Золото и кислород уравнение реакции

Реакция термического разложения оксида золота (III)

Реакция термического разложения оксида золота (III)

Уравнение реакции термического разложения оксида золота (III):

Реакция термического разложения оксида золота (III).

В результате реакции образуются золото и кислород.

Реакция протекает при условии: при температуре 160-290 °C.

Формула поиска по сайту: 2Au2O3 → 4Au + 3O2.

Реакция взаимодействия гидроксида меди (II) и оксида углерода (IV)

Реакция взаимодействия кремния и бария

Реакция взаимодействия полигидрата оксида железа (III) и хлороводорода

Выбрать язык

Популярные записи

Предупреждение.

Все химические реакции и вся информация на сайте предназначены для использования исключительно в учебных целях — только для решения письменных, учебных задач. Мы не несем ответственность за проведение вами химических реакций.

Химические реакции и информация на сайте
не предназначены для проведения химических и лабораторных опытов и работ.

Золото

Золото (лат. Aurum), Au – это химический элемент I группы периодической системы Менделеева с атомным номером 79 и атомной массой 196,9665.

В природе золото – это тяжелый металл желтого цвета. Состоит только из одного устойчивого изотопа 197 Аu.

Золото было первым металлом, известным человеку. Изделия из золота найдены в культурных слоях эпохи неолита (5-4-е тысячелетия до н. э.). В древних государствах — Египте, Месопотамии, Индии, Китае добыча золота, изготовление украшений и других предметов из него существовали за 3-2 тысячелетия до н. э.

Золото часто упоминается в Библии, «Илиаде», «Одиссее» и других памятниках древней литературы. Алхимики называли золото «царем металлов» и обозначали его символом Солнца. Открытие способов превращения неблагородных металлов в золото было главной целью алхимии.

Распространение золота в природе

Среднее содержание золота в земной коре составляет 4,3·10 -7 % по массе. В магме и магматических породах золото рассеяно, но из горячих вод в земной коре образуются гидротермальные месторождения золота, имеющие важное промышленное значение (кварцевые золотоносные жилы и др.). В природе золото в основном находится в свободном (самородном) состоянии и лишь очень редко образует минералы с селеном, теллуром, сурьмой, висмутом. Пирит и другие сульфиды часто содержат примесь золота, которое извлекают при переработке медных, полиметаллических и других руд.

В биосфере золото мигрирует в комплексе с органическими соединениями и механическим путем в речных взвесях. Один литр морской и речной воды содержит около 4·10 -9 г золота. На участках золоторудных месторождений подземные воды содержат приблизительно 10 -6 г/л золота. Оно мигрирует в почвах и оттуда попадает в растения, которые концентрируют золото — хвощи, кукуруза. Разрушение эндогенных месторождений золота приводит к образованию россыпей золота, имеющих промышленное значение. Золото добывается в 41 стране; его основные запасы сосредоточены в России, ЮАР и Канаде.

Физические свойства золота

Золото — мягкий, очень пластичный, тягучий металл (может быть проковано в листки толщиной до 8·10-5 мм, протянуто в проволоку, 2 км которой весят 1 г), хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко против химического воздействий. Кристаллическая решетка Золото гранецентрированная кубическая, а = 4,704 Å. Атомный радиус 1,44 Å, ионный радиус Au 1+ 1,37 Å. Плотность (при 20°С) 19,32 г/см3, t пл 1064,43 °С, t кип 2947 °С; термический коэффициент линейного расширения 14,2·10 -6 (0-100 °С); удельная теплопроводность 311,48 вт/(м·K) [0,744 кал/(см·сек·°С)]; удельная теплоемкость 132,3 дж/(кг·К) [0,0316 кал/(г·°С)] (при 0°-100 °С); удельное электросопротивление 2,25·10 -8 ом·м (2,25·10-6 ом·см) (при 20 °С); температурный коэффициент электросопротивления 0,00396 (0-100 °С). Твердость золота по Бринеллю 180 Мн/м 2 (18 кгс/мм 2 ) (для Золота отожженного около 400 °С).

Химические свойства золота

Золото — самый инертный металл, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов, при нормальных условиях оно не реагирует с большинством кислот и не образует оксидов, благодаря чему было отнесено к благородным металлам, в отличие от металлов обычных, легко разрушающихся под действием окружающей среды. Затем была открыта способность царской водки растворять золото, что поколебало уверенность в его инертности.

Из чистых кислот золото растворяется только в горячей концентрированной селеновой кислоте:

2Au + 6H 2SeO 4 = Au 2(SeO 4) 3 + 3H 2SeO 3 + 3H 2O

Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты:

4Au + 8CN− + 2H 2O + O 2 → 4[Au(CN) 2]− + 4 OH−

В случае реакции с хлором возможность комплексообразования также значительно облегчает ход реакции: если с сухим хлором золото реагирует при

200 °С с образованием хлорида золота(III), то в водном растворе (царская водка) золото растворяется с образованием хлораурат-иона уже при комнатной температуре:

2Au + 3Cl 2 + 2Cl− → 2[AuCl 4]−

Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, давая трибромид AuBr 3.

Со фтором золото реагирует в интервале температур 300−400°C, при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются.

Золото также растворяется во ртути, фактически образуя легкоплавкий сплав (амальгаму).

В концентрированной серной кислоте золото растворяется в присутствии окислителей: иодной кислоты, азотной кислоты, диоксида марганца. В водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется с образованием очень прочных дицианоауратов:

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

Эта реакция лежит в основе важного промышленного способа извлечения золота из руд.

Но самыми необычными являются свойства мелкораздробленного золота. При восстановлении золота из сильно разбавленных растворов оно не выпадает в осадок, а образует интенсивно окрашенные коллоидные растворы – гидрозоли, которые могут быть пурпурно-красными, синими, фиолетовыми, коричневыми и даже черными. Так, при добавлении к 0,0075%-ному раствору H[AuCl 4] восстановителя (например, 0,005%-ного раствора солянокислого гидразина) образуется прозрачный голубой золь золота, а если к 0,0025%-ному раствору H[AuCl 4] добавить 0,005%-ный раствор карбоната калия, а затем по каплям при нагревании добавить раствор танина, то образуется красный прозрачный золь. Таким образом, в зависимости от степени дисперсности окраска золота меняется от голубой (грубодисперсный золь) до красной (тонкодисперсный золь). При размере частиц золя 40 нм максимум его оптического поглощения приходится на 510–520 нм (раствор красный), а при увеличении размера частиц до 86 нм максимум сдвигается до 620–630 нм (раствор голубой). Реакция восстановления с образованием коллоидных частиц используется в аналитической химии для обнаружения малых количеств золота.

Науке известны и органические соединения золота. Так, действием хлорида золота(III) на ароматические соединения получают соединения, устойчивые к воде, кислороду и кислотам, например: AuCl 3 + C 6H 6  C 6H 5AuCl 2 + HCl. Органические производные золота (I) стабильны только в присутствии координационно связанных с золотом лигандов, например, триэтилфосфина: CH 3Au·P(C 2H 5) 3.

Получение золота

Из россыпных месторождений золото можно извлечь методом флотации (осаждение), основанным на большой разности плотностей золота и пустой породы. Золото почти в 20 раз тяжелее воды и примерно в 8 раз тяжелее песка, поэтому крупинки золота можно струей воды отделить от песка или от измельченной пустой породы. Старинный способ промывки с помощью бараньих шкур, на которых отлагались золотые крупинки, отражен в древнегреческом мифе о золотом руне. Самородки и россыпи золота часто находили по течению рек, которые тысячелетиями размывали золотоносные породы. В древние времена золото добывали только из россыпей. И сейчас там, где они остались, золотоносный песок вычерпывают со дна рек и озер и обогащают на драгах – огромных сооружениях размером с многоэтажный дом, способных перерабатывать миллионы тонн золотоносной породы в год.

Однако, этот способ, применявшийся уже в глубокой древности, сопряжен с большими потерями. Он уступил место амальгамации (известной уже в 1 веке до н. э. и применявшейся в Америке начиная с XVI века) и цианированию, получившему широкое распространение в Америке, Африке и Австралии в 1890-х годах.

Старый (так называемый ртутный) способ извлечения золота из руды – амальгамирование основан на том, что ртуть хорошо смачивает золото – как вода смачивает стекло. Тонко размолотую золотоносную породу встряхивали в бочках, на дне которых находилась ртуть. При этом частички золота прилипали к жидкому металлу, смачиваясь ртутью со всех сторон. Поскольку при этом цвет золотых частиц исчезает, может показаться, что золото «растворилось». Затем ртуть отделяли от пустой породы и сильно нагревали. Летучая ртуть отгонялась, а золото оставалось в неизменном виде. Недостатки этого метода – высокая ядовитость ртути и неполнота выделения золота: самые мелкие его частицы смачиваются ртутью плохо.

В конце XIXначале XX века основным источником золота становятся коренные месторождения. Золотоносную породу подвергают дроблению и выщелачиванию цианидом натрия, при котором даже самые мелкие крупинки переводят в водорастворимые цианистые соединения. Затем из водного раствора золото извлекают с помощью цинкового порошка: 2Na[Au(CN) 2] + Zn → Na[Zn(CN)4] + 2Au. Выщелачивание позволяет извлекать остатки золота из отвалов заброшенных разработок, фактически превращая их в новое месторождение. Перспективен и метод подземного выщелачивания: раствор цианида закачивают в скважины, он по трещинам проникает внутрь породы, где растворяет золото, после чего раствор выкачивают через другие скважины.

Другой способ очистки золота электролизом, был предложен Э. Вольвиллом в 1896 году. Аноды, отлитые из нечистого золото, подвешивают в ванне, содержащей солянокислый раствор АuCl3, катодом служит лист чистого золота. При этом при прохождении тока примеси выпадают в осадок (анодный ил, шлам), а на катоде отлагается золото чистотой не менее 99,99%.

Свойства и особенности оксидов золота

Читайте в этой статье:

Оксид золота — это химическое соединение, в котором задействованы кислород и золото. Как известно, Au относят к благородным металлам, элемент характеризуется таким образом потому, что он не вступает в контакт с реагентами. Кислород, вода, кислоты и щелочи никаким образом не способны навредить золоту и еще шести металлам платиновой группы. Так как же получить химическое соединение кислорода с золотом, если металл инертен?

Оксиды и их свойства

Оксид золота в природе не образуется, элементы, с которыми соединяется этот металл, можно пересчитать по пальцам. Их крайне мало. Если говорить о чистом золоте, то кислород его не разрушает, то же самое можно сказать о воде и большом количестве других реагентов.

Химический элемент золото

Золото окисляется только при взаимодействии со следующими элементами:

• ртутью;
• смесью соляной и азотной кислот;
• селеновой кислотой;
• хлором и бромом.

Если говорить о ртути, то при взаимодействии элементов образуется сплав, который химики называют амальгамой.

Смесь азотной и соляной кислот в пропорции 1 к 3 называют царской водкой, при погружении в эту смесь металл начинает растворяться. При повышении температуры реакция ускоряется.

Селеновая кислота в высокой концентрации способна окислить золота, подобная технология применяется только в промышленности, для извлечения благородного элемента из породы.

Хлор и бром могут взаимодействовать с Au, присутствие хлора в реакции ускоряет процесс. По этой причине не рекомендуется надевать золотые украшения во время уборки, им может быть нанесен вред.

Оксид золота имеет несколько разновидностей, также существует и гидроксид, который является смесью золота, кислорода и водорода. Если говорить проще, это смесь воды и благородного металла. Но поскольку металл инертен, получить такую смесь не так просто.

Чистое золото окисляться может только при определенных обстоятельствах. Для этого необходимо поддержание температурного режима и соблюдение условий.

Оксид золота бывает всего двух разновидностей, определить, о каком именно химическом элементе идет речь, можно при помощи обозначения. Химики дополняют название веществ римскими цифрами I и III.

Элемент представляет собой неорганическое соединение, окись металла и кислорода, рассматривается как соль аурат или окисел смешанного типа. Представляет собой порошок коричневого цвета.

Окись золота можно получить несколькими способами, но в реакции обязательно должен участвовать кислород.

Соединение воды и Au под номером I получают путем нагревания элемента с аналогичным названием, но под номером III. А для получения оксида понадобится гидроксид, то есть соединение металла с водой.

Химическое соединение Au2O3

• имеет химическую формулу Au2O3;
• отличается устойчивостью;
• получают путем обезвоживания при нагревании;
• элемент аморфен;
• имеет красный или бурый оттенок.

Реакция проходит в ампуле из кварца, которая на одну треть должна быть заполнена хлорной кислотой, при температуре в 200 градусов. Из соединения путем повышения температуры испаряют воду, в результате получают порошок красного или бурого оттенка. Бурый оттенок свидетельствует или о низком качестве металла, или его небольшом содержании.

При повышении температуры можно получить кристаллы, которые будут иметь рубиновый оттенок. Показатели должны быть примерно 240–270 градусов.

Можно характеризовать соединение под номером III следующими свойствами:

1. Не растворяется в воде.
2. Плотность элемента составляет 10,38 г на куб. см.
3. Если нагреть элемент до 300 градусов, то пойдет реакция с полным разложением.
4. Растворяется в щелочах, но реакция идет медленно.

Кристаллы соединяются друг с другом по типу мостика, то есть одна молекула цепляет две, две молекулы цепляют три и таким образом — по восходящей.

Можно заметить, что оксид имеет определенное сходство с металлом, например, элемент так же ускоренно растворяется в соляной и азотной кислотах.

Что может элемент под номером I и какими обладает свойствами:

• имеет химическую формулу Au2O (две молекулы золота присоединяют одну молекулу кислорода);
• выглядит как порошок синего цвета;
• соединение неустойчивое;
• может находиться в виде гидрозоля.

Получают элемент при нагревании, для проведения реакции понадобятся гидроксид калия и хлорид золота.

Соединение быстро возвращается в первоначальное состояние, по этой причине элемент рассматривают как порошок, который может иметь фиолетовый оттенок. При повышении температуры соединение разлагается.

Если добавить в соединение гидроксид аммония, или, говоря проще, нашатырь, то в процессе реакции образуется осадок черного цвета. При силовом воздействии (от удара) соединение может взорваться.

Соединение с химической формулой 3Au2O·4NH3, не отличается устойчивостью, распадается в горячей воде, не образует осадка.

Почему происходит окисление?

Окисление может происходить по нескольким причинам; если говорить об обычных металлах, то они взаимодействуют с кислородом и водой, также на элементы могут воздействовать реагенты: щелочи и кислоты. Если реакция проходит в лабораторных условиях, то реагенты используют с определенной целью. В домашних условиях столкнуться со щелочами и кислотами можно при выполнении работ по дому, поскольку большое количество средств для уборки состоит из химических соединений, в состав которых входят либо щелочи, либо кислоты.

Если говорить о чистом золоте и металлах платиновой группы, то они к окислению несвойственны, подобная реакция возможна только в условиях лабораторий с использованием определенных реагентов, которых не так много.

Золото в украшениях может окисляться по причине того, что в состав изделий входят и другие материалы. Сплав готовят из нескольких элементов, разбавляя благородный металл латунью, никелем или медью. Эти элементы не столь устойчивы к факторам внешней среды и реагентам, из-за чего на поверхности драгоценностей и образуется налет. По этой причине стоит беречь украшения и правильно ухаживать за ними. Чем больше в сплаве лигатуры и других примесей помимо золота, тем сильнее оно подвержено коррозии.

Учитывая все свойства золота и характеристики, получение оксида этого металла — это трудоемкий процесс, провести который можно только в лабораторных условиях. Провести процедуру дома, без наличия оснащения невозможно.

Не так давно ученым удалось исполнить мечту всех алхимиков и получить Au из ртути, соединение получилось устойчивым. Но искусственный металл и его производство было признано неперспективным.

Возможно, в скором времени, химики удивят еще чем-нибудь и научатся добывать или синтезировать благородный металл в промышленном масштабе.