Реагирует ли серная кислота с золотом

Опубликовано: 24.11.2022

ОТНОШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ К КИСЛОТАМ

Чаще всего в химической практике используются такие сильные кислоты как серная H 2 SO 4 , соляная HCl и азотная HNO 3 . Далее рассмотрим отношение различных металлов к перечисленным кислотам.

Соляная кислота ( HCl )

Соляная кислота – это техническое название хлороводородной кислоты. Получают ее путем растворения в воде газообразного хлороводорода – HCl . Ввиду невысокой его растворимости в воде, концентрация соляной кислоты при обычных условиях не превышает 38%. Поэтому независимо от концентрации соляной кислоты процесс диссоциации ее молекул в водном растворе протекает активно:

Образующиеся в этом процессе ионы водорода H + выполняют роль окислителя, окисляя металлы, расположенные в ряду активности левее водорода. Взаимодействие протекает по схеме:

Me + HCl соль + H 2

При этом соль представляет собой хлорид металла ( NiCl 2 , CaCl 2 , AlCl 3 ), в котором число хлорид-ионов соответствует степени окисления металла.

Соляная кислота является слабым окислителем, поэтому металлы с переменной валентностью окисляются ей до низших положительных степеней окисления:

Fe 0Fe 2+

Co 0Co 2+

Ni 0Ni 2+

Cr 0Cr 2+

Mn 0Mn 2+ и др .

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2

2│ Al 0 – 3 e - → Al 3+ - окисление

3│2 H + + 2 e - → H 2 – восстановление

Соляная кислота пассивирует свинец ( Pb ). Пассивация свинца обусловлена образованием на его поверхности трудно растворимого в воде хлорида свинца ( II ), который защищает металл от дальнейшего воздействия кислоты:

Pb + 2 HCl → PbCl 2 ↓ + H 2

Серная кислота ( H 2 SO 4 )

В промышленности получают серную кислоту очень высокой концентрации (до 98%). Следует учитывать различие окислительных свойств разбавленного раствора и концентрированной серной кислоты по отношению к металлам.

Разбавленная серная кислота

В разбавленном водном растворе серной кислоты большинство ее молекул диссоциируют:

Образующиеся ионы Н + выполняют функцию окислителя.

Как и соляная кислота, разбавленный раствор серной кислоты взаимодействует только с металлами активными и средней активности (расположенными в ряду активности до водорода).

Химическая реакция протекает по схеме:

1│2Al 0 – 6e - → 2Al 3+ - окисление

3│2 H + + 2 e - → H 2 – восстановление

Металлы с переменной валентностью окисляются разбавленным раствором серной кислоты до низших положительных степеней окисления:

Fe 0Fe 2+

Co 0Co 2+

Ni 0Ni 2+

Cr 0Cr 2+

Mn 0Mn 2+ и др .

Свинец ( Pb ) не растворяется в серной кислоте (если ее концентрация ниже 80%) , так как образующаяся соль PbSO 4 нерастворима и создает на поверхности металла защитную пленку.

Концентрированная серная кислота

В концентрированном растворе серной кислоты (выше 68%) большинство молекул находятся в недиссоциированном состоянии, поэтому функцию окислителя выполняет сера, находящаяся в высшей степени окисления ( S +6 ). Концентрированная H 2 SO 4 окисляет все металлы, стандартный электродный потенциал которых меньше потенциала окислителя – сульфат-иона SO 4 2- (0,36 В). В связи с этим, с концентрированной серной кислотой реагируют и некоторые малоактивные металлы.

Процесс взаимодействия металлов с концентрированной серной кислотой в большинстве случаев протекает по схеме:

Me + H 2 SO 4 (конц.) соль + вода + продукт восстановления H 2 SO 4

Продуктами восстановления серной кислоты могут быть следующие соединения серы:


Практика показала, что при взаимодействии металла с концентрированной серной кислотой выделяется смесь продуктов восстановления, состоящая из H 2 S , S и SO 2. Однако, один из этих продуктов образуется в преобладающем количестве. Природа основного продукта определяется активностью металла: чем выше активность, тем глубже процесс восстановления серы в серной кислоте.

Взаимодействие металлов различной активности с концентрированной серной кислотой можно представить схемой:


Алюминий ( Al ) и железо ( Fe ) не реагируют с холодной концентрированной H 2 SO 4 , покрываясь плотными оксидными пленками, однако при нагревании реакция протекает.

