Хлороауринова кислота
Хлороауринова кислота, також золотиста кислота — неорганічна сполука з хімічною формулою H[AuCl4]. Утворює гідрати H[AuCl4]·nH2O Відомі як тригідрат, так і тетрагідрат. Обидва являють собою оранжево-жовті тверді речовини, що складаються з плоского аніону [AuCl4]−. Часто хлороауринову кислоту здобувають у вигляді розчину, наприклад, отриманого шляхом розчинення золота в царській воді. Ці розчини можна перетворити на інші комплекси золота або відновити до металевого золота чи наночастинок золота.
Хлороауринова кислота | |
---|---|
Інші назви |
|
Ідентифікатори | |
Номер CAS | 16903-35-8 |
PubChem | 28133 |
Номер EINECS | 240-948-4 |
SMILES | [H+].Cl[Au-](Cl)(Cl)Cl |
InChI | 1/Au.4ClH.Na/h;4*1H;/q+3;;;;;+1/p-4/rAuCl4.Na/c2-1(3,4)5;/q-1;+1 |
Властивості | |
Молекулярна формула | H[AuCl4] |
Молярна маса |
|
Зовнішній вигляд | оранжево-жовті голчасті гігроскопічні кристали |
Густина | 3.9 г/см3 (безводний) 2.89 г/см3 (тетрагідрат) |
Тпл | 254 °C |
Розчинність (вода) | 350 г. H[AuCl4] в 100 г. H2O |
Розчинність | розчинний у етанолі, естерах, діетиловому ефірі, кетонах |
Структура | |
Кристалічна структура | моноклінна |
Небезпеки | |
ГГС піктограми | |
ГГС формулювання небезпек | 302, 314, 317, 373, 411 |
ГГС запобіжних заходів | 260, 261, 264, 272, 280, 301+330+331, 302+352, 303+361+353, 304+340, 305+351+338, 310, 321, 333+313, 363, 405, 501 |
NFPA 704 | |
Пов'язані речовини | |
Інші аніони | Тетрабромоауринова кислота |
Пов'язані речовини | Аурум(ІІІ) хлорид |
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа) | |
Інструкція з використання шаблону | |
Примітки картки |
Будова
ред.Тетрагідрат кристалізується як [H5O2]+[AuCl4]− і дві H2O.[1] Ступінь окислення золота в H[AuCl4] (хлороауринова кислота) та в його аніоні [AuCl4]− = +3. Солі золотистої кислоти (тетрахлораурат(ІІІ) кислоти) — тетрахлораурати, що містить аніони [AuCl4]− (тетрахлораурат(III) аніони), які мають квадратну планарну молекулярну геометрію[en]. Відстані Au–Cl (Золото-Хлор) становлять близько 2,28 Å. Інші комплекси d8 мають подібні структури, наприклад тетрахлорплатинат(II) [PtCl4]2−.
Фізичні властивості
ред.Тверда хлороауринова кислота є гідрофільним (іонним) протонним розчином[en]. Вона розчинна у воді та інших кисневмісних розчинниках, таких як спирти, естери (складні ефіри), прості ефіри та кетони. Наприклад, у сухому дибутиловому ефірі[en] або діетиленгліколі розчинність перевищує 1 М.[2][3][4] Насичені розчини в органічних розчинниках часто є рідкими сольватами певної стехіометрії. Золотиста кислота є сильною монопротонною кислотою.
При нагріванні на повітрі тверда H[AuCl4]·nH2O плавиться в кристалізаційній воді, швидко темніє і стає темно-коричневою.
Отримання
ред.Хлороауринову кислоту отримують шляхом розчинення золота в царській воді (суміш концентрованих азотної та соляної кислот) з наступним обережним випарюванням розчину:[5][6]
- Au(s) + HNO3(aq) + 4 HCl(aq) → H[AuCl4](aq) + NO(g) + 2 H2O(l)
За деяких умов кисень можна використовувати як окиснювач.[7] Для більшої ефективності ці процеси проводяться в автоклавах, що дозволяє краще контролювати температуру і тиск. Як варіант, розчин з хлороауриновою кислотою можна отримати електролізом металевого золота в хлоридній кислоті:
- 2 Au(s) + 8 HCl(aq) → 2 H[AuCl4](aq) + 3 H2(g)
Щоб запобігти осадженню золота на катоді, електроліз проводять у камері, що обладнана мембраною. Цей спосіб використовується для переробки золота. Частина золота залишається в розчині у вигляді [AuCl2]−.[8]
Хімічні властивості
ред.Оскільки аніон [AuCl4]− схильний до гідролізу,[9] при обробці основою лужного металу хлороауринова кислота перетворюється на гідроксид золота(III).[10] Споріднена сіль талію (Tl+[AuCl4]−) погано розчиняється у всіх нереагуючих розчинниках. Відомі солі катіонів четвертинного амонію.[11] Інші комплексні солі включають [Au(bipy)Cl2]+[AuCl4]−[12] і [Co(NH3)6]3+[AuCl4]−(Cl−)2.
Часткове відновлення хлороауринової кислоти дає дихлоридоаурат оксонію(1−).[13] Відновлення також може дати інші комплекси золота(I), особливо з органічними лігандами. Часто ліганд служить відновником, як це показано на прикладі тіосечовини, CS(NH2)2:
- [AuCl4]− + 3 CS(NH2)2 + H2O → [Au(CS(NH2)2)2]+ + CO(NH2)2 + S + 2 Cl− + 2 HCl
Золотиста кислота є прекурсором наночастинок золота шляхом осадження на мінеральних основах.[14] Нагрівання H[AuCl4]·nH2O в потоці хлору дає хлорид золота(III) (Au2Cl6).[15] Наноструктури золота можна виготовити із хлороауринової кислоти в двофазній окисно-відновній реакції, за допомогою якої металеві кластери накопичуються шляхом одночасного прикріплення самоорганізованих тіолових моношарів до зростаючих ядер. [AuCl4]−[AuCl4]− переноситься з водного розчину в толуен за допомогою бромід тетраоктиламонію, де потім відновлюється водним борогідридом натрію в присутності тіолу.[16]
Використання
ред.Хлороауринова кислота є прекурсором, який використовується для відділення золота від срібла (та інших металевих домішок) шляхом електролізу. [[Категорія:]] Рідинно-рідинна екстракція золотистої кислоти використовується для вилучення, концентрування, очищення та аналітичного визначення золота. Велике значення має видобуток H[AuCl4] із соляного середовища кисневмісними екстрагентами, такими як спирти, кетони, прості ефіри та естери. Концентрація золота(III) в екстрактах може перевищувати 1 моль/л.[2][3][4] Екстрагентами, які часто використовуються для цієї мети, є дибутилгліколь, метилізобутил кетон, трибутилфосфат, дихлордіетиловий ефір(хлорекс).[17]
У гістології хлороауринову кислоту називають «хлоридом коричневого золота» та її натрієву сіль Na[AuCl4] (тетрахлораурат натрію(III)) як «хлорид золота», «хлорид натрію золота» або «хлорид жовтого золота». Натрієва сіль використовується в процесі під назвою «тонування» для покращення оптичної чіткості зрізів тканини пофарбованих сріблом.[18]
Вплив на здоров'я та безпека
ред.Хлороауринова кислота є сильним подразником очей, шкіри та слизових оболонок. Тривалий контакт шкіри із золотистою кислотою може призвести до руйнування тканин. Концентрована золотиста кислота є корозійною для шкіри, тому з нею потрібно поводитися з належною обережністю, оскільки вона може спричинити опіки шкіри, незворотні пошкодження очей і подразнення слизових оболонок. При роботі з сумішшю надягають рукавички.
Примітки
ред.- ↑ Williams, Jack Marvin; Peterson, Selmer Wiefred (1969). Example of the [H5O2]+ ion. Neutron diffraction study of tetrachloroauric acid tetrahydrate. Journal of the American Chemical Society. 91 (3): 776—777. doi:10.1021/ja01031a062. ISSN 0002-7863.
- ↑ а б Mironov, I. V.; Natorkhina, K. I. (2012). On the selection of extractant for the preparation of high-purity gold. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 57 (4): 610. doi:10.1134/S0036023612040195.
- ↑ а б Feather, A.; Sole, K. C.; Bryson, L. J. (July 1997). Gold refining by solvent extraction—the minataur process (PDF). Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy: 169—173. Процитовано 17 березня 2013.
- ↑ а б Morris, D. F. C.; Khan, M. A. (1968). Application of solvent extraction to the refining of precious metals, Part 3: purification of gold. Talanta. 15 (11): 1301—1305. doi:10.1016/0039-9140(68)80053-0. PMID 18960433.
- ↑ Brauer, G., ред. (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry (вид. 2nd). New York: Academic Press.
- ↑ Block, B. P. (1953). Gold Powder and Potassium Tetrabromoaurate(III). Inorganic Syntheses. Inorganic Syntheses. Т. 4. с. 14—17. doi:10.1002/9780470132357.ch4. ISBN 9780470132357.
- ↑ Novoselov, R. I.; Makotchenko, E. V. (1999). Application of oxygen as ecologically pure reagent for the oxidizing of non-ferrous and precious metals, sulphide minerals. Chemistry for Sustainable Development. 7: 321—330.
- ↑ Belevantsev, V. I.; Peschevitskii, B. I.; Zemskov, S. V. (1976). New data on chemistry of gold compounds in solutions. Izvestiya Sibirskogo Otdeleniya AN SSSR, Ser. Khim. Nauk. 4 (2): 24—45.
- ↑ Đurović, Mirjana D.; Puchta, Ralph; Bugarčić, Živadin D.; Eldik, Rudi van (22 лютого 1999). Studies on the reactions of [AuCl4]− with different nucleophiles in aqueous solution. Dalton Transactions. 43 (23): 8620—8632. doi:10.1039/C4DT00247D. PMID 24760299.
- ↑ Kawamoto, Daisuke; Ando, Hiroaki; Ohashi, Hironori; Kobayashi, Yasuhiro; Honma, Tetsuo; Ishida, Tamao; Tokunaga, Makoto; Okaue, Yoshihiro; Utsunomiya, Satoshi (15 листопада 2016). Structure of a Gold(III) Hydroxide and Determination of Its Solubility. Bulletin of the Chemical Society of Japan. The Chemical Society of Japan. 89 (11): 1385—1390. doi:10.1246/bcsj.20160228. ISSN 0009-2673.
- ↑ Makotchenko, E. V.; Kokovkin, V. V. (2010). Solid contact [AuCl4]−-selective electrode and its application for evaluation of gold(III) in solutions. Russian Journal of General Chemistry. 80 (9): 1733. doi:10.1134/S1070363210090021.
- ↑ Mironov, I. V.; Tsvelodub, L. D. (2001). Equilibria of the substitution of pyridine, 2,2′-bipyridyl, and 1,10-phenanthroline for Cl− in AuCl4− in aqueous solution. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 46: 143—148.
- ↑ Huang, Xiaohua; Peng, Xianghong; Wang, Yiqing; Wang, Yuxiang; Shin, Dong M.; El-Sayed, Mostafa A.; Nie, Shuming (26 October 2010). A reexamination of active and passive tumor targeting by using rod-shaped gold nanocrystals and covalently conjugated peptide ligands. ACS Nano. ACS Publications. 4 (10): 5887—5896. doi:10.1021/nn102055s. PMC 2964428. PMID 20863096.
- ↑ Gunanathan, C.; Ben-David, Y.; Milstein, D. (2007). Direct Synthesis of Amides from Alcohols and Amines with Liberation of H2. Science. 317 (5839): 790—792. Bibcode:2007Sci...317..790G. doi:10.1126/science.1145295. PMID 17690291.
- ↑ Mellor, J. W. (1946). A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry. vol. 3, p. 593.
- ↑ Brust, Mathias; Walker, Merryl; Bethell, Donald; Schiffrin, David J.; Whyman, Robin (1994). Synthesis of Thiol-derivatised Gold Nanoparticles in a Two-phase Liquid-Liquid System. J. Chem. Soc., Chem. Commun. Royal Society of Chemistry (7): 801—802. doi:10.1039/C39940000801.
- ↑ Hill JW, Lear TA (September 1988). Recovery of gold from electronic scrap. J. Chem. Educ. 65 (9): 802. Bibcode:1988JChEd..65..802H. doi:10.1021/ed065p802.
- ↑ Silver Impregnation. Архів оригіналу за 21 квітня 2016. Процитовано 14 квітня 2016.