Oro

iso = isotopo
NA = abbondanza in natura
TD = tempo di dimezzamento
DM = modalità di decadimento
DE = energia di decadimento in MeV
DP = prodotto del decadimento

L'oro è l'elemento chimico di numero atomico 79. Il suo simbolo è Au (dal latino "Aurum").

È un metallo di transizione tenero, pesante, duttile, malleabile di colore giallo. L'oro, il rame ed il cesio sono gli unici elementi che allo stato metallico, in condizioni standard, sono colorati, nel senso di dotati di tinta. Inattaccabile dalla maggior parte dei composti chimici, viene corroso dal cloro, dal fluoro, dall'acqua regia e dall'acqua ossigenata.

Si trova allo stato nativo sotto forma di pepite, grani e pagliuzze nelle rocce e nei depositi alluvionali.

Viene usato per coniare monete ed è uno standard monetario per molte nazioni. Si usa inoltre in odontoiatria, gioielleria e nell'industria elettronica. Il suo codice ISO come valuta è XAU.

[modifica] Caratteristiche

L'oro è un metallo di colore giallo in massa, ma che può assumere anche una colorazione rossa, violetta e nera quando è finemente suddiviso o in soluzione colloidale. È il metallo più duttile e più malleabile noto; un grammo d'oro può essere battuto in una lamina la cui area è un metro quadrato. È un metallo tenero e per questo viene lavorato in lega con altri metalli per conferirgli una maggiore resistenza meccanica.

L'oro è anche un ottimo conduttore di elettricità, inferiore solo al rame e all'argento, e non viene intaccato né dall'aria né dalla maggior parte dei reagenti chimici. Sostanzialmente inalterabile all'ossigeno, all'umidità, al calore, agli acidi ed agli alcali caustici, viene intaccato dagli alogeni e sciolto dall'acqua regia. Da sempre la sua elevata inerzia chimica ne ha fatto un materiale ideale per il conio di monete e per la produzione di ornamenti e gioielli.

Si trova allo stato nativo, spesso accompagnato da una frazione di argento compresa tra l'8% ed il 10%, l'Electron (oro e argento naturale). Al crescere del tenore di argento il colore del metallo diviene più bianco e la sua densità diminuisce.

L'oro si lega con molti altri metalli; le sue leghe col rame sono rossastre, con il ferro sono verdi, con l'alluminio sono violacee, col platino sono bianche, col bismuto e l'argento sono nerastre.

Gli stati di ossidazione più frequenti che l'oro assume nei suoi composti sono +1 (sali aurosi) e +3 (sali aurici). Gli ioni dell'oro vengono facilmente ridotti e precipitati come oro metallico per addizione di praticamente qualsiasi altro metallo. Il metallo aggiunto si ossida e si scioglie facendo precipitare l'oro metallico.

[modifica] Applicazioni

L'oro puro è troppo tenero per poter essere lavorato normalmente; viene indurito legandolo ad altri metalli, rame e argento sopra tutti. L'oro e le sue leghe sono usati in gioielleria, nel coniare monete e sono uno standard di cambio valutario per molte nazioni. Per via della sua resistenza alla corrosione ed alle sue notevoli proprietà elettriche ha trovato sempre più spazio anche in applicazioni industriali. Sono in corso studi sull'utilizzo dell'oro come catalizzatore; infatti l'oro mostra una grande attività catalitica quando si trova in forma di nanoparticelle disperse su adeguati supporti. I catalizzatori supportati a base di oro ricoprono un ruolo fondamentale in diverse reazioni, tra cui ossidazione di CO; ossidazione completa di idrocarburi; ossidazioni selettive e reazioni water-gas shift. L’attività di questi catalizzatori mostra una notevole dipendenza con il metodo di preparazione e con il tipo di supporto utilizzato.