Ag , Au , Ru , Os , Rh , Ir , Pt не реагируют с серной кислотой.

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, поэтому при взаимодействии с ней металлов, обладающих переменной валентностью, последние окисляются до более высоких степеней окисления, чем в случае с разбавленным раствором кислоты:

Fe 0 → Fe 3+ ,

Cr 0 → Cr 3+ ,

Mn 0 → Mn 4+ ,

Sn 0 → Sn 4+

Свинец ( Pb ) окисляется до двухвалентного состояния с образованием растворимого гидросульфата свинца Pb ( HSO 4 )2 .

Примеры:

Активный металл

4│2 Al 0 – 6 e - → 2 Al 3+ - окисление

Серная кислота

Строение молекулы и физические свойства

Серная кислота H2SO4 – это сильная кислота, двухосновная, прочная и нелетучая. При обычных условиях серная кислота – тяжелая маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде.

Растворение серной кислоты в воде сопровождается выделением значительного количества кислоты. Поэтому по правилам безопасности в лаборатории при смешивании серной кислоты и воды мы добавляем серную кислоту в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании.


Валентность серы в серной кислоте равна VI.

Способы получения

1. Серную кислоту в промышленности производят из серы, сульфидов металлов, сероводорода и др. Один из вариантов — производство серной кислоты из пирита FeS2.

Основные стадии получения серной кислоты :

  • Сжигание или обжиг серосодержащего сырья в кислороде с получением сернистого газа.
  • Очистка полученного газа от примесей.
  • Окисление сернистого газа в серный ангидрид.
  • Взаимодействие серного ангидрида с водой.



Рассмотрим основные аппараты, используемые при производстве серной кислоты из пирита (контактный метод):

В контактном аппарате производится окисление сернистого газа до серного ангидрида. Процесс является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO3):

  • температура: оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным выходом SO3 является температура 400-500 о С. Для того чтобы увеличить скорость реакции при столь низкой температуре в реакцию вводят катализатор – оксид ванадия (V) V2O5.
  • давление: прямая реакция протекает с уменьшением объемов газов. Для смещения равновесия вправо процесс проводят при повышенном давлении.

Однако, если для поглощения оксида серы использовать воду, то образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты. Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3.

Общие научные принципы химического производства:

  1. Непрерывность.
  2. Противоток
  3. Катализ
  4. Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
  5. Теплообмен
  6. Рациональное использование сырья

Химические свойства

Серная кислота – это сильная двухосновная кислота .

1. Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени:

По второй ступени серная кислота диссоциирует частично, ведет себя, как кислота средней силы:

HSO4 – ⇄ H + + SO4 2–

2. Серная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.

Например , серная кислота взаимодействует с оксидом магния:

Еще пример : при взаимодействии серной кислоты с гидроксидом калия образуются сульфаты или гидросульфаты:

Серная кислота взаимодействует с амфотерным гидроксидом алюминия:

3. Серная кислота вытесняет более слабые из солей в растворе (карбонаты, сульфиды и др.). Также серная кислота вытесняет летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI).

Например , серная кислота взаимодействует с гидрокарбонатом натрия:

Или с силикатом натрия:

Концентрированная серная кислота реагирует с твердым нитратом натрия. При этом менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту:

Аналогично – концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород из твердых хлоридов, например , хлорида натрия:

4. Т акже серная кислота вступает в обменные реакции с солями.

Например , серная кислота взаимодействует с хлоридом бария:

5. Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, которые расположены в ряду активности металлов до водорода. При этом образуются соль и водород.

Например , серная кислота реагирует с железом. При этом образуется сульфат железа (II):

Серная кислота взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония:

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем . При этом она обычно восстанавливается до сернистого газа SO2. С активными металлами может восстанавливаться до серы S, или сероводорода Н2S.

Железо Fe, алюминий Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании реакция возможна.

При взаимодействии с неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до сернистого газа:

При взаимодействии с щелочноземельными металлами и магнием концентрированная серная кислота восстанавливается до серы:

При взаимодействии с щелочными металлами и цинком концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:

6. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 ↓ + 2NaCl

Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.

7. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты проявляются и при взаимодействии с неметаллами.

Например , концентрированная серная кислота окисляет фосфор, углерод, серу. При этом серная кислота восстанавливается до оксида серы (IV):

Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:

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.

чем осадить золото

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?

  • Ртуть может образовывать с золотом особое соединение — амальгаму. Это сплав двух металлов, молекулы ртути притягивают к себе молекулы Au, в результате чего образуется соединение.
  • Золото растворяется в царской водке, об этом известно довольно давно, но смесь высокой концентрации азотной и соляной кислот не имеет аналогов. Химики используют ее до сих пор, они не нашли царской водке достойной замены и применяют ее при проведении аффинажа.
  • Реакция селеновой кислоты и Au начинается только тогда, когда концентрированную кислоту разогревают до определенной температуры.
  • Еще благородный металл вступает в реакцию с йодистым калием. Но в некоторых случаях для идентификации используют обычный раствор йода на спирту, который присутствует в аптечке.
  • Жидкий бром и вода с цианидами — вот еще два химических реагента, которые способны вступить в реакцию с Au.

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 на золото

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:

  1. Невысокую твердость, по шкале Мооса от 2,5 до 3 единиц.
  2. Пластичность и ковкость.
  3. Желтый цвет.

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:

  • в ювелирной промышленности;
  • в косметологии и медицине;
  • для создания электроники;
  • в космической отрасли.

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.

Читайте в этой статье:

Что реагирует на золото? Золото можно считать инертным, оно не реагирует на факторы внешней среды и не подвержено окислению. Например, взаимодействия металла с воздухом и водой никаким образом не меняют характеристики элемента.

Основные свойства

Химические свойства золота и другие характеристики металла говорят о том, что элемент не взаимодействует со следующими реагентами:

  • кислотами;
  • щелочами.

Взаимодействовать с этими элементами золото не может, исключением по его химическим свойствам можно считать соединение ртути и золота, которое химики называют амальгамой.

Реакция с кислотой или щелочью не идет даже при нагревании: повышение температуры никоим образом не сказывается на состоянии элемента. Это и отличает золото и платину от других металлов, которые не имеют статуса «благородных».

слиток золота

Крупное россыпное золото

Если погрузить в кислоту или щелочь не чистое золото, а сплав из лигатуры, то реакция может возникнуть, она будет идти медленнее. Произойдет это потому, что в состав сплава входят и другие элементы, кроме золота.

С чем взаимодействует золото? Оно реагирует со следующими веществами:

  • ртутью;
  • царской водкой;
  • жидким бромом;
  • водным раствором цианидов;
  • йодистым калием.

Амальгама — это твердое или жидкое соединение ртути и других металлов, в том числе с медью и серебром. А вот железо в реакцию со ртутью не вступает, по этой причине ее можно перевозить в свинцовых цистернах.

Растворяется в царской водке, формула которой включает в себя азотную и соляную кислоты, но только в концентрированном виде. Реакция проходит быстрее, если раствор нагревают до определенной температуры. Если изучить исторические документы, то можно обнаружить интересное изображение: лев, который глотает диск солнца — таким образом алхимики изображали подобную реакцию.

царская водка и золото

Золото растворяется в царской водке

Если смешать бром или цианиды с водой, то можно получить раствор, в котором растворится золото. Металл вступит в реакцию с веществами, но только при условии, что для реакции будет достаточно кислорода (без последнего она не начнется). Если раствор нагреть, то реакция пойдет быстрее.

Подобная реакция начнется и в том случае, если погрузить золото в раствор йода или йодистого калия.

Характерной особенностью металла можно считать и то, что реагировать на кислоты он начинает только при повышении температуры. Например, реакция золота с селеновой кислотой начинается только при повышении температуры раствора. А также кислота должна иметь высокую концентрацию.

Еще к одной характерной особенности элемента можно отнести его способность к восстановлению до чистого металла. Так, в случае амальгамы ее просто стоит нагреть до 800 градусов.

Если оценивать условия, далекие от лабораторных, то стоит отметить, что вступать в реакцию с безопасными реагентами золото не может. Но большинство украшений изготавливают не из чистого металла, а из сплава. Разбавляют лигатуру серебром, медью, никелем или другими элементами. По этой причине драгоценности стоит беречь и избегать их контакта с химическими веществами и водой.

У золота есть еще ряд качеств, которые относят не к химическим, а физическим, таковыми можно считать:

  1. Плотность составляет 19,32 г/см3.
  2. Твердость по шкале Мооса — максимум три балла.
  3. Тяжелый металл.
  4. Ковкое и пластичное.
  5. Имеет желтый цвет.

Плотность — одна из основных характеристик элемента, она считается показательной. При поиске металла он оседает на шлюзах, а легкие кусочки породы вымываются потоком воды. В силу своей плотности металл обладает весьма приличным весом. Плотность металла можно сравнить только с двумя элементами из периодической таблицы Менделеева — вольфрамом и ураном.

Оценивая плотность металла по 10-балльной шкале, ему дают всего три. Поэтому золото легко поддается воздействию и меняет форму. Слиток из чистого металла при желании можно разрезать ножом, а монету, выполненную из золота без примеси других элементов, можно повредить, попытавшись ее надкусить.

Золото — тяжелый металл, если заполнить полстакана золотым песком, то он будет весить около 1 кг, приблизительно таким же весом обладает и свинец.

Ковкость и пластичность золота — качества, востребованные не только в ювелирной промышленности. Без труда можно разбить кусок металла в тонкий лист. Такое золото называют сусальным, его используют в качестве покрытия для куполов церквей, защищая тем самым от агрессивных факторов внешней среды.

Желтый цвет — цвет Солнца, признак богатства и благополучия, по этой причине золото ассоциируется с достатком, а украшения из этого металла призваны подчеркнуть статус владельца и его материальное состояние.

Золото — элемент 11 группы периодической таблицы Менделеева, обозначается символом Au, Aurum — это латинское название. В периодической системе металл имеет 79-й номер.

Дополнительная информация

Еще Дмитрий Менделеев не решил, под каким номером в его таблице будет расположено золото и каким символом оно будет обозначаться. Но металл уже пользовался популярностью среди монархов и знатных особ. Его цвет и характеристики удивляли ученых того времени и по этой причине элемент наделяли магическими свойствами.

Алхимики считали, что золото поможет:

  • вылечить заболевания сердца;
  • устранить проблемы с суставами;
  • снять воспаление;
  • улучшить психическое состояние человека;
  • мозгу функционировать быстрее и лучше;
  • быть человеку выносливым и сильным.

Но некоторые астрологи склонны считать, что золото подходит не всем, кому-то оно поможет справиться с проблемами здоровья, а для кого-то станет нежелательным подарком.

Современные астрологи утверждают, что золото стоит носить следующим знакам зодиака:

  1. Стрельцам.
  2. Львам.
  3. Овнам.
  4. Скорпионам.
  5. Рыбам.
  6. Ракам.

Первые три знака зодиака относят к огненным. А значит, к ним благосклонно Солнце и его энергия. По этой причине людям, рожденным под этими знаками зодиака, носить украшения из благородного металла можно постоянно.

Три следующих знака зодиака могут носить драгоценности из золота часто, но не постоянно. Можно снимать изделия на ночь.

Остальным знакам зодиака носить золото необходимо ограниченно, поскольку металл может нанести их организму вред. Но, надевая украшения, не стоит забывать и о том, что контакт с золотом может привести к аллергической реакции.

Это аллергия, если при ношении драгоценностей появились:

  • зуд и жжение кожных покровов;
  • головные боли;
  • недомогание и плохое самочувствие.

Стоит отказаться от контакта с золотом, поскольку встречается индивидуальная непереносимость металла, которая проявляется только при непосредственном контакте с элементом Au.

Несмотря на то что золото известно человечеству очень давно, его уникальные свойства изучены и активно используются в разных отраслях промышленности, изучение этого металла и его свойств не прекращается до сих пор. Некоторые ученые утверждают, что элемент попал на Землю из космоса и поэтому он нечувствителен к кислотам и щелочам, не окисляется при контакте с водой и воздухом. Может быть, ученые правы и золото действительно имеет космическое происхождение, но, так или иначе, потенциал металла полностью еще не раскрыт, а на Земле его осталось не так уж много.

В первой части статьи показано, что золото растворяется в смеси соляной кислоты и пергидроля (30% перекись водорода) [ссылка], причем позолота на фарфоре исчезла под действием этой смеси быстрее, чем под действием царской водки [ссылка]. Кроме царской водки или смеси соляной кислоты и перекиси водорода есть много других веществ и смесей, которые растворяют золото [K1].

С точки зрения доступности компонентов заслуживают внимания смеси сильной минеральной кислоты (соляной, серной, азотной и др.) и гипохлорита натрия. Принцип их действия такой же, как и в случае смеси соляной кислоты и перекиси водорода: в результате реакции между компонентами выделяется хлор, который и растворяет золото. Сильная минеральная кислота реагирует с гипохлоритом, вытесняя слабую хлорноватистую кислоту. Хлорноватистая кислота неустойчива, она существует только в растворе. Но даже в водном растворе она постепенно разлагается. При этом выделяется хлороводород (соляная кислота) и кислород в атомарном виде. Хлороводород окисляется хлорноватистой кислотой с образованием хлора.

HClO = HCl + O
HClO + HCl = Cl2 + H2O

Кстати, в техническом растворе гипохлорита хлорид-ионы есть уже изначально - независимо от первой реакции, просто, чтобы хлорноватистая кислота (гипохлорит) окислила хлорид (соляную кислоту) нужна кислая среда - для этого и добавляют сильную минеральную кислоту.

В качестве кислоты я выбрал разбавленную серную кислоту (для разнообразия: поскольку в первой части статьи использовалась соляная кислота; плюс раствор серной кислоты более доступен: он используется в качестве электролита для свинцовых аккумуляторов). Источником гипохлорита натрия служило моющее и чистящее средство "Белизна".

В стаканчик поместил осколок фарфоровой чашки с позолотой, добавил 23 мл воды, затем - 2.5 мл концентрированной серной кислоты, перемешал. После этого добавил 1.5 мл "Белизны" (гипохлорит натрия). Позже - еще 0.5 мл "Белизны".

"Белизну" добавлял "культурно": медленно, по каплям, стараясь, чтобы каждая капля попала в то место стакана, где находится позолота. В результате хлор выделялся именно в том месте, где находилось золото, а не по всему объему стакана. Это было нужно, чтобы не превращать кухню (где проводился эксперимент) в газовую камеру.

Попадание капель гипохлорита в серную кислоту вызывало выделение газа, появился запах хлора (но умеренный, поскольку я добавлял гипохлорит медленно и в умеренных количествах). Слой позолоты довольно быстро стал растворяться, оставляя после себя белый фарфор. Новые капли гипохлорита добавлял в те места, где оставалась не растворившаяся позолота. В результате позолота в течение нескольких минут растворилась.

Таким способом можно растворить золото, не имея в своем распоряжении соляной и азотной кислоты или перекиси водорода.

Большинство способов растворения золота, описанных в предыдущих частях статьи, основаны на растворении золота в хлорной воде (водный раствор хлора). Хлор образуется в результате окисления соляной кислоты (хлороводорода) каким-либо окислителем (перекись водорода, гипохлорит и др.). В случае "царской водки" окислителем служит концентрированная азотная кислота, а кроме хлора с золотом реагирует также хлористый нитроил NOCl. Однако, кроме хлорной воды золото растворяется в водных растворов других галогенов: брома и даже йода.

Недавно к последней части статьи прислали комментарий:

"Золото эффективно растворяется в растворах трийодида (в обычной йодной настойке) за счет образования стабильного йодидного комплекса [AuJ2] - . Но дешевым такой способ не является".

В свое время я еще в школе так растворил позолоту с осколка бокала. - Тогда даже не мог подумать, что золото растворяется в йоде (попробовал на всякий случай, а когда увидел результат - сильно удивился).

Воспроизведем этот опыт. Источником йода послужила аптечная 5% йодная настойка. Она представляет собой раствор йода в смеси воды и спирта, куда дополнительно добавлен йодид калия. Дело в том, что йод плохо растворяется в воде, но хорошо - в спирте (и многих других неполярных или слабополярных органических растворителях). Йодид калия добавляют для увеличения растворимости йода, поскольку он образует с молекулярным йодом комплекс K[I3], или KI·I2.

Я взял 3 кусочка фарфора с позолотой (в форме полоски). Далее приготовил раствор: 10 мл спирта, 3 мл воды и несколько капель аптечного раствора йода - до бурой окраски, но чтобы раствор остался прозрачным. Разумеется, можно использовать и просто 5%-ю йодную настойку, однако она непрозрачная: не будет видно, как золото реагирует с йодом под слоем раствора.

В первые минуты визуальных изменений не было заметно. Признаки растворения позолоты появились через 10 мин, а через 15 мин произошло практически полное растворение. От золотой полоски остался только коричневый орнамент, который, как выяснилось, оказался не из золота.

Повторю то, что уже было сказано: данный способ интересен с точки зрения чистой химии, но с точки зрения практики (если нужно растворить позолоту, а тем более - компактное золото) - есть гораздо более дешевые способы.

К1 Золото эффективно растворяется в растворах трииодида (обычной иодной настойке) за счет образования стабильного иодидного комплекса [AuJ2] - . Но дешевым такой способ не является.

Читайте также: