Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Исследование «золотого» песка пляжей Египта

Ключевые слова:  выделение золота из песка, золото, периодика

Автор(ы): Асмолов Силуан

Опубликовал(а):  Асмолов Силуан Тимофеевич

11 апреля 2014

Идея работы родилась во время отдыха с родителями в Египте.

Был произведен забор образцов песка, имеющего характерный «золотой» цвет и блеск, для дальнейшего исследования в Москве. Экспериментальная часть выполнялась в Ц59 Химического корпуса (факультета) МГУ им. Ломоносова.

Основная цель работы: Найти золото! (а как только найду, все остальное станет не так важно).

Идея: Во время путешествий познавать мир и его природу гораздо интересней и приятней, чем сидя за партой. Путешествия и исследования подобны родным братьям. Главное условие яркого путешествия и удачного эксперимента – смотреть вокруг, наблюдать за всем широко раскрытыми глазами.

Цель: Получить удовольствие, впечатления, опыт, определенные навыки и исследовать привезенные образцы песка.

Задачи: 1) определить химический состав образцов песка, выяснить, есть ли в нем золото;

2) изучить его физические и химические свойства;

3) изучить образцы песка на микроскопе;

4) провести рентгенофазовый и элементный анализ выделенных компонентов из песка.

Новизна работы: Может быть, получилось новый способ отделения тонких частичек золота из золотоносного песка в 2 приема: 1) убрать магнитные частицы, 2) используя электростатические свойства золота, выделить его из остального песка. И дальнейшее применение современных средств для элементного анализа составляющих песка с побережья Красного моря, таких как электронный микроскоп Celestron и рентгеновский дифрактометр RIGAKU.

Золото во все времена было материалом востребованным. Одним из главных его преимуществ является то, что оно не окисляется. К тому же, этот материал ковкий и мягкий и обладает отличной электропроводностью. Египет – это сплошные пустыни и горы, значит, шансы велики. Фотографии «песчинок» с микроскопа Celestron при 40кратном увеличении.

На первый взгляд, золотистый металлический блеск некоторых «песчинок» вселяет большие надежды. Толщина таких золотинок около 1 мкм.

Чтобы более подробно их изучить, нужно было их отделить от остальных компонентов песка…

Признаться, я в тот момент еще не знал, что золото в обычном (не наноразмерном) состоянии не магнитится, потому я решил поднять эти золотистые частички магнитом, через бумажку. Но вот тут меня ожидал сюрприз – оказывается кроме этих золотистых вкраплений в песке полным полно черных железосодержащих магнитных частиц, которые тут же выстроились иголочками вдоль линий магнитной индукции… а мои золотые крупинки остались лежать на вместе с остальной грудой песка на столе. Так я проделал несколько раз, удалил из смеси частиц все, или почти все, что магнитилось. (Эти компоненты я положил на специальную кювету для Ригаку, чтобы мама потом помогла провести анализ этих частиц).

Вот так выглядят магнитные частички (черные).

Отдельным открытием было то, что эти частички обладали превосходными электростатическими свойствами, они электризовались и прилипали к бумаге без магнита! Так я смог отделить их «концентрированную» часть от остального песка и также разместил в центре кюветы для рентгеновской установки Ригаку. Мама запустила установку, чтобы снять спектры со своих и моих образцов, но проанализировать досконально у нее на тот момент не было возможности из-за дипломной работы.

Но на первый взгляд, сравнивая результаты с тем, что было в ее (на ее компьютере) базе данных слишком многофазные (я не смог выделить эти золотые и магнитные компоненты высокой чистоты) у меня получились.

В планах было также провести электронную микроскопию, возможно, это удастся еще сделать.

Но вот что еще меня удивило, что эти частички в моем микроскопе незначительно просвечивались. Я ведь думал, что металл должен быть непрозрачным.

Т.е. частички имели на просвет несколько желтовато-зеленоватый оттенок…

Результаты, полученные на домашнем микроскопе, зеленоватый оттенок частиц на просвет, вселяют в меня надежды, что я нашел золото.

Если это так, то я нашел новый способ отделения тонких частичек золота из золотоносного песка в 2 приема: 1) убрать магнитные, 2) используя электростатические свойства золота, выделить его из остального песка.

Я планирую более подробно изучить все фракции используя электронную микроскопию и, возможно, снова проанализировать методом РФА.




Комментарии
Очень интересно написано, надеюсь ваши дальнейшие исследования дадут положительные результаты.
Пастух Евфграфович, 14 апреля 2014 08:42 
Силуан Тимофеевич, Вы - смелый человек!
Многие люди об этом думают и давно, но "про себя"; поверите ли, что целый автономный робот-учёный с солнечным питанием, GPS-навигатором, извиваясь на подъёмах на барханы, очень медленно, прислушиваясь(!) и приглядываясь (и оглядываясь, вдруг наступят), замирая на ночь... ищет частички золота в пустыне?
P.S.
А зачем по-вашему верблюду антистатическая шерсть, полая внутри и всегда чистая? Я думаю, что бы и пыль не прилипала. Где-то тут можно провести параллели с золотым Руном, стелящемуся по вечным золотым пескам пустынь... для собирания золота
Вместо использования сложных и дорогостоящих приборов, принцип действия которых не очень-то знаком школьнику, можно было бы провести качественный анализ на золото, используя реактивы, которые найдутся даже в школьной лаборатории, не говоря уже про химический факультет.
1. Если обработать образец соляной кислотой, отфильтровать и промыть водой, а потом посмотреть в микроскоп, "золотинки" сохраняются? 1а. Фильтрат проверить на сульфид-ионы.
2. Обработать образец царской водкой (возможно, подогрев), отфильтровать, а c фильтратом провести качественную реакцию на золото, хотя бы со SnCl2 или капельную с H2O2.
Подозреваю, что "золотинки" - это или железный колчедан, который обладает золотистым блеском, или частицы слюды.
Простите, если разочаровала молодого исследователя.
Могу еще порекомендовать книгу "Аналитическая химия золота", авторы Бусев и Иванов.
Пастух Евфграфович, 18 апреля 2014 09:16 
"принцип действия которых не очень-то знаком школьнику" ?????

Проводя аналогии с Solar Impulsе (официальное название прототипа HB-SIA) и марсоходами, пора бы школьникам подумать и о создании "Solar Testudines" - для исследования земных пустынь и океанов (если попадутся по пути). Кто бы отказался использовать возможность посмотреть панораму с такого автономного робота-путешественника, узнать температуру, скорость, послушать звуки? Кто???
(шутка : наверное, под затрещинами начальников, можно найти пару-тройку скучно-банальных лаборантов, с гениальной способностью неограниченно менять форму вещества, под действием касательных механических напряжений, в своих черепных коробках, и целыми днями отбеливающих типа мыло или белые части крабовых палочек... :)

Силуан Тимофеевич, Вы - зажигаете! Так держать! (Но книги лучше - прочитать!)

Р.S. Предлагаю назвать проект - "Солнечная Тортилла"
и отправить бы его по течению Гольфстрима... доплывёт ли до самого высокого маяка в США? Или лучше, как облака плывут, в милый край, до нашей красавицы Колымы... хоть издалека посмотреть на знаменитый и великолепный створ маяков Нагаевской бухты «лучшей якорной стоянкой во всем Охотском море»

1 - ничего не даст. Пирит в солянке вполне устойчив.
1а - не может там быть сульфидов. Поверхностные месторождения сульфидов в условиях доступа воды и кислорода существуют очень недолго.

2 Царская водка - далеко не самый безопасный реактив. Кроме того, для проведения пробы на золото придётся долго и мучительно убирать следы азотки, путём кипячения с соляной кислотой. Остатки азотной кислоты на корню погубят все попытки определить золото восстановителями. В общем - совсем не школьное дело.

По внешнему виду - жёлтые частицы весьма похожи на золото, в первую очередь сглаженными очертаниями. Если бы это был пирит, то края сколов были бы острые.
Владимир Владимирович, 21 апреля 2014 16:40 
Пирит в солянке вполне устойчив.

А все говорят, как один "растворяется", и со здравым смыслом согласуется, особенно если учесть, что кислород вовезде...

Вот и статья научная подробная - там уравнения (1) и (2) в контексте "смещения равновесия" должны быть убедительны!
Это фактически растворение в присутствии окислителей. Механизм там не такой простой и скорее всего завязан на окисление серы трёхвалентным железом. Поэтому область рН, стабилизирующая 2-валентное железо тоже не особо подходит для растворения.

Проще попытаться растворить в азотной кислоте.

А вообще, мне пора заново почитать Гиллебрандта .
Пастух Евфграфович, 22 апреля 2014 09:36 
Кварцевый песок, считающийся инертной добавкой, хрупок, а при тонком измельчении приобретает и химическую активность и вяжущие свойства, а золото пластично (7:2,5)... может быть разница свойств облегчит задачу?
Александр Ринатович,
Остатки азотной кислоты на корню погубят все попытки определить золото восстановителями.

С золотом (золями) работал много. В случае неудачных синтезов растворял в ц.водке и использовал повторно - раствор прекрасно восстанавливается цитратом. Про "помехи" нитрата не слышал - можно поподробнее?
"Загадочный желтый кусочек" для начала можно протестировать физическим методом - нагреть на газовой горелке, расплавится или нет. Если пирит (халькопирит) - сгорит (почернеет, побелеет), если слюда - обесцветится.

ЗЫ Давно хотел попросить. Модераторы, АУ! Нельзя ли комментарии галереи вынести в отдельный раздел? Очень трудно искать золото среди песка
Коллоидное золото может растворяться при совместном присутствии хлорид ионов и азотной кислоты. Даже разбавленных, где невозможно возникновение царской водки.

Впрочем, избыток цитрата обычно выводит рН в более щелочную область, поэтому нитрат-ион может и не мешать.

У меня был опыт растворения золотых коллоидов в соляной кислоте, в присутствии остатков азотной кислоты. Восстанавливал я боргидридом натрия, поэтому коллоид формировался даже в кислоте. А потом растворялся.
Александр Ринатович, согласна, в кислоте пирит не растворится, или будет растворяться очень медленно. Про царскую водку тоже согласна - реактив опасный. С другой стороны, школьник, скорее всего, работает со взрослым, а не один.
Меня эта тема "зацепила", потому что будучи в возрасте автора, я тоже нашла "золотую жилу" в камне на берегу Черного моря и даще отколупнула маленький кусочек. А потом прочитала, что это не золото, а колчедан. Дифрактометра у моей мамы не было, как и кислот, впрочем, тоже. Пришлось удовлетвориться картинкой в книге.
А определению золота (концентрация 10-5 - 10-4 М)нитраты в указанных методах не мешают - совсем недавно проверяла.
Пастух Евфграфович, 23 апреля 2014 09:31 
Вот-вот, все отлупывали в детстве блестящие золотом частицы из камешков...
А это правда?
Существует легенда что Нильс Бор перед оккупацией Дании немецкими войсками растворил свою медаль (и медали коллег, передавших ему свои медали на хранение) в "царской водке".

Может и без химии можно обойтись, как и пишет автор - типа продувая-просушивая золотую пыль+песок сквозь мощный магнит-трубу со стаческим (заряжающим/притягивающим) электростатическим "фильтром"-наконечником? Причём конструкцию в виде фонтана можно "гонять" по циклу круглосуточно, попробуем?
Кстати, шарик вброшенный в струю фонтана останется наверху струи, если химики придумают, как заставить частицы золота "самоодеться" в круглую форму и "из чего" должна быть струя, не разделятся ли фракции?
Да плюс узнав у Даниила Бернулли, почему сближаются два листка бумаги или два подвешенных шарика, если подуть между ними, не изобретёт ли наш автор и сам обогатительную установку? Да с использованием: гравитационных, флотационных, гидрометаллургических методов обогащения; ультратонкого измельчения техногенного сырья; оригинальных методов кондиционирования пульпы; новых реагентных режимов? Да и усовершенствовав ещё и электрохимический детектор золота?
Удачи - Силуан Тимофеевич!
P.S. Возьмите типа "увеличилку" в солнечную погоду, 3 500° C вам, для получения 1064,18 °C, хватит, надеюсь - изменится форма - уже результат

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

День Святого Патрика 2015
День Святого Патрика 2015

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.