संशोधन मार्गदर्शिका: हाई स्कूल के लिए महत्वपूर्ण सोने (Au) के यौगिक

सोने के प्रमुख यौगिकों का परिचय

सोना (Au), एक उत्कृष्ट संक्रमण धातु, अपनी रासायनिक अक्रियता के लिए प्रसिद्ध है। इसके यौगिक अधिक अभिक्रियाशील धातुओं की तुलना में कम सामान्य और अक्सर कम स्थिर होते हैं। हाई स्कूल रसायन विज्ञान में, मुख्य रूप से सोने के सामान्य गुणों, इसकी उत्कृष्ट प्रकृति और एक्वा regia में इसके विशिष्ट घुलनशीलता पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। सोना आमतौर पर +1 (ऑरस) और +3 (ऑरिक) की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है, जिसमें +3 अवस्था जलीय घोल में आम तौर पर अधिक स्थिर होती है।

सोने की प्रमुख ऑक्सीकरण अवस्थाएँ:

• +1 (ऑरस): गोल्ड(I) क्लोराइड ($AuCl$) जैसे यौगिकों में पाया जाता है।
• +3 (ऑरिक): अधिक प्रचलित और स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था, गोल्ड(III) क्लोराइड ($AuCl_3$) और गोल्ड(III) ऑक्साइड ($Au_2O_3$) जैसे यौगिकों में पाई जाती है।

गोल्ड(III) क्लोराइड (ऑरिक क्लोराइड), $AuCl_3$

रासायनिक सूत्र और सामान्य नाम

• रासायनिक सूत्र: $AuCl_3$
• सामान्य नाम: गोल्ड ट्राइक्लोराइड, ऑरिक क्लोराइड

प्रयोगशाला तैयारी

गोल्ड(III) क्लोराइड को सूक्ष्म रूप से विभाजित सोने के पाउडर को उच्च तापमान पर अतिरिक्त क्लोरीन गैस के साथ सीधे अभिक्रिया कराकर तैयार किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, इसे एक्वा regia में सोने के घुलने पर बने टेट्राक्लोरोऑरिक(III) एसिड ($H[AuCl_4]$) के सावधानीपूर्वक वाष्पीकरण और तापीय अपघटन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

संतुलित समीकरण:

1. प्रत्यक्ष क्लोरीनीकरण:

   2Au(s) + 3Cl₂(g) → 2AuCl₃(s)
   

2. एक्वा regia से: सोना पहले एक्वा regia के साथ अभिक्रिया करके टेट्राक्लोरोऑरिक(III) एसिड बनाता है:

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

   हल्के गर्म करने और नियंत्रित अपघटन पर, $H[AuCl_4]$ से $AuCl_3$ प्राप्त हो सकता है।

गुण

• भौतिक अवस्था: एक लाल-भूरा क्रिस्टलीय ठोस।
• घुलनशीलता: पानी, इथेनॉल और ईथर में अत्यधिक घुलनशील। जलीय घोल में, यह मुख्य रूप से टेट्राक्लोरोऑरेट(III) आयन, $[AuCl_4]^-$ के रूप में मौजूद होता है।
• आर्द्रताग्राही: वायुमंडल से नमी आसानी से अवशोषित करता है।
• तापीय स्थिरता: लगभग 160°C से ऊपर गर्म करने पर विघटित हो जाता है।

परीक्षा-संबंधित अभिक्रियाएँ

1. पानी में हाइड्रोलिसिस/कॉम्प्लेक्सेशन:

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

   (यह क्लोराइड आयनों की उपस्थिति में टेट्राक्लोरोऑरिक(III) एसिड के निर्माण को दर्शाता है।)
2. मौलिक सोने में अपचयन: गोल्ड(III) क्लोराइड एक प्रबल ऑक्सीकारक होता है और विभिन्न अपचायकों द्वारा आसानी से मौलिक सोने में अपचयित हो जाता है।
   • Tin(II) क्लोराइड ($SnCl_2$) के साथ:

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

     यह अभिक्रिया सोने के “पर्पल ऑफ कैसियस” परीक्षण में प्रसिद्ध रूप से उपयोग की जाती है, जहाँ कोलाइडल सोने के कण बैंगनी रंग प्रदान करते हैं।
   • Iron(II) सल्फेट ($FeSO_4$) के साथ:

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

गोल्ड(I) क्लोराइड (ऑरस क्लोराइड), $AuCl$

रासायनिक सूत्र और सामान्य नाम

• रासायनिक सूत्र: $AuCl$
• सामान्य नाम: गोल्ड मोनोक्लोराइड, ऑरस क्लोराइड

तैयारी

गोल्ड(I) क्लोराइड को आमतौर पर गोल्ड(III) क्लोराइड के नियंत्रित तापीय अपघटन द्वारा एक विशिष्ट तापमान सीमा (उदाहरण के लिए, लगभग 160°C पर) पर तैयार किया जाता है।

संतुलित समीकरण:

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

गुण

• भौतिक अवस्था: एक पीला क्रिस्टलीय ठोस।
• स्थिरता: $AuCl_3$ की तुलना में कम स्थिर। यह असानुपात (disproportionation) के लिए प्रवण होता है, खासकर आगे गर्म करने पर या पानी के संपर्क में आने पर।
• घुलनशीलता: पानी में अघुलनशील।

परीक्षा-संबंधित अभिक्रियाएँ

1. असानुपात (Disproportionation): गोल्ड(I) क्लोराइड अस्थिर होता है और सोने की अधिक स्थिर ऑक्सीकरण अवस्थाओं (0 और +3) में असानुपातित (disproportionates) होता है।

   3AuCl(s) → 2Au(s) + AuCl₃(s)
   

गोल्ड(III) ऑक्साइड (ऑरिक ऑक्साइड), $Au_2O_3$

रासायनिक सूत्र और सामान्य नाम

• रासायनिक सूत्र: $Au_2O_3$
• सामान्य नाम: गोल्ड(III) ऑक्साइड, ऑरिक ऑक्साइड

तैयारी

गोल्ड(III) ऑक्साइड अप्रत्यक्ष रूप से तैयार किया जाता है। सबसे पहले, गोल्ड(III) क्लोराइड घोल से एक प्रबल क्षार मिलाकर गोल्ड(III) हाइड्रॉक्साइड, $Au(OH)_3$, अवक्षेपित किया जाता है। परिणामी हाइड्रॉक्साइड को फिर हल्के से निर्जलित करके ऑक्साइड बनाया जाता है।

संतुलित समीकरण:

1. गोल्ड(III) हाइड्रॉक्साइड का निर्माण:

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

2. गोल्ड(III) ऑक्साइड में निर्जलीकरण:

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

गुण

• भौतिक अवस्था: एक लाल-भूरा ठोस।
• स्थिरता: तापीय रूप से अस्थिर। यह मध्यम गर्म करने पर आसानी से मौलिक सोने और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है।
• घुलनशीलता: पानी में अघुलनशील।
• उभयधर्मी प्रकृति: अम्लीय और क्षारीय दोनों गुण प्रदर्शित करता है, सांद्रित अम्लों और प्रबल क्षारों में घुल जाता है।

परीक्षा-संबंधित अभिक्रियाएँ

1. तापीय अपघटन:

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

2. अम्ल के साथ अभिक्रिया (क्षारकीय ऑक्साइड व्यवहार):

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

3. क्षार के साथ अभिक्रिया (अम्लीय ऑक्साइड व्यवहार):

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

   (वैकल्पिक रूप से, एक सरलीकृत प्रतिनिधित्व: Au₂O₃(s) + 2NaOH(aq) → 2NaAuO₂(aq) + H₂O(l))

सोने के यौगिकों के तुलनात्मक गुण

यौगिक	रासायनिक सूत्र	ऑक्सीकरण अवस्था	रंग	मुख्य गुण / स्थिरता
गोल्ड(III) क्लोराइड	$AuCl_3$	+3	लाल-भूरा	आर्द्रताग्राही, पानी में घुलनशील ($[AuCl_4]^-$ बनाता है), प्रबल ऑक्सीकारक।
गोल्ड(I) क्लोराइड	$AuCl$	+1	पीला	तापीय रूप से अस्थिर, पानी में अघुलनशील, असानुपातित होता है।
गोल्ड(III) ऑक्साइड	$Au_2O_3$	+3	लाल-भूरा	तापीय रूप से अस्थिर, पानी में अघुलनशील, उभयधर्मी।