Jak zamienić ołów w złoto

Zanim chemia była nauką, była alchemia. Jednym z największych zadań alchemików było przeobrazić (przekształcić) ołów w złoto.

Prowadzić (liczba atomowa 82) i złoto (liczba atomowa 79) są zdefiniowane jako pierwiastki przez liczbę posiadanych przez nich protonów. Zmiana elementu wymaga zmiany liczby atomowej (protonu). Liczby protonów w elemencie nie można zmienić żadnymi środkami chemicznymi. Jednak fizyka może być używana do dodawania lub usuwania protonów, a tym samym do zamiany jednego elementu na inny. Ponieważ ołów jest stabilny, zmuszenie go do uwolnienia trzech protonów wymaga ogromnego wkładu energii, tak bardzo, że koszt jego przemiany znacznie przewyższa wartość uzyskanego złota.

Transmutacja ołowiu w złoto jest nie tylko teoretycznie możliwa - została osiągnięta! Doniesiono, że Glenn Seaborg, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii z 1951 r., Zdołał transmutować minutę ilość ołowiu (chociaż mógł zacząć od bizmutu, inny stabilny metal często zastępowany ołowiem) w złoto

Dzisiaj akceleratory cząstek rutynowo przekształcają elementy. Naładowana cząstka jest przyspieszana za pomocą pól elektrycznych i magnetycznych. W akceleratorze liniowym naładowane cząstki dryfują przez szereg naładowanych rur oddzielonych szczelinami. Za każdym razem, gdy cząstka pojawia się między przerwami, jest przyspieszana przez różnicę potencjałów między sąsiednimi segmentami.

W akceleratorze kołowym pola magnetyczne przyspieszają cząstki poruszające się po ścieżkach kołowych. W obu przypadkach przyspieszona cząstka uderza w materiał docelowy, potencjalnie pukając wolne protony lub neutrony i tworząc nowy pierwiastek lub izotop. Reaktory jądrowe mogą być również wykorzystywane do tworzenia elementów, chociaż warunki są mniej kontrolowane.

W naturze nowe pierwiastki powstają poprzez dodanie protonów i neutronów do atomów wodoru w jądrze gwiazdy, wytwarzając coraz cięższe pierwiastki, aż do żelaza (liczba atomowa 26). Ten proces nazywa się nukleosyntezą. Pierwiastki cięższe od żelaza powstają w gwiezdnej eksplozji supernowej. W supernowej złoto może zostać przekształcone w ołów - ale nie na odwrót.

Chociaż przekształcanie ołowiu w złoto może nigdy nie być powszechne, praktyczne jest pozyskiwanie złota z rud ołowiu. Minerały galena (siarczek ołowiu, PbS), cerussyt (węglan ołowiu, PbCO₃) i anglesite (siarczan ołowiu, PbSO₄) często zawierają cynk, złoto, srebro i inne metale. Po zmieleniu rudy wystarczą techniki chemiczne, aby oddzielić złoto od ołowiu. Rezultatem jest prawie alchemia.