Золотохлористоводородная кислота
 | |
| Имена | |
|---|---|
Другие имена
| |
| Идентификаторы | |
| |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.037.211 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ |
|
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Н[ AuCl4 ] | |
| Молярная масса |
|
| Появление | оранжево-желтые игольчатые гигроскопичные кристаллы. |
| Плотность | 3,9 г/см 3 (безводный) 2,89 г/см 3 (тетрагидрат) |
| Температура плавления | 254 ° C (489 ° F, 527 К) (разлагается) |
| 350 г H[AuCl 4 ] в 100 г Н 2 О | |
| Растворимость | растворим в спирте , сложном эфире , эфире , кетонах |
| войти P | 2.67510 [1] |
| Сопряженная база | Тетрахлораурат(III) |
| Структура | |
| моноклинический | |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
    | |
| Опасность | |
| Х302 , Х314 , Х317 , Х373 , Х411 | |
| P260 , P261 , P264 , P280 , P272 , P301+P330+P331 , P302+P352 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , P321 , P333+P313 , П363 , П405 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Паспорт безопасности (SDS) | Джей Ти Бейкер |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Тетрабромауриновая кислота |
Родственные соединения | Хлорид золота(III) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Золотохлористоводородная кислота — неорганическое соединение с химической формулой Н[ AuCl4 ] . Образует гидраты H[AuCl 4 ]· n H 2 O . Известны как тригидрат, так и тетрагидрат. Оба представляют собой оранжево-желтые твердые тела, состоящие из плоских [AuCl 4 ] − анион. Часто золотохлористоводородную кислоту используют в виде раствора, например, полученного растворением золота в царской водке . Эти растворы могут быть преобразованы в другие комплексы золота или восстановлены до металлического золота или наночастиц золота .
Характеристики
[ редактировать ]Тетрагидрат кристаллизуется как [Н 5 О 2 ] + [AuCl 4 ] − и две молекулы воды. [2] [3]
Структура
[ редактировать ]Степень окисления золота в H[AuCl 4 ] и [AuCl 4 ] − анион +3. Соли H[AuCl 4 ] (золотохлористоводородная кислота) представляют собой тетрахлораураты(III), содержащие [AuCl 4 ] − анионы (анионы тетрахлораурата (III)), которые имеют плоскую квадратную молекулярную геометрию . Расстояния Au–Cl составляют около 2,28 Å. Другое д 8 комплексы принимают аналогичную структуру, например тетрахлорплатинат (II) [PtCl 4 ] 2− .
Свойства растворенного вещества
[ редактировать ]Твердая золотохлористоводородная кислота представляет собой гидрофильное ( ионное ) протонное растворенное вещество . Он растворим в воде и других кислородсодержащих растворителях, таких как спирты, сложные эфиры, простые эфиры и кетоны. Например, в сухом дибутиловом эфире или диэтиленгликоле растворимость превышает 1 М. [4] [5] [6] Насыщенные растворы в органических растворителях часто представляют собой жидкие сольваты определенной стехиометрии. Золотохлористоводородная кислота является сильной монопротонной кислотой.
При нагревании на воздухе твердый H[AuCl 4 ]· n H 2 O плавится в кристаллизационной воде, быстро темнеет и становится темно-коричневым.
Химические реакции
[ редактировать ]С [AuCl 4 ] − склонен к гидролизу, [7] при обработке основанием щелочного металла золотохлористоводородная кислота превращается в гидроксид золота(III) . [8] Родственная соль таллия( Тл + [AuCl 4 ] − ) плохо растворяется во всех нереагирующих растворителях. соли катионов четвертичного аммония . Известны [9] Другие сложные соли включают [Au( bipy )Cl 2 ] + [AuCl 4 ] − [10] и [Со(NH 3 ) 6 ] 3+ [AuCl 4 ] − (Кл − ) 2 .
Частичное восстановление золотохлористоводородной кислоты дает дихлоридаурат оксония (1-). [11] Восстановление может также давать другие комплексы золота(I), особенно с органическими лигандами. Часто лиганд служит восстановителем, как показано на примере тиомочевины . CS( NH2 ) 2 :
- [AuCl 4 ] − + 3 CS(NH 2 ) 2 + H 2 O → [Au(CS(NH 2 ) 2 ) 2 ] + + CO(NH 2 ) 2 + S + 2 Cl − + 2 HCl
Золотохлористоводородная кислота является предшественником наночастиц золота при осаждении на минеральные подложки. [12] Отопление H[AuCl 4 ]· n H 2 O в токе хлора дает хлорид золота(III) ( Au 2 Cl 6 ). [13] Золотые наноструктуры могут быть созданы из золотохлористоводородной кислоты в ходе двухфазной окислительно-восстановительной реакции, в ходе которой металлические кластеры накапливаются за счет одновременного прикрепления самоорганизующихся монослоев тиола к растущим ядрам. [AuCl 4 ] − переносят из водного раствора в толуол с использованием бромида тетраоктиламмония, где затем восстанавливают водным боргидридом натрия в присутствии тиола. [14]
Производство
[ редактировать ]Золотохлористоводородную кислоту получают растворением золота в царской водке (смесь концентрированных азотной и соляной кислот) с последующим тщательным выпариванием раствора: [15] [16]
- Au(s) + HNO 3 (водн.) + 4 HCl(водн.) → H[AuCl 4 ](водн.) + NO(г) + 2 H 2 O(ж)
В некоторых условиях в качестве окислителя можно использовать кислород. [17] Для большей эффективности эти процессы проводятся в автоклавах , что позволяет лучше контролировать температуру и давление. Альтернативно, решение H[AuCl 4 ] можно получить электролизом металлического золота в соляной кислоте :
- 2 Au(тв) + 8 HCl(водн.) → 2 H[AuCl 4 ](водн.) + 3 H 2 (г)
Чтобы предотвратить отложение золота на катоде, электролиз проводят в ячейке, снабженной мембраной. Этот метод используется для аффинажа золота. Часть золота остается в растворе в виде [AuCl 2 ] − . [18]
Использование
[ редактировать ]Золотохлористоводородная кислота является прекурсором, используемым при золота электролизом очистке .
Жидкостно-жидкостную экстракцию золотохлористоводородной кислоты применяют для извлечения, концентрирования, очистки и аналитического определения золота. Большое значение имеет добыча H[AuCl 4 ] из соляной среды кислородсодержащими экстрагентами, такими как спирты, кетоны, простые и сложные эфиры. Концентрация золота(III) в экстрактах может превышать 1 моль/л. [4] [5] [6] Часто для этой цели используют экстрагенты: дибутилгликоль, метилизобутилкетон , трибутилфосфат , дихлордиэтиловый эфир (хлорекс). [19]
В гистологии хлорауриновая кислота известна как «хлорид коричневого золота», а ее натриевая соль Na[AuCl 4 ] ( тетрахлораурат(III) натрия ) как «хлорид золота», «хлорид натрия-золота» или «хлорид желтого золота». Натриевая соль используется в процессе, называемом «тонирование», для улучшения оптической четкости срезов тканей, окрашенных серебром . [20]
Влияние на здоровье и безопасность
[ редактировать ]Золотохлористоводородная кислота является сильным раздражителем глаз, кожи и слизистых оболочек. Длительный контакт кожи с золотохлористоводородной кислотой может привести к разрушению тканей. Концентрированная золотохлористоводородная кислота разъедает кожу, поэтому с ней следует обращаться с осторожностью, поскольку она может вызвать ожоги кожи, необратимые повреждения глаз и раздражение слизистых оболочек. При работе с составом надевайте перчатки. [ нужна ссылка ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Тетрахлораурат водорода(iii)_msds» .
- ^ Уильямс, Джек Марвин; Петерсон, Сельмер Вифред (1969). «Пример [H 5 O 2 ] + ион. Нейтронографическое исследование тетрагидрата тетрахлорзолотой кислоты». Журнал Американского химического общества . 91 (3): 776–777. doi : 10.1021/ja01031a062 . ISSN 0002-7863 .
- ^ О'Рейли, Дональд Э.; Петерсон, Э.М.; Шайе, CE; Уильямс, Джек М. (1971). «Ядерный магнитный резонанс водного протона. II. Тетрагидрат хлористоводородной кислоты. Фазовые переходы и молекулярное движение». Журнал химической физики . 55 (12): 5629–5635. Бибкод : 1971ЖЧФ..55.5629О . дои : 10.1063/1.1675731 .
- ^ Перейти обратно: а б Миронов, ИВ; Наторхина, К.И. (2012). «О выборе экстрагента для получения золота высокой чистоты». Российский журнал неорганической химии . 57 (4): 610. doi : 10.1134/S0036023612040195 . S2CID 98015888 .
- ^ Перейти обратно: а б Перо, А.; Соле, КЦ; Брайсон, LJ (июль 1997 г.). «Аффинаж золота экстракцией растворителем — процесс минатавра» (PDF) . Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии : 169–173 . Проверено 17 марта 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б Моррис, DFC; Хан, Массачусетс (1968). «Применение экстракции растворителем для аффинажа драгоценных металлов. Часть 3: очистка золота». Таланта . 15 (11): 1301–1305. дои : 10.1016/0039-9140(68)80053-0 . ПМИД 18960433 .
- ^ Джурович, Мирьяна Д.; Пухта, Ральф; Бугарчич, Живадин Д.; Элдик, Руди ван (22 февраля 1999 г.). «Исследования реакций [AuCl 4 ] − с различными нуклеофилами в водном растворе» . Dalton Transactions . 43 (23): 8620–8632. doi : 10.1039/C4DT00247D . PMID 24760299 .
- ^ Кавамото, Дайсуке; Андо, Охаси, Хиронори; Хонма, Тецуо; Токунага, Окауэ, Уцуномия, Ёкояма, Такуши» . Структура гидроксида золота(III) и определение его растворимости» . Бюллетень Химического общества Японии . 89 (11). Химическое общество Японии: 1385–1390. doi : 10.1246/bcsj.20160228 . ISSN 0009-2673 .
- ^ Makotchenko, E. V.; Kokovkin, V. V. (2010). "Solid contact [AuCl 4 ] − -селективный электрод и его применение для оценки золота(III) в растворах». Российский журнал общей химии . 80 (9): 1733. doi : 10.1134/S1070363210090021 . S2CID 95581984 .
- ^ Миронов, ИВ; Цвелодуб, Л.Д. (2001). «Равновесия замещения пиридина, 2,2'-бипиридила и 1,10-фенантролина на Cl − в AuCl 4 − в водном растворе». Российский журнал неорганической химии . 46 : 143–148.
- ^ Хуан, Сяохуа; Пэн, Сянхун; Ван, Ицин; Ван, Юйсян; Шин, Донг М.; Эль-Сайед, Мостафа А.; Не, Шуминг (26 октября 2010 г.). «Пересмотр активного и пассивного нацеливания на опухоли с использованием стержнеобразных нанокристаллов золота и ковалентно конъюгированных пептидных лигандов» . АСУ Нано . 4 (10). Публикации ACS: 5887–5896. дои : 10.1021/nn102055s . ПМЦ 2964428 . ПМИД 20863096 .
- ^ Гунанатан, К.; Бен-Дэвид, Ю.; Мильштейн, Д. (2007). «Прямой синтез амидов из спиртов и аминов с выделением H 2 ». Наука . 317 (5839): 790–792. Бибкод : 2007Sci...317..790G . дои : 10.1126/science.1145295 . ПМИД 17690291 . S2CID 43671648 .
- ^ Меллор, JW (1946). Всеобъемлющий трактат по неорганической и теоретической химии . том. 3, с. 593.
- ^ Бруст, Матиас; Уокер, Меррил; Бетелл, Дональд; Шиффрин, Дэвид Дж.; Уайман, Робин (1994). «Синтез тиоловых наночастиц золота в двухфазной системе жидкость-жидкость». Дж. Хим. Соц., хим. Коммун. (7). Королевское химическое общество: 801–802. дои : 10.1039/C39940000801 .
- ^ Брауэр, Г., изд. (1963). Справочник по препаративной неорганической химии (2-е изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса.
- ^ Блок, Б.П. (1953). «Золотой порошок и тетрабромаурат калия (III)». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. Том. 4. С. 14–17. дои : 10.1002/9780470132357.ch4 . ISBN 9780470132357 .
- ^ Новоселов, Р.И.; Макотченко Е.В. (1999). «Применение кислорода как экологически чистого реагента для окисления цветных и благородных металлов, сульфидных минералов». Химия для устойчивого развития . 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.
- ^ Хилл Дж.В., Лир Т.А. (сентябрь 1988 г.). «Восстановление золота из электронного лома». Дж. Хим. Образование . 65 (9): 802. Бибкод : 1988JChEd..65..802H . дои : 10.1021/ed065p802 .
- ^ «Серебряная пропитка» . Архивировано из оригинала 21 апреля 2016 года . Проверено 14 апреля 2016 г.