Димер хлорида золота(III)

04.02.2021

Димер хлорида золота(III) — неорганическое соединение, соль металла золота и хлористоводородной кислоты, с формулой Au2Cl6. При нормальных условиях представляет собой блестящие призматические рубиново-красные кристаллы, хорошо растворимые в воде и органических растворителях. Легко восстанавливается до элементарного золота.

Получение

  • Действие газообразного хлора на тонкие листочки или порошок золота при нагревании:
2 A u + 3 C l 2   → 245 − 260 o C   A u 2 C l 6 + 56 k c a l {displaystyle {mathsf {2Au+3Cl_{2} {xrightarrow {245-260^{o}C}} Au_{2}Cl_{6}+56kcal}}}
  • Взаимодействие металлического золота с хлорной водой или с царской водкой:
2 A u + 6 H C l + 2 H N O 3   →   A u 2 C l 6 + 2 N O ↑ + 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {2Au+6HCl+2HNO_{3} {xrightarrow {}} Au_{2}Cl_{6}+2NOuparrow +4H_{2}O}}} 2 A u + 3 C l 2   → H 2 O   A u 2 C l 6 {displaystyle {mathsf {2Au+3Cl_{2} {xrightarrow {H_{2}O}} Au_{2}Cl_{6}}}}
  • Нагревание тетрагидрата золотохлористоводородной кислоты:
2 H [ A u C l 4 ] ⋅ 4 H 2 O   → 120 o C   A u 2 C l 6 + 2 H C l ↑ + 8 H 2 O {displaystyle {mathsf {2H[AuCl_{4}]cdot 4H_{2}O {xrightarrow {120^{o}C}} Au_{2}Cl_{6}+2HCluparrow +8H_{2}O}}}
  • Реакция сжиженного хлора с золотом:
2 A u + 3 C l 2   → 80 − 100 o C   A u 2 C l 6 {displaystyle {mathsf {2Au+3Cl_{2} {xrightarrow {80-100^{o}C}} Au_{2}Cl_{6}}}}

Физические свойства

Димер хлорида золота(III) образует гигроскопичные тёмно-красные призматические кристаллы, моноклинной сингонии, пространственная группа P 21/c, параметры ячейки a = 0,657 нм, b = 1,104 нм, c = 0,644 нм, β = 113,3°, Z = 2.

При нагревании выше 175 °С разлагается, не плавясь.

Хорошо растворяется в воде, спиртах и эфирах.

Химические свойства

  • Разлагается при нагревании, причём продукты реакции могут отличаться в зависимости от температуры:
A u 2 C l 6   → 175 o C   2 A u C l + 2 C l 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6} {xrightarrow {175^{o}C}} 2AuCl+2Cl_{2}uparrow }}} A u 2 C l 6   → 288 o C   2 A u + 3 C l 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6} {xrightarrow {288^{o}C}} 2Au+3Cl_{2}uparrow }}}
  • Разбавленный раствор Au2Cl6 имеет более кислую реакцию, чем концентрированные растворы (красно-коричневого цвета) вследствие гидролиза:
A u 2 C l 6 + 2 H 2 O ⇄ 2 H 2 [ A u O C l 3 ] ⇄ 2 [ A u O C l 3 ] 2 − + 4 H + {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+2H_{2}O ightleftarrows 2H_{2}[AuOCl_{3}] ightleftarrows 2[AuOCl_{3}]^{2-}+4H^{+}}}} A u 2 C l 6 + 2 H 2 O ⇄ 2 H [ A u O H C l 3 ] ⇄ 2 [ A u O H C l 3 ] − + 2 H + {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+2H_{2}O ightleftarrows 2H[AuOHCl_{3}] ightleftarrows 2[AuOHCl_{3}]^{-}+2H^{+}}}}
  • Взаимодействует с соляной кислотой и растворами солей щелочных металлов:
A u 2 C l 6 + 2 H C l + 8 H 2 O   →   2 H [ A u C l 4 ] ⋅ 4 H 2 O {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+2HCl+8H_{2}O {xrightarrow {}} 2H[AuCl_{4}]cdot 4H_{2}O}}} A u 2 C l 6 + 2 N a C l → 2 N a [ A u C l 4 ] {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+2NaCl ightarrow 2Na[AuCl_{4}]}}}
  • Реакция с избытками щелочей приводит к образованию тетрагидроксоауратов:
A u 2 C l 6 + 8 M e O H + 8 H 2 O   →   2 M e [ A u ( O H ) 4 ] ⋅ 4 H 2 O + 6 M e C l {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+8MeOH+8H_{2}O {xrightarrow {}} 2Me[Au(OH)_{4}]cdot 4H_{2}O+6MeCl}}}
  • Реакция с гидроксидом калия:
A u 2 C l 6 + 6 K O H   →   A u 2 O ↓ + 6 K C l + 3 H 2 O + O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+6KOH {xrightarrow {}} Au_{2}Odownarrow +6KCl+3H_{2}O+O_{2}uparrow }}}
  • Восстанавливается цинком:
A u 2 C l 6 + 3 Z n   → H 2 O   2 A u ↓ + 3 Z n C l 2 {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+3Zn {xrightarrow {H_{2}O}} 2Audownarrow +3ZnCl_{2}}}}
  • При небольшом нагревании реагирует с угарным газом:
A u 2 C l 6 + 4 C O   → 55 o C   2 A u C O C l + 2 C O C l 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+4CO {xrightarrow {55^{o}C}} 2AuCOCl+2COCl_{2}uparrow }}}
  • Восстанавливается иодом при нормальной температуре:
A u 2 C l 6 + 4 I 2   →   2 A u I + 6 I C l {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+4I_{2} {xrightarrow {}} 2AuI+6ICl}}}
  • Взаимодействует с иодидом калия:
A u 2 C l 6 + 6 K I   →   2 A u I + 6 K C l + 2 I 2 {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+6KI {xrightarrow {}} 2AuI+6KCl+2I_{2}}}}
  • Реакции с фосфином:
2 A u 2 C l 6 + P H 3 + 4 H 2 O   →   4 A u C l + H 3 P O 4 + 8 H C l {displaystyle {mathsf {2Au_{2}Cl_{6}+PH_{3}+4H_{2}O {xrightarrow {}} 4AuCl+H_{3}PO_{4}+8HCl}}} 3 A u C l + P H 3   →   A u 3 P + 3 H C l ↑ {displaystyle {mathsf {3AuCl+PH_{3} {xrightarrow {}} Au_{3}P+3HCluparrow }}}
  • Реагирует с фосфидом золота и фосфорными кислотами:
A u 2 C l 6 + 6 A u 3 P + 12 H 2 O   →   20 A u ↓ + 6 H 3 P O 2 + 6 H C l {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+6Au_{3}P+12H_{2}O {xrightarrow {}} 20Audownarrow +6H_{3}PO_{2}+6HCl}}} A u 2 C l 6 + 3 H 3 P O 2 + 3 H 2 O   →   2 A u ↓ + 3 H 3 P O 3 + 6 H C l {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+3H_{3}PO_{2}+3H_{2}O {xrightarrow {}} 2Audownarrow +3H_{3}PO_{3}+6HCl}}} A u 2 C l 6 + 3 H 3 P O 3 + 3 H 2 O   →   2 A u ↓ + 3 H 3 P O 4 + 6 H C l {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+3H_{3}PO_{3}+3H_{2}O {xrightarrow {}} 2Audownarrow +3H_{3}PO_{4}+6HCl}}}
  • Димер хлорида золота(III) восстанавливается перикисью водорода, причём реакция идёт тем легче, чем pH среды больше:
A u 2 C l 6 + 3 H 2 O 2 + 6 K O H   →   2 A u ↓ + 6 K C l + 6 H 2 O + 3 O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+3H_{2}O_{2}+6KOH {xrightarrow {}} 2Audownarrow +6KCl+6H_{2}O+3O_{2}uparrow }}}
  • В кислых и щелочных растворах Au2Cl6 восстанавливается солями Fe(II). При этом образуется чистое золото:
A u 2 C l 6 + 6 F e C l 2   →   2 A u ↓ + 3 F e 2 C l 6 {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+6FeCl_{2} {xrightarrow {}} 2Audownarrow +3Fe_{2}Cl_{6}}}}
  • Соединение также восстанавливается сернистой кислотой (в кислой или нейтральной среде):
A u 2 C l 6 + H 2 S O 3 + 3 H 2 O   →   2 A u ↓ + 3 H 2 S O 4 + 6 H C l {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+H_{2}SO_{3}+3H_{2}O {xrightarrow {}} 2Audownarrow +3H_{2}SO_{4}+6HCl}}}
  • Восстановление Au2Cl6 (или других солей Au(III)) хлоридом олова(II) в сильнокислой среде даёт коричнево-чёрный мелкодисперсный, а в слабо кислых растворах — пурпурно-розовый осадок коллоидного золота («кассиев пурпур»):
A u 2 C l 6 + 3 S n C l 2   →   2 A u ↓ + 3 S n C l 4 {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+3SnCl_{2} {xrightarrow {}} 2Audownarrow +3SnCl_{4}}}}
  • Осаждается хлоридом сурьмы(III):
A u 2 C l 6 + 3 S b C l 3   →   2 A u ↓ + 3 S b C l 5 {displaystyle {mathsf {Au_{2}Cl_{6}+3SbCl_{3} {xrightarrow {}} 2Audownarrow +3SbCl_{5}}}}
  • Оксиды свинца PbO и Pb3O4 в нейтральных и щелочных растворах также выделяют из димера чистое золото. В качестве других восстановителей для этого соединения используются сахара, индиго, бензидин и другие органические вещества.

Применение

Вещество применяется для получения других соединений золота, гидрозолей и кассиевого пурпура.