Реакция золота с водой уравнение реакции

Реакция золота с водой уравнение реакции

Владимир Осокин запись закреплена

Способы перевода в раствор металлического золота:

Традиционные способы растворения золота:

1) Растворение в «царской водке»:
«Царская водка» представляет из себя смесь концентрированных азотной и соляной кислот, взятых в соотношении 1:3 по объёму. Золото растворяется довольно быстро и образует золотохлористоводородную кислоту:
Au + 4 HCl + HNO3 = H[AuCl4] + NO + 2 H2O
Недостатком этого метода считается невозможность растворения примеси серебра, так как образующийся хлорид серебра нерастворим в воде.
Для домашнего использования этот метод подходит, так как кислоты не очень сложно достать или даже сделать из легкодоступных веществ. Главное работать на открытом воздухе, так как выделяющийся в результате реакции бесцветный газ NO окисляется на воздухе до бурого газа NO2, который является токсичным.

2) Реакция с растворами цианидов в присутствии окислителя:
Золотосодержащую породу обрабатывают разбавленным раствором цианида натрия или цианида калия концентрацией 0,3-0,03%.
В качестве окислителя используется пероксид водорода или через раствор цианидов продувается воздух.
4 Au + 8 KCN + 2 H2O + O2 = 4 K[Au(CN)2] + 4 KOH
Серебро реагирует по аналогичной реакции.
Затем с помощью цинковой пыли благородные металлы выделяют из раствора:
Zn + 2 K[Au(CN)2] = 2 Au + K2[Zn(CN)4]
Такой способ очень удобен для отделения благородных металлов от пустой породы или от примесей других металлов. Процесс занимает около 30 часов, выход золота достигает 90-95%.
Но, этот способ очень опасен, так как цианиды крайне ядовиты. К тому же углекислый газ, содержащийся в небольшом количестве в воздухе реагирует с растворами цианидов с образованием летучей синильной кислоты, которая может создать смертельную концентрацию в воздухе. Нужно либо идеально соблюдать технику безопасности, либо быть бессмертным.
Для домашнего использования этот метод явно не подходит из-за недоступности цианидов и большой опасности при использовании.

3) Амальгамация золота:
Золото способно растворяться в ртути с образованием амальгам. При выделении золота амальгамированием мелко раздробленную с помощью потока воды породу пропускают над медными пластинами, обработанными ртутью. Золото растворяется в ртути, которую затем удаляют дистилляцией.
Такой способ применяли ещё в древности, но сейчас он запрещён.
Для домашнего использования такой метод не подходит из-за недоступности ртути и её токсичности.

4) Метод Миллера:
Газообразный хлор пропускают через сырьё, содержащее золото. При этом другие металлы, снижающие пробу золота, переходят в легколетучие хлориды (порядок по эффективности удаления: цинк, железо, сурьма, олово, мышьяк, медь, свинец, висмут, серебро, теллур, селен).
Образующийся в результате реакции хлорид золота растворяют в воде или соляной кислоте.
Этот метод нельзя применять в домашних условиях, так как образуются летучие высокотоксичные высшие хлориды металлов. Более того, газообразный хлор, используемый в процессе, крайне ядовит. Эти яды воздействуют не только на работника, но и окружающую среду. Применение его возможно только на предприятиях со специальным вытяжным оборудованием.

Нетрадиционные методы растворения золота:

1) Растворение золота в расплавленном свинце:
В древности был придуман способ извлечения золота из бедной породы. В Древнем Египте жрецы-алхимики обрабатывали золотоносную породу расплавленным свинцом, который растворял золото и серебро, затем расплав сливали и подвергали обжигу в специальных горшках. Свинец превращался в оксид свинца PbO и впитывался в стенки горшка, увлекая за собой все случайные примеси, а на дне горшка оставался сплав золота и серебра. Главный секрет такого обжига — материал горшков, их делали из костной золы.
В наше время горшки из костной золы не используют, поэтому можно обрабатывать золотосодержащую породу свинцом и затем полученный сплав свинца и золота кипятить в 70% уксусной кислоте. Свинец постепенно растворится:
Pb + 2 CH3COOH = Pb(CH3COO)2 + H2
А золото, серебро и медь останутся в осадке. Или если содержание этих металлов большое, то получится губчатый сплав золота, серебра и меди.
Такой способ не очень хорошо подходит для домашнего использования, так как трудно найти свинец без примеси олова. К тому же длительно кипятить концентрированный уксус — занятие не из приятных.

