Fatti sull’oro

È un bottino dei pirati e un ingrediente dei microcircuiti. È stato usato per fare gioielli almeno dal 4000 a.C. e per curare il cancro solo negli ultimi decenni. È nella pentola alla fine dell’arcobaleno e nel rivestimento delle visiere degli astronauti.

Che cos’è questo elemento che fa da ponte tra vecchio e nuovo – e tra mito e scienza – in modo così perfetto? L’oro.

L’oro, il 79° elemento della tavola periodica degli elementi, è uno dei più riconoscibili del gruppo.

Solo i fatti

• Numero atomico (numero di protoni nel nucleo): 79
• Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi): Au
• Peso atomico (massa media dell’atomo): 196,9665
• Densità: 19,3 grammi per centimetro cubo
• Fase a temperatura ambiente: Solido
• Punto di fusione: 1.947,7 gradi Fahrenheit (1.064,18 gradi C)
• Punto di ebollizione: 5.162 gradi F (2.850 gradi C)
• Numero di isotopi (atomi dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni): Tra 18 e 59, a seconda di dove viene tracciata la linea di un isotopo. Molti isotopi dell’oro creati artificialmente sono stabili per microsecondi o millisecondi prima di decadere in altri elementi. Un isotopo stabile.
• Gli isotopi più comuni: Au-197, che costituisce il 100 per cento dell’oro naturale.

Materia stellare brillante

Gli uomini si sono decorati con l’oro almeno dal 4000 a.C., secondo la National Mining Association. Dall’Europa orientale al Medio Oriente alle tombe dei faraoni egiziani, l’oro appare in tutto il mondo antico. Una donna dell’età della pietra trovata sepolta fuori Londra portava un filo d’oro al collo; i Celti del terzo secolo a.C. portavano impianti dentali in oro; un re cinese morto nel 128 a.C. fu sepolto con carri dorati e migliaia di altri oggetti preziosi.

L’oro è malleabile e brillante, il che lo rende un buon materiale per la lavorazione dei metalli. Chimicamente parlando, l’oro è un metallo di transizione. I metalli di transizione sono unici, perché possono legarsi ad altri elementi usando non solo il loro guscio più esterno di elettroni (le particelle caricate negativamente che girano intorno al nucleo), ma anche i due gusci più esterni. Questo accade perché il gran numero di elettroni nei metalli di transizione interferisce con il solito ordinamento ordinato degli elettroni nei gusci intorno al nucleo.

Tutto l’oro che compone orecchini e gemelli e componenti elettronici oggi ha avuto origine nello spazio: Secondo un articolo del 2011 sulla rivista Nature, un bombardamento di meteoriti quasi 4 miliardi di anni fa ha portato sulla Terra 20 miliardi di miliardi di tonnellate di una roccia spaziale ricca di oro e metalli preziosi. Rintracciare l’origine dell’oro ancora più indietro ci porta nello spazio profondo. Uno studio del 2013 su The Astrophysical Journal Letters ha scoperto che tutto l’oro dell’universo è stato probabilmente partorito durante le collisioni di stelle morte note come stelle di neutroni.

Le vene d’oro estratte dalla terra sono il risultato di fluidi caldi che scorrono attraverso le rocce aurifere, raccogliendo l’oro e concentrandolo nelle fratture, secondo l’American Museum of Natural History (AMNH).

Cos’è un carato?

La maggior parte dei gioielli d’oro non è fatta di oro puro. La quantità di oro in una collana o in un anello si misura sulla scala dei carati. L’oro puro è 24 carati. I lingotti d’oro conservati a Fort Knox e altrove nel mondo sono considerati puri al 99,95%, oro a 24 carati.

Come i metalli vengono aggiunti all’oro durante la produzione di gioielli, l’oro diventa meno fine e il numero di carati scende. Per esempio, l’oro a 12 carati contiene il 50% di oro e il 50% di leghe in peso.

La parola karat deriva dal seme di carruba. Negli antichi bazar asiatici, i semi venivano usati per bilanciare le bilance che misuravano il peso dell’oro.

Quanto oro c’è a Fort Knox?

Per tenere il passo con l’aumento delle riserve d’oro del paese, nel 1937 fu aperto lo United States Bullion Depository presso il Fort Knox U.S. Army Garrison nel Kentucky. Il primo carico d’oro arrivò da Filadelfia in treni circondati da truppe militari.

Fort Knox è incorniciato in acciaio con pareti di cemento.

Nonostante la difesa di una porta d’acciaio da 20 tonnellate, una voce sporca negli anni ’70 suggeriva che l’oro a Fort Knox fosse sparito. Per placare i timori della gente, il direttore della Zecca degli Stati Uniti ha guidato i membri del Congresso e i giornalisti attraverso una stanza della camera blindata, e le sue pile alte 8 piedi di 36.236 lingotti d’oro.

Ogni lingotto pesa 400 once troy secondo il Dipartimento del Tesoro degli Stati Uniti. Un’oncia troy equivale a circa 1,1 once avoirdupois. L’intero stock ora pesa 147,3 milioni di once troy, che vale circa 130 miliardi di dollari ai prezzi di oggi.

Oro degli sciocchi

Il minerale inferiore soprannominato oro degli sciocchi imita l’oro solo nell’aspetto. La pirite è più comune, più dura e più fragile dell’oro. Quando viene ridotta in polvere, ha un aspetto nero-verdastro, mentre la vera polvere d’oro è gialla.

La pirite contiene zolfo e ferro. Durante la seconda guerra mondiale veniva estratta per produrre acido solforico, un prodotto chimico industriale. Oggi è usata nelle batterie delle auto, negli elettrodomestici, nei gioielli e nei macchinari.

Anche se l’oro degli sciocchi può essere una scoperta deludente, è spesso scoperto vicino a fonti di rame e oro. Un minatore che smette di scavare una volta che ha un pezzo di pirite in mano è il vero sciocco.

Chi lo sapeva?

• Due terzi dell’oro mondiale sono estratti in Sudafrica, secondo il Lawrence Livermore National Laboratory.
• Il settantotto per cento della fornitura mondiale annuale di oro è usato in gioielleria, secondo l’AMNH. Il resto va all’elettronica e agli usi dentali e medici.
• Il simbolo atomico dell’oro, Au, deriva dalla parola latina per l’oro, aurum.
• I caschi degli astronauti sono dotati di una visiera rivestita con un sottile strato di oro. L’oro blocca i dannosi raggi ultravioletti del sole.
• Il cristallo d’oro più grande del mondo ha le dimensioni di una palla da golf e viene dal Venezuela. Il cristallo da 7,7 once (217,78 grammi) vale circa 1,5 milioni di dollari.
• I terremoti possono creare oro: Uno studio del 2013 sulla rivista Nature Geoscience ha scoperto che durante i terremoti, l’acqua nelle faglie e nelle fratture si vaporizza, lasciandosi dietro l’oro.
• Le prime monete d’oro puro sono state prodotte nel regno asiatico di Lidia nel 560 a.C, secondo la National Mining Association.
• L’oro ha un certo numero di isotopi artificiali e instabili (il numero esatto dipende dallo scienziato che si consulta), ma si presenta naturalmente solo come Au-197.
• Si può mangiare l’oro … se si vuole veramente. I negozi di gastronomia vendono foglie e scaglie d’oro commestibili che aggiungono brillantini a tutto, dai dolci alla vodka all’olio d’oliva. Non temere per il tuo stomaco: L’oro non viene digerito e passa attraverso, secondo Edible Gold, una società che vende foglie d’oro.

Ricerca in corso

L’oro è ancora usato in gioielleria, naturalmente, ma questo elemento è anche diventato high-tech. L’oro è un eccellente conduttore di elettricità e non è reattivo con l’aria, l’acqua e la maggior parte delle altre sostanze, il che significa che non si corrode e non si appanna.

L’oro è usato anche in medicina. L’isotopo d’oro radioattivo Au-198 può essere iniettato direttamente nel sito di un tumore, dove la sua radiazione può distruggere le cellule tumorali senza molte ricadute nel resto del corpo. Nel 2012, i ricercatori hanno riferito nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences che potrebbero collegare nanoparticelle di Au-198 con un composto trovato nelle foglie di tè per trattare il cancro alla prostata. Il composto del tè è attratto dalle cellule tumorali, mantenendo le nanoparticelle incollate al punto giusto per diverse settimane durante il trattamento con radiazioni. (Il metodo deve ancora essere testato sugli esseri umani.)

In alcuni casi, le nanoparticelle d’oro sono l’unico modo in cui un farmaco può funzionare. Il farmaco anticancro TNF-alfa uccide il cancro in modo molto efficace. Sfortunatamente, è anche incredibilmente tossico per le cellule sane. Tuttavia, gli studi clinici in corso hanno scoperto che collegare i farmaci TNF-alfa alle nanoparticelle d’oro può trattare con successo i tumori, perché i farmaci colpiscono direttamente i loro obiettivi, secondo Benchmarks, una pubblicazione online del National Cancer Institute.

C’è solo un problema con la continua storia d’amore dell’umanità con l’oro: Tirarlo fuori dalla terra. Circa l’83% delle 2.700 tonnellate d’oro estratte ogni anno viene estratto utilizzando un processo chiamato cianurazione dell’oro, ha detto Zhichang Liu, un ricercatore post-dottorato in chimica alla Northwestern University in Illinois. Questo processo utilizza il cianuro per estrarre l’oro dalla roccia che lo contiene. Purtroppo, il cianuro è tossico, e il processo è tutt’altro che rispettoso dell’ambiente.

Ci potrebbe essere speranza per gli amanti dei ciondoli d’oro (e dei circuiti elettronici e della nanomedicina), tuttavia. Nel 2013 Liu e i suoi colleghi hanno riportato sulla rivista Nature Communications di essersi imbattuti in un modo per estrarre l’oro dal minerale con l’amido benigno invece del cianuro tossico.

“In realtà, abbiamo trovato questo metodo per caso”, ha detto Liu a Live Science. Cercando di fabbricare un materiale poroso, i ricercatori hanno mescolato un amido chiamato alfa-ciclodestrina con sali d’oro (molecole d’oro cariche). Con loro sorpresa, l’oro è precipitato fuori dalla soluzione rapidamente.

Il team ha brevettato il metodo, che estrae facilmente l’oro a più del 97% di purezza in un solo passaggio, ha detto Liu. Ora stanno lavorando con gli investitori per aumentare la scala del processo.

“Speriamo di poter trovare un bel modo verde per sostituire il processo di cianurazione”, ha detto Liu.

Seguite Stephanie Pappas su Twitter e Google+. Seguiteci @livescience, Facebook & Google+.

Scopri di più sull’oro:

• Scopri la corsa all’oro del 1849
• Cos’è il Gold Standard?
• L’estrazione dell’oro nel mondo (con mappa interattiva)
• Il prezzo attuale dell’oro (e di altri metalli)

Un secolo fa un fortunato minatore poteva trovare una pepita grande come una mela. Quell’oro non c’è più. Ora le miniere spremono preziose chiazze da depositi che a occhio nudo sembrano essere solo roccia vecchia e semplice.

Quiz sull’oro: Dalle pepite alle scaglie