Tra gli altri usi:

l'oro può essere tirato in fili ed inserito in tessuti ed ornamenti;
l'oro colloidale viene utilizzato in un particolare tipo di elettroforesi, una metodica di diagnostica medica.
svolge funzioni critiche in molti computer, apparecchi per telecomunicazioni, motori jet e numerose applicazioni industriali;
trova ampio uso come materiale di rivestimento delle superfici di contatti elettrici, per garantirne la resistenza alla corrosione nel tempo;
realizzazione di otturazioni e ponti in odontoiatria;
in sospensione colloidale trova impiego per la pittura delle ceramiche ed è oggetto di studio per applicazioni biologiche e mediche;
l'acido cloroaurico trova uso in fotografia per far virare l'immagine prodotta dai sali d'argento;
l'aurotiomaleato di disodio è un farmaco per la cura dell'artrite reumatoide;
l'isotopo radioattivo ¹⁹⁸Au (emivita: 2,7 giorni) è usato in alcune terapie anti-tumorali;
l'oro è usato per rivestire campioni biologici da osservare sotto un microscopio elettronico a scansione;
una medaglia d'oro è il premio assegnato al vincitore di moltissime competizioni e concorsi, non ultimi le Olimpiadi ed il Premio Nobel;
l'oro è usato come rivestimento protettivo di molti satelliti artificiali, data la sua elevata capacità di riflettere sia la luce visibile che quella infrarossa;
l'oro metallico è usato come ingrediente in alcune ricette di alta cucina; non avendo praticamente alcuna reattività non altera i sapori;
l'oro bianco - una lega con platino, palladio, nichel o zinco - funge da sostituivo del platino in alcune applicazioni ed in gioielleria; - inoltre l'oro bianco è il metallo in assoluto con il più basso valore del coefficiente di dilatazione termica.
l'oro verde (in lega con l'argento) e l'oro rosso (in lega col rame) sono usati in gioielleria.

[modifica] Storia

L'oro (in sanscrito jval, in greco χρυσος (khrusos), in latino aurum cioè "alba scintillante", in antico anglosassone gold e geld, in cinese 金 (jīn), in arabo dhahab ( ذهب ), in egizio nwb\nub\nebu ( da cui Nubia), è noto e molto apprezzato dagli uomini fin dalla preistoria. È possibile che sia stato il primo metallo mai usato dall'uomo, anche prima del rame, per ornamenti, gioielli e rituali. L'oro viene descritto in geroglifici egiziani del XIV secolo a.C., in cui il re Tushratta di Mitanni dichiarava che fosse "comune come la polvere" in Egitto. L'Egitto e la Nubia avevano infatti risorse tali da renderli i maggiori produttori d'oro per la maggior parte della storia antica.

L'oro è anche menzionato molte volte nell'Antico Testamento. La parte sudorientale del Mar Nero è famosa per le sue miniere d'oro, sfruttate fin dai tempi di Mida: questo oro fu fondamentale per l'inizio di quella che fu probabilmente la prima emissione di monete metalliche in Lidia, fra il 643 a.C. e il 630 a.C..

Nel Vangelo secondo Matteo fu uno dei doni portati dai Re Magi al Bambino Gesù. Secondo la tradizione simboleggia la regalità di Cristo.

Il materiale principale dell'alchimia era il mercurio per le particolari proprietà di questo elemento, l'unico che si presenta in natura allo stato liquido. In effetti gli elementi sono in corrispondenza biunivoca, ossia individuati dal loro numero atomico che per il mercurio è 80, mentre per l'oro è 79. I metalli hanno una duttilità e altre proprietà simili che la chimica ha confermato poi a livello microscopico (un solo protone di differenza). La vicinanza dei numeri atomici ha fatto pensare anche a scienziati del '900 di ricavare oro bombardando provette di mercurio con radiazioni nel tentativo di disgregarne alcuni nuclei e di arricchirne altri con qualche neutrone, e di dimostrare l'interconvertibilità degli elementi chimici.

L'esplorazione europea delle Americhe fu spinta in non piccola parte dai resoconti dei primi esploratori che narravano della gran quantità di monili d'oro indossati dalle popolazioni native, soprattutto in America Centrale, Perù e Colombia.

L'oro è stato a lungo considerato uno dei metalli più preziosi, e il suo valore è stato usato come base per le valute di molti stati (sistema noto come il Gold standard) in vari periodi storici. L'oro è inoltre simbolo di purezza, valore, lealtà, e particolari ruoli che combinano queste qualità.

Anche se dal punto di vista geologico l'oro nell'antichità era relativamente facile da ottenere, (ma che vuol dire che era "dal punto di vista geologico ?". L'oro e' raro al gorno d'oggi; perche mai dovrebbe essere stato "facile da ottenere" nell' antichita, quando ne era disponibile meno di un quarto rispetto ad oggi ?) il 75% di tutto l'oro mai prodotto è stato estratto dopo il 1910: [1]. Si stima che se tutto l'oro raffinato del mondo venisse messo insieme in un solo pezzo, formerebbe un cubo di 20 metri (66 piedi) di lato. A causa del suo alto valore, gran parte dell'oro estratto nel corso della storia è tuttora in circolazione, in qualche forma.

Lo scopo principale degli alchimisti era di produrre l'oro da altre sostanze, come il piombo - presumibilmente tramite una mitica sostanza chiamata pietra filosofale. Sebbene non abbiano avuto successo nei loro intenti, l'alchimia promosse un interesse nella trasformazione delle sostanze che pose le basi per lo sviluppo della chimica moderna. Il simbolo alchemico per l'oro era un cerchio con un punto nel centro, che è anche il simbolo astrologico, il simbolo geroglifico e l'ideogramma cinese per indicare il sole (日). Per quanto riguarda i tentativi moderni di ottenere artificialmente l'oro, vedere sintesi dell'oro.

Nel XIX secolo esplosero diverse corse all'oro ogni volta che veniva individuato un nuovo bacino aurifero: ci furono corse all'oro in California, Colorado, Otago centrale, Australia, Witwatersrand, Black Hills e nel Klondike.

[modifica] Valore commerciale

Lingotti d'oro

Come gli altri metalli preziosi, l'oro è quotato al grammo o all'oncia. (1 oncia = 31,1035 gr). Quando è in lega con altri metalli, la sua purezza è misurata in carati con una scala che fissa a 24 carati l'oro puro. Un altro modo comune di indicarne la purezza è l'uso di un valore compreso tra zero e uno a tre cifre decimali o una frazione in millesimi (18 carati ≡ 18/24 ≡ 0,750 ≡ 750/1000 ≡ 75%)

Il prezzo dell'oro è fissato dai mercati, tuttavia dal 1919 la borsa di Londra stabilisce due volte al giorno un prezzo di riferimento (il cosiddetto fixing dell'oro).

Storicamente l'oro è stato impiegato per supportare le valute in un sistema economico basato sul gold standard, in cui il valore di ogni valuta è stabilito equivalente ad una certa quantità di oro. Come parte di questo sistema, i governi e le banche centrali tentarono di controllare il prezzo dell'oro fissandone le parità con le valute. Per un lungo periodo gli Stati Uniti fissarono il prezzo dell'oro a 20,67 $/oncia (0,66456 $/g) che poi elevarono a 35 $/oncia (oncia TREU,che corrisponde di circa il dieci percento più dell'oncia inglese) (1,12527 $/g) nel 1934. Nel 1961 mantenere questo prezzo era diventata un'impresa difficile; le banche centrali statunitense ed europee iniziarono a coordinare le loro azioni per mantenere il prezzo stabile contro le forze di mercato.

Il 17 marzo 1968 le circostanze economiche causarono il fallimento di questi sforzi congiunti; venne introdotto un doppio regime che fissava il prezzo dell'oro a 35 $/oncia per le transazioni valutarie internazionali, lasciandolo però libero di fluttuare per quanto concerneva gli scambi tra privati. Questo doppio regime fu abbandonato nel 1975, quando il prezzo dell'oro fu lasciato libero di variare in accordo alle leggi di mercato. Le banche centrali possiedono ancora oggi riserve auree a garanzia del valore delle proprie valute, anche se il volume globale di queste riserve è andato via via calando (causa la progressiva coniazione di moneta in assenza di controvalore aureo o di qualunque altro metallo).

Dal 1968 il prezzo dell'oro sui mercati ha subito ampie oscillazioni, con un record massimo di 900,00 $/oncia (28,94 $/g) l' 11 gennaio 2008 (al Comex di New York) ed un minimo di 252,90 $/oncia (8,131 $/g) il 21 giugno 1999 (fixing di Londra). Il prezzo è salito a 420 $/oncia (13,503 $/g) nel 2004 a causa della svalutazione del dollaro statunitense; il prezzo dell'oro in altre valute - ad esempio l'euro - ha subito nello stesso periodo un aumento inferiore, comunque consistente, al 10% dalla quota di 330 €/oncia (10,6 €/g). La massa di dollari attualmente circolante esclude la possibilità di un ritorno a livello internazionale a un sistema valutario di cambi fissi e la continua creazione di massa monetaria da parte delle banche centrali, e in particolare della Riserva Federale americana, rende estremamente probabile un ulteriore aumento del valore dell'oro; dato che per la prima volta i grandi acquirenti del metallo giallo non sono solo gli Occidentali e gli Arabi ma tutti i popoli coinvolti nella globalizzazione dell'economia, ci si può attendere un rialzo di proporzioni mai viste, non appena ci si renderà conto che il dollaro è destinato a crollare per evitare che a crollare sia l'economia tutt'intera: a quel punto, con l'oro ben oltre i $ 1000 l'oncia, si sarà conclusa, in un'ondata imponente di speculazione, la grande rivalutazione.

Per via del suo uso come riserva valutaria, a volte nella storia il possesso privato dell'oro è stato regolamentato o bandito. Negli Stati Uniti il possesso privato di oro - fatta eccezione per la gioielleria ed il collezionismo numismatico - fu illegale dal 1933 al 1975.

L'oro costituisce a volte parte di un investimento finanziario, data la stabilità del suo valore commerciale a lungo termine; proprio per questa stabilità la speculazione sull'oro diventa particolarmente appetibile quando la fiducia in una valuta viene meno e quando il valore di una valuta è soggetto ad iperinflazione. Il prezzo dell'oro è anche alla base di futures con cui si specula sul suo ipotizzato valore futuro. Dalla nomina di Bush a presidente degli USA il prezzo di un'oncia è passato da 200 dollari a 540 dollari. Il valore dell'oro è fortemente influenzato dall'offerta, motivo per cui la sua estrazione è ponderata attentamente: incrementarne la produzione significa spesso farne crollare il prezzo.

Il prezzo massimo raggiunto dall'oro, tenuto conto dell' inflazione, può essere considerato attualmente (Novembre 2007) attorno ai 2029 dollari all'oncia.^{[citazione necessaria]}

[modifica] Leghe di Oro

L'oro da gioielleria, cioè quello mischiato a uno o più metalli, per aumentarne la rigidità, può presentare una colorazione bianca o rossa, a seconda del tipo di lega che va a formare (argento, rame).

L'oro giallo è composto al 75 % d'oro, al 12,5 % d'argento e al 12,5 % da rame.
L'oro rosa è normalmente composto dal 75 % d'oro, al 5 % d'argento e al 20 % da rame.
L'oro grigio è composto al 75 % d'oro, dal 15 % d'argento e dal 10 % di rame.
L'oro blu si tratta di una lega di oro e di ferro. Un trattamento termico ossida gli atomi di ferro sulla superficie dell'oro, e gli dona la colorazione azzurra.
L'oro bianco da gioielleria è composto, in Francia, dal 20 % d'oro e l'80 % d'argento; nelle altre parti d'Europa, la sua composizione è al 50 % d'oro e al 50 % d'argento.

Bisogna notare che il termine "oro bianco" è spesso utilizzato per designare l'oro grigio in bigiotteria. L'oro bianco è ricoperto da un fine strato di rodio, che sparisce per usura, con il tempo, ridando un colore giallo all'oro.

Per la doratura tramite fogli sottili di oro, la lega deve essere il più duttile possibile malleabile.

L'oro giallo da doratura è composto al 98,0 % d'oro, al 1,0 ‰ d'argento e al 1,0 % da rame. Può anche essere puro.
L'oro rosso da doratura è composto dal 94,5 % d'oro e dal 5,5% di rame.
L'oro ½ giallo da doratura è composto dal 91,5 % d'oro, dal 6,0 % d'argento e dal 2,5 % di rame.
L'oro limone da doratura è composto dal 94,5 % d'oro e dal 5,5 % d'argento.
L'oro grigio da doratura è composto dal 75,5 % d'oro, 14.5% di palladio e dal 10,0 % d'argento
L'oro bianco francese da doratura è composto dal 20,0 % d'oro e dall' 80,0 % d'argento, altrove in Europa, è al 50,0 % oro, e al 50,0 % argento.

Ogni gioielliere e battitore d'oro ha comunque le sue leghe, che si scostano leggermente dai valori standard.

[modifica] Disponibilità

Per via della sua relativamente elevata inerzia chimica, l'oro si trova principalmente allo stato nativo o legato ad altri metalli. Spesso si presenta in forma di granelli e pagliuzze, tuttavia a volte si trovano anche agglomerati piuttosto grossi, detti pepite. I granelli appaiono inclusi in minerali o sulle superfici di separazione tra cristalli di minerali.

L'oro si trova associato al quarzo, spesso in filoni, e ai solfuri minerali. I solfuri cui si associa più spesso sono la pirite, la calcopirite, la galena, la sfalerite, l'arsenopirite, la stibnite e la pirrotite. Meno frequentemente è associato alla petzite, alla calaverite, alla silvanite, alla muthmannite, alla nagyaghite ed alla krennerite.

L'oro è distribuito ampiamente in tutta la crosta terrestre, con una concentrazione media di 0,03 ppm (0,03 grammi per tonnellata). Giacimenti di minerali d'oro si trovano nelle rocce metamorfiche e nelle rocce ignee, da cui si formano per dilavamento i giacimenti di oro alluvionale.

La principale fonte dell'oro è rappresentata dalle rocce ignee e dai depositi alluvionali. Un giacimento generalmente necessita di qualche processo di arricchimento per poter diventare commercialmente sfruttabile: o un processo chimico o fisico quali l'erosione o lo scioglimento o un più generale metamorfismo, con cui si concentra l'oro disperso nei solfuri o nel quarzo.

I più comuni giacimenti primari sono detti filoni o vene. I giacimenti primari vengono erosi e dilavati dalle intemperie; l'oro viene trascinato a valle formando depositi alluvionali. Un altro tipo di giacimento è quello associato a scisti e rocce calcaree sedimentarie, che contengono tracce d'oro e di altri metalli del gruppo del platino finemente disperse.

Nell'acqua marina l'oro è presente in concentrazioni variabili tra 0,1 e 2 milligrammi per tonnellata (0,1 - 2 ppb), per un totale stimabile in 270.000.000 t, contro le circa 50.000 t che si stima contenga ancora la crosta terrestre. La bassissima concentrazione rende almeno per il momento antieconomica qualunque ipotesi di estrazione dall'acqua.

Nel 2001, si calcola che ci fosse in circolazione una quantità totale di oro pari a 140.000 t.

[modifica] Produzione

L'estrazione dell'oro dai suoi minerali diventa economicamente conveniente quando la concentrazione del metallo è superiore a 0,5 ppm (0,5 grammi per tonnellata); nelle grandi miniere a cielo aperto la concentrazione tipica è compresa tra 1 e 5 ppm; per i minerali scavati in miniere sotterranee, la concentrazione media è circa 3 ppm. Per essere visibile a occhio nudo in un suo minerale l'oro deve avere una concentrazione di circa 30 ppm, questo spiega perché perfino nelle miniere d'oro è poco frequente vederlo.

Un minerale d'oro

L'oro è estratto dai depositi alluvionali per dilavamento e dai minerali rocciosi per metallurgia estrattiva. Spesso la raffinazione del metallo si accompagna alla clorurazione o all'elettrolisi.

Per ora la concentrazione di oro nelle acque marine è troppo esigua per essere economicamente conveniente.

Sin dal 1880 lo stato del Sudafrica è stato la fonte di circa due terzi dell'oro estratto nel mondo. La città di Johannesburg è stata costruita alla sommità di uno dei più grandi giacimenti del mondo. I giacimenti negli stati sudafricani dell'Orange e del Transvaal sono invece tra le miniere più profonde del mondo. La guerra Boera del 1899-1901 tra i boeri e i britannici fu in parte dovuta ai diritti di sfruttamento ed ai contenziosi aperti sulle proprietà delle miniere sudafricane.

Tra gli altri maggiori produttori figurano il Canada, gli Stati Uniti - principalmente in South Dakota e Nevada - e l'Australia - principalmente nello stato dell'Australia Occidentale, nonché la Russia. In totale, si estraggono circa 2.500 tonnellate d'oro all'anno e, una volta concluse le vendite di parte delle riserve delle banche centrali, l'oro di nuova produzione non sarà in grado di soddisfare la domanda degli investitori, soprattutto quando si getteranno ad acquistare il metallo per sottrarsi alla distruzione di valore delle valute cartacee; sarà allora che il metallo avrà la sua grande salita, di cui nessuno è in grado di misurare né i tempi né la misura ma che probabilmente si avvererà nei prossimi anni per toccare, in un vortice speculativo mai visto nella storia a livello globale, le migliaia di dollari per oncia invece degli attuali 650.^{[citazione necessaria]}

[modifica] Composti e isotopi

Benché sia considerato un metallo nobile, perché resistente a molti agenti corrosivi e relativamente inerte dal punto di vista chimico, l'oro può formare diversi composti. Il cloruro aurico (AuCl₃) e l'acido cloroaurico (HAuCl₄) sono i più comuni tra essi.

Il numero di ossidazione dell'oro nei suoi composti può essere +1 (composti aurosi) o +3 (composti aurici). In condizioni drastiche e con reattivi energici, l'oro può anche assumere numero di ossidazione +5 - il pentafluoruro di oro AuF₅ - e l'insolito (per un metallo) -1. Questi ultimi composti, che contengono l'anione Au^- sono detti aururi; sono noti l'aururo di cesio, CsAu, di rubidio, RbAu, e di tetrametilammonio (CH₃)₄N⁺Au^-.

Altri composti noti sono

gli alogenuri d'oro (fluoruri, cloruri, bromuri e ioduri)
i calcogenuri d'oro (ossidi, solfuri, selenuri, tellururi)
l'idrazide aurosa, AuN₂H₄, una polvere esplosiva color verde scuro, nota nell'antichità come aurum fulminans.

Gli atomi di oro possono aggregarsi in cluster.

Presente in natura in ben 30 isotopi (da ¹⁷⁵Au a ²⁰⁴Au), solo ¹⁹⁷Au è stabile. Gli altri sono tutti radioattivi ed il più stabile di essi è ¹⁹⁵Au, la cui emivita è di 186 giorni.

[modifica] Precauzioni

Il corpo umano non assorbe bene l'oro, quindi i suoi composti non sono normalmente considerati molto tossici. Sono stati tuttavia riscontrati danni al fegato e ai reni di malati di artrite curati con farmaci a base di oro.

L'oro è ampiamente usato in odontoiatria ed è considerato uno dei materiali di otturazione più sicuri.