પુનરાવર્તન માર્ગદર્શિકા: ઉચ્ચ શાળા માટે મહત્વપૂર્ણ સોના (Au) ના સંયોજનો

સોનાના મુખ્ય સંયોજનોનો પરિચય

સોનું (Au), એક ઉમદા સંક્રમણ ધાતુ, તેની રાસાયણિક નિષ્ક્રિયતા માટે જાણીતું છે. તેના સંયોજનો ઓછા સામાન્ય અને ઘણીવાર વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુઓ કરતાં ઓછા સ્થિર હોય છે. ઉચ્ચ શાળા રસાયણશાસ્ત્રમાં, મુખ્ય ધ્યાન સોનાના સામાન્ય ગુણધર્મો, તેના ઉમદા સ્વભાવ અને એક્વા રેજીયામાં તેના વિશિષ્ટ વિસર્જન પર છે. સોનું સામાન્ય રીતે +1 (ઓરસ) અને +3 (ઓરિક) ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ દર્શાવે છે, જેમાં +3 અવસ્થા જલીય દ્રાવણમાં સામાન્ય રીતે વધુ સ્થિર હોય છે.

સોનાની મુખ્ય ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ:

• +1 (ઓરસ): ગોલ્ડ(I) ક્લોરાઇડ (AuCl) જેવા સંયોજનોમાં જોવા મળે છે.
• +3 (ઓરિક): વધુ પ્રચલિત અને સ્થિર ઓક્સિડેશન અવસ્થા, ગોલ્ડ(III) ક્લોરાઇડ (AuCl₃) અને ગોલ્ડ(III) ઓક્સાઇડ (Au₂O₃) જેવા સંયોજનોમાં જોવા મળે છે.

ગોલ્ડ(III) ક્લોરાઇડ (ઓરિક ક્લોરાઇડ), AuCl₃

રાસાયણિક સૂત્ર અને સામાન્ય નામ

• રાસાયણિક સૂત્ર: AuCl₃
• સામાન્ય નામ: ગોલ્ડ ટ્રાઇક્લોરાઇડ, ઓરિક ક્લોરાઇડ

પ્રયોગશાળામાં તૈયારી

ગોલ્ડ(III) ક્લોરાઇડને ઉચ્ચ તાપમાને ઝીણા ભાગોમાં વિભાજિત સોનાના પાવડરને સીધા વધારાના ક્લોરિન વાયુ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરી શકાય છે. વૈકલ્પિક રીતે, જ્યારે સોનું એક્વા રેજીયામાં ઓગળે છે ત્યારે બનતા ટેટ્રાક્લોરોઓરિક(III) એસિડનું કાળજીપૂર્વક બાષ્પીભવન અને ઉષ્મીય વિઘટન કરીને તેને મેળવી શકાય છે.

સંતુલિત સમીકરણો:

1. સીધો ક્લોરીનેશન:

   2Au(s) + 3Cl₂(g) → 2AuCl₃(s)
   

2. એક્વા રેજીયામાંથી: સોનું સૌપ્રથમ એક્વા રેજીયા સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ટેટ્રાક્લોરોઓરિક(III) એસિડ બનાવે છે:

   Au(s) + 4HCl(aq) + HNO₃(aq) → H[AuCl₄](aq) + NO(g) + 2H₂O(l)
   

   હળવી ગરમી અને નિયંત્રિત વિઘટન પર, H[AuCl₄] AuCl₃ આપી શકે છે.

ગુણધર્મો

• ભૌતિક અવસ્થા: લાલ-ભુરો સ્ફટિકમય ઘન.
• દ્રાવ્યતા: પાણી, ઇથેનોલ અને ઇથરમાં અત્યંત દ્રાવ્ય. જલીય દ્રાવણમાં, તે મુખ્યત્વે ટેટ્રાક્લોરોઓરેટ(III) આયન, [AuCl₄]⁻ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
• હાઇગ્રોસ્કોપિક: વાતાવરણમાંથી ભેજ સરળતાથી શોષી લે છે.
• ઉષ્મીય સ્થિરતા: આશરે 160°C થી વધુ ગરમ કરવાથી વિઘટિત થાય છે.

પરીક્ષા-સંબંધિત પ્રતિક્રિયાઓ

1. પાણીમાં જળવિભાજન/સંકુલ બનાવવું:

   AuCl₃(s) + HCl(aq) → H[AuCl₄](aq)
   

   (આ ક્લોરાઇડ આયનોની હાજરીમાં ટેટ્રાક્લોરોઓરિક(III) એસિડની રચના દર્શાવે છે.)
2. તત્વીય સોનામાં ઘટાડો: ગોલ્ડ(III) ક્લોરાઇડ એક પ્રબળ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે અને વિવિધ રિડ્યુસિંગ એજન્ટો દ્વારા સરળતાથી તત્વીય સોનામાં રિડ્યુસ થાય છે.
   • ટીન(II) ક્લોરાઇડ (SnCl₂) સાથે:

     2AuCl₃(aq) + 3SnCl₂(aq) → 2Au(s) + 3SnCl₄(aq)
     

     આ પ્રતિક્રિયા સોના માટેના “પર્પલ ઓફ કેસિયસ” પરીક્ષણમાં પ્રખ્યાત રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જ્યાં કોલોઇડલ સોનાના કણો જાંબલી રંગ આપે છે.
   • આયર્ન(II) સલ્ફેટ (FeSO₄) સાથે:

     2AuCl₃(aq) + 6FeSO₄(aq) → 2Au(s) + 2Fe₂(SO₄)₃(aq) + 2FeCl₃(aq)
     

ગોલ્ડ(I) ક્લોરાઇડ (ઓરસ ક્લોરાઇડ), AuCl

રાસાયણિક સૂત્ર અને સામાન્ય નામ

• રાસાયણિક સૂત્ર: AuCl
• સામાન્ય નામ: ગોલ્ડ મોનોક્લોરાઇડ, ઓરસ ક્લોરાઇડ

તૈયારી

ગોલ્ડ(I) ક્લોરાઇડ સામાન્ય રીતે ગોલ્ડ(III) ક્લોરાઇડના નિયંત્રિત ઉષ્મીય વિઘટન દ્વારા ચોક્કસ તાપમાન શ્રેણીમાં (દા.ત., આશરે 160°C) તૈયાર કરવામાં આવે છે.

સંતુલિત સમીકરણ:

AuCl₃(s) → AuCl(s) + Cl₂(g)  (at ~160°C)

ગુણધર્મો

• ભૌતિક અવસ્થા: પીળો સ્ફટિકમય ઘન.
• સ્થિરતા: AuCl₃ કરતાં ઓછું સ્થિર. તે ખાસ કરીને વધુ ગરમ કરવાથી અથવા પાણીના સંપર્કમાં આવવાથી અસમાનતા (disproportionation) થવાની સંભાવના ધરાવે છે.
• દ્રાવ્યતા: પાણીમાં અદ્રાવ્ય.

પરીક્ષા-સંબંધિત પ્રતિક્રિયાઓ

1. અસમાનતા (Disproportionation): ગોલ્ડ(I) ક્લોરાઇડ અસ્થિર છે અને સોનાની વધુ સ્થિર ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ (0 અને +3) માં વિઘટિત થાય છે.

   3AuCl(s) → 2Au(s) + AuCl₃(s)
   

ગોલ્ડ(III) ઓક્સાઇડ (ઓરિક ઓક્સાઇડ), Au₂O₃

રાસાયણિક સૂત્ર અને સામાન્ય નામ

• રાસાયણિક સૂત્ર: Au₂O₃
• સામાન્ય નામ: ગોલ્ડ(III) ઓક્સાઇડ, ઓરિક ઓક્સાઇડ

તૈયારી

ગોલ્ડ(III) ઓક્સાઇડ પરોક્ષ રીતે તૈયાર કરવામાં આવે છે. સૌપ્રથમ, ગોલ્ડ(III) હાઇડ્રોક્સાઇડ, Au(OH)₃, ગોલ્ડ(III) ક્લોરાઇડ દ્રાવણમાંથી પ્રબળ બેઝ ઉમેરીને અવક્ષેપિત થાય છે. પરિણામી હાઇડ્રોક્સાઇડને પછી હળવાશથી નિર્જલીકૃત કરીને ઓક્સાઇડ બનાવવામાં આવે છે.

સંતુલિત સમીકરણો:

1. ગોલ્ડ(III) હાઇડ્રોક્સાઇડની રચના:

   AuCl₃(aq) + 3KOH(aq) → Au(OH)₃(s) + 3KCl(aq)
   

2. ગોલ્ડ(III) ઓક્સાઇડમાં નિર્જલીકરણ:

   2Au(OH)₃(s) → Au₂O₃(s) + 3H₂O(l)  (upon gentle heating)
   

ગુણધર્મો

• ભૌતિક અવસ્થા: લાલ-ભુરો ઘન.
• સ્થિરતા: ઉષ્મીય રીતે અસ્થિર. તે મધ્યમ ગરમી પર સરળતાથી તત્વીય સોના અને ઓક્સિજનમાં વિઘટિત થાય છે.
• દ્રાવ્યતા: પાણીમાં અદ્રાવ્ય.
• ઉભયધર્મી સ્વભાવ: એસિડિક અને મૂળભૂત બંને ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે કેન્દ્રિત એસિડ અને પ્રબળ બેઝમાં ઓગળી જાય છે.

પરીક્ષા-સંબંધિત પ્રતિક્રિયાઓ

1. ઉષ્મીય વિઘટન:

   2Au₂O₃(s) → 4Au(s) + 3O₂(g)  (at ~160°C)
   

2. એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા (બેઝિક ઓક્સાઇડ વર્તન):

   Au₂O₃(s) + 6HCl(aq) → 2AuCl₃(aq) + 3H₂O(l)
   

3. બેઝ સાથે પ્રતિક્રિયા (એસિડિક ઓક્સાઇડ વર્તન):

   Au₂O₃(s) + 2NaOH(aq) + H₂O(l) → 2Na[Au(OH)₄](aq)
   

   (વૈકલ્પિક રીતે, એક સરળ રજૂઆત: Au₂O₃(s) + 2NaOH(aq) → 2NaAuO₂(aq) + H₂O(l))

સોનાના સંયોજનોના તુલનાત્મક ગુણધર્મો

સંયોજન	રાસાયણિક સૂત્ર	ઓક્સિડેશન અવસ્થા	રંગ	મુખ્ય ગુણધર્મ / સ્થિરતા
ગોલ્ડ(III) ક્લોરાઇડ	AuCl₃	+3	લાલ-ભુરો	હાઇગ્રોસ્કોપિક, પાણીમાં દ્રાવ્ય ([AuCl₄]⁻ બનાવે છે), પ્રબળ ઓક્સિડાઇઝર.
ગોલ્ડ(I) ક્લોરાઇડ	AuCl	+1	પીળો	ઉષ્મીય રીતે અસ્થિર, પાણીમાં અદ્રાવ્ય, અસમાનતા દર્શાવે છે.
ગોલ્ડ(III) ઓક્સાઇડ	Au₂O₃	+3	લાલ-ભુરો	ઉષ્મીય રીતે અસ્થિર, પાણીમાં અદ્રાવ્ય, ઉભયધર્મી.