В чем растворяется золото?

Когда-то давно, в школьные и институтские годы, «Химия и жизнь» была нашим любимым семейным журналом. Помню, в 60-е годы я прочел в журнале статью о золоте, в которой, в частности, приводился факт, что золото, помимо царской водки, растворяется еще ив селеновой кислоте. Через несколько дней я отвечал у доски и на вопрос: «В чем еще растворяется золото?», ответил: «В селеновой кислоте». Класс взвыл от восхищения, а «химичка», улыбнувшись, помогла мне написать на доске соответствующую реакцию. Прошло много лет. Теперь Ваш журнал я выписываю уже для своего сына. И вот однажды на уроке мой сын заявил, что золото растворяется в селеновой кислоте. Однако юная учительница этот факт опровергла (видимо, в институте этого не проходила и старых журналов не читала). Юный отрок остался посрамленным. Так что, уважаемый журнал, поможем восстановить авторитет отрока, а заодно и повысить популярность «Химии и жизни»?

С уважением, Коневы Д.А. и С.Д.

Читателям журнала отвечает консультант редакции И.А. Леенсон.

Прежде всего молодая учительница может и не знать тонкости и подробности редких реакций. Но, услышав подобное высказывание учащегося, ей, вероятно, следовало сказать, что в таких случаях нужно обратиться к справочной литературе (как обычно и поступают все химики, и не только химики) и она постарается к следующему уроку найти ответ на вопрос. В данном случае и искать далеко не надо. Утверждение о том, что золото может растворяться в селеновой кислоте, можно найти почти во всех учебниках по неорганической химии для вузов. Что же образуется в ходе этой реакции? Ив чем еще растворяется золото? Нас интересует именно растворение, а не образование твердого соединения в реакции металла, например, с газообразным веществом.

Начнем с пятитомной «Химической энциклопедии», каждую статью в которой писали специалисты в данном вопросе. Во втором томе, в статье «Золото», читаем: «Золото устойчиво на воздухе ив воде; с О₂, Н₂, N₂, Р, Sb и С непосредственно не взаимодействует... не растворяется в растворах щелочей и кислотах, растворяется в горячей концентрированной H₂SeO₄, смесях кислот — H₂SO₄ с HNO₃, H₂SO₄ c HMnO₄, а также в царской водке (HCl + HNO₃): Au + HNO₃ + 4HCl → H[AuCl₄] + NO + 2H₂O; после осторожного выпаривания выделяются желтые кристаллы комплексной золотохлористо-водородной кислоты HAuCl₄·3H₂O. В водных растворах цианидов (Na, Ca, K) при доступе О₂ или других окислителей золото растворяется с образованием дицианоаурат-иона (цианирование): 2Au + 4CN^– + H₂O + 0,5O₂ → 2[Au(CN)₂]^– + 2OH^–, что лежит в основе важного промышленного способа извлечения золота из руд».

В других книгах можно найти дальнейшие подробности и уравнения соответствующих реакций. Так, в «Неорганической химии» Р. Рипана и И. Четяну (том 2) читаем: «Металлическое золото при обычной температуре легко растворяется в жидком броме, в бромной воде или в эфирных растворах брома с образованием трибромида золота... Галогеноводороды (HF, HCl, HBr, HI) взаимодействуют с золотом в присутствии окислителей, таких, как нитраты, гипохлориты, хлораты, перманганаты, перекиси». Здесь следует остановиться и сделать по крайней мере два примечания. Во-первых, неясно, имеются ли в виду газообразные галогеноводороды или их водные растворы. Во-вторых, в любом случае непонятно, как могут гипохлориты существовать в кислой среде, а главное — как могут сосуществовать сильные окислители, например те же гипохлориты и HI — они мгновенно прореагируют.

Читаем учебник дальше: «В присутствии окислителей (нитратов, перманганатов, хромовой кислоты, иодатов, периодатов, двуокиси марганца, двуокиси свинца) золото подвергается действию концентрированной серной кислоты при температуре выше 300°С или ортофосфорной кислоты при температуре выше 250°С.

Золото растворяется в смеси конц. H₂SO₄ с гидросульфатами или сульфатами щелочных металлов, в 98%-ном растворе H₂SeO₄ при температурах выше 130°С, в очень чистой кипящей HNO₃,в расплавах, состоящих из оснований и нитратов щелочных металлов, в перекиси натрия Na₂O₂ (или бария ВаО₂) при нагревании, в растворах цианидов щелочных металлов в присутствии кислорода (или других окислителей)».

И далее, что особенно ценно, приводятся уравнения соответствующих химических реакций:

Сообщается также, что при анодном растворении золота в растворе КОН образуются аурат калия K[AuO₂]и анодный осадок Au₂O₃.

Для полноты картины приведем несколько цитат из классического учебника Г.Реми «Курс неорганической химии»: «...Золото соединяется с фтором только при температуре в интервале 300–400° (при более высокой температуре фторид вновь разлагается). Напротив, водным раствором хлора золото быстро растворяется уже при обычной температуре. Склонность золота соединяться с хлором или заряжаться при помощи хлора Au + 3/2Cl₂ = AuCl₃ или Au + 3/2Cl₂ = Au³⁺ + 3Cl^– в этом случае возрастает благодаря тому, что проиходит образование комплексных ионов, а именно тетрахлороаурат-ионов AuCl₃ + Cl^– = [AuCl₄]^–, или, если нет избытка ионов хлора, в результате образования оксотрихлороаурат-ионов Au + 3/2Cl₂ + H₂O = [AuOCl₃]^2– + 2H⁺… Еще более, чем ионами Cl^–, растворение золота облегчается ионами CN^–.В этих условиях тенденция золота к растворению настолько возрастает, что в присутствии ионов CN^– золото может окисляться даже кислородом воздуха… Этот процесс лежит в основе получения золота цианидным выщелачиванием… В концентрированной серной кислоте золото растворяется в присутствии иодной кислоты, азотной кислоты, двуокиси марганца и т.д. В этих случаях получаются желтые растворы, из которых при разбавлении водой выпадает гидроокись золота (III). Селеновая кислота, которая действует как очень сильный окислитель, может непосредственно растворять золото».

Как видим, вопреки общепринятому мнению, золото далеко не так уж «благородно». Оно реагирует со многими химическими веществами. Правда, в быту с этим явлением можно не считаться. Ведь трудно представить, чтобы кто-то опустил палец с золотым кольцом в горячий концентрированный раствор селеновой кислоты. А вот работникам цианидных и других производств необходимо помнить о возможности корродирования золотых изделий.