معرفی "خـواص شيـميـايــي طــلا وتـرکيبـات مـهـم آن"

[mim-shimi 25,686]

 

طلا با آب، هواي خشک يا مرطوب، اکسيژن(حتي در دماي بالا)،اوزون،نيتروژن، هيدروژن، فلوئور، يد، گوگرد و هيدروژن سولفيد در شرايط طبيعي واکنشي ندارد.سولفوريک اسيد، هيدروکلريک اسيد،هيدروفلوئوريک اسيد، فسفوريک اسيد و بخش عمده اي از اسيدهاي آلي چه رقيق باشند و چه غليظ، در دماي بالا حتي در نقطه جوش، اثري بر طلا ندارند.

اگر يک هيدروهاليک اسيد با يک عامل اکسنده مانند نيتريک اسيد، يک هالوژن، هيدروژن پراکسيد يا کروميک اسيد ترکيب شود ميتواند طلا را در خود حل کند.

طلا همچنين در يک ترکيبي از آب و هالوژن (فرايندPlattner) و در سلنيک اسيد نيز ميتواند حل گردد.

محلول آبي هيدروکسيدهاي فلزات قليايي، نمکهاي فلزات قليايي اسيد هاي معدني سولفيدهاي فلزات قليايي به طلا حمله نميکنند. همچنين طلا در محلول هاي سيانيد هاي فلزات قليايي در حضور اکسيژن (شکل فوق) يا ديگر عوامل اکسنده نظير سيانوژن بروميد(فرايند Diehl)،

4- نيترو بنزوئيک اسيد و 3- نيتروبنزن سولفونيک اسيد حل ميشود.

همچنين طلا ميتواند از طرف محلولهاي سديم تيوسولفات در حضور اکسيژن و همچنين محلولهاي پلي سولفيد فلز قليايي نيز مورد حمله قرار گيرد. طلا شديدا با پروکسيدهاي فلز قليايي واکنش ميکند. فسفاتهاي فلز قليايي و بوراتها و نمکهاي فلز قليايي اسيدهاي معدني بر طلا بي اثرند بنابراين ميتوان از آنها براي حذف ناخالصي هاي طلا استفاده کرد.

طلا به آساني با کلر خشک(بدون آب) واکنش ميدهد. ماکزيمم فعاليت در 250 درجه سانتيگراد اتفاق مي افتد و مينيمم آن در 475 درجه.

بازيابي طلا از محلول به روش احياي شيميايي يا روش Electrolytic Deposition (رسوبگيري الکتروليتيکي) امکانپذير است. مثلا براي کمپلکس تتراکلرو اوريات(III) ميتوان از عوامل کاهنده اي نظير: نمک آهن(III)، نمک قلع(II)، دي اکسيد گوگرد، هيدرازين، نمکهاي هيدرازونيوم، اسيد اگزاليک يا آسکوربيک اسيد استفاده کرد.

 

مبادله گرهاي يوني که براي بازيابي طلا از محلول بکار ميروند برخي مواقع اين کمپلکس را به فلز طلا احياء ميکنند. نتايج مشابهي با کربن فعال هم بدست آمده است.

طلا ميتواند با بسياري از فلزات ترکيب شود. در فرايندهاي متالوژيکي کلاسيک (مانند فرايند Lead Blast Furnac کوره دمش سرب و فرايند کوره ارتعاشي براي سنگ معدن مس) طلا و نقره از راه يکساني پيروي ميکنند.

روي، مس و سرب همچون يک عامل جمع کننده براي طلا از ميان اشکال آلياژي عمل ميکنند. از فلز روي جهت برداشتن طلا از سرب آب شده در فرايند Parkes استفاده ميشود.

طلا بخوبي با جيوه در دماي اتاق ايجاد ملغمه ميکند. اين ويژگي ميتواند در فرايند ملغمه سازي و طلايي کردن بکار رود.

فرمهاي کلوئيدي طلا به شدت رنگ قرمز يا بنفش دارند. تقريبا تمام ترکيبات طلا در حالت اکسايش +1 و +3 هستند.

حالات اکسايش +2 و +5 هم شناخته شده اند. ترکيبات بي متاليک طلاي (II) معمولا با ترکيبات طلاي +1 و +3 ترکيب ميشوند.

 

معرفي برخي ترکيبات مهم طلا:

- پتاسیم دی سیانو اوریات(I):

K[Au(CN)2]

کريستالي بيرنگ است که به سهولت در آب و الکل حل ميشود ولي در استن و اتر نامحلول است. حلاليت آن در آب قويا وابسته به دماست. در برابر نور و هوا حساس نيست و در محلول آبي با pH بالاي 3 پايدار است.

اين کمپلکس از سه طريق تهيه ميشود:

1 – از طلاي فولميناته(فولمينات:نمک اسيد فولمينيک که حاوي بنيان منفي CNO است)

2 – از هيدروکسيد طلاي (III)

3 – الکتروليز

البته روش سوم بسيار متداولتر بوده و روش اول بسيار خطرناک است.

طلاي فولميناته از يک محلول اسيد تترا کلرو اوريک (III) با افزودن مقدار زياد از محلول آمونياک ته نشين ميگردد. اجزاي طلاي فولميناته دقيقا معلوم نيست. مقدار کلريد رسوب با افزايش آمونياک، کاهش مي يابد. در اکثر مواقع نمي گذارند تا طلاي فولميناته خشک گردد چون در اين حالت بسيار قابل انفجار است. طلاي فولميناته بايد بخوبي با آب ديونيزه جهت حذف کلر شسته شود چونکه يونهاي کلر در فرايند آبکاري(Electroplating) دخالت ميکنند. پس از شستشو، رسوب در مقدار کمي محلول پتاسيم سيانيد حل ميکنند. ادامه کار، فيلتراسيون، تغليظ و کريستالي کردن است.

- تترا کلرو اوريک(III) اسيد:

H[AuCl4]

اين ترکيب به فرم تتراهيدرات کريستالي شده و رنگ زرد کم رنگي دارد و جزو کريستالهاي آب شونده ميباشد. به آساني در آب حل ميشود. در الکل و اتر هم محلول است. اين ترکيب از حل کردن طلا در تيزاب سلطاني گرم بدست مي آيد. براي حذف باقيمانده نيتريک اسيد، محلول را با تبخير کردن غليظ ميکنند و افزايش هيدروکلريک اسيد را تکرار ميکنند و ماحصل ذوب شده را در ديشهاي چيني ميريزند. مذاب در طول سرد شدن بايد از رطوبت بدور باشد. سپس سخت شده و در نهايت آنرا پودر ميکنند.

از اين ماده براي تهيه ديگر ترکيبات مورد نياز طلا استفاده ميشود. همچنين از اين ماده براي تهيه شيشه ياقوتي طلايي، طلاي ارغواني و بعنوان رنگدانه ارغواني براي ميناکاري سراميک استفاده ميشود.

- سدیم دی سولفیتو اورات (I):

Na3Au(SO3)2

اين ماده بطور نسبي در حالت جامد پايدار نيست و به حالت کريستالي وجود ندارد. اين ترکيب در محلولهاي قليايي ضعيف با pH بيش از 8.5 پايدار است. حتي اگر در معرض گرما يا نور قرار داشته باشد. روشهاي تهيه آن از طرق زير است:

1 – از طلاي فولميناته

2 – از هيدروکسيد طلاي(III)

در روش اول طلاي فولميناته را در محلول رقيق سديم هيدروژن کربنات با هم زدن حل ميکنند.سپس سديم سولفيت اضافه ميشود(البته بجاي سديم سولفيت ممکن است از گاز دي اکسيد گوگرد نيز استفاده شود). ماحصل در 70 درجه سانتيگراد هم زده ميشود تا شفاف گردد. pH بايد بالاي 9 نگهداشته شود. که با افزايش محلول سديم هيدروژن کربنات قابل حصول است. سپس آنرا تا 90 درجه سانتيگراد حرارت ميدهند. مقدار طلاي محلول را در 100 g/L نگهميدارند.(اگر کمتر از اين مقدار باشد با تبخير کردن محلول مقدارش را زياد ميکنند و اگر بيشتر از اين مقدار باشد با آب ديونيزه آنرا کم ميکنند). اين غلظت براي فرايند آبکاري بسيار مناسب است.

سديم سولفيتو اورات(I) در برخي مواقع در حمام آبکاري بر پتاسيم دي سيانو اورات(I) برتري دارد. اين حمام ها بخصوص براي تهيه مفتول يا پوششهاي مقاوم در براي سايش، همچنين براي طلاي سفيد و آبکاري طلاي گلي(rose-gold) سودمندند.

بازيابي طلا از آلياژهاي آن:

براي بازيابي طلا از آلياژهاي آن تا حدي که خلوص 30% داشته باشد از فرايند Miller استفاده ميشود که روش تجاري اين کار محسوب ميگردد. در اين فرايند خلوص و کيفيت طلا بين 5/99 – 6/99 % ميباشد.

فرايند Miller بر پايه عدم پايداري کلرايدهاي طلا در بالاي 400 درجه سانتيگراد استوار است. دماي مورد استفاده 1100 درجه سانتيگراد است. از آنجائيکه نقره و فلزات اصلي در واکنش با کلر به حالت پايدار خود ميرسند. در اين دما AgCl و CuCl ذوب ميشوند و در لايه تفاله جمع ميشوند. کلريد ديگر فلزات نظير PbCl2 ، FeCl2 ، CuCl2 در اين دماي واکنش تبخير ميشوند.