорской сокровищнице в Вене хранится медаль, некогда бывшая серебряной, но ставшая наполовину золотой благодаря изысканиям Зейлера.

Золотые монеты, изготовленные из свинца, имеются в коллекции эрцгерцога Кюхельбекера. Сотворил это чудесное преобразование алхимик Кронеманн, живший при дворе одного из бранденбургских маркграфов. В 1667 году слиток золота, полученный из свинца, был представлен на суд общественности доктором Швейцером. Добыть металл удалось с помощью вещества, названного самим доктором философским камнем. К сожалению, повторная попытка получения не удалась и об опыте вскоре забыли.

В 1709 году известному алхимику Гомбергу удалось добыть золото из серебра и сурьмяной руды. Сделанное открытие чрезвычайно вдохновило его коллег, на фоне возникшего ажиотажа продолжают предприниматься попытки получения металла и из свинца. К сожалению, интерес к данному открытию иссяк так же быстро, как и возник, было доказано, что некоторые частицы золота изначально имелись в руде и потому эксперимент не был чистым. И все же опыты в этом направлении продолжались вплоть до начала эпохи индустриализации.

Попытки получения золота в XIX-XX веке

В XIX-XX интерес к алхимии иссяк, получила развитие новая наука — химия. С этого времени ученых начинает интересовать не сам результат, а процесс добычи металла. Возникает представление о том, что ни один элемент не может быть преобразован в другой, после того как химическая реакция, его создавшая, завершена. Ученые пытаются доказать невозможность подобного, но надежды на чудо все еще остаются.

Всерьез о том, как делают золото, задумались в эпоху открытия водородной и атомной бомбы. Исследователи середины прошлого века с помощью подобного открытия пытались решить ряд производственных задач, но заметного успеха достигнуто не было.

раствор с золотом

Попытки получить золото из свинца

В 1980-х годах известный российский химик Борис Васильевич Болотов практически достиг результата, но был обвинен в преступлении и отправлен в тюрьму. После освобождения он не прекратил исследований, но преобразования металлов так и не достиг. Подобная ситуация является не единичной, получение золота из любого металла негативным образом отразится на экономике многих стран, потому невыгодно. Ни одно государство мира не согласилось бы на подобное положение вещей. Получить деньги на исследования в данной области, таким образом, было невозможно.

Опыты по созданию золота из свинца и других металлов проводятся и в наши дни. Но точных сведений о том, что кому-либо удалось осуществить мечту всего человечества, до сих пор не поступало. Свинец — элемент 14-й группы, золото — 11-й. В таблице Менделеева свинцу присвоен 82-й атомный номер, золоту — 79. Оба металла мягкие, хорошо плавятся, но на этом сходство их заканчивается. Сплав свинца и золота чрезвычайно хрупок, к тому же свинец еще и высокотоксичный металл, работать с ним без специальных навыков и знаний опасно.

Главная задача такого пережитка прошлого, как алхимия - преобразование свинца в золото. Казалось бы - бред, но ядерная физика подразумевает под собой возможность создания одного атома из другого. То есть все же возможно создать из атома свинца - атом золота?

Да возможно. Нужно как-то убрать из ядра свинца три протона и четыре нейтрона и получится золото.

Более того, это не только возможно, это было сделано! В 1980 году Глен Сиборг получил микроскопическое количество золота, правда не из свинца, а из висмута, облучая его быстрыми нейтронами. Кроме того, еще в 1972 году советские физики заметили, что после некоторых экспериментов на свинцовых щитах образуется золото.

Но как вы понимаете, такой способ получения золота чудовищно дорогой и неэффективный.

Предупреждение! Данная статья носит информационный, научно-популярный и юмористическо-развлекательный характер! Увы, но сейчас создавать из свинца золото хотя и можно, но этот процесс является очень емким и приводит к незначительным результатам.

Вводная информация

В гробнице египетского города Фивы в начале прошлого века нашли папирус. В нем было 111 рецептов, среди которых оказались и те, что рассматривали возможность получения серебра и золота. Но, увы, это было направлено на создание подделок или покрытие драгоценными металлами других, менее дорогих, объектов.

Вам будет интересно: Нафтеновая кислота — особенности, свойства, применение и формула

Чего смогли добиться в Средневековье

Вам будет интересно: Бараньи рога: значение и символика

золото из свинца

Железо, золото, свинец и ртуть считались близкими металлами - что один из них можно превращать в другой. Например, взять рецепт Луллия. Он предлагал обратить взор на свинец и обжигать его до тех пор, пока не будет получен оксид данного металла. Затем необходимо было нагреть получившуюся субстанцию с кислым спиртом винограда на песчаной бане. Полученная от выпаривания камедь перегонялась. То, что оставалось, необходимо было растереть на камне и прикоснуться к нему раскаленным углем. Затем нужно было еще раз перегнать субстанцию и получалась уксусно-свинцовая соль.

В чем ценность этого соединения? По сути, описывается обычная химическая реакция, а именно – перегонка уксусно-свинцовое соли. Это соединение действительно могло творить чудеса. А именно – восстанавливать золото из растворов его солей.

Дальнейшее развитие

Вам будет интересно: Понятие об ускорении. Формулы ускорения при равноускоренном прямолинейном движении и перемещении по окружности. Ускорение свободного падения

получить золото из свинца

Алхимия процветала до середины семнадцатого века. Из свинца золото, равно как и с других материалов, получить не удалось. Хотя довольно неплохо была изучена химия. Высокопоставленные лица того времени подобные увлечения поддерживали, что позитивно сказывалось на развитии прикладных исследований. Более того, многие правители, короли и императоры сами были алхимиками. И многие осуществляемые ними превращения не являются обманом, просто драгоценный металл содержался в исходном веществе и его просто выделили.

Но со временем количество людей, которые верили бы в алхимию, начало уменьшаться. Немало этому поспособствовал тот факт, что в качестве панацеи от всех болезней был объявлен философский камень. Когда это на практике не оправдалось, в алхимии начали сомневаться. Хотя разочаровались не до конца. Многие опыты все же позволяли получать золото. Правда связано это было с тем, что в некоторых природных рудах этот драгоценный металл содержится в определенном количестве. Благодаря различным химическим реакциям его получалось очистить и дистиллировать.

железо золото свинец

Алхимик Гобмерг смог получить золото, расплавляя серебро с сурьмяной рудой. Драгоценного металла на выходе оказалось не много. Но вот алхимик уверовал, что ему открылся секрет превращения металлов. Правда, при уже точном анализе просто оказалось, что определенный процент золота был с самого начала.

Аптекарь Каппель в 1783 году смог добиться подобного результата – он получил драгоценный металл из серебра, использовав мышьяк. Возможно это исключительно благодаря осаждению иодида свинца. А золото, как, наверное, догадались, было уже в руде.

С помощью науки

золото из свинца в домашних условиях

После того как открыли атомы и реакции превращения, на смену алхимикам пришли физики-ядерщики. Основу в этом случае заложил Демпстер Артур Джеффри. Изучая масс-спектрографические данные драгоценного металла, ученый пришел к выводу, что есть только один стабильный изотоп – с массовым числом 197. Поэтому, если хочется сделать из свинца золото (или превратить другой подобный материал), то необходимо обеспечить протекание необходимой ядерной реакции. Нужно, чтобы она давала на выходе именно изотоп 197.

В 1940 году данный вопрос начал изучаться более подробно. Проводились опыты по бомбардировке быстрыми нейтронами соседних элементов таблицы Менделеева. Таковыми являются платина и ртуть. Через год было сообщено – при использовании второго материала удалось добиться успеха. Было получено золото. Но его изотопы имели массовые числа 198, 199 и 200. Золото ученые получили, но существовало оно весьма краткий промежуток времени. Хотя из экспериментов был сделан вывод, что самый лучший исходный материал – это ртуть. Получить золото из свинца тоже теоретически возможно, но реализовать это значительно сложнее.

Проработка ртути

из свинца золото

Наиболее подходящими для манипуляций является материал с массовым числом 196 и 199. Так, из 100 грамм ртути можно рассчитывать примерно на 35 мкг золота. Несложно догадаться, что из-за дороговизны ядерных превращений цена получилась намного больше рыночной. Поэтому популярности данный метод не приобрел.

Получение стабильного изотопа (золото-197) теоретически возможно в промышленном масштабе из ртути-197. Вот только такого химического элемента в природе не существует. Хотя можно обратить внимание еще на таллий-201. Правда здесь проблема иного характера – у этого элемента нет альфа-распада. Поэтому, более актуальным является получение все же изотопа ртути-197.

Получить его можно из таллия-197 или свинца-197. Казалось бы, на первый взгляд, второй вариант значительно легче. Но и таким образом из свинца золото получить сложнее, ведь эти материалы в природе не существуют и должны быть синтезированы посредством ядерных превращений. То есть делать драгоценный металл можно, только это очень сложно и затратно. А так рассмотренный вариант – это самый реальный ответ на то, как из свинца сделать золото.

Холодный ядерный синтез

как из свинца сделать золото

Сейчас золото из свинца в домашних условиях не сделать – слишком наукоемкий и затратный этот процесс. А связано это с тем, что необходимо проведение горячего ядерного синтеза. То есть необходимо достигать значительных температур, что является само по себе весьма затратным с энергетической точки зрения.

Если же удастся запустить холодный ядерный синтез, то получится возможность получить драгоценный металл с относительно небольшими затратами. Правда, в таком случае актуальным является вопрос о том, как остановить его/держать под контролем.

К тому же, получая золото в огромных количествах, человечество может перестать его ценить. Ведь ценен этот металл не только благодаря своим качествам и характеристикам, но еще и тем, что он существует в ограниченном количестве. И еще с холодным ядерным синтезом необходимо учитывать, что преобразование элементов таблицы Менделеева можно осуществлять только в одну сторону – справа налево. Вот в этом случае свинец очень хорошо подходит для его превращения в золото. Но это, увы, пока в теории.

Заключение

золото из свинца в домашних

Часто спрашивают, что тяжелее золото или свинец. Это неправильно заданный вопрос. Ведь килограмм всегда будет представлять собой один и тот же вес. Более актуальным и правильным является вопрос об объеме. Или говоря более научно – плотности вещества. В этом плане золото занимает лидирующие позиции. Среди распространенных и известных материалов оно № 1 по соотношению объем-вес. Ближайший материал, который наступает ему на пятки, – это вольфрам. Кстати, именно из него и подделывают чаще всего рассматриваемый драгоценный металл. Это связано с тем, что по ряду характеристик эти металлы отличаются на проценты.

Различные материалы, которые рассматриваются как очередники на превращение в золото, могут иметь кратную разность по характеристикам объем/вес. Кстати, благодаря этому многие не совсем ориентируются в том, насколько сложно переносить этот драгоценный ресурс. Например, взрослому мужчине очень сложно, а то и невозможно, поднять слиток золота, размером в среднестатистический школьный ранец.



Превращение неблагородных металлов, таких как свинец, в золото действительно возможно, но много золота вы из него не получите!
Вы когда-нибудь мечтали стать богатым в одночасье? А что, если бы вы могли сделать золото из других металлов, таких как свинец?

Однако об эликсире ходили легенды, и алхимикам никогда не удавалось превратить свинец в золото. Их ждала неудача, поскольку ни одна обычная химическая реакция не может превратить свинец в золото.

Однако смогли бы ученые современного мира, с нашими расширенными химическими знаниями и более совершенными инструментами, совершить этот химический подвиг?


Зашифрованный рецепт Луллия

Одним из зашифрованных алгоритмов, описывающих, как получить золото, был рецепт Луллия, на котором мошенники практически открыто обогащались, продавая его желающим. Алхимик того времени описывал процесс, говоря о необходимости получения эликсира, благодаря которому и произойдет превращение свинца. Лишь со временем стало понятно, что превращение возможно при перегоне уксусно-свинцовой соли. Такое соединение в сумме дает состав, способный восстановить золото из свинцовой смеси и солей.

Рецепт не содержит информации о том, как превращается свинец в золото, но считается рациональным, благодаря возможности применения его на практике.

По большей части способ описывает реакцию с золотосодержащими составами и солью.

Вводная информация

В гробнице египетского города Фивы в начале прошлого века нашли папирус. В нем было 111 рецептов, среди которых оказались и те, что рассматривали возможность получения серебра и золота. Но, увы, это было направлено на создание подделок или покрытие драгоценными металлами других, менее дорогих, объектов.

Вам будет интересно:Нафтеновая кислота — особенности, свойства, применение и формула

Физико-химические характеристики металлов, золота и свинца

ХарактеристикиЗолотоСвинец
Плотность19320кг/ м³11340 кг/м³
Механические и химические свойстварасплавленный металл зеленоватого оттенка, в твердом виде отличается ярким желтым цветом;стойкий к окислению, инертный;материал мягкий, пластичный, легко поддается обработкепри выплавке материал серебристый; при контакте с кислородом моментально окисляется, меняя цвет на голубовато-серый;мягкость материала делает его подверженным сжатию и разрыву;оксидный клей, защищает материал от реагирования с концентрированными кислотами
Электро-, теплопроводимостьХорошо проводит электрический ток, является хорошим теплопроводникомПлохо проводит электричество
Влияние на организмГипоаллергенный, не вызывает проблем со здоровьем, не накапливается в организмеСчитается токсичным для человеческого организма: вдыхание паров, контакт с материалом может вызвать отравление

Получение изотопа золота из изотопа ртути.


Свинец и золото

Превращение одного элемента в другой

Эти субатомные частицы связаны сильными ядерными силами, которые поддерживают стабильность ядра. Попытка преодолеть эти силы требует огромного количества энергии.

Удаление протона или нейтрона из ядра было бы похоже на попытку поднять молот Тора, Мьёльнир, если вы не чисты душой. Добавление субатомной частицы было бы похоже на попытку заставить магниты одного и того же полюса соприкоснуться.

И при добавлении, и при убавлении субатомных частиц выделяется огромное количество энергии.

Но что, если бы вам удалось изменить состав ядра? К сожалению, это дает элементу кризис идентичности, нарушая равновесие сил внутри элемента. Элемент начинает испускать субатомные частицы, чтобы достичь более стабильного состояния, аналогично тому, что происходит при радиоактивном распаде.

Эксперименты физиков-ядерщиков по получению атома золота

Не один физик пытался получить атом благородного металла из разных химических элементов. Все они максимально приблизились к ответу, но не смогли воплотить в жизнь теоретические знания. Многие ученые, в т.ч. и физики-ядерщики делали важные открытия, но повода для радости по-прежнему не было. Постепенно этот вопрос начали изучать многие лаборатории по всему миру. На практике к желаемому результату общими усилиями удалось прийти только через 10 лет.

Открытие изотопа золота с массовым значением 197 физиком Демпстером

Когда ученым удалось найти атом благородного металла, исследования помогли определить изотоп, массовое значение которого 197. И тогда физик Демпстер пришел к выводу, что только ядерная реакция даст нужный результат. Оставалось найти ту ядерную реакцию, при которой образуется именно этот изотоп.

При этом эксперименты продолжались. Ученые выяснили, что атом золота можно получить, используя ртуть с массовым значением 196 и 199. Отмечалось, что подобный изотоп был ближе всего к превращению в драгметалл.

Превращение ртути в золото


Золото из ртути

Получение изотопа золота из изотопа ртути

Исторический опыт алхимиков заставлял ученых все больше работать над теориями и проводить массу экспериментов. В 1941 году американским физикам удалось получить золото, но из ртути. При этом изотопы могли иметь значение 198, 199 и даже 200 единиц. С одной стороны, ученые смогли добиться желаемого, но результат, существовал совсем недолго.

Дальнейшее развитие

Вам будет интересно:Понятие об ускорении. Формулы ускорения при равноускоренном прямолинейном движении и перемещении по окружности. Ускорение свободного падения

получить золото из свинца

Алхимия процветала до середины семнадцатого века. Из свинца золото, равно как и с других материалов, получить не удалось. Хотя довольно неплохо была изучена химия. Высокопоставленные лица того времени подобные увлечения поддерживали, что позитивно сказывалось на развитии прикладных исследований. Более того, многие правители, короли и императоры сами были алхимиками. И многие осуществляемые ними превращения не являются обманом, просто драгоценный металл содержался в исходном веществе и его просто выделили.

Но со временем количество людей, которые верили бы в алхимию, начало уменьшаться. Немало этому поспособствовал тот факт, что в качестве панацеи от всех болезней был объявлен философский камень. Когда это на практике не оправдалось, в алхимии начали сомневаться. Хотя разочаровались не до конца. Многие опыты все же позволяли получать золото. Правда связано это было с тем, что в некоторых природных рудах этот драгоценный металл содержится в определенном количестве. Благодаря различным химическим реакциям его получалось очистить и дистиллировать.

Лабораторные опыты по получению золота из свинца в наши дни

  • Синтез золота из свинца-197, который не существует: получение благородного металла из других химических элементов основывается на атомных реакциях. Изотопы, полученные при таких реакциях, являются кратковременными. Но возможно получить настоящее золото из ртути-197 при использовании бета-лучей. При этом несуществующий изотоп ртути можно получить из таллия-197, а его добывают из свинца-197. Однако все изотопы для эксперимента с превращением можно добыть только с помощью ядерных реакций, поскольку в природе их не существует. А значит, много драгметалла таким образом не сделаешь.
  • Слишком дорогой метод горячего ядерного синтеза золота: современные люди больше не используют домашний опыт алхимиков по превращению свинца в золото. Все из-за высокой затратности процесса. Научно доказано, что для проведения таких превращений необходимо воздействовать на элемент высокими температурами, что влечет за собой неоправданно большие энергетические затраты и опасность.
  • Получение золота из свинца: теоретически существует вероятность получить золото из свинца, используя холодный ядерный синтез. Такое преобразование должно иметь небольшую себестоимость. Синтез позволяет делать превращения химических элементов только в одном направлении — справа налево. А значит, свинец идеально подходит. Но даже в теории неизвестно, как такой процесс контролировать и останавливать.
  • Теоретические последствия искусственного синтеза золота: подтвержденный факт возможности получения золота из других элементов вызывал фурор. Многие хотели научиться делать такие превращения, преследуя разные цели. Но не стоит забывать, что ценностью золота являются не только его свойства как украшения, финансового инструмента, но ограниченность запасов. Чем больше драгметалла будет существовать, тем меньше человечество его будет ценить.

железо золото свинец

Алхимик Гобмерг смог получить золото, расплавляя серебро с сурьмяной рудой. Драгоценного металла на выходе оказалось не много. Но вот алхимик уверовал, что ему открылся секрет превращения металлов. Правда, при уже точном анализе просто оказалось, что определенный процент золота был с самого начала.

Аптекарь Каппель в 1783 году смог добиться подобного результата – он получил драгоценный металл из серебра, использовав мышьяк. Возможно это исключительно благодаря осаждению иодида свинца. А золото, как, наверное, догадались, было уже в руде.

Трансмутация посредством радиоактивности

Большинство элементов после висмута в периодической таблице радиоактивны.

Радиоактивный распад — не лучший способ получения золота. Во-первых, радиоактивным элементам требуются месяцы, а то и годы или тысячелетия, чтобы распасться на более распространенные элементы. Радию-226 требуется 1600 лет, чтобы распасться наполовину. Во-вторых, радиоактивные излучения могут вызывать такие заболевания, как рак и проблемы со щитовидной железой.

В-третьих, уран, торий и радий после распада превращаются в свинец. Свинец стабилен и не распадается дальше, что печально, учитывая, что у золота всего на 3 протона меньше, чем у свинца.

Добыча металла по странам мира

  • Австралия
  • Перу
  • Мексика
  • Индия

В своё время Соединенные Штаты добывали около трети всего мирового запаса, но на момент 2021 года производство серого тяжёлого металла в этой стране составляет не более 7% от мирового производства.

Минеральная руда галенит, где присутствует свинец


Минеральная руда – галенит, структура которой традиционно содержит достаточно большое количество свинца по сравнению с другими видами руды

На территории России уровень добычи примерно сопоставим с американской добычей (около 5%). Однако российская добыча лишь немногим отставала от Китая во времена существования СССР. То есть с точки зрения запасов богатый ресурс в России существует.


Вы когда-нибудь мечтали стать богатым в одночасье? А что, если бы вы могли сделать золото из других металлов, таких как свинец?

Именно этого пытались добиться алхимики Средневековья. Их целью был "философский камень", "эликсир" или "настойка", которые даровали бы бессмертие, молодость и избавление от всех болезней, а также несметные богатства тем, кто их употреблял. Одним из самых интересных свойств эликсира было то, что он мог превратить любой неблагородный металл, например, свинец, в сверкающий кусок золота. Превращение одного элемента в другой называется трансмутацией.

Однако об эликсире ходили легенды, и алхимикам никогда не удавалось превратить свинец в золото. Их ждала неудача, поскольку ни одна обычная химическая реакция не может превратить свинец в золото.

Однако смогли бы ученые современного мира, с нашими расширенными химическими знаниями и более совершенными инструментами, совершить этот химический подвиг?


Что такое элемент?

Превращение свинца в золото означает превращение одного элемента в другой. Каждый элемент определяется количеством протонов (называемых атомным номером) и нейтронов (протоны + нейтроны = массовое число), составляющих его ядро; количество электронов не так важно для определения элемента.

Свинец имеет атомный номер 82 (82 протона в ядре), а золото - 79.

Чтобы превратить один элемент в другой, необходимо изменить число протонов в ядре.

Изменение числа нейтронов (при неизменном числе протонов) в ядре приводит к появлению различных видов одного и того же элемента, называемых изотопами. Свинец имеет четыре изотопа, встречающихся в природе, и множество других, созданных в лаборатории.

Превращение одного элемента в другой

Эти субатомные частицы связаны сильными ядерными силами, которые поддерживают стабильность ядра. Попытка преодолеть эти силы требует огромного количества энергии.

