Физико-химические свойства золота

Лекция 2. Физико-химические свойства золота

Физические свойства золота.

Золото металл желтого цвета, имеет гранецентрнрованную кубиче­скую решетку, отличается исключительной ковкостью и тягучестью. Так, прокаткой золотой пластинки можно получить фольгу толщиной 0,0001 мм. Такое тонкопрокатанное золото просвечивает и в проходящем свете кажется

зеленым. Из золота  можно    вытянуть     проволоку   диаметром в 0,001 мм. Тепло- и  электропроводность золота весьма высоки: серебро в этом отношении превосходит  все другие металлы, золото уступает лишь    меди и серебру. Близость размеров кристаллических решеток золота и серебра  позволяет    получать    их  сплавы  в  виде   непрерывного ряда твердых растворов.

Важнейшие физические свойства золота и серебра при­ведены в табл.__ Будучи элементом I группы периодической системы, золото, также как его электронные аналоги — сребро и медь, имеют в s -состоянии внешнего слоя по одному, а в предпоследнем слое по 18 электронов (s²р⁶d¹⁰). При опре­деленных условиях этот предпоследний 18-электронный слой способен к частичной потере электронов, поэтому медь, серебро и золото могут иметь в своих соединениях степень окисления не только +1, соответствующую потере s-электрона внешнего слоя, но также +2 и +3. При этом для меди наиболее характерны степени окисления +1 и + 2, для серебра +1 и для золота +1 и +3.

Таблица__

Отличительной способностью золота является склонность к комплексообразованию и лёгкость восстановления большинства его соединений до металла.

Химические свойства золота

Золото на воздухе, даже в присутствии влаги, не изменяется, при высоких температурах не реагирует с водородом, кислородом, азотом, серой, углеродом. Активно взаимодействует с галогенами, с бромом при комнатной температуре, а с фтором, хромом, йодом -при нагревании.

Электродный потенциал золота (окисление) в водных растворах:

Au → Au⁺ + e,      E⁰ = +1,68 B

Au → Au³⁺ + 3e,      E⁰ = +1,50 B

Золото не растворяется в щелочах, кислотах, но в присутствии сильных окислителей растворяется в ряде кислот. В концентрированной серной кислоте золото растворяется в присутствии йодной и азотной кислот, диоксида марганца. Золото легко растворяется в царской водке, в водных растворах цианидов щелочных и щелочноземельных металлов при наличии кислорода. И.Н. Плаксиным показано, что хорошим рас­творителем золота является водный раствор тиомочевины в присутст­вии окислителя - хлорида или сульфата железа (III). Растворяют золото хлорная и бромная вода, раствор йода в йодистом калии или в йодоводородной кислоте. Во всех случаях растворение золота сопровождается образованием комплексных соединений.

Наиболее распространенными соединениями одновалентного золота являются:

оксид золота (I) - порошок серо-фиолетового цвета, который при температуре более 200 °С разлагается по реакции

2Аu₂O = 4Au + О₂.

В воде оксид золота малорастворим, а во влажном воздухе разлагается:

ЗAu₂О = 4 Au + Au₂О₃.

Оксид золота получается в две стадии при взаимодействии на холоде  водного раствора едкой щелочи и хлорида золота:

АuСl + КОН = АОН + КС1;

при 200 °С гидроксид переходит в Au₂О;

галиды золота (I) - неустойчивые соединения. Они могут быть получены термическим разложением галидов (III). В концентрированных растворах хлоридов щелочных металлов AuCl растворяется с образова­нием комплексных анионов AuCl₂^-: AuCl + Cl^- = [AuCl₂]^- , которые быст­ро диспропорционируют с образованием металла и комплексного аниона Au (III):

В хлор- и бромсодержащих растворах золото растворяется с образо­ванием соединений Au (III).

сульфид золота (I) Au₂S получают действием сероводорода на подкисленный раствор:

Реакция обратима, и для ее протекания слева направо необходимо  насыщение раствора сероводородом. Сульфид золота нерастворим в воде, разбавленных кислотах, но растворяется в водных растворах сульфидов щелочных металлов, образуя комплексы [AuS]^- и [AuS₂]^3- . В кислой среде эти комплексы разрушаются с образованием в осадке сульфида золота:

Наибольший практический интерес представляет прочный цианидный комплекс Au(CN)₂^-. Побочные соединения хорошо рас­творимы и могут быть получены растворением металлического золо­та в водном растворе цианида при насыщении кислородом воздуха:

Эта реакция является основой процесса цианирования. В кислой сре­де при нагревании анион Au(CN)₂^-  разрушается с образованием не­растворимого в воде простого цианида золота и синильной кислоты:

цианид золота - довольно прочное соединение, не разлагается в воде и  разбавленных кислотах, но легко растворяется в цианидах щелочных металлов. При этом образуется комплексный анион золота:

Золото образует водорастворимые тиосульфатные и сульфитные комплексы

 и

Тиомочевинный катионный комплекс золота имеет значение для гидрометаллургии золо­та; он получается растворением металлического золота в кислом водном растворе тиомочевины в присутствии трехвалентного железа:

Тиомочевинный комплекс золота в отличие от рассмотренных выше является катионным.

Из соединений трехвалентного золота следует отметить: ок­сид золота Au₂O₃, гидроксид Au(ОН)₃, аураты щелочных металлов, хлорид AuCl₃ и различные хлорсодержащие соединения;

оксид золота Au₂O₃ (III) - нерастворимый в воде темно-коричневый порошок, который получают косвенным путем из гидроксида Au(ОН)₃, нагревая последний до 140 °С; затем удаляется влага. Аураты получают растворением Au(ОН)₃ в щелочах:

- соединение хорошо раство­римое в воде;

хлорид золота AuCl₃ получают пропусканием газообразного хлора над порошком золота при 240 °С. Хлорид возгоняется и при охлаждении осаждается в виде красных кристаллов. Он растворяется в воде с образованием комплексной кислоты:

Лекция "4 Особенности исследования слуховой функции у детей" также может быть Вам полезна.

При добавлении к водному раствору хлорида соляной кисло­ты образуется золотохлористоводородная кислота:

Эта кислота может быть образована и при растворении золота в на­сыщенном хлором растворе соляной кислоты:

Трехвалентное золото с ионами цианида также образует ком­плексные  ионы; взаимодействует оно с серной и азотной кислотами, образуя комплексные соединения. Сульфид золота Au₂S₃ нераство­рим в соляной и серной кислотах, но растворим в царской водке.