Хлороауринова кислота

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Хлороауринова кислота
Інші назви
  • Тетрахлораурат водню
  • Гідроген тетрахлораурат(III)
  • Золотиста кислота
  • Хлорауринова кислота
  • Тетрахлороауринова(III) кислота
  • Золотистохлорна кислота
  • Аурихлорид водню
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
  • 339.785 г/моль (безводний)
  • 393.833 г/моль (тригідрат)
  • 411.85 г/моль (тетрагідрат)
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 GHS05: КорозіяThe exclamation-mark pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)The Health hazard pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)The pollution pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)
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
0
3
1
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

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.

Будова[ред. | ред. код]

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. | ред. код]

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. | ред. код]

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. | ред. код]

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. | ред. код]

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. | ред. код]

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. | ред. код]

  1. ↑ 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.
  2. ↑ 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.
  3. ↑ 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.
  4. ↑ 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.
  5. ↑ Brauer, G., ред. (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry (вид. 2nd). New York: Academic Press.
  6. ↑ 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.
  7. ↑ 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.
  8. ↑ 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.
  9. ↑ 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.
  10. ↑ 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.
  11. ↑ 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.
  12. ↑ 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.
  13. ↑ 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.
  14. ↑ 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.
  15. ↑ Mellor, J. W. (1946). A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry. vol. 3, p. 593.
  16. ↑ 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.
  17. ↑ 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.
  18. ↑ Silver Impregnation. Архів оригіналу за 21 квітня 2016. Процитовано 14 квітня 2016.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Хлороауринова_кислота&oldid=41812994