(Hóa học thực dụng) Cách sản xuất vàng nhân tạo từ thủy ngân
Trong nhiều năm ròng, các nhà giả kim đã nỗ lực tìm kiếm phương pháp sản xuất vàng. Gần đây, với sự ra đời của công nghệ hạt nhân, ước mơ này thực sự khả thi. Thủy ngân tương đối dễ biến đổi thành vàng, vì vậy nó sẽ được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào. Phương pháp này không thực dụng và không khả thi về mặt kinh tế, nhưng nếu thực sự quan tâm đến nguyên lý hóa học, chúng ta có thể tìm hiểu sâu hơn về quá trình này.
Các bước
1. Chuẩn bị công cụ, nguyên liệu:
· Thủy ngân (dĩ nhiên rồi....), càng nhiều càng tốt, vì hiệu suất tạo vàng rất kém.
· Máy neutron. Lý tưởng nhất là bạn cần một máy gia tốc hạt (hoặc lò phản ứng hạt nhân).
· Chất làm chậm neutron. Nước (vâng, nước từ vòi) hoạt động khá tốt.
· Thiết bị che chắn, phản xạ và định hướng neutron
· Axit nitric
2. Cấu hình thiết bị. Các neutron từ nguồn cần phải đi qua bộ chuẩn trực (một thiết bị khiến neutron đi theo đường thẳng) và bộ điều tiết (một thiết bị làm chậm neutron để chúng phản ứng tốt hơn) và cuối cùng đi vào thủy ngân. Thiết lập các bộ phản xạ neutron xung quanh thủy ngân (để bất kỳ neutron nào thoát ra đều bị phản xạ trở lại) và sau đó bao bọc neutron hoàn toàn bằng các lớp chắn.
3. Bật máy gia tốc. Lý tưởng nhất là bạn muốn bắn một luồng bức xạ neutron ngắn và rất mạnh vào thủy ngân.
4. Kiến thức hóa học và cơ khí: Đây là những gì đang xảy ra:
Thủy ngân thông thường chứa bảy đồng vị: Hg-196, Hg-198, Hg-199, Hg-200, Hg-201, Hg-202 và Hg-204.
Khi hấp thụ một neutron, Hg-196 trở thành Hg-197. Hg-197 phân rã thành vàng.
Sản phẩm phụ là Hg-202 và Hg-204 trở thành Hg-203 và Hg-205, phân hủy thành tali.
Các đồng vị khác biến đổi lẫn nhau và vẫn là thủy ngân.
5. Hãy tiếp tục chờ đợi: Sau vụ nổ neutron, phản ứng tạo ra vàng có chu kỳ bán rã là 64,14 giờ. Nếu bạn đợi lâu như vậy, một nửa Hg-197 sẽ trở thành vàng.
Proton cộng với Hg-200 là một chất bất lợi (do điện tích hạt nhân dương và điện tích đẩy cao), nhưng vẫn có một con đường thay thế khả thi.
6. Xử lý hỗn hợp bằng axit nitric. Sau phản ứng, hỗn hợp phần lớn sẽ chứa thủy ngân, với một số đồng vị tali và vàng. Axit nitric sẽ hòa tan thủy ngân và tali, nhưng không hòa tan vàng.
7. Lọc bỏ thủy ngân và tali nitrat. Bạn sẽ còn lại vàng.
Và bây giờ là tin xấu: Mặc dù Hg-196, đồng vị này dễ dàng chuyển đổi thành vàng vì Hg-196 dễ dàng hấp thụ neutron, nhưng nó chỉ bao gồm 0,15% thủy ngân tự nhiên còn lại. Giả sử chuyển đổi hoàn hảo thành Hg-197, thì sau một chu kỳ bán rã (một nửa Hg-197 phân rã), một kilôgam thủy ngân sẽ cho bạn... 0,73 gam vàng. Đúng vậy, bạn nhận được ít hơn ba phần tư gam vàng cho mỗi kilôgam thủy ngân.
Để tăng thêm sản lượng vàng và sử dụng thủy ngân tốt hơn, bạn có thể thử đánh vào hỗn hợp đồng vị đặc hiệu của Hg-198, Hg-199 (chiếm 27% tổng thủy ngân) bằng các proton năng lượng cao, đẩy ra các neutron. Tuy nhiên, đây là một quá trình cực kỳ kém hiệu quả. Tiếp tục làm như vậy cho đến khi cuối cùng chuyển thành Hg-197, sau đó đợi như trên để phân rã thành Au-197 hoặc vàng. Lặp lại các bước nitrat
TOPFARM. DỊCH VÀ TINH CHỈNH TỪ WKH