Colloïdaal goud 1000 ppm: definitie, concentratie, productie en opslag

Colloïdaal goud is het onderwerp van talloze materiaalkundige, fysische en laboratoriumchemische onderzoeken. Iedereen die de eigenschappen van sterk geconcentreerde edelmetaaldispersies bestudeert, krijgt te maken met parameters zoals deeltjesgrootte , zuiverheid , ppm-concentratie en productieproces . Dit artikel beschrijft de chemische en fysische principes van colloïdaal goud bij 1000 ppm, evenals de kwaliteitscriteria voor de productie en opslag ervan.

1. Definitie: Wat is colloïdaal goud en wat betekent “1000 ppm”?

Fysisch-chemische grondbeginselen

Colloïdaal goud (in de literatuur ook wel goudsol genoemd) is een gedispergeerd systeem waarbij microscopisch kleine, elementaire gouddeeltjes (nanodeeltjes) verdeeld zijn in sterk gezuiverd, gedemineraliseerd water.

• Dispersie in plaats van een echte oplossing: In tegenstelling tot ionische goudzouten (zoals goudchloride) zijn de goudatomen in het colloïde niet chemisch opgelost. Het zijn vaste, metallische microdeeltjes die zweven in het dispersiemedium water.
• Deeltjesgrootte en zeta-potentiaal: In hoogwaardige dispersies hebben de individuele goudclusters een diameter van slechts enkele nanometers (meestal tussen 1 en 20 nm). Door hun identieke elektrische oppervlaktelading (meetbaar via de zogenaamde zeta-potentiaal ) stoten de nanodeeltjes elkaar af. In combinatie met de Brownse beweging voorkomt dit dat de deeltjes bezinken (sedimenteren), ondanks de hoge dichtheid van goud.
• Optische eigenschappen (oppervlakteplasmonresonantie): Afhankelijk van de deeltjesgrootte en -dichtheid heeft echt colloïdaal goud geen metaalgele kleur, maar eerder een robijnrode tot diepviolette kleur . Dit fenomeen is het gevolg van oppervlakteplasmonresonantie , waarbij de vrije elektronen op het oppervlak van de gouden nanodeeltjes interageren met het invallende zichtbare licht. De verstrooide lichtkegel van de zwevende deeltjes kan zichtbaar gemaakt worden met behulp van een laserstraal ( Tyndall-effect ).

Wat betekent de concentratiewaarde “1000 ppm”?

De meeteenheid ppm staat voor “parts per million” (delen per miljoen) en geeft de massaverhouding aan tussen het verspreide edelmetaal en de draagvloeistof:

• 1 ppm komt exact overeen met 1 milligram (mg) goud per 1 kilogram (ongeveer 1 liter) water .
• 1000 ppm betekent dus dat 1000 milligram (precies 1 gram) puur fijn goud is verspreid in één liter ultragezuiverd water (0,1 massaprocent).

Technische kenmerken van 1000 ppm:

Hoewel conventionele goudcolloïden vaak concentraties hebben tussen 1 en 50 ppm, is 1000 ppm een zeer hoge concentratie . Omdat de gemiddelde afstand tussen de nanodeeltjes bij zo’n hoge deeltjesdichtheid extreem klein is, stellen de eisen aan het productieproces aanzienlijk hogere eisen: alleen een nauwkeurig gecontroleerde ladingsverdeling en extreem kleine deeltjesgroottes garanderen dat de dispersie stabiel blijft en dat de deeltjes niet samenklonteren en naar de bodem van de container zakken.

2. Productie: Hoogspanningselektrolyse en zuiverheidscriteria

De fysieke stabiliteit van colloïdaal goud hangt in belangrijke mate af van de gekozen productiemethode en de zuiverheid van de uitgangsmaterialen.

Het hoogspanningsplasmaproces (fysieke fabricage)

Omdat goud, als edelmetaal, extreem reactieloos is, kan het nauwelijks worden verwijderd door eenvoudige elektrolyse met lage spanning in zuiver water. Daarom maakt de moderne laboratorium- en procestechniek gebruik van elektrolyse met hoge spanning of boogelektrolyse (volgens Georg Bredig) :

1. Gebruik van fijne gouden elektroden: Twee elektroden van gecertificeerd fijn goud worden in een bak met ultragezuiverd water geplaatst.
2. Hoogspanningsontlading: Nauwkeurig gecontroleerde hoogspanningspulsen genereren een microscopisch klein plasmaveld onder water tussen de elektroden.
3. Thermoelektrische verstuiving: Door de hoge energiedichtheid in de boog verdampen minuscule hoeveelheden goud op het elektrodeoppervlak en condenseren deze onmiddellijk in het koele, ultrazuivere water tot elektrisch geladen nanodeeltjes.
4. Vrij van chemische toevoegingen: In tegenstelling tot de chemische reductiemethode (volgens Turkevich), waarbij goudzuur reageert met behulp van citraten of andere reductiemiddelen, vereist het fysische hoogspanningsproces geen stabilisatoren, zouten of chemische toevoegingen . Het eindproduct bestaat uit 100% zuiver water en elementaire gouddeeltjes.

De 3 belangrijkste zuiverheidseisen

Om besmetting of voortijdige lozing van het colloïde te voorkomen, worden tijdens de productie strenge laboratoriumnormen gehanteerd:

• Zuiver goud van minimaal 99,99% (24 karaat): De gebruikte gouden elektroden moeten minimaal voldoen aan de “Four Nines Fine” (999,9) norm om te voorkomen dat vreemde metaalionen (bijv. koper of zilver) in de vloeistof terechtkomen.
• Ultrazuiver water (Type 1 / Aqua bidestillata): De draagvloeistof is herhaaldelijk gedestilleerd en gedeïoniseerd laboratoriumwater met een minimale restgeleidbaarheid van < 0,1 µS/cm . Indien er mineralen of elektrolyten in het water aanwezig zouden zijn, zouden deze de elektrische ladingsschil van de gouddeeltjes verstoren en leiden tot onmiddellijke flocculatie.
• Inerte verpakkingsmaterialen: De productie vindt uitsluitend plaats in niet-reactieve laboratoriumvaten (bijv. van borosilicaatglas) om te voorkomen dat er vreemde stoffen uit de verpakking vrijkomen.

3. Juiste opslag en houdbaarheid

Omdat colloïdaal goud een fysiek gevoelig ladingssysteem is, beïnvloeden externe factoren de stabiliteit van de dispersie:

• Lichtbescherming (violet glas / amberkleurig glas): UV-straling en direct zonlicht kunnen de elektrische ladingsbalans van de nanodeeltjes verstoren. Hoogwaardige colloïden worden daarom bewaard in Miron violet glas of ondoorzichtig amberkleurig glas.
• Constante kamertemperatuur: Bewaren op een koele, droge plaats bij een constante kamertemperatuur (bij voorkeur tussen 15°C en 22°C ). Koeling of bevriezing moet worden vermeden, omdat sterke temperatuurschommelingen de Brownse beweging vertragen en het samenklonteren van de deeltjes bevorderen.
• Afstand tot elektromagnetische velden: De container mag niet in de directe nabijheid van sterke magnetische velden of bronnen van elektronische straling (bijv. wifi-routers, magnetrons, voedingen of luidsprekers) worden bewaard om de zeta-potentiaal van de colloïden te behouden.
• Voorkomen van besmetting: Bij het openen van de fles mag de vloeistof niet in contact komen met metalen, organische stoffen of leidingwater, aangezien zelfs de kleinste hoeveelheid elektrolytverontreiniging de stabiliteit van 1000 ppm-concentraten kan aantasten.

4. Juridische kennisgeving en classificatie

Colloïdaal goud is een technische of laboratoriumchemische grondstof en een onderzoeksproduct. Volgens de huidige regelgeving van de Europese Unie (in het bijzonder de Verordening nieuwe levensmiddelen (EU) 2015/2283 ) is colloïdaal goud niet goedgekeurd als levensmiddelen of voedingssupplementen . De verkoop en levering ervan zijn uitsluitend bestemd voor technische, wetenschappelijke, analytische of verdere verwerkingsdoeleinden als laboratoriumapparatuur.