Un aperçu de l’or

Poids et mesures ; propriétés physiques et chimiques

Poids & Mesures
L’unité de poids de base utilisée pour traiter l’or est l’once troy. Une once troy équivaut à 20 pennyweights troy. Dans l’industrie de la bijouterie, l’unité de mesure courante est le pennyweight (dwt.) qui équivaut à 1,555 grammes.

Tailles standard des barres

400 onces troy (12,5 kilos)
32,15 onces troy (1 kilo)
100 onces troy (3.11 kilos)

De plus, une grande variété de barres de plus petite taille par divers fabricants ne sont livrables à aucun échange, mais s’échangent entre les fabricants sur des marchés plus petits.

Conversions de l’or en carats

Le degré de pureté de l’or natif, des lingots (barres ou lingots d’or non raffiné) et de l’or raffiné est énoncé en termes de teneur en or. « La finesse » définit la teneur en or en parties pour mille. Par exemple, une pépite d’or contenant 885 parties d’or pur et 115 parties d’autres métaux, comme l’argent et le cuivre, sera considérée comme 885-fine. Le terme « carat » indique la proportion d’or massif dans un alliage sur la base d’un total de 24 parties. Ainsi, l’or 14 carats (14K) indique une composition de 14 parties d’or et 10 parties d’autres métaux. L’or 14K est d’ailleurs couramment utilisé dans la fabrication de bijoux. « Karat » ne doit pas être confondu avec « carat », une unité de poids utilisée pour les pierres précieuses.

Contexte géologique &minier
L’or est relativement rare dans la terre, mais il est présent dans de nombreux types de roches et dans de nombreux environnements géologiques différents. Bien que rare, l’or est concentré par des processus géologiques pour former des gisements commerciaux de deux types principaux : les gisements filoniens (primaires) et les gisements placériens (secondaires).

Les gisements filoniens sont les cibles du prospecteur « hardrock » qui recherche l’or sur le site de son dépôt à partir de solutions minéralisantes. Les géologues ont proposé diverses hypothèses pour expliquer la source des solutions à partir desquelles les constituants minéraux sont précipités dans les gisements filoniens.

Une hypothèse largement acceptée propose que de nombreux gisements d’or, en particulier ceux trouvés dans les roches volcaniques et sédimentaires, se sont formés à partir des eaux souterraines circulantes entraînées par la chaleur des corps de magma (roche fondue) intrudés dans la croûte terrestre à environ 2 à 5 miles de la surface. Les systèmes géothermiques actifs, qui sont exploités dans certaines régions des États-Unis pour l’eau chaude et la vapeur naturelles, constituent un analogue moderne de ces systèmes de gisement d’or. La plupart de l’eau des systèmes géothermiques provient de la pluie, qui se déplace vers le bas à travers les fractures et les lits perméables dans les parties plus froides de la croûte et est attirée latéralement dans les zones chauffées par le magma, où elle est poussée vers le haut à travers les fractures. Lorsque l’eau est surchauffée, elle dissout les métaux des roches environnantes. Lorsque les eaux chauffées atteignent des roches plus froides à des profondeurs moindres, les minéraux métalliques précipitent pour former des veines ou des corps minéralisés en forme de couverture.

Les deux tiers de l’approvisionnement mondial proviennent d’Afrique du Sud, et les 2/3 de la production américaine proviennent du Dakota du Sud et du Nevada. Les autres principales régions minières sont le Canada, la Russie, l’Australie et la Chine. Le métal est récupéré de ses minerais par des procédés de cyanuration, d’amalgamation et de fusion. Le raffinage se fait aussi fréquemment par électrolyse.

Occurrence de l’or dans la croûte terrestre = 0,005 partie par million

Production minière totale estimée = 160 000+ tonnes depuis la découverte de l’or

Une tonne métrique (égale à 1 000 kg) d’or a un volume de 51 762 centimètres cubes, ce qui équivaut à un cube dont les côtés ne mesurent que 37.27cm – environ seulement 1′ 3″ !.

En fait, la quantité totale d’or dans le monde est une quantité étonnamment petite. Voici comment vous pouvez calculer le volume de la quantité totale qui a jamais été exploitée.

La production mondiale annuelle d’or est d’environ 80 millions d’onces troy par an. Il y a 32,15 onces troy dans un kilogramme. L’or a une gravité spécifique de 19,3, ce qui signifie qu’il est 19,3 fois plus lourd que l’eau. L’or pèse donc 19,3 kilogrammes par litre. Un litre est un cube qui mesure 10 centimètres (environ 4 pouces) de côté. Par conséquent, le monde produit chaque année un cube d’or d’environ 5,1 mètres (environ 17 pieds) de côté. En d’autres termes, tout l’or produit dans le monde en une année pourrait approximativement tenir dans un salon et un garage moyens !

Cette production annuelle pèse 2 572 000 kilogrammes. Un récent prix au comptant de l’or était de 740 dollars américains – en utilisant ce chiffre, tout l’or produit en une année vaut 59,2 milliards de dollars.

De même, on estime que tout l’or jamais extrait dans le monde (160 000 tonnes en 2007), pourrait être placé dans un seul cube d’environ 60 pieds. sur un côté, avec une valeur de 3,68 trillions de dollars.

L’or est présent dans l’eau de mer à hauteur de 0,1 à 2 mg/tonne, selon l’endroit où l’échantillon est prélevé. Aucune méthode n’a été trouvée pour récupérer l’or de l’eau de mer de manière rentable.

Le nom provient du mot anglo-saxon vieil anglais « geolo » qui signifie jaune. L’origine du symbole vient du mot latin « Aurum » qui signifie « aube lumineuse ».

L’or est classé parmi les « métaux de transition » qui sont situés dans les groupes 3 à 12 du tableau périodique. Un élément classé comme métal de transition est ductile, malléable et capable de conduire l’électricité et la chaleur.

Chemique &Propriétés physiques

Symbole chimique de l’or = Au
Numéro atomique = 79 (79 protons et électrons ; 118 neutrons)
Nombre d’isotopes naturels = 1 (stable) (70 possibles au total)
Rayon atomique = 0.1442 nm
Masse atomique = 196,96657 amu
Densité = 19,3 g/cubic cm
Gravité spécifique = 19,32 (L’or est l’un des plus denses de tous les éléments chimiques, à comparer à 7.87 pour l’acier, 14,0 pour le mercure et 11,4 pour le plomb.)
Point de fusion = 1064,43 ºC degrés
Point d’ébullition (de l’état liquide à l’état gazeux) = 2807 °C
Structure cristalline : FCC (cubique)
Conductivité thermique = 310 W m-1 K-1
Résistivité électrique = 0,022 micro-ohm m à 20°C
Module de Youngs = 79 GPa
Dureté = 2,5 (Mohs), 25 Hv (Vickers)
Contrainte de traction = 124 MPa

L’or est extrêmement malléable (mesure dans laquelle un matériau peut subir une déformation en compression avant la rupture). À l’état recuit, il peut être martelé à froid en une plaquette translucide de 0,000013 cm d’épaisseur. Une once d’or peut être battue en une feuille couvrant plus de 9 mètres carrés et 0,000018 cm d’épaisseur.

L’or est extraordinairement ductile (degré d’extension qui a lieu avant la rupture d’un matériau en tension). Une once peut être étirée en 80 km (50 miles) de fil d’or fin (5 microns de diamètre) pour établir des contacts électriques.

La capacité de l’or à transférer efficacement la chaleur et l’électricité n’est surpassée que par le cuivre et l’argent, ce qui le rend indispensable en électronique pour les semi-conducteurs et les connecteurs en informatique – notamment parce que l’or est en tête de série indiquant sa grande résistance à la corrosion. Dans la pratique, l’or ne se dissout que dans l’eau régale (mélange d’acides chlorhydrique et nitrique) et dans le cyanure de sodium ou de potassium. Ce dernier solvant est à la base du processus de cyanuration utilisé pour récupérer l’or dans les minerais à faible teneur. Dans l’usage quotidien, l’or ne ternit pas.

Utilisations électroniques

La résistance à l’oxydation de l’or a conduit à son utilisation répandue sous forme de fines couches électrodéposées à la surface des connecteurs électriques pour assurer une bonne connexion. Les connecteurs plaqués or font partie intégrante des fiches et des prises pour les terminaisons de câbles, des prises de circuits intégrés et des cartes de circuits imprimés. En général, plus l’équipement est sophistiqué et plus le besoin de fiabilité est grand, plus il est nécessaire d’exploiter les avantages de l’or en tant que matériau. Cela signifie que dans les télécommunications, les ordinateurs, l’électronique automobile et les systèmes de défense où la sécurité est essentielle, l’or est indispensable. L’or remplit des fonctions critiques dans les ordinateurs, les équipements de communication, les vaisseaux spatiaux, les moteurs d’avions à réaction et une foule d’autres produits.

Autres utilisations

L’efficacité de l’or en tant que réflecteur de chaleur et de rayonnement infrarouge a conduit à l’utilisation d’or liquide pour réduire les transmissions de chaleur des moteurs d’avions et dans le programme spatial Apollo des États-Unis. Dans ce dernier, un film plastique réfléchissant recouvert d’or a été enroulé autour de certaines parties du module d’atterrissage lunaire et du buggy lunaire pour protéger les parties sensibles du rayonnement solaire.

Les disques compacts enregistrables dépendent de la réflectivité élevée de l’or. Les lecteurs de disques nécessitent une réflectivité élevée du faisceau laser et les seuls matériaux possibles sont l’or, l’argent ou le cuivre. Avec ces deux derniers métaux, il existe un risque inhérent de ternissement et d’oxydation. Ce n’est pas le cas avec l’or. La surface en or est déposée sur les CD enregistrables par un procédé appelé pulvérisation cathodique.

La bijouterie consomme environ 75% de tout l’or produit. L’or pour les bijoux peut prendre différentes teintes selon le métal avec lequel il est allié (blanc, rouge, bleu, vert, etc.).

– L’or blanc (un alliage d’or avec du platine, du palladium, du nickel et/ou du zinc) sert de substitut au platine.

– L’or vert (alliage d’or et d’argent) est utilisé en bijouterie spécialisée alors que les alliages d’or avec du cuivre (couleur rougeâtre) sont plus largement utilisés à cet effet (or rose).

– L’or colloïdal est ajouté au verre pour le colorer en rouge ou en violet.

– L’or peut être transformé en fil et utilisé en broderie.

– L’or est utilisé en dentisterie restauratrice notamment dans les restaurations dentaires telles que les couronnes et les bridges permanents car sa légère malléabilité en fait une surface d’accouplement molaire supérieure aux autres dents, contrairement à une couronne en céramique plus dure.

– L’or colloïdal (une nanoparticule d’or) est une solution intensément colorée qui est actuellement étudiée dans de nombreux laboratoires pour des applications médicales, biologiques et autres. C’est aussi la forme utilisée comme peinture dorée sur les céramiques avant cuisson.

– L’acide chloraurique est utilisé en photographie pour le virage de l’image argentique.

– Le chlorure d’or(III) est utilisé comme catalyseur en chimie organique. C’est aussi le point de départ habituel pour la fabrication d’autres composés de l’or.

– L’or est utilisé comme revêtement permettant de visualiser du matériel biologique au microscope électronique à balayage.

– De nombreuses compétitions et distinctions, comme les Jeux olympiques et le prix Nobel, décernent une médaille d’or au vainqueur.

– Comme il est un bon réflecteur de la lumière infrarouge et de la lumière visible, il est utilisé pour les revêtements protecteurs de nombreux satellites artificiels et sur les casques des astronautes pour prévenir la cécité due au soleil.

– L’or est appliqué sous forme de film mince sur les fenêtres des grands bâtiments pour refléter la chaleur des rayons du Soleil.

– L’or en paillettes est utilisé sur et dans certaines confiseries et boissons gourmandes. Appelé varak (ou varaq) en Inde. N’ayant aucune réactivité, il n’ajoute aucun goût mais est pris comme une friandise. Certains s’en servent comme excuse pour créer des mets super coûteux (cocktails à 1 000 dollars). Pour des raisons similaires, il est également utilisé comme base pour certaines allégations de santé superstitieuses et exagérées. Seuls les sels et les radio-isotopes (mentionnés ci-dessus) ont des preuves de valeur médicinale.

Utilisations médicales

Les revendications concernant les avantages médicaux de l’or remontent à plusieurs milliers d’années. De nombreuses cultures anciennes, comme celles de l’Inde et de l’Égypte, utilisaient des préparations médicinales à base d’or. Les premières applications de l’or en Chine concernaient le traitement d’affections telles que la variole, les ulcères de la peau et la rougeole. Au Japon, la tradition suggère que de fines feuilles d’or placées dans le thé, le saké et les aliments sont bénéfiques pour la santé.

En dehors de l’utilisation évidente des alliages d’or dans les restaurations dentaires, il existe également un certain nombre d’applications directes de l’or dans les dispositifs médicaux. Comme pour les applications dentaires, celles-ci sont liées à l’excellente biocompatibilité de l’or en tant que matériau. Les applications comprennent les fils pour les stimulateurs cardiaques et les stents plaqués or utilisés dans le traitement des maladies cardiaques.

L’or possède un haut degré de résistance à la colonisation bactérienne et, pour cette raison, c’est le matériau de choix pour les implants qui sont à risque d’infection, comme l’oreille interne. L’or a une longue tradition d’utilisation dans cette application et est considéré comme un métal très précieux en microchirurgie de l’oreille.

L’or et les composés de l’or ont également été historiquement utilisés dans les médicaments pour le traitement d’un large éventail d’affections. Cette utilisation des composés d’or en médecine est appelée chrysothérapie. Le Français Jacques Forestier a signalé en 1929 que l’utilisation de complexes d’or était bénéfique dans le traitement de l’arthrite. Des travaux ultérieurs, après la Seconde Guerre mondiale, ont démontré de manière concluante que les médicaments à base d’or sont efficaces pour traiter les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde. Deux des composés d’or les plus couramment référencés dans ces traitements sont la Myocrisine et l’Auranofin.

L’isotope or-198, (demi-vie : 2,7 jours) est utilisé dans certains traitements contre le cancer et pour traiter d’autres maladies.

Enfin, il faut également garder à l’esprit que sans la fiabilité que l’or fournit dans les composants électroniques au sein des appareils médicaux tels que les stimulateurs cardiaques et les ventilateurs, de nombreux traitements médicaux ne seraient pas aussi efficaces qu’ils le sont aujourd’hui.

Catalyseurs

Les réactions suivantes ont maintenant été montrées comme étant efficacement catalysées par des catalyseurs d’or supportés :

– Oxydation du monoxyde de carbone, y compris l’oxydation sélective dans un courant d’hydrogène
– Combustion catalytique d’hydrocarbures
– Hydrochloration de l’éthyne
– Réaction hydrogène + oxygène pour donner du peroxyde d’hydrogène
– Élimination du sulfure d’hydrogène et de dioxyde de soufre
– Oxydation du glucose en acide gluconique
– Décomposition oxydative des dioxines
– Elimination oxydative du mercure
– Décomposition de l’ozone
– Réduction des NOx avec du propène, monoxyde de carbone ou l’hydrogène
– Oxydation sélective, par ex.par exemple l’époxydation des oléfines,
– Hydrogénation sélective, par exemple des alcynes et des diènes en mono-oléfines
– Synthèse de l’acétate de vinyle à partir de l’éthène, de l’acide acétique et de l’oxygène
– Déplacement des gaz de l’eau

Sources :

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