2) Растворение золота в горячем растворе хлорного железа:
Хлорное железо используется для травления печатных плат и обычно продаётся в магазинах радиотоваров в отделе реактивов для пайки.
Для растворения золота желательно растворять хлорное железо в соляной кислоте. При неимении соляной кислоты можно просто сделать концентрированный раствор хлорного железа.
Нужно насыпать хлорное железо в воду, а не воду лить на хлорное железо! В противном случае раствор может закипеть и разбрызгаться, так как безводное хлорное железо выделяет много тепла при растворении.
Золото будет растворяться в таком растворе, но очень медленно даже при кипячении. Без нагревания золото вообще не будет растворяться, так как реакция пойдёт в обратную сторону.
3 FeCL3 + HCl + Au = H[AuCl4] + 3 FeCl2
Для выделения золота из раствора нужно охладить полученный раствор. Для улучшения выпадения осадка можно добавить раствор сульфата железа (II) (железный купорос)
3FeSO4 + H[AuCl4] = Fe2(SO4)3 + FeCl3 + Au + HCl
В растворе хлорного железа также будет растворяться медь. А серебро не будет растворяться из-за образования нерастворимого хлорида серебра.
Этот способ подходит для домашнего использования, но он медленный, малоэффективный, имеет низкий выход и требует длительного нагревания.

3) Растворение золота в хлорной воде:
Газообразный хлор продувается через холодную воду или холодный раствор соляной кислоты. В полученном растворе золото будет растворяться при комнатной температуре. Нагревать хлорную воду не рекомендуется, так как при нагревании хлор будет улетучиваться из раствора.
Реакция хлора с водой:
Cl2 + H2O = HClO + HCl
Реакция хлорной воды с золотом:
2 Au + 3 HClO + 5 HCl = 2 H[AuCl4] + 3 H2O
Данный способ подходит для домашнего использования, если собрать прибор для получения хлора. Но с хлором нужно работать очень аккуратно и только на открытом воздухе.

4) Растворение золота в горячем растворе тиосульфата натрия:
Золото способно реагировать с горячим раствором тиосульфата натрия в присутствии окислителя. В качестве окислителя можно использовать пероксид водорода или продувать воздух через раствор тиосульфата.
8 Na2S2O3 + O2 + 4 Au + 2 H2O = 4 Na3Au(S2O3)2 + 4 NaOH
Тиосульфат натрия продаётся в качестве фотофиксажа.
Этот способ подходит для домашнего использования, но он медленный и требует длительного нагревания раствора, так как реакция идёт только при температуре близкой к температуре кипения.

5) Растворение золота в горячей концентрированной селеновой кислоте:
2 Au + 6 H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3 H2SeO3 + 3 H2O
При растворении золота образуется красно-жёлтый раствор селената золота.
Этот способ явно не подходит для домашних условий из-за недоступности селеновой кислоты.

6) Растворение золота в смеси соляной кислоты и гипохлорита натрия:
2 Au + 3 NaClO + 8 HCl = 2 H[AuCl4] + 3 NaCl + 3 H2O
Золото в таком растворе будет растворяться даже при комнатной температуре.
Раствор гипохлорита натрия продаётся в магазинах как хлорный отбеливатель «Белизна».
Этот метод подходит для домашних условий. Только придётся где-то достать соляную кислоту или самому сделать.

7) Анодное растворение металлического золота в соляной кислоте:
Реакция проводится в электролизной ванне, где неочищенное золото сплавлено в слиток и является анодом.
Au + 4 HCl − 3 e− = AuCl4− + 4 H+
Чтобы предотвратить выделение золота на катоде, электролиз проводится в ячейке с мембраной. Способ, в частности, используется для приготовления электролита при электрохимическом аффинаже золота. Часть золота присутствует в растворе в виде хлоридных комплексов золота(I) AuCl2-, что важно при низких концентрациях.
Такой способ плохо подходит для домашних условий из-за необходимости иметь золото, сплавленное в слиток.

8) Растворение золота в концентрированной хлорной кислоте:
2 Au + 8 HClO4 = Cl2 + 2 Au(ClO4)3 + 2 O2 + 4 H2O
Концентрированная HClO4 реагирует с золотом при комнатной температуре, при этом образуя различные нестойкие оксиды хлора и жёлтый раствор растворимого в воде перхлората золота (III). Реакция обусловлена сильной окислительной способностью Cl2O7.
Этот метод плохо подходит для домашних условий из-за труднодоступности хлорной кислоты и из-за токсичных газов, выделяющихся в ходе реакции.

9) Растворение золота в ацетонитриле в присутствии хлорида триметиламмония:
Недавно показано, что хлорирование золота наиболее удобно проводить в ацетонитриле в присутствии хлорида триметиламмония.
Этот метод я даже не рассматриваю для домашнего использования.

10) Растворение золота в горячем растворе йода и йодида калия в органическом растворителе:
Удобными реагентами для растворения золота служат горячие растворы йода и йодида калия в метаноле или ацетоне.
2 Au + 3 I2 + 2 KI = 2 K[AuI4]
Метиловый спирт явно не подходит для домашнего использования, так как он ядовит и ограничен в продаже.
Ацетон подходит для домашнего использования.
Про использование этилового спирта я информации не нашёл. Возможно при использовании этилового спирта будет образовываться этилдииодид золота (C2H5AuI2). То есть возможно золото будет растворяться в горячей аптечной 5% настойке йода, так как она содержит:
На 100 мл настойки:
5 граммов йода
2 грамма йодида калия
50 мл этилового спирта
50 мл воды
Растворять золото нужно при нагревании. Греть можно только на электрической плитке на открытом воздухе, так как раствор содержит огнеопасную жидкость. Раствор будет кипеть при низкой температуре:
при 56 градусах кипит ацетон
при 78 градусах кипит этиловый спирт
Придётся либо постоянно доливать растворитель, либо установить на реактор обратный холодильник, который будет конденсировать пары растворителя и возвращать их в раствор. Можно также нагревать раствор в герметично закрытом сосуде, но тогда реактор нельзя перегревать во избежание повышения давления внутри и взрыва реактора.

Источник

Золото (Au)

Золото является одним из самых «необычных» металлов, известных человеку с давних пор — наши предки использовали золото по большей части в культурно-религиозных целях, а также в качестве одного из самых надежных платежных средств.

Золото в природе встречается в подавляющем большинстве случаев в виде самородков. С некоторыми металлами золото может образовывать природные твердые растворы:

• электрум — серебристое золото;
• аурокуприд — меднистое золото;
• платинистое золото.

В виде соединений золото в природе встречается гораздо реже (калагерит AuTe₂, ауростибит AuSb₂). Достаточно много золота содержится в морской воде, но добыча такого золота нерентабельна.

Рис. Строение атома золота.

Электронная конфигурация атома золота — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 1 (см. Электронная структура атомов). Золото является одним из самых малоактивных химических элементов — оно не окисляется на воздухе даже в присутствии влаги, не взаимодействует непосредственно с кислородом, водородом, азотом, углеродом, фосфором.

Физические свойства золота:

• золотисто-желтый металл;
• очень пластичный и мягкий — можно раскатать в прозрачную фольгу толщиной несколько микрон (сусальное золото), которой покрывать разнообразные художественные и религиозные изделия (производить золочение), придавая им эстетический привлекательный вид, который сохраняется длительное время;
• обладает хорошей электро- и теплопроводностью.

Химические свойства золота:

• реагирует с галогенами при нагревании: 2Au + 3Cl₂ = 2AuCl₃;
• не растворяется в щелочных и кислотных растворах;
• растворяется в смесях кислот: HCl+HNO₃ (царской водке) и H₂SO₄+HNO₃: Au + 3HNO₃ + 3HCl = AuCl₃ + 3NO₂ + 3H₂O;
• металлическое золото переходит в раствор в виде комплексной соли в водных растворах цианида калия и натрия в присутствии окислителей: 4Au + 8KCN + 2H₂O + O₂ = 4K[Au(CN)₂] + 4KOH;
• легко растворяется в ртути с образованием сплава (амальгамы).

Кислородные соединения золота при незначительном нагревании легко разлагаются со взрывом, например, гремучее золото взрывается при 145°C.

Соединения золота достаточно легко гидролизуются и восстанавливаются до свободного металла в водных растворах, поскольку являются неустойчивыми соединениями: при нагревании гидроксид золота (III) дегидратируется образуя оксид золота (III), который, в свою очередь, распадается с образованием свободного золота при 160°C: 4Au(OH)₃ → 2Au₂O₃ → 4Au + 3O₂.

Гидроксид и оксид золота (III) — амфотерные соединения, реагируют с кислотами и основаниями, образуя комплексные соединения:

Применение золота:

• в ювелирном деле;
• как международное платежное средство;
• в электротехнике для золочения контактов;
• для нанесения покрытий на металлические поверхности;
• в медицине для изготовления инструментов и протезов;
• как катализатор при проведении некоторых реакций в химической промышленности;
• радиоактивный изотоп золота применяют в онкологии для лечения новообразований.

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе

Источник

С какими веществами вступает в реакцию золото?

Читайте в этой статье:

Что реагирует на золото? Золото можно считать инертным, оно не реагирует на факторы внешней среды и не подвержено окислению. Например, взаимодействия металла с воздухом и водой никаким образом не меняют характеристики элемента.

Основные свойства

Химические свойства золота и другие характеристики металла говорят о том, что элемент не взаимодействует со следующими реагентами:

Взаимодействовать с этими элементами золото не может, исключением по его химическим свойствам можно считать соединение ртути и золота, которое химики называют амальгамой.

Реакция с кислотой или щелочью не идет даже при нагревании: повышение температуры никоим образом не сказывается на состоянии элемента. Это и отличает золото и платину от других металлов, которые не имеют статуса «благородных».

Крупное россыпное золото

Если погрузить в кислоту или щелочь не чистое золото, а сплав из лигатуры, то реакция может возникнуть, она будет идти медленнее. Произойдет это потому, что в состав сплава входят и другие элементы, кроме золота.

С чем взаимодействует золото? Оно реагирует со следующими веществами:

• ртутью;
• царской водкой;
• жидким бромом;
• водным раствором цианидов;
• йодистым калием.

Амальгама — это твердое или жидкое соединение ртути и других металлов, в том числе с медью и серебром. А вот железо в реакцию со ртутью не вступает, по этой причине ее можно перевозить в свинцовых цистернах.

Растворяется в царской водке, формула которой включает в себя азотную и соляную кислоты, но только в концентрированном виде. Реакция проходит быстрее, если раствор нагревают до определенной температуры. Если изучить исторические документы, то можно обнаружить интересное изображение: лев, который глотает диск солнца — таким образом алхимики изображали подобную реакцию.

Золото растворяется в царской водке

Если смешать бром или цианиды с водой, то можно получить раствор, в котором растворится золото. Металл вступит в реакцию с веществами, но только при условии, что для реакции будет достаточно кислорода (без последнего она не начнется). Если раствор нагреть, то реакция пойдет быстрее.

Подобная реакция начнется и в том случае, если погрузить золото в раствор йода или йодистого калия.

Характерной особенностью металла можно считать и то, что реагировать на кислоты он начинает только при повышении температуры. Например, реакция золота с селеновой кислотой начинается только при повышении температуры раствора. А также кислота должна иметь высокую концентрацию.

Еще к одной характерной особенности элемента можно отнести его способность к восстановлению до чистого металла. Так, в случае амальгамы ее просто стоит нагреть до 800 градусов.

Если оценивать условия, далекие от лабораторных, то стоит отметить, что вступать в реакцию с безопасными реагентами золото не может. Но большинство украшений изготавливают не из чистого металла, а из сплава. Разбавляют лигатуру серебром, медью, никелем или другими элементами. По этой причине драгоценности стоит беречь и избегать их контакта с химическими веществами и водой.

У золота есть еще ряд качеств, которые относят не к химическим, а физическим, таковыми можно считать:

1. Плотность составляет 19,32 г/см3.
2. Твердость по шкале Мооса — максимум три балла.
3. Тяжелый металл.
4. Ковкое и пластичное.
5. Имеет желтый цвет.

Плотность — одна из основных характеристик элемента, она считается показательной. При поиске металла он оседает на шлюзах, а легкие кусочки породы вымываются потоком воды. В силу своей плотности металл обладает весьма приличным весом. Плотность металла можно сравнить только с двумя элементами из периодической таблицы Менделеева — вольфрамом и ураном.

Оценивая плотность металла по 10-балльной шкале, ему дают всего три. Поэтому золото легко поддается воздействию и меняет форму. Слиток из чистого металла при желании можно разрезать ножом, а монету, выполненную из золота без примеси других элементов, можно повредить, попытавшись ее надкусить.

Золото — тяжелый металл, если заполнить полстакана золотым песком, то он будет весить около 1 кг, приблизительно таким же весом обладает и свинец.

Ковкость и пластичность золота — качества, востребованные не только в ювелирной промышленности. Без труда можно разбить кусок металла в тонкий лист. Такое золото называют сусальным, его используют в качестве покрытия для куполов церквей, защищая тем самым от агрессивных факторов внешней среды.

Желтый цвет — цвет Солнца, признак богатства и благополучия, по этой причине золото ассоциируется с достатком, а украшения из этого металла призваны подчеркнуть статус владельца и его материальное состояние.

Золото — элемент 11 группы периодической таблицы Менделеева, обозначается символом Au, Aurum — это латинское название. В периодической системе металл имеет 79-й номер.

Дополнительная информация

Еще Дмитрий Менделеев не решил, под каким номером в его таблице будет расположено золото и каким символом оно будет обозначаться. Но металл уже пользовался популярностью среди монархов и знатных особ. Его цвет и характеристики удивляли ученых того времени и по этой причине элемент наделяли магическими свойствами.

Алхимики считали, что золото поможет:

• вылечить заболевания сердца;
• устранить проблемы с суставами;
• снять воспаление;
• улучшить психическое состояние человека;
• мозгу функционировать быстрее и лучше;
• быть человеку выносливым и сильным.

Но некоторые астрологи склонны считать, что золото подходит не всем, кому-то оно поможет справиться с проблемами здоровья, а для кого-то станет нежелательным подарком.

Современные астрологи утверждают, что золото стоит носить следующим знакам зодиака:

Первые три знака зодиака относят к огненным. А значит, к ним благосклонно Солнце и его энергия. По этой причине людям, рожденным под этими знаками зодиака, носить украшения из благородного металла можно постоянно.

Три следующих знака зодиака могут носить драгоценности из золота часто, но не постоянно. Можно снимать изделия на ночь.

Остальным знакам зодиака носить золото необходимо ограниченно, поскольку металл может нанести их организму вред. Но, надевая украшения, не стоит забывать и о том, что контакт с золотом может привести к аллергической реакции.

Это аллергия, если при ношении драгоценностей появились:

• зуд и жжение кожных покровов;
• головные боли;
• недомогание и плохое самочувствие.

Стоит отказаться от контакта с золотом, поскольку встречается индивидуальная непереносимость металла, которая проявляется только при непосредственном контакте с элементом Au.

Несмотря на то что золото известно человечеству очень давно, его уникальные свойства изучены и активно используются в разных отраслях промышленности, изучение этого металла и его свойств не прекращается до сих пор. Некоторые ученые утверждают, что элемент попал на Землю из космоса и поэтому он нечувствителен к кислотам и щелочам, не окисляется при контакте с водой и воздухом. Может быть, ученые правы и золото действительно имеет космическое происхождение, но, так или иначе, потенциал металла полностью еще не раскрыт, а на Земле его осталось не так уж много.

Источник