И. Леенсон
В чём ещё растворяется золото?

Редакция получила письмо от читателя А.Ю. Абрамского. Вот что он пишет.

Хочу продолжить тему, начатую в [1]. Однажды я оставил аптечную настойку иода в стаканчике с золотой каймой. Через несколько дней обнаружил, что ободок исчез. Этот реактив содержит иод и иодид калия в водно-спиртовом растворе, который способен взаимодействовать с металлическим золотом при комнатной температуре [2]. Предполагая образование иодидного комплекса с однозарядным катионом [3], можно составить уравнение реакции:
2Au + I2 + 2I = 2[AuI2].

Вывод: не храните золотые изделия в аптечке.

Раствор иодида обратимо реагирует с элементарным иодом, увеличивая его растворимость, с образованием трийодида. Из других полигалогенидов на золото будет действовать трибромид в растворе, благодаря содержанию слабо и обратимо связанного брома. Однако в этом случае следует ожидать образования комплекса „трёхвалентного“ золота:
2Au + 3Br3 = 2[AuBr4] + Br.

Золотые украшения могут быть подпорчены при попадании на них ртути, а также капель расплавленного оловянно-свинцового припоя, благодаря хорошей смачиваемости золота жидкими металлами.

А вот цитату в [1] из „Неорганической химии“ Р. Рипана и И. Четяну можно подвергнуть сомнению в части, касающейся плавиковой кислоты с окислителем, так как катионы, образуемые золотом, относятся к „мягким“ и фторидные комплексы для них не характерны (так нас учили). Зато этот металл способен корродировать при нормальных условиях в крепком растворе хлорного железа [2] (используемом при травлении печатных плат в промышленности и в домашних условиях), то есть равновесие реакции
[AuCl4] + 3Fe2+ = Au + 3Fe3+ + 4Cl
смещается влево при высокой концентрации хлорида. Это можно объяснить тем, что она входит в уравнение равновесия в четвёртой степени. Принимая во внимание окислительно-восстановительные потенциалы [3], можно предположить, что с бромидом железа (III) золото будет реагировать легче, чем с хлоридом. Кроме того, в [2] отмечена коррозионная активность сульфида в присутствии кислорода.

В заметке [4] приводится состав для перевода в раствор позолоты с черепков посуды в домашних условиях. Это — водный раствор, содержащий квасцы, селитру и поваренную соль и работающий при повышенной температуре.

Я нашёл опытным путём два водных раствора, способных растворять золото при комнатной температуре, правда, довольно медленно. Первый — слабощелочной и содержит (кроме буфера) бромид и гипобромит или персульфат. Второй — слабокислый и содержит роданид и нитрит, но при его действии образуется не роданидный, а цианидный комплекс золота.

Анодное растворение золота в растворе цианида или в концентрированной серной кислоте применяется на гальванических участках [5].

Большинство водных растворов, содержащих галогенид (кроме фторида) или псевдогалогенид, тоже способны растворять этот благородный металл при включении его анодом электролитической ячейки. Менее агрессивен обнаруженный мной слабощелочной состав для анодного растворения, содержащий сульфит и/или тиомочевину.

    Литература:
    1. И.А. Леенсон. В чём растворяется золото? „Химия и жизнь“, 2003, № 7–8, с. 63.
    2. В.М. Малышев, Д.В. Румянцев. Золото М.: Металлургия, 1979, с. 52.
    3. А.И. Малышев. Царский напиток „Химия и жизнь“, 1992, № 12, с. 50.
    4. Ю.Г. Орлик. Золотые маски „Химия и жизнь“, 1986, № 2, с. 75.
    5. П.С. Мельников. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении М.: Машиностроение, 1991, с. 225.

Письмо А.Ю. Абрамского комментирует наш консультант И.А. Леенсон.

Химики, а до них алхимики, за столетия провели с золотом огромное количество разных экспериментов. Вот результаты некоторых из них, имеющие прямое отношение к статье А.Ю. Абрамского.

