Quanto oro c'è nell'oceano?

Nel 1872, il chimico britannico Edward Sonstadt pubblicò un rapporto in cui dichiarava l'esistenza dell'oro nell'acqua di mare. Da allora, la scoperta di Sonstadt ha ispirato molti, da scienziati ben intenzionati a truffatori e imbroglioni, a trovare un modo per estrarlo.

Quantificare l'Oceano's Ricchezze

Numerosi ricercatori hanno cercato di quantificare la quantità di oro nell'oceano. La quantità esatta è difficile da individuare perché l'oro esiste nell'acqua di mare a concentrazioni molto diluite (stimato nell'ordine di parti per trilione o una parte di oro per trilione di parti di acqua).

Uno studio pubblicato in Geochimica applicata misurato la concentrazione di oro in campioni prelevati dall'Oceano Pacifico e scoperto che erano circa 0,03 parti per trilione. Studi precedenti hanno riportato una concentrazione di circa 1 parte per trilione di acqua di mare, circa 100 volte più delle altre relazioni più recenti.

Alcune di queste discrepanze possono essere attribuite alla presenza di contaminazione nei campioni raccolti nonché ai limiti della tecnologia, che in studi precedenti potrebbero non essere stati abbastanza sensibili da rilevare con precisione la quantità di oro. 

Calcolo della quantità di oro 

Secondo il National Ocean Service, ci sono circa 333 milioni di miglia cubiche di acqua nell'oceano. Un miglio cubo equivale a 4,17 * 10⁹ metri cubi. Usando questa conversione, possiamo determinare che ci sono circa 1,39 * 10¹⁸ metri cubi di acqua dell'oceano. La densità dell'acqua è di 1000 chilogrammi per metro cubo, quindi ci sono 1,39 * 10²¹ chilogrammi di acqua nell'oceano.

Se assumiamo che 1) la concentrazione di oro nell'oceano sia 1 parte per trilione, 2) questa concentrazione di oro vale per tutta l'acqua dell'oceano e 3) parti per trilione corrisponde alla massa, quindi possiamo calcolare una quantità approssimativa di oro nell'oceano usando il seguente metodo:

• Una parte per trilione corrisponde a un trilionesimo del tutto, o 1/10¹².
• Quindi, per scoprire quanto oro c'è nell'oceano, dobbiamo dividere la quantità di acqua nell'oceano, 1,39 * 10²¹ chilogrammi calcolati sopra, di 10¹².
• Questo calcolo risulta in 1,39 * 10⁹ chilogrammi d'oro nell'oceano.
• Usando la conversione di 1 chilogrammo = 0,0011 tonnellate, arriviamo alla conclusione che ci sono circa 1,5 milioni di tonnellate d'oro nell'oceano (assumendo una concentrazione di 1 parte per trilione).
• Se applichiamo lo stesso calcolo alla concentrazione di oro trovata nello studio più recente, 0,03 parti per trilione, arriviamo alla conclusione che ci sono 45 mila tonnellate di oro nell'oceano.

Misurare la quantità di oro nell'acqua di mare

Poiché l'oro è presente in quantità così basse ed è incluso con molti altri componenti dell'ambiente circostante, i campioni prelevati dall'oceano devono essere processati prima di poter essere adeguatamente analizzati.

preconcentrazione descrive il processo di concentrazione delle tracce di oro in un campione in modo che la concentrazione risultante rientri nell'intervallo ottimale per la maggior parte dei metodi analitici. Anche con le tecniche più sensibili, tuttavia, la preconcentrazione può comunque produrre risultati più precisi. Questi metodi includono:

• Rimozione di acqua attraverso l'evaporazione o congelando l'acqua e poi sublimazione il ghiaccio risultante. La rimozione dell'acqua dall'acqua di mare, tuttavia, lascia dietro di sé grandi quantità di sali come sodio e cloro, che devono essere separati dal concentrato prima di ulteriori analisi.
• Estrazione mediante solvente, una tecnica in cui più componenti di un campione sono separati in base alla loro solubilità in diversi solventi, come l'acqua rispetto a un solvente organico. Per questo, l'oro può essere convertito in una forma più solubile in uno dei solventi.
• adsorbimento, una tecnica in cui le sostanze chimiche aderiscono a una superficie come il carbone attivo. Per questo processo, la superficie può essere modificata chimicamente in modo che l'oro possa aderirvi selettivamente.
• precipitante l'oro dalla soluzione facendo reagire con altri composti. Ciò potrebbe richiedere ulteriori fasi di elaborazione che rimuovono altri elementi dal solido contenente oro.

L'oro può anche essere più lontano separato da altri elementi o materiali che possono essere presenti nei campioni. Alcuni metodi per ottenere la separazione sono la filtrazione e la centrifugazione. Dopo le fasi di preconcentrazione e separazione, la quantità di oro può essere misurato utilizzando tecniche progettate per misurare concentrazioni molto basse, che includono:

• Spettroscopia di assorbimento atomico, che misura la quantità di energia che un campione assorbe a determinate lunghezze d'onda. Ogni atomo, incluso l'oro, assorbe energia a un set molto specifico di lunghezze d'onda. L'energia misurata può quindi essere correlata alla concentrazione confrontando i risultati con un campione noto o riferimento.
• Spettrometria di massa al plasma accoppiata induttivamente, una tecnica in cui gli atomi vengono prima convertiti in ioni e quindi ordinati in base alla loro massa. I segnali corrispondenti a questi diversi ioni possono essere correlati alla concentrazione correlandoli a un riferimento noto.

Key Takeaways

• L'oro esiste nell'acqua di mare, ma a concentrazioni molto diluite - stimato, in tempi più recenti, dell'ordine delle parti per trilione. Poiché questa concentrazione è così bassa, è difficile individuare esattamente quanto oro ci sia nell'oceano.
• Anche se c'è abbondanza di oro nell'oceano, il costo per estrarre l'oro dal mare molto probabilmente supererebbe il valore dell'oro raccolto.
• I ricercatori hanno misurato queste piccole concentrazioni di oro con tecniche in grado di misurare concentrazioni molto basse.
• Le misurazioni spesso richiedono che l'oro sia preconcentrato in qualche modo e separato da altri componenti in un campione di acqua di mare, per ridurre al minimo gli effetti della contaminazione del campione e consentire misurazioni più precise.

Riferimenti

• Falkner, K. e Edmond, J. "L'oro nell'acqua di mare". 1990. Lettere della scienza terrestre e planetaria, vol. 98, pagg. 208-221.
• Joyner, T., Healy, M., Chakravarti, D. e Koyanagi, T. "Preconcentrazione per l'analisi in tracce delle acque marine." 1967. Scienze e tecnologie ambientali, vol. 1, n. 5, pagg. 417-424.
• Koide, M., Hodge, V., Goldberg, E. e Bertine, K. "L'oro nell'acqua di mare: una visione conservatrice." Geochimica applicata, vol. 3, n. 3, pagg. 237-241.
• McHugh, J. "Concentrazione di oro in acque naturali." Journal of Geochemical Exploration. 1988, vol. 30, n. 1-3, pagg. 85-94.
• National Ocean Service. "Quanta acqua c'è nell'oceano?"
• National Ocean Service. "C'è dell'oro nell'oceano?"
• Pyrzynska, K. "Recenti sviluppi nella determinazione dell'oro mediante tecniche di spettrometria atomica." 2005. Spectrochimica Acta Parte B: spettroscopia atomica, vol. 60, n. 9-10, pagg. 1316-1322.
• Veronese, K. "Il programma tedesco postbellico per estrarre l'oro dall'acqua". Gizmodo.