Уравнение соляной кислоты с золотом

Реактивы и ход процесса растворения золота

Растворители золота — это вещества, которые способны воздействовать на драгметалл и трансформировать элемент на некоторое время. У многих может возникнуть вопрос, зачем растворять золото? Этот процесс предназначен в первую очередь для очистки драгметалла от примесей и эффективной переработки отходов.

Растворение золота в царской водке

Процесс растворения

Растворяя золото, можно с помощью последующих процессов добиться высшей пробы, то есть увеличить количество драгметалла металла в сплаве. Процесс происходит в три этапа:

1. Растворение золота с примесями.
2. Выпаривание.
3. Осаждение драгметалла.

Именно для первой стадии нужны растворители. Но не каждое сильнодействующее вещество подойдет для таких целей. Золото — благородный металл, что означает инертность вещества по отношению ко многим реактивам. Но в то же время существуют кислоты или смеси, которые способны растворить золото.

Растворение — сложный процесс, но можно выполнить его и в домашних условиях. Например, перед очисткой лома или извлечением драгметалла из радиодеталей. Но перед тем как добавлять реактивы в изделия, стоит очистить лом от примесей. Например, с помощью магнита избавится от ферромагнетиков. Затем лом можно опустить в азотистую кислоту, чтоб избавиться сразу от части металлов.

Реактивы (вещества) для первого этапа очистки

Среди реактивов, которыми можно растворить золото, самым известным и применяемым является царская водка, или Aqua Regia. Вещество очень популярное, его изучают даже на уроках химии в школе. Как растворить золото в царской водке — вопрос, который волнует домашних экспериментаторов. По составу царская водка — это смесь концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1:3 по объему и 1:2 по массе. Около 65-67% приходится на азотную кислоту по массе и 33-36% — соляной кислоты.

Царским прозвали реактив, поскольку он мог растворить «царя металлов», ну а водка изначально была жидким веществом. Намного позже значение этого слова стало ассоциироваться с алкогольным напитком. С точки зрения химии, в результате реакции получается вещество — золотохлористоводородная кислота, или тетрахлораурат водовода.

Формула процесса выглядит так: Au + HNO3 + 4 HCl = HAuCl4 + NO + 2 H2O. Поэтому, ориентируясь на уравнение, для растворения 1 грамма золота необходимо 5 миллилитров царской водки. В реакции именно соляная кислота является растворителем, а азотная выступает в роли катализатора, то есть ускоряет процесс и компенсирует реакцию.

Поэтому в процессе растворения лучше всего брать 3,75 миллилитра соляной кислоты на грамм лома золота. После того как начнет происходить видимая реакция, выдержите металл в растворе до 5 минут и слейте кислоту, после чего залейте новой порцией вещества. Далее поставьте емкость с ломом и кислотой на плиту и нагревайте смесь, вливая в нее азотную кислоту в пропорции 1,25 миллилитр на 1 грамм металла.

Все реактивы должны быть просчитаны, особенно азотная кислота. Именно от этого вещества придется избавляться в процессе фильтрации и осаждения. После растворения металла не стоит добавлять азотную кислоту в раствор. После завершения процесса растворения необходимо продержать получившуюся смесь нагретой около 30 минут.

Следующим этапом будет фильтрация золота, которая происходит уже с помощью других веществ. Фильтрация — процесс, проходящий в два этапа. Перед фильтрацией после растворения нужно выдержать раствор около суток, поскольку за это время кислоты в составе царской водки испаряются. Само по себе вещество нестойкое, что облегчает последующую очистку драгметалла.

Из всех существующих веществ не только водка справляется с процессами растворения благородного металла. На золото действуют:

• Озон. В результате чего образуется оксид Аu2О3 коричневого цвета. В обычных условиях реакция невозможна, нужно большое количество концентрированного озона.
• Газообразный фтор, бром, йод, хлор также растворяют золото в нагретом состоянии. В результате процесса образуются фторид АuF3, красный хлорид АиС13, коричневый бромид АuВr3 и темно-зеленый йодид АuI3. Поэтому если у вас есть позолоченное украшение, лучше избегать контактов с йодной настойкой. Драгметалл способен растворяться в жидком броме, а с хлорной водой он реагирует при комнатной температуре, образовывая НАuСl4.
• А еще растворяется золото в концентрированной горячей селеновой кислоте. В процессе реакции кислота восстанавливается до селенистой. Химики записывают методику так: 2Аu + 6Н2SеO4 = Аu2(SеO4)3 + 3Н2Sе03 + 3Н20.
• Чтоб растворить драгметалл, нужно к горячей серной кислоте добавить окислитель. В роли окислителя используют нитрат, перманганат, хромовую кислоту, диоксид марганца.
• Можно провести процесс и с помощью цианидов щелочных и щелочноземельных металлов. Реакция происходит даже при нормальной температуре с доступом кислорода. Но в результате соединения золота с цианидом получаются очень прочными, поэтому в промышленных целях способ используют для очистки добытого золота от руд. 4Аu + 8КСN + 2Н2O + O2=4К[Аu(СN)2] + 4КОН — вот так выглядит реакция. Она была открыта и исследована русским ученым-инженером Багратионом. Процесс назвали цианированием.
• Существует и анодное растворение золота в щелочи КОН, при котором драгметалл образует аурат калия и анодный осадок.

Благородность золота, с точки зрения современной химии, все же не так совершенна, как хотелось бы. Конечно, в домашних условиях эти реакции проводить опасно, но в лабораториях и на заводах есть возможность за ними наблюдать. Эти реакции и позволяют экономнее относиться к сырью в виде золота, а также делать драгметалл более чистым. Перед проведением реакций убедитесь, что все реактивы подготовлены правильно и соблюдены меры предосторожности.

А чтоб уберечь свое изделие из золота от негативных реакций, лучше не контактируйте с йодной настойкой. Особенно от воздействия веществ следует беречь украшения с меньшим составом драгметалла, поскольку лигатура быстрее реагирует на химические реактивы.

Химия золота

Что такое химия золота

Первая химическая реакция которая сокрушила понятие о несокрушимости золота перед кислотами реакция с царской водкой , принцип работы данной кислоты в том что Азотная кислота HNO3 окисляет соляную в результате чего образуется чистый хлор который окисляет некоторые благородные металлы включая золото :

HNO3 + 3HCl → NOCl + Cl2 + 2H2O

Нитрозилхлорид и хлор образуют два активных компонента растворяют золото :

Au + NOCl2 + Cl2 → AuCl3 + 2H2O

Данная реакция протекает уже при комнатной температуре и может не требовать дополнительного нагрева в зависимости от измельченности золота .

Из за большого содержания хлора и соляной кислоты хлорид золота три присоединяет молекулу хлора образуя тетрахлороаурат (III) водорода или тетрахлорозолотую кислоту .

AuCl3 + HCl → H(AuCl4)

В результате получается крупный легко фильтрующий жёлтый порошок .
А если эта кислота растворяет царь золото то её назвали в честь растворения золота царской водкой .
Восстановление золота из хлоридов осуществляется путем взаимодействия тетрахлороаурат (III) водорода с сульфатом железа ( II ) FeSO4 , сернистый газ SO2 , гидразин N2H4 :

AuCl4 + N2H4 → Au + N2 + HCl

2AuCl4 + FeSO4 → 2Au + 3Fe2SO4 + Cl2

AuCl4 + 3SO2 + 6H2O → 2Au + 3SO4 + 8Cl + 12H

Даже перекись водорода в реакции по восстановлению золота ведёт себя как восстановитель :

2AuCl4 + 3H2O2 → 2Au + 8Cl + 6H + 3O2

Взаимодействие чистого углерода с хлоридом золота так же приводит в восстановлению золота :

4[AuCl4] + 3C + 6H2O → 4Au + 3CO2+ 16Cl2 + 12H

Восстановление золота можно проводить и с помощью хлорида олова SnCl2 зачастую эту реакцию используют в качестве качественной реакции на золото в зависимости от кислотности раствора он окрашивается в красный пурпурный цвет , а если кислотность большая цвет окрашивается в тёмные цвета .
Также как качественная реакция по определению золота может быть использована взаимодействие золотохлористводородной кислоты с раствором йодида калия :