1. Английский химик Ф.Г. Кемпбелл (1907 год), встряхивая осаждённое (то есть мелкораздробленное) золото с раствором иода в KI в течение суток, с хорошим выходом получил лимонно-жёлтые кристаллы иодида золота 2Au + I2 —> 2AuI. В справочнике по константам устойчивости комплексных ионов иодидные комплексы золота не зафиксированы.

2. Реакцию золота с трибромидом провёл в 1883 году немецкий химик П. Шоттлендер. К 20 частям тонкорастёртого золота и 12,5 частям сухого KBr он добавил воды, а затем — 30 частей брома. Выдержав колбу в тёплом месте до полного растворения золота, он упарил её содержимое на водяной бане досуха, остаток растворил в воде, отфильтровал и упарил до появления на палочке для перемешивания кристалликов. После охлаждения выпавшие кристаллы были перекристаллизованы для отделения KBr. Автор описал наблюдавшиеся явления двумя реакциями: сначала 2Au + 3Br2 + 2KBr —> 2KAuBr4, затем 2KAuBr4 + 5H2O —> KBr + AuBr3·5H2O.

3. Золото всё же образует фторидные комплексы, но только не в водной среде. В 1949 году А.Дж. Шарп из химической лаборатории Кембриджского университета обнаружил, что золото при слабом подогревании легко растворяется в трифториде брома с выделением брома (BrF3 плавится при 8,8°С и кипит при 125,8°С). Упарив раствор в вакууме при 50°С, он получил лимонно-жёлтые кристаллы с брутто-формулой AuBrF6. Это вещество давало соли — фтораураты натрия, калия и серебра, поэтому Шарп предположил, что в растворе BrF3 оно находится в ионизированной форме: AuBrF6 —> BrF2+ + AuF4.

При действии воды полученное соединение немедленно гидролизовалось с выпадением Au(OH)3, бурно реагировало с CCl4 и бензолом, контакт со спиртом вызвал взрыв. При нагреве до 120°C начал отщепляться BrF3, при 180°С быстро образовался оранжевый порошок AuF3. Этот фторид пытался получить ещё А. Муассан, нагревая до красного каления золотую проволоку в атмосфере фтора. На проволоке у него образовалась оранжевая корка неидентифицированного вещества, которое разложилось при повышении температуры. Как выяснил Шарп, фторид золота (III) разлагается на элементы при 500°С и немедленно разлагается водой (и даже 40%-ной плавиковой кислотой): AuF3 + ЗН20 —> Au(OH)3 + 3HF.

Трифторид — мощный фторирующий агент: CCl4 спокойно фторируется им при 40°С, но с бензолом и спиртом идёт бурная реакция, причём органическое вещество загорается. В Химической энциклопедии указано, что получен фторид AuF5 и крайне нестабильный фторид AuF7. Первый из них образуется при разложении диоксигенильного фторауратного комплекса 02+AuF6. Существование подобных комплексов привело канадского химика Н. Бартлетта к мысли о возможности существования соединений благородных газов, и в 1962 году он синтезировал первое такое соединение, Xe+PtF6.

4. В литературе можно найти и другие любопытные примеры растворения золота — в водном или эфирном растворе высших хлоридов марганца, кобальта и никеля, например: 3Au + 3MnCl4 —> 2AuCl3 + 3MnCl2. Золотая фольга очень медленно реагирует с тионилхлоридом: 2Au + 4SOCl2 —> 2AuCl3 + 2S02 + S2Cl2, a в запаянной трубке при многочасовом нагревании до 160°С — и с сульфурилхлоридом: 2Au + 2S02Cl2 —> 2AuCl3 + 3S02. Есть сведения и о реакции золота с иодоводородом в присутствии высших оксидов железа, марганца или висмута; предполагается, что реакция идёт так: 2Au + Fe203 + 4HI —> 2AuI + FeI2 + FeO + H20.

Так что золото — металл, конечно, инертный, но не абсолютно.

Химия и жизнь — XXI век

Статьи близкой тематики:
В чём растворяется золото?  И. Леенсон.
Золото в бутылке.  И. Леенсон.


AthleticMed магазин спортивной медицины по низким ценам!
2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования