Димер хлорида золота(III)

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 Au 3 + Cl 2 → 245 − 260   ∘ C Au 2 Cl 6 + 56   kcal {displaystyle {ce {2Au+3Cl2->[245{-}260~^{circ }{ ext{C}}]Au2Cl6{}+56~kcal}}}
• Взаимодействие металлического золота с хлорной водой или с царской водкой: 2 Au + 6 HCl + 2 HNO 3 ⟶ Au 2 Cl 6 + 2 NO ↑ + 4 H 2 O {displaystyle {ce {2 Au + 6 HCl + 2 HNO3 -> Au2Cl6 + 2 NO ^ + 4 H2O}}} 2 Au + 3 Cl 2 → H 2 O Au 2 Cl 6 {displaystyle {ce {2 Au + 3 Cl2 ->[{ce {H2O}}] Au2Cl6}}}
• Нагревание тетрагидрата золотохлористоводородной кислоты: 2 H [ AuCl 4 ] ⋅ 4 H 2 O → 120   ∘ C Au 2 Cl 6 + 2 HCl ↑ + 8 H 2 O {displaystyle {ce {2H[AuCl4].4H2O->[120~^{circ }{ ext{C}}]Au2Cl6{}+2HCl{uparrow }+8H2O}}}
• Реакция сжиженного хлора с золотом: 2 Au   + 3 Cl 2 → 80 − 100   ∘ C Au 2 Cl 6 {displaystyle {ce {2Au +3Cl2->[80{-}100~^{circ }{ ext{C}}]Au2Cl6}}}

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: Au 2 Cl 6 → 175   ∘ C 2 AuCl + 2 Cl 2 ↑ {displaystyle {ce {Au2Cl6->[175~^{circ }{ ext{C}}]2AuCl{}+2Cl2{uparrow }}}} Au 2 Cl 6 → 288   ∘ C 2 Au + 3 Cl 2 ↑ {displaystyle {ce {Au2Cl6->[288~^{circ }{ ext{C}}]2Au{}+3Cl2{uparrow }}}}
• Разбавленный раствор Au2Cl6 имеет более кислую реакцию, чем концентрированные растворы (красно-коричневого цвета) вследствие гидролиза: Au 2 Cl 6 + 2 H 2 O ↽ − − ⇀ 2 H 2 [ AuOCl 3 ] ↽ − − ⇀ 2 [ AuOCl 3 ] 2 − + 4 H + {displaystyle {ce {Au2Cl6 + 2 H2O <=> 2 H2[AuOCl3] <=> 2 [AuOCl3]^{2-}{}+ 4 H+}}} Au 2 Cl 6 + 2 H 2 O ↽ − − ⇀ 2 H [ AuOHCl 3 ] ↽ − − ⇀ 2 [ AuOHCl 3 ] − + 2 H + {displaystyle {ce {Au2Cl6 + 2 H2O <=> 2 H[AuOHCl3] <=> 2 [AuOHCl3]- + 2 H+}}}
• Взаимодействует с соляной кислотой и растворами солей щелочных металлов: Au 2 Cl 6 + 2 HCl + 8 H 2 O ⟶ 2 H [ AuCl 4 ] ⋅ 4 H 2 O {displaystyle {ce {Au2Cl6 + 2 HCl + 8 H2O -> 2 H[AuCl4].4H2O}}} Au 2 Cl 6 + 2 NaCl ⟶ 2 Na [ AuCl 4 ] {displaystyle {ce {Au2Cl6 + 2 NaCl -> 2 Na[AuCl4]}}}
• Реакция с избытками щелочей приводит к образованию тетрагидроксоауратов: Au 2 Cl 6 + 8 MeOH + 8 H 2 O ⟶ 2 Me [ Au ( OH ) 4 ] ⋅ 4 H 2 O + 6 MeCl {displaystyle {ce {Au2Cl6 + 8 MeOH + 8 H2O -> 2 Me[Au(OH)4].4H2O + 6 MeCl}}}
• Реакция с гидроксидом калия: Au 2 Cl 6 + 6 KOH ⟶ Au 2 O ↓ + 6 KCl + 3 H 2 O + O 2 ↑ {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+6KOH->Au2O{downarrow }+6KCl{}+3H2O{}+O2{uparrow }}}}
• Восстанавливается цинком: Au 2 Cl 6 + 3 Zn → H 2 O 2 Au ↓ + 3 ZnCl 2 {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+3Zn->[{ce {H2O}}]2Au{downarrow }+3ZnCl2}}}
• При небольшом нагревании реагирует с угарным газом: Au 2 Cl 6 + 4 CO → 55   ∘ C 2 AuCOCl + 2 COCl 2 ↑ {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+4CO->[55~^{circ }{ ext{C}}]2AuCOCl{}+2COCl2{uparrow }}}}
• Восстанавливается иодом при нормальной температуре: Au 2 Cl 6 + 4 I 2 ⟶ 2 AuI + 6 ICl {displaystyle {ce {Au2Cl6 + 4 I2 -> 2 AuI + 6 ICl}}}
• Взаимодействует с иодидом калия: Au 2 Cl 6 + 6 KI ⟶ 2 AuI + 6 KCl + 2 I 2 {displaystyle {ce {Au2Cl6 + 6 KI -> 2 AuI + 6 KCl + 2 I2}}}
• Реакции с фосфином: 2 Au 2 Cl 6 + PH 3 + 4 H 2 O ⟶ 4 AuCl + H 3 PO 4 + 8 HCl {displaystyle {ce {2 Au2Cl6 + PH3 + 4 H2O -> 4 AuCl + H3PO4 + 8 HCl}}} 3 AuCl + PH 3 ⟶ Au 3 P + 3 HCl ↑ {displaystyle {ce {3AuCl{}+PH3->Au3P{}+3HCl{uparrow }}}}
• Реагирует с фосфидом золота и фосфорными кислотами: Au 2 Cl 6 + 6 Au 3 P + 12 H 2 O ⟶ 20 Au ↓ + 6 H 3 PO 2 + 6 HCl {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+6Au3P{}+12H2O->20Au{downarrow }+6H3PO2{}+6HCl}}} Au 2 Cl 6 + 3 H 3 PO 2 + 3 H 2 O ⟶ 2 Au ↓ + 3 H 3 PO 3 + 6 HCl {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+3H3PO2{}+3H2O->2Au{downarrow }+3H3PO3{}+6HCl}}} Au 2 Cl 6 + 3 H 3 PO 3 + 3 H 2 O ⟶ 2 Au ↓ + 3 H 3 PO 4 + 6 HCl {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+3H3PO3{}+3H2O->2Au{downarrow }+3H3PO4{}+6HCl}}}
• Димер хлорида золота(III) восстанавливается перекисью водорода, причём реакция идёт тем легче, чем pH среды больше: Au 2 Cl 6 + 3 H 2 O 2 + 6 KOH ⟶ 2 Au ↓ + 6 KCl + 6 H 2 O + 3 O 2 ↑ {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+3H2O2{}+6KOH->2Au{downarrow }+6KCl{}+6H2O{}+3O2{uparrow }}}}
• В кислых и щелочных растворах Au2Cl6 восстанавливается солями Fe(II). При этом образуется чистое золото: Au 2 Cl 6 + 6 FeCl 2 ⟶ 2 Au ↓ + 3 Fe 2 Cl 6 {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+6FeCl2{}->2Au{downarrow }+3Fe2Cl6}}}
• Соединение также восстанавливается сернистой кислотой (в кислой или нейтральной среде): Au 2 Cl 6 + 3 H 2 SO 3 + 3 H 2 O ⟶ 2 Au ↓ + 3 H 2 SO 4 + 6 HCl {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+3H2SO3{}+3H2O->2Au{downarrow }+3H2SO4{}+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»): Au 2 Cl 6 + 3 SnCl 2 ⟶ 2 Au ↓ + 3 SnCl 4 {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+3SnCl2->2Au{downarrow }+3SnCl4}}}
• Осаждается хлоридом сурьмы(III): Au 2 Cl 6 + 3 SbCl 3 ⟶ 2 Au ↓ + 3 SbCl 5 {displaystyle {ce {Au2Cl6{}+3SbCl3->2Au{downarrow }+3SbCl5}}}
• 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.