Удаление протона или нейтрона из ядра было бы похоже на попытку поднять молот Тора, Мьёльнир, если вы не чисты душой. Добавление субатомной частицы было бы похоже на попытку заставить магниты одного и того же полюса соприкоснуться.

И при добавлении, и при убавлении субатомных частиц выделяется огромное количество энергии.

Но что, если бы вам удалось изменить состав ядра? К сожалению, это дает элементу кризис идентичности, нарушая равновесие сил внутри элемента. Элемент начинает испускать субатомные частицы, чтобы достичь более стабильного состояния, аналогично тому, что происходит при радиоактивном распаде.

Трансмутация посредством радиоактивности

Большинство элементов после висмута в периодической таблице радиоактивны.

Радиоактивный распад - не лучший способ получения золота. Во-первых, радиоактивным элементам требуются месяцы, а то и годы или тысячелетия, чтобы распасться на более распространенные элементы. Радию-226 требуется 1600 лет, чтобы распасться наполовину. Во-вторых, радиоактивные излучения могут вызывать такие заболевания, как рак и проблемы со щитовидной железой.

В-третьих, уран, торий и радий после распада превращаются в свинец. Свинец стабилен и не распадается дальше, что печально, учитывая, что у золота всего на 3 протона меньше, чем у свинца.

Ядерная трансмутация в ядерном реакторе

Если исключить радиоактивность, какой еще метод можно использовать для превращения свинца в золото? Что ж, есть несколько вариантов.

Использование свинца для получения золота - не самая лучшая стратегия, поскольку у свинца на 3 протона больше, чем у золота. Лучше использовать либо ртуть (на 1 протон больше, чем у золота), либо платину (на 1 протон меньше, чем у золота).

Самые ранние эксперименты по превращению неблагородного металла в золото относятся к 1924 году. Независимо друг от друга исследователи Нагоака в Японии и Мите и Штаммрайх в Германии преобразовали ртуть в золото, подвергнув ртуть воздействию высоких электрических токов. Более поздние исследователи, проводившие подобные эксперименты, получили отрицательные результаты, что поставило эти выводы под сомнение. Таким образом, воздействие на ртуть электрическим током, возможно, не является решением проблемы.

Другой вариант - бомбардировка ртути или платины субатомными частицами, такими как протоны и нейтроны. В 1941 году исследователи бомбардировали ртуть быстрыми нейтронами и превратили металл в золото и платину. В 1936 году исследователи бомбардировали платину дейтронами (ядро с протоном и нейтроном; ядро дейтерия), что привело к образованию радиоактивных изотопов платины, которые распались на золото.

Если у вас есть большие запасы свинца, которые вам нужно использовать, то в эксперименте 1996 года было обнаружено золото после облучения свинца протонами с энергией 600 МэВ.

Сколько золота вы можете сделать?

Если вы начали мечтать о том, как разбогатеть, делая золото, позвольте нам разрушить ваши мечты.

Во-первых, большая часть золота была радиоактивной, что означает, что оно, скорее всего, распадется. К сожалению, не существует химического способа превратить радиоактивное золото в обычное.

Во-вторых, во всех этих экспериментах золото было получено в количестве менее 1 мг. Часто золото обнаруживалось лишь в следовых количествах. В одном из отчетов написано, что золото, полученное Мите и Штаммрайхом, стоило всего 1 доллар, но его изготовление обошлось им в 60 000 долларов! Вы были бы очень глубоко в долгах к тому времени, когда получили бы хоть какое-то полезное золото в результате таких экспериментов.

Исследователей, проводивших эти эксперименты, больше интересовало поведение атомов и их субатомных частиц, а не то, чтобы на самом деле заработать состояние на золоте. Даже если бы некоторые из этих исследователей были нацелены на деньги, они скорее разбогатели бы, открыв что-то действительно полезное (например, бесконечный и устойчивый источник энергии).

Ученые использовали свои технологии трансмутации для создания новых элементов. Такие элементы, как прометий, технеций и многие элементы из ряда лантанидов и актинидов, являются рукотворными. В 2020 году исследователи сообщили о создании нового элемента с атомным номером 113 путем слияния атомов цинка с атомами висмута. Один из исследователей, работавших над проектом, сообщил, что потребовалось более 4 миллиардов столкновений, чтобы создать элемент всего три раза.

В общем, кого волнует, что из свинца нельзя делать золото? Ученые работают над еще более крутыми проектами - надеемся, что они принесут пользу всем нам!

Читайте также: