79 Au
  • Name GOLD (금)
  • Symbol Au
  • Atomic No. 79
  • Atomic weight 196.967
Properties (물성)견적문의
  • Melting Point1,063℃
  • Boiling Point2,808℃
  • Density19.3g/㎤
  • Thermal Conductivity317W/(m.K)at 27℃
  • Specific Heat129J/(kg.K)at 25℃
  • Heat of Fusion12.55kJ/mol
  • Heat of Vaporization324kJ/mol
  • Electronegativity2.4 Pauling's
  • Electrical Resistivity22.14nΩ·m at20℃
  • Tensile Strength124Mpa (annealed)
  • Crystal StructureCubic,face centered
  • Thermal Expansion14.16×10-6K-1 at (0~100℃)
  • Vickers Hardness20 (annealed)

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주기율표 제11족에 속하는 구리족원소. 황금빛 광택이 나는 대표적인 귀금속이며, 황금(黃金)이라고도 한다.

 

 <역사> 금은 구리 다음으로 인간이 가장 먼저 사용한 금속이라 생각된다. 금에 관해서는 이미 구약성서의 《창세기》에도 기재되어 있으며, BC 3000년경 메소포타미아인은 금으로 만든 투구를 사용하였고 이집트의 왕릉에서는 호화로운 금제품이 출토되어 유명하다. 이 밖에 에게 및 잉카문명 등에서도 금을 중요시하였음을 알 수 있다. 그리스인이 처음으로 금을 화폐로 사용했는데, 이 제도를 로마인도 이어받았다. 한편, 고대 인도의 경전(經典) 등에서 볼 수 있는 바와 같이 금은 마력(魔力)을 지니고 있다고 하여 옛날부터 숭배되었으며 금에 대한 인간의 욕망은 중세에 와서 연금술(鍊金術)을 발달시켰고, 또 당시의 사상에도 큰 영향을 주었다. 마르코 폴로의 모험이나 콜럼버스의 항해도 동양의 금을 구하려는 것이 첫째 목적이었으며, 근세 유럽의 발전도 금·은의 무역에서 비롯되었다고 할 수 있다. 즉, 16세기의 중남미침략을 시초로 19세기 북아메리카의 골드러시에서 그 절정을 이루었으며, 남아프리카 및 오스트레일리아의 개발도 그 여파의 결과라 할 수 있다.

 

원소기호 Au는 라틴어에서 금을 뜻하는 aurum으로부터 유래한 것이며, 이것은 헤브라이어의 빛을 뜻하는 or 및 적색을 뜻하는 aus로부터 연유되었다고 하며, 프랑스어에서도 or라고 쓴다. 영어의 gold 및 독일어의 Gold는 산스크리트의 빛을 뜻하는 jvolita에서 연유했다고 한다.

 

 <존재 형태> 주로 자연금(自然金) 또는 일렉트럼(electrum:자연금과 자연은의 합금)으로서, 석영맥(石英脈) 속에서 황철석·방연석·텅스텐 광물 등과 함께 산출된다. 이 밖에 텔루르와 결합하여 텔루르 금광으로서 석영맥 속에서 산출되기도 하고, 구리·납·아연 등 다른 금속광석 속에서 미립(微粒)의 자연금으로서 산출되기도 하는데, 이들(주로 含金석영맥)을 산금(山金)이라 한다. 지금까지 발견된 최대의 자연금은 1869년 오스트레일리아의 빅토리아에서 발견된 것으로, 무게가 2,520온스(약 71 kg)이었다. 한편 산금에서 유래하는 풍화잔류광상(風化殘留鑛床)에서 산출되는 것을 사금(砂金)이라 한다. 그 양은 극히 적다. 세계의 주요 금 산출국은 남아프리카공화국·러시아·미국 등인데, 그 중에서도 남아프리카공화국의 트란스발 지방에서 세계 총생산량의 약 40 %가 산출된다. 한국에서는 충남 청양군 구봉광산(九峰鑛山)에서 주로 산출된다.

 

 <성질> 굳기 2.5∼3으로, 전성(展性) 및 연성(延性)이 매우 크다. 보통의 금박(金箔) 두께는 0.00001 cm이고, 1 g의 금으로 약 3,000 m의 금실을 뽑을 수 있다. 순금의 빛깔은 그 상태에 따라 다르며, 괴상(塊狀)의 것은 황색이지만, 분말이나 콜로이드로 되면 보라색이 되고, 녹으면 녹색, 증착막(蒸着膜)을 형성하면 적색이 된다. 얇은 박(箔)이 되면 투과광선에 의해서 녹색에서 청색이 된다. 전기 및 열의 양도체이며, 전기전도도는 은의 67 %이고, 비저항은 2.2×10-6Ω·cm(18 ℃)이다. 또한 열전도율은 0.708 cal/cm·sec·deg로 은의 70 %이다. 공기나 물에서는 변하지 않으며, 빛깔의 변화도 없고, 강한 산화제에 의해서도 변하지 않는다. 산 및 염기에도 녹지 않지만, 왕수(王水)에는 녹아서 염화금산이 된다. 산소가 존재할 때에는 시안화알칼리염의 수용액에서 시아노금산염을 만들며 녹는다. 산소 및 황과는 고온에서도 반응하지 않지만, 염소 및 브롬과는 직접 결합한다. 화합물에서 보통 산화수는 1가(價)와 3가이다.

 

 <제조법> 산출상태 및 그 밖의 상황에 따라 다르지만, 일반적으로 사금과 산금에 따라 그 채취방법이 다르다. ① 사금의 경우:금의 비중이 큰 것을 이용하는 요분법(搖盆法)·요상법(搖箱法) 및 홈통법 등이 있으며, 보다 대규모로 채취할 때는 채금선(採金船)을 사용한다. 요분법 및 요상법에서는 함금사니(含金砂泥)를 넣은 다음 물 속에서 전후좌우로 흔들면 가벼운 토사는 제거되고 무거운 금은 그릇의 바닥에 남게 된다. 홈통법에서는 나비 40 cm, 깊이 30 cm, 길이 40 m 정도의 홈통을 십여 개 연결하여 물을 홈통 안으로 흘려보내면서 물 속에 함금사니를 넣으면 가벼운 토사는 제거되고 무거운 금이 특정 부위에 남게 된다. ② 산금의 경우:혼홍법(混汞法) 및 시안화법(cyan化法)이 사용된다. 혼홍법에서는 금이 수은과 아말감을 잘 만드는 것을 이용한 것으로, 아말감에서 수은을 휘발시키면 금만 남게 된다. 즉, 먼저 광석을 물 속에서 분쇄한 다음 수은으로 아말감을 형성한 구리판의 표면 위를 흐르게 한다. 구리판 위에 생긴 경(硬)아말감을 모은 다음 철제 레토르트로 증류하여 수은을 분리·제거한다. 금의 채취율은 60∼80 %이며, 나머지는 시안화법 등으로 재처리한다. 시안화법은 시안화나트륨의 수용액이 공기의 존재하에서 금을 녹일 수 있는 성질을 이용한 것으로 다음 식으로 표시된다.

 

2Au + 4NaCN + O + H2O → 2NaAu(CN)2 + 2NaOH

 

이때 금을 용해하고 있는 액체를 귀액(貴液)이라 하며, 이 용액에 아연을 가하면

 

2NaAu(CN)2 + Zn → Na2Zn(CN)4 + 2Au

 

에 의해 금이 석출된다. 보통 혼홍법 및 시안화법을 각각 단독으로 사용하는 경우는 드물고, 이들을 병용한다. ③ 건식법:구리 및 납의 건식(乾式) 제련소에서 사용되는 방법으로 구리 및 납의 융해제련에서는 규산염광석이 융제(融劑)로 필요한데, 그 대신 금광석을 사용하면 금과 은을 부산물로 얻게 된다.

 

 <정제법> 자연금 및 건식법으로 얻은 조금(粗金)에는 은 및 그 밖의 다른 것이 함유되어 있으므로 이들을 분리하는 데는 산분은법(酸分銀法)과 전해법(電解法)이 사용된다. ① 산분은법:질산 및 황산으로 은을 용해하고 금만을 남게 하는 방법. ② 전해법:조금을 판(板)으로 주조해서 양극(陽極)으로 하고, 전해액으로 염화금을 사용해서 음극의 순금판 위에 금을 석출시키는 방법이다. 액체의 온도를 60∼70 ℃로 유지해서 전기분해하며, 은의 성분이 적으면 직류만을 사용하지만, 많을 때는 직류 및 교류를 교대로 통해서 양극표면의 염화은 생성피막을 제거한다. 석출된 금은 흑연도가니 속에서 융해시켜 잉곳으로 만드는데, 이때의 순도는 99.99 %이다.

 

 <용도> 많은 나라에서 화폐의 기준으로 사용되는 특별한 금속이며, 그 밖에 공예 및 장식용으로 쓰이고, 치과의료 및 만년필의 펜촉, 유리 및 도자기의 착색체, 검전기(檢電器)의 박(箔) 등으로 사용된다. 순금일 경우는 유연하므로 보통 구리·은 및 백금족원소 등의 합금으로 사용된다. 합금으로서의 품위는 퍼밀(‰) 또는 캐럿(K)으로 표시한다. 캐럿은 순금을 24 K로 한다. 예를 들면, 금화는 21.6 K(금 90 %), 의치(義齒)는 20∼22 K(금 83.3∼91.7 %), 장신구는 18 K(금 75 %), 금펜촉은 14 K(금 약 58.3 %) 등이다.

 주기율표 제11족에 속하며 구리족원소의 하나. 청백색의 아름다운 광택을 가지며 귀금속으로서 금과 함께 사용되어 왔다. 지각 중에 함유된 양은 적다. 천연으로는 자연은(自然銀)으로서 산출되는 것 외에 휘은석(輝銀石)으로 산출되기도 한다.

 

 <역사> 은은 예부터 알려진 금속이지만 이용면에서 금보다 뒤떨어졌던 이유는 자연은으로 산출되는 경우가 자연금에 비해서 적고 까다로운 정제법을 거쳐야 얻을 수 있었기 때문이다. 이 때문에 고대에서는 금보다도 귀중하게 취급되었다고 하며 구약성서에도 은화(銀貨)로 거래된 일이 여러 군데에 씌어 있다. 고대의 은의 주요 공급원은 방연석(方鉛石)이었으므로 고고학적 발굴에서는 납과 같이 산출되는 경우가 많고 유품은 이미 BC 3000년경의 이집트·메소포타미아의 고대 유적으로부터 발견되며, 바빌로니아 제국시대에서는 은제의 항아리 등이 출토되었다. 은화는 BC 6세기의 리디아 왕국에서 처음으로 제조되었고 이것이 그리스·로마로 이어졌다. 금이 태양을 상징하는 데 대해서 은은 그 빛깔로부터 초승달과 결부되어 달의 여신으로 숭배되었고, 중세의 연금술(鍊金術)에서도 취급되었다. 16세기에 들어와 신대륙으로부터 방대한 양의 은이 유럽으로 유입하여 은의 가격이 하락하여 가격혁명을 일으켰지만, 영국 등에서 은본위제(銀本位制)를 실시하였기 때문에 가격이 안정되었다. 은은 공예적(工藝的)으로도 널리 사용되었으나 식기(食器)로서 유럽인들은 특히 은그릇을 귀히 여겼고 그 중에서도 영국의 은그릇은 미술적으로 명성이 높다. 한국에서 은을 화폐로 처음 사용한 것은 1101년(고려 숙종 6) 주전도감(鑄錢都監)에서 은병(銀甁)을 주조하여 법화로 삼고 동전과 함께 유통시킨 것이 효시이며, 조선시대에 들어와서는 명나라에 금·은을 진헌하여 여러 곳에서 채굴하였으며, 특히 함남 단천(端川)에서 성했던 것 같다. 원자기호 Ag는 라틴어외 은을 뜻하는 argentum에서 따온 것이고 프랑스어의 argent는 이 라틴어에서 유래한다. 또한 영어의 silver와 독일어의 Silber는 아시리아어의 은을 뜻하는 sarpu에서 온 말이라고 한다.

 

 <성질> 전성(展性)·연성(延性)은 금에 이어 크며 두께 0.0015 mm의 은박을 만들 수 있고, 1 g의 은으로 1800 m의 선(線)을 만들 수 있다. 굳기 2.5∼3이다. 융해하면 공기 중에서 다량의 산소를 흡장(吸藏)하며 응고할 때는 이를 격렬하게 방출한다. 열·전기의 전도성은 금속 중 최대이다. 열전도율 1.006 cal/cm·sec·deg(18 ℃), 비저항 1.62×10-6Ω·cm(18 ℃)이다. 물 및 산소에 대해서 안정하지만 오존과 반응하면 흑색의 과산화은 Ag2O2로, 황이나 황화수소와 반응하면 흑색의 황화은 Ag2S로 변한다. 수소·질소·탄산 등과는 고온에서도 반응하지 않지만 할로겐에는 침식당한다. 질산 및 따뜻한 황산에는 녹아서 각각 질산은 AgNO3, 황산은 Ag2SO4로 된다. 알칼리에는 녹지 않지만 보통 화합물에서의 산화수(酸化數)는 +1가 및 +2가이다.

 

 <제조법> 은함유 광석으로부터 제련할 때에는 금의 경우와 마찬가지로 혼홍법(混汞法)·시안화법·건식법이 있는데 혼홍법은 현재 거의 사용되지 않는다.

 

⑴ 시안화법:자연은, 염화은, 비교적 순수한 황화은 등이 원료인 경우에 사용된다. 일반적으로 원료광석 중에 불순물이 많고 채취율은 50∼70 %로 그다지 좋지 않다. 이로 인해서 가급적 미세하게 세분하여 시안화액의 농도를 높여(0.3∼0.5 %), 충분히 교반하고 침출시간을 길게 하여 산소를 제거하여 수율을 높이고 있다(80∼90 %). 금에 비해서 제련비가 비싸기 때문에 많은 경우 독립적으로 은제련을 하지 않고 금제련과 함께 행한다.

 

⑵ 건식법:금의 경우와 꼭 같으며 구리·납의 제련의 경우에 광석을 같이 집어넣고 구리·납과 같이 뽑아내고 최후에 분리한다. 이상에서 얻은 조은(粗銀)은 전기분해정련에 의해서 정제한다. 즉, 조은을 판으로 주조하고 무명 또는 모슬린 포대에 넣어 양극으로 하고, 질산은 수용액을 전해액, 음극판에 순은판 또는 스테인리스강판을 사용해서 전기분해한다. 이 방법에는 뫼비우스법과 바르바하법이 있지만 뫼비우스법에서는 전극이 전해조에 수직으로, 바르바하법에서는 수평으로 장착된다. 전해 후 나뭇가지처럼 석출한 은을 긁어내거나 충격으로 떨어뜨려 모으고 융해시켜 전기은(電氣銀)으로 한다. 순도는 보통 99.99 % 이상이 된다.

 

 <용도> 전기·열의 양도체이고 가공성·기계적 성질이 좋은 점을 이용해서 금속재료로서의 용도가 넓다. 현재 세계 총생산량의 70 % 이상이 공업용으로 사용되며 나머지는 화폐용으로 사용하고 있다. 또한 장식품·공예품·은그릇 등에도 사용되고 사진공업용으로도 많이 사용된다. 순은 그대로는 너무 연하므로 합금으로 사용하는 경우가 많고 주로 구리와의 합금이 화폐에 사용된다. 은합금의 품위는 퍼밀(‰)로 나타내며, 소액권 은화의 경우 은 600 ‰, 구리 300 ‰, 아연 100 ‰ 조성의 것이 쓰이고 있는 것을 외국의 예에서 볼 수 있다.

   Au 99.95%   g/$240    
  10~20nm        
   Au 99.99+%   g/$408    
  50~100nm        
   Au 99.99+%   0.5g/$235   1g/$399  
  50~100nm        
   Au 99.97+%   0.5g/$165   1g/$299  
  28nm        
   Au 99.95+%   0.5g/$125   1g/$225  
  15nm        
   Au     30g/30ml/$79   60g/60ml/$135   120g/120ml/$259
  Dispersion, 14nm, 1000ppm     500g/500ml/$569    

 

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