Что может разъесть золото
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:
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:
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.
Что может разъесть золото
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:
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.
С какими веществами реагирует золото, какие у него свойства?
Что реагирует на золото и какие вещества помогут распознать металл в обычных условиях или в лаборатории? Это сложный вопрос, поскольку по своей сути это элемент периодической таблицы Менделеева, который отличается инертностью.
Растворение золота в царской водке
Инертность — способность вещества не реагировать на кислоты, щелочи и не окисляться при контакте с воздухом и водой. В таблице металл обозначается символом Au, а «золото» с латыни переводится, как «восход солнца». Золото и платина как раз стали называться благородными металлами, когда выяснилась их способность не реагировать на внешние факторы и химические реагенты. Но химия, как и любая другая наука, не стоит на месте, и удалось обнаружить несколько веществ, которые вступают с Au в реакцию.
Свойства металла
Химические свойства золота свидетельствуют о том, что этот металл все же может реагировать на некоторые вещества.
Так с чем же взаимодействует Au и при каких условиях?
Способности ртутит притягивать молекулы Au известны давно. В старину это свойство металла использовали для добычи золота. Были созданы специальные шлюзы, поверхность которых покрывалась слоем ртути, притягивавшей Au и позволявшей увеличить уровень его добычи. Минусом такого способа считалась токсичность, человек, который имел постоянный контакт со ртутью, жертвовал своим здоровьем, добывая золото.
Амальгама — состояние обратимое, чтобы Au вновь приобрел свой первоначальный вид, смесь необходимо подогреть примерно до 800 градусов.
Задолго до того как Дмитрию Менделееву приснилась его периодическая таблица, алхимикам была известна способность золота растворяться в смеси двух кислот. Азотную и соляную кислоты смешивали и использовали для проведения различных опытов. Ученые того времени шифровали свои записи, по этой причине не расписывали реакцию, а рисовали ее.
Алхимики изображали льва, который поглощал солнце, животное стояло на задних лапах и поедало желтый круг. Золото ассоциировалось с солнцем за свой цвет, а вот львом была как раз смесь двух кислот. Царская водка, по сути, — универсальный растворитель, которому под силу разложить на молекулы все благородные металлы. Смесь кислот используют и сегодня, при проведении аффинажа или других опытов. Формула царской водки: HNO3+3 HCl.
Реакция золота на йод
Такая смесь способна растворить даже платину и большинство существующих металлов. Только серебро не слишком охотно растворяется в смеси двух кислот. Но с течением времени сила растворителя уменьшается: чем больше реагент контактирует с воздухом, тем слабее он становится.
Реакция с селеновой кислотой проходит при определенных условиях. Чтобы растворить золото, необходимо использовать концентрированную кислоту, нагреть ее до определенной температуры и при этом обеспечить приток кислорода. Если кислорода будет недостаточно, то реакция будет идти медленно.
Йодистый калий используют довольно редко в химии, подобным образом Au идентифицировать не любят. Зато в обычной жизни украшения, изготовленные из золота, часто проверяют на подлинность, используя раствор йода на спирту.
Если говорить о применении в промышленных масштабах, то способность цианидов взаимодействовать с желтым металлом нашла свое место в этой отрасли. Цианирование — один из методов очистки золота, он помогает отделить Au от частиц породы и примесей.
Несмотря на инертность, при работе с Au стоит учитывать один факт. Если металл с другими реагентами нагреть, то реакция пойдет быстрее. Но золото очень быстро возвращается в первичное состояние, что нужно иметь в виду.
Список веществ, которые способны вступать в реакцию с благородным металлом, на этом исчерпан. Золото не растворяется в воде, в спирте и других веществах. Реагенты не способны нанести металлу вред, разложить его на молекулы, но не стоит забывать, что чистое золото встречается только в слитках. Даже в природе этот металл имеет примеси, которые значительно снижают его инертность.
Оценив все свойства Au, ученые пришли к выводу, что элемент на нашей планете появился из космоса. Золото попало на Землю с частицами космических тел и метеоритов. На нашей планете не существовало условий, благоприятных для его формирования.
Химические свойства элемента под номером 79 немногочисленны, но они все же помогают химикам проводить опыты и исследования, делать очередные открытия. Но не только химия помогает идентифицировать благородный металл, есть и другая наука, которая в этом неплохо преуспела.
Физические показатели
Наряду с химическими, у золота есть и физические свойства, к которым относят:
Au не обладает высокой твердостью. В то время как алмазу присваивают 9 баллов по шкале Мооса, этот элемент удостоился всего 3. Чтобы повысить твердость Au, его сплавляют с другими металлами, в результате чего возникает лигатура, используемая для создания украшений. Драгоценности из чистого золота практически не встречаются, они тяжелые и легко деформируются при носке.
Для того чтобы идентифицировать металл, достаточно попробовать его на зуб. Можно укусить изделие, если оно легко поддается деформации и меняет форму, на поверхности остаются следы от зубов, то можно не сомневаться в его подлинности.
Au отличается ковкостью и пластичностью. Можно разрезать слиток ножом, не прилагая особых усилий, а также превратить кусок благородного металла в тонкий лист. Благодаря этому создают сусальное золото, которое используют в качестве декоративного материала: им покрывают купола церквей, защищая их от воздействия факторов окружающей среды.
Золото — единственный металл, который обладает желтым цветом. Этот оттенок повлиял на характеристики элемента, его ассоциировали с силой солнца. Металлу присваивали различные свойства, теплый оттенок свидетельствовал и о таинственном происхождении элемента.
Испокон веков Au ассоциируется у людей с богатством, высоким положением в обществе. В старину обычным людям не дозволялось носить золотые украшения, поскольку этой прерогативы были достойны только представители высшего общества.
Сферы применения
Благодаря своим свойствам, красоте и инертности Au нашел применение в различных отраслях промышленности и не только.
Его используют сегодня:
Естественно, что наибольшая часть благородного металла идет для создания произведений ювелирной промышленности. Из него делают украшения, инкрустируя их драгоценными и полудрагоценными камнями. Кроме того, золото в слитках используется как материал для инвестиций, в них вкладывают деньги, и это неизменно приносит прибыль.
Большое количество средств по уходу за кожей содержит в своем составе Au. Этот элемент помогает справиться с признаками старения, в пример можно привести нити из золота, которые вживляют в кожу и которые оказывают омолаживающее действие на организм. Еще металл используют при лечении заболеваний суставов (артритов), а также с его помощью лечат аутоиммунные и онкологические заболевания. Специальную сыворотку, в составе которой есть Au, вводят в организм больного.
Содержат Au в небольшом количестве контакты материнских плат компьютеров и мобильных телефонов, их покрывают золотом.
Если говорить о космической промышленности, то тут элемент используют везде, где необходимы его антикоррозийные свойства. Золотом покрывают стекла шаттлов и шлемов космонавтов. А также некоторые части контактов при изготовлении космических кораблей.
Золото — самый популярный металл на планете, его добыча ведется так давно, что сложно определить дату, когда именно человечество познакомилось с Au. Но точно можно сказать, что произошло это еще задолго до нашей эры. С годами популярность Au только растет, цена на металл поднимается, размеры добычи падают, но любовь человечества к золоту не снижается. Ему присваивают магические свойства, наделяют энергией солнца и называют то металлом Бога, то дьявола.
Причиной «особого отношения» к золоту является не только его красота, но и свойства, которые делают металл благородным и столь ценным для человека.
Растворение золота в царской водке: очистка, пропорции раствора кислот, осаждение золота в домашних условиях и его переплавка в слитки
Царская водка – вода царей — Aqua Regia на латыни – смесь двух кислот, соединенных вместе. Азотная и соляная кислоты берутся в пропорции один к трем. Это баланс по массе, при пересчете на чистые вещества один к двум. Издает неприятный хлорный запах. Уникальная особенность состава – возможность растворять ряд драгоценных металлов – золота, платины и др. Используется для очищения золота от примесей путем фильтрования и осаждения металла.
Царская водка: история названия, пропорция кислот и химические свойства
Свойства Aqua Regia была описаны еще до того момента, как была открыта соляная кислота в 14 веке. Состав получил широкое распространение и свое название в эпоху расцвета алхимии на Европейском континенте. Алхимик из Германии Альберт Великий (Кельнский), который был наставником Фомы Аквинского, назвал ее aqua secunda как производное от aqua prima, азотной кислоты.
В переводе с латыни «вторичная водка» и «первичная водка».
Представители алхимической когорты начали именовать ее царской тогда, когда кардинал Бонавентура, относимый католичеством к отцам церкви, установил, что вещество, которое объединило две кислоты способно растворять «царя металлов». Ранее этого момента считалось, что благородный металл не может быть ничем изменен. Взаимодействие царской водки и золота доказало обратное. В России М.В Ломоносов называл раствор «королевской водкой».
Символ Aqua Regia, принятый у алхимиков: ▽R. перевернутый треугольник — знак воды.
Химические продукты, соединяясь, взаимодействуют и образуют состав продуктов, который отличается высокой активностью. Это проявляется в сильном запахе с оттенками хлора и диоксида азота. Газообразная двуокись азота желтого цвета напоминает дым такого тона.
Сначала царская водка не имеет цвета, но постепенно приобретает желто-оранжевый оттенок, становясь очень сильным окислителем. Если ее хранить некоторое время, постепенно разлагается, выделяя газообразные вещества.
Скорость травления, то есть окисления, или уровня растворимости, золота — около 10 мкм/мин. Другие благородные металлы требуют для прохождения реакции нагрева до определенных температур. Это относится к родию и иридию. Иными свойствами отличается такой металл, как серебро. Растворение в Aqua Regia не наступает, на поверхности образуется слой AgCl, хлорида драгоценного металла.