AuCl4 + KI → AuI3 + 4Cl

Который осядет в виде нерастворимого тёмно зелёного осадка который в свою очередь может восстановлен в золото с помощью простого нагревания , процесс восстановления начинает протекать уже при 177 градусах :

Так же обратная реакция может быть использована для окисления золота йодом :

Реакция с бромом протекает при комнатной температуре с образованием бромида золота три :

2Au + 3Br2 → Au2Br6

Данный материал используют как катализатор в некоторых химических органических реакциях Для восстановления золота из бромидов нужно нагреть бромид золота три , что приведёт к частичному восстановлению золота . При дальнейшем нагревании бромида золота (I) при температуре свыше 250 градусов приведёт к полной потере брома и полное восстановление золота

AuBr + t → Au + Br

Помимо царской водки которая растворяет золото на основе хлора , нашло широкое применение прямого действия на золото газообразного хлора Cl реакция лежит на основе гидрохлорирования и переменятся для извлечения золота из переработанных радиодеталей .

2Au + 3Cl2 + 2HCl → 2HAuCl4

Недостаток данной реакции в том , что материалы реакции нужно нагревать до температуры не менее чем 200°C , что затрудняет и так опасное получение золота .
Также в этой реакции можно использовать хлорную воду которую получают взаимодействием хлора с водой :

Cl2 + H2O → HClO + HCl

Au + HClO + HCl → H(AuCl4)

Из кислот составляющий одно наименование растворяет золото только селеновая кислота H2SeO3 реакция протекает при температуре 200°C .

2Au + 6H2SeO4 →Au2(SeO3)3 + 3H2SeO3 + 3H2O

в результате чего получаться раствор красно — жёлтого цвета селената золота (III) который не растворим при обычных условиях в воде , но растворим в серной H2SO4 и азотной кислоте HNO3 . А вот соляная кислота HCl приводит к его разрушению .

Самое известное применение по окислению золота после царской водки можно отдать цианированию , оно основано в взаимодействии кислорода воздуха или других окислителей в присутствии цианидов . В качестве цианидов используют соли калия или натрия , другими словами всеми известный цианистый калий , по мимо солей можно использовать и цианистую кислоту ( синильная кислота ) но из за большой ядовитости не используется . Эту реакцию цианирования золота применяют для получения золота из руды с малым содержанием благородного металла .

4Au + 8NaCN + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

Восстановление из цианоауратов производиться с помощью мелкого цинка :

2Na[Au(CN)2] + Zn → Na2[Zn(CN)4] + 2Au

Со фтором F благородный металл реагирует с образованием фторидов золота , но данная реакция не устойчивая и заканчивается тем что материал просто разлагается на производные фтор и золото . Интервал температуры при которой реакция ведёт стабильно от 300 до 400 градусов :

В недавнем прошлом золото добывали с довольно известным способом амальгамацией , её с начало приписывали к алхимии как получение золота из ртути после возгонки и нагревания некоторых руд . В последствии стало известно , что ртуть вступает в природный сплав с золотом уже при комнатной температуре , а нагревание разлагает на простые компоненты золото и ртуть :

AuHg + t → Au + Hg

Единственное , что нужно было сделать это провести рафинирование золота с последующим электрохимическим восстановлением , что приведёт к получению золота 999, 9 пробы.

Статья на тему химия золота

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Leave a Comment

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Секреты растворения золота в домашних условиях: пошаговая инструкция + как самому сделать царскую водку

Растворители золота — это вещества, которые способны воздействовать на драгметалл и трансформировать элемент на некоторое время. У многих может возникнуть вопрос, зачем растворять золото? Этот процесс предназначен в первую очередь для очистки драгметалла от примесей и эффективной переработки отходов.

Растворение золота в царской водке

Что это такое

Древние ученые восхищались золотом и считали, что это лучший металл из всех – царь металлов. Поэтому, когда алхимики обнаружили жидкость, способную к его растворению, назвали ее aqua regia (царская вода). В русском языке тогда жидкие реактивы назывались водкой. Отсюда и пошло название царская водка.

Это сильнейший растворитель, вступающим в реакцию даже со многими инертными металлами (золото, платина, рутений). Имеет оранжевый цвет и резкий запах диоксида азота и хлора.

Общая характеристика

Открытый в начале 19 века Волластоном химический элемент был назван в честь астероида Паллада, который ученые обнаружили по времени чуть ранее. Как в науке обозначается палладий? Металл имеет атомный номер 46 и обозначается как Pd. В первые годы из-за похожести драгметалла с другим «драгоценным собратом» его часто называли «новым серебром».

Pd является пластичным переходным металлом, для которого характерен серебристо-белый цвет. По внешнему виду он действительно похож на серебро, а вот по химическим свойствам все-таки ближе к платине. Палладий находится в таблице Менделеева раньше серебра, так легче этого металла. Pd легче всех остальных металлов из «благородной» четверки: именно поэтому даже массивные кольца из палладия будут легче, чем золотые или платиновые аналоги.

Палладий – химический элемент, которого в земной коре очень мало, поэтому он относится к числу самых редких металлов. Специалисты по геохимии имеют сведения примерно о 30 минералах, в составе которых можно найти Pd. Многие из этих минералов мало изучены, а некоторые даже не имеют названий. Металл иногда встречается в виде самородков, но очень редко: все остальные платиноиды в такой форме в природе не существуют. Чаще всего Pd является примесью золота или платины, а также компонентом сульфидных никелевых и медных руд.

Свойства палладия уникальны, именно благодаря им он широко используется в промышленности. В автомобилестроении его используют как элемент нейтрализаторов, в химической отрасли – как катализатор при производстве различных химических соединений, в электронике – как компонент конденсаторов, контактов и реле, в ювелирном производстве – как материал для украшений и сырье для получения сплавов платины и белого золота.

Особо значимыми соединениями металла являются его оксиды, нитрат, фторид, а также хлористый палладий.

Из чего состоит

Пригодный для растворения золота царский реагент состоит из смеси азотной и соляной кислот в соотношении 1:3. Используются реактивы с массовой концентрацией 68% и 35% соответственно.

При соединении компонентов образуются высокоактивные вещества: диоксид азота, хлор и нитрозилхлорид:

НNО3 + 3НCl = Сl2 + NОСl + 2Н2О 2NОCl = 2NО + Сl2 2NО + О2 = 2NО2

Запасы и месторождения

В чистом виде, самородки палладия в природе найти невозможно. Частицы этого металла извлекаются вместе с другими минералами. Всего таких соединений может быть более 30. По виду крупицы палладия можно легко спутать с платиной. Некоторые месторождения содержат одновременно два этих металла, которые добываются совместно. Изредка жилы палладия пересекаются с золотом.

Главный источник появления этого металла на планете Земля — космические обломки метеоритов. Именно в них обнаруживается большое количество кристаллов этого драгоценного металла.

Самородок золота (Фото: Instagram / in_sochi)

Как сделать самому царскую водку

Для приготовления царской водки надо соединить 3 части соляной кислоты с 1 частью азотной кислоты. Смешивать компоненты необходимо только перед применением, так как в процессе хранения летучие продукты испаряются, снижая активность растворителя.

Растворение золота возможно и в хлороводородной кислоте, но скорость реакции низкая. Азотка выступает в роли катализатора реакции. Поэтому сначала в стеклянную емкость следует залить НСl, поместить в нее золотосодержащие предметы. И только теперь постепенно добавлять азотную.

Важно не перелить азотку, так как это затруднит процесс осаждения Аu из раствора.

Сплавы

Палладий часто смешивается с другими металлами для изменения их физических или химических свойств. В качестве дополнительных компонентов обычно выступают:

До 11% этого металла содержится в белом золоте. Оно нужен, чтобы придать последнему светло-серебристый оттенок.

Ювелирные украшения из палладия постепенно набирают популярность, но это направление не самое актуальное. Он был известен научному сообществу многие десятки лет в других сферах деятельности.

Пошаговая инструкция, как растворить золото в царской водке в домашних условиях

Меры предосторожности

Во время реакции выделяются ядовитые газы (NOCl, Cl2, NO, NO2), которые способны привести к отеку легких и смерти. Все работы должны проводиться на открытом воздухе или в лабораториях с хорошей вытяжной системой вентиляции. Используйте респиратор, а также защитите тело и глаза от попадания едких реагентов. Действия должны быть максимально аккуратными, чтобы исключить риск разливания реактивов.

Подготовка золота

Золотосодержащие предметы перед растворением требуется очистить от пластика. Остальные примеси можно удалить азотной кислотой.

Неочищенные детали быстро загрязняют царскую водку и усложняют процесс извлечения золота. Для этого и проводится предварительная очистка.

После очистки механическим способом и азоткой оставшиеся в емкости металлы следует залить HCl. Начнется заметная реакция, свидетельствующая о растворении оставшихся примесей. После прекращения реакции сливаем реагент и заливаем новую порцию HCl.

Далее подогреваем смесь и постепенно добавляем азотную кислоту. Ее не обязательно расходовать полностью. Если растворение золота прекратилось, НNО3 перестаем добавлять и оставляем нагретый состав на 30 мин.

Фильтрация раствора

После выдержки очищаем раствор через фильтровальную бумагу и снова оставляем выдерживаться на 20-30 минут. Большинство летучих компонентов испарится, и выпаривание займет меньше времени.

Затем следует добавить серную кислоту в объеме 5 мл на 100 мл раствора и приступить к выпариванию царской водки. Реактив осадит оставшееся серебро и свинец, а также ускорит удаление НNО3.

Выпаривать раствор следует осторожно, медленно нагревая, но не доводя до кипения. Когда он станет сиропообразным, добавьте еще соляной кислоты и выпаривайте дальше.

Этот цикл можно повторить 2-3 раза.

Затем снова добавляем HCl до первоначальной консистенции, и полученную смесь разбавляем водой в соотношении 1:1. Выдерживаем раствор 24 часа в прохладном месте. Остатки хлорида серебра осядут на дно.

Теперь тщательно отфильтровываем раствор, чтобы избавиться от осадка и мути.

Осаждение золота

Для выделения золота из жидкости можно использовать следующие реактивы:

• гидразин (нужно добавлять по каплям, иначе может взорваться);
• железный купорос;
• пиросульфит натрия;
• щавелевая кислота;
• сульфит натрия;
• перекись водорода.

Наиболее простой, безопасный и дешевый метод – осаждение при помощи железного купороса. Уравнение химической реакции следующее:

НАuСl4 + 3FеSО4 = Fе2 (SО4) 3 + FеСl3 + НСl + Аu

Купорос берем в количестве 14 г на 1 г ожидаемого золота. Растворение проводят в теплой воде с добавлением хлороводородной кислоты. Затем вливаем все это в колбу с золотом.

Если жидкость не мутнеет, а шипит, то в нем осталось слишком много НNО3. В этом случае следует маленькими порциями добавлять железный купорос до прекращения шипения.

Полученную смесь выдерживаем в течение суток, чтобы осаждение завершилось.

На следующий день раствор нужно отфильтровать. Полученный осадок коричневого цвета и есть золотой песок. Его промываем НСl. Это удалит остатки железа. Потом можно промыть нашатырем, чтобы убрать медную примесь. И в конце следует несколько раз промыть горячей водой.

Теперь золото можно плавить и заливать в форму для получения слитка или в холодную воду, чтобы образовались золотые гранулы.

Этот способ позволяет получать золото 999 пробы.

Физические свойства металла

Природный палладий представлен шестью стабильными изотопами, наиболее часто из которых встречаются 106 Pd, 108 Pd, 105 Pd. Металл имеет гранецентрированную кубическую решетку и отличается высокой пластичностью. Пластичность и ковкость элемента позволяют применять по отношению к материалу различные способы обработки: он отлично поддается прокатке, протяжке, штамповке и сварке при комнатной температуре. При увеличении температурного режима эти свойства палладия улучшаются, поэтому из него можно сделать тонкие фольгированные листы и цельнотянутые трубки самых разных размеров.

Pd, Ag и Pt действительно схожи по внешнему виду, но вот по свойствам сильно различаются. Плотность палладия составляет 12,02 г/см3, по этому признаку он близок к серебру, имеющему плотность 10,49 г/см3, а не к платине с показателем в 21,5 г/см3. Сам элемент еще и легче всех остальных платиноидов, он характеризуется самыми низкими температурами плавления и кипения среди своих соседей-платиноидов. Pd плавится при температуре в 1 552 °С, а кипит – при отметке в 3980 °С.

Pd как благородный металл характеризуется инертностью, устойчив к коррозии и потускнению поверхности. Украшения из него славятся тем, что не темнеют, так как оксид палладия на поверхности колец и серег не образуется. Драгметалл используют как компонент сплавов других компонентов: его добавляют в лигатуру золотого сплава для придания желтому металлу красивого светлого оттенка, а также сплавляют с титаном для придания последнему высокой устойчивости к воздействию агрессивных сред. Сплав палладия с аурумом известен всем любителям ювелирных украшений как «белое золото». Украшения из него, как и из самого палладия, отлично смотрятся в сочетании с драгоценными камнями.

Среди свойств палладия специалисты отдельно отмечают его механически характеристики. Эти параметры непостоянны, что ценится в технике. После холодной обработки показатель твердости Pd увеличивается почти в 2,5 раза, а после отжига – снижается. Сплавление металла с небольшим количеством рутения и родия позволяет получить материал, прочность на растяжение которого будет в два раза превышать показатель чистого элемента.

Бальзам при гангрене

Гангрена развивается при ожогах, травмах и обморожениях. Также она возникает при сосудистых заболеваниях, эндартериите и диабете. В большинстве случаев при гангрене ампутируют конечности.

По утверждению ученого, такого последствия можно избежать, если принимать повышенные дозы бальзама. При этом курс лечения составляет от двух недель до месяца. Ежедневно пьют от трех до шести раз в день по 30-50 мл лекарства. Тогда гангрена остановится. Такой факт получил название феномена Болотовых №27. Он развивается при смещении баланса рождения клеток и их растворения.

Получается, что какое-то количество клеток умирает. Столько же их растворяется в организме. Но при гангрене растворяющихся клеток меньше, чем отмирающих. Поэтому происходит нарушение баланса, когда применяется бальзам Болотова – «Царская водка».

Следует подчеркнуть, что лекарство способствует растворению только мертвых клеток. На живые оно не действует. Именно поэтому процесс гангрены останавливается. Этот феномен действует при всех видах данного заболевания.

Калорийность

Водка, как и все остальные продукты, калорийная. Она имеет свою энергетическую ценность. Калории рассматриваемого алкоголя позволяют пополнить запасы энергии в организме человека.

Калорийность водки составляет 237 ккал на 100 грамм продукта.

Благодаря высокой крепости, она считается одним из наиболее калорийных алкогольных напитков.

Выпитые 100 грамм водки по калорийности можно приравнять к 100 граммам блинчиков с маслом или тушеным мясом.

Теперь вы знаете, сколько калорий в водке, а также из чего она состоит и какую имеет химическую формулу. При этом даже если вы увидите на этикетке надлежащий состав, нужно помнить, что злоупотреблять алкогольным напитком не следует. В противном случае быстро возникнет алкогольная зависимость и будет нанесен вред здоровью.

Изготовление водки включает в себя множество сложных процессов. В одном из этапов подготавливается исправленная вода. Что это значит? H2O не только очищается, но и умягчается, искусственным образом в ней создается уникальный баланс минералов, излишки солей и железа при этом выводятся. Этиловый спирт также многоступенчато фильтруется, будущий напиток проходит обработку активированным углем либо модифицированным крахмалом, разливается в тару и оформляется для продажи. В некоторые элитные виды водки вносятся такие дополнительные ингредиенты, как загустители, стабилизаторы. Делается это для достижения особого, «мягкого» вкуса и специфического аромата.

Применение

Рассмотрим наиболее распространенные цели приема этого лекарства внутрь: