Физическо-химические свойства золота

Красно-желтый цвет, блеск, неизменяемость на воздухе и в воде служили причиной применения золота с времен доисторической древности в качестве материала для изготовления украшений и монет. Чистое золото обладает большой мягкостью и пластичностью: из него можно изготовить тонкие нити я листочки толщиной до 0,1 микрона просвечивающие сине-зеленым цветом.

1. Физические свойства золота

Главнейшие физические свойства золота следующие:

Нагретое выше температуры ‘Плавления золото заметно улетучивается с образованием желто-зеленого пара. При охлаждении паров золото кристаллизуется в заметные невооруженным глазом кристаллы.

Расплавленное золото при температуре плавления 1063° имеет плотность 17,3, а твердое золото при той же температуре 18,2. Это обусловливает значительную усадку золота при затвердевании.

При восстановлении слабых растворов солей золота, а также при электрическом распылении металла в воде можно получить устойчивые коллоидные растворы золота. Цвет раствора зависит от степени дисперсности металла: растворы красного и пурпурного цвета содержат частички величиной в 0,1—0,5 мм.

Золото с кислородом непосредственно не соединяется ни при каких температурах. Соляная, азотная, серная, плавиковая и органические кислоты, а также расплавленные щелочи па него не действуют.

2. Химические соединения золота

Царская водка золото растворяет. Свободные галоиды — хлор, бром, фтор действуют на золото уже на холоду и еще лучше при 150—200°.
Кислородные соединения золота известны следующие: окись золота  Au₂O₃ — чернобурый порошок, при нагревании до 220° легко отдающий свой кислород, получается осторожным обезвоживанием при нагревании гидрата окиси.

Гидрат окиси золота получается осаждением из раствора хлорного золота едкими или углекислыми щелочами:

AuCl₃ + 3KOH = Au(OH)₃[3KCl]

Следует избегать избытка раствора щелочи, так как гидрат  окиси золота легко в нем растворяется с образованием аурата:

Au(OH)₃ + KOH = KAuO₂ + H₂O

Гидрат окиси золота при этом ведет себя, как кислотный ангидрид;
Аурат калия может быть получен и кристаллическом виде выпариванием раствора в вакууме; он имеет формулу:

KAuO₂·3H₂O

Закись золота AuO₂ — фиолетовый порошок; получается нагреванием гидрата закиси AuOH;
последний получается действием растворов соды или поташа па хлористое золото:

2AuCl + K₂CO₃ + H₂O = 2Au(OH)[2KCl]·CO₂

Сернистые соединения золота Au₂S и Au₂S₃. соответствуют аналогичным кислородным соединениям.
Первое получается пропусканием сероводорода через подкисленный раствор хлорида или цианида золота. Он представляет собой темпокоричневый порошок;
Au₂S₃ получают, пропускай сероводород через раствор’ двойного хлорида золота и лития при 10°.
При нагревании сульфиды разлагаются на золото и серу; Au₂S₃ распадается при 107—240°.

Галоидные соединения золота относятся двум рядам: AuХ и AuХ₃ При действии газообразного хлора на порошок золота при 140—150° получается хлорное золото — желто-бурая гигроскопическая масса, растворимая в воде и спирте, состава AuCl₃. Это соединение летуче и может сублимироваться при 150—180°. Водный раствор хлорного золота содержит соединение H₂AuCl₃O и показывает кислую реакцию. Следовательно, в этом растворе имеется сложный ион [АuCl₃O]». Хлорное золото может быть получено по реакции с хлорным железом или хлорной медью:

Au + 3FeCl₃ + H₂O → AuCl₃ + 3FeCl₂

Au + 3CuCl₃ + H₂O → AuCl₃ + 3CuCl₂

При растворении хлорного золота в слабой соляной кислоте получается   золотохлористоводородная   кислота:

Au Cl₃ + HСl = HAuCl₄

Легче всего это соединение получается, если растворять золото в царской водке и медленно выпаривать раствор:

Au + HNO₃ + 4HCl =  2H₂O + NO +  HAuCl₄

Оно кристаллизуется в желтых игольчатых кристаллах, имеющих состав: HAuCl₄·3H₂O.

При 120° вода и соляная кислота теряются, и соединение переходит в хлорное золото: HAuCl₄ является кислотой, и ее соли можно легко получать. Натриевая соль этой кислоты NaAuCl₄·2H₂O применяется в фотографии; она входит в состав золотого виража для окрашивания снимков в коричневый цвет.

Известны также другие соли этой кислоты. Во всех этих соединениях золото находится в форме сложных ионов [AuCl₄]’. При хлорировании золота при 180° или при нагревании AuCl₃ до этой температуры образуется хлористое золото AuCl; оно нелетуче, по внешнему виду — это лимонно-желтый аморфный порошок.
Хлористое золото разлагается по уравнению:

3Au Cl → 2Au + AuCl₂

при комнатной температуре и еще легче при нагревании.

Хлористое золото нерастворимо в воде; растворимо в растворе аммиака и в соляной кислоте. В  последнем случае образуется комплексная кислота НAuCl₂.
Из раствора хлористого и хлорного золота или золотохлористоводородной кислоты золото может быть легко восстановлено сернокислой солью закисного железа:

Au Cl₃ + 3FeSO₄ → Au + Fe₂(SO₄)₃ + FeCl₃

Другие восстановители (сернистый газ SO₂, теллур, сера, селен, фосфор и мышьяк) восстанавливают золото из растворов его хлористых соединении. При действии хлористого олова на растворы хлористых соединений золота оно получается в форме коллоида, окрашивающего раствор в красный  цвет:

2Au Cl₃ + 3SnCl₂ =  2Au + 3SnCl₄

Этой, реакцией пользуются для того, чтобы обнаружить золото в весьма разбавленных  растворах (кассиев пурпур). Соединения золота с бромом и йодом сходные рассмотренными соединениями с хлором.

Бромное золото АuВr₃ получается при нагревании золота с бромом в присутствии воды. Это почти черные игольчатые кристаллы. Бромное золото летуче при 300° в парах брома, в воде почти нерастворимо. Бромное золото образует комплексную кислоту АuВr₄ и двойные бромиды МеАuВr₄ где Ме — металл.
Бромистое золото АuВr образуется при нагревании бромного золота до 115° и представляет собой желто-зеленый порошок.

Йодное золото АuJ₃ — нестойкое соединение; распадается оно подобно йодной меди по уравнению:

АuJ₃→ АuJ + J₂

Цианистые соединения известны и для одно и для трехвалентного золота, но для практических целей имеют значение только первые. Растворы цианистоводородной кислоты и ее солей, действуя на металлическое золото в присутствии кислорода, растворяют золото по уравнению:

4Au  + 8NaCN + 2H₂O + O₂ =  2Na[Au(CO₂)] + 4NaOH

Эта реакция имеет большое значение при извлечении золота из руд. Аналогичным путем получают калиевую соль K[Au(CN)₂] и кальциевую Са[Au(CN)₂] . Во всех этих соединениях золото находится в составе комплексного аниона [Au(CN)₂].
Известны также простые цианиды золота Au(CN) и Au(CN)₃.
Интересно отметить, что в большинстве случаев золото входит в состав сложных анионов: [AuClO], [AuCl₂], [AuCl], [Au(CN₂)] н др. и почти никогда не образует элементарных катионов. Таким образом, с химической точки зрения царь металлов — золото — является скорее металлоидом, чем металлом