தங்கம் (Au): வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் வினைகள் பற்றிய வழிகாட்டி

வேதியியல் பண்புகளின் கண்ணோட்டம்

தங்கம் (Au) என்பது அதன் மந்தத்தன்மை மற்றும் உன்னதப் பண்புகளுக்காக அறியப்படும் ஒரு இடைநிலை உலோகமாகும்.

வினைத்திறன் வரிசையில் நிலை

தங்கம் வினைத்திறன் வரிசையில் மிகக் கீழே, ஹைட்ரஜன் மற்றும் பெரும்பாலான பிற உலோகங்களுக்குக் கீழே அமைந்துள்ளது. இது அதன் மிகக் குறைந்த வேதியியல் வினைத்திறனைக் குறிக்கிறது.

எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்

தங்கத்தின் பாலிங் எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல் ஒப்பீட்டளவில் 2.54 ஆக அதிகமாக உள்ளது. இருப்பினும், அதன் அதிக அயனியாக்கும் ஆற்றல் மற்றும் நிலையான எலக்ட்ரான் அமைப்பு ஆகியவை அதன் வேதியியல் மந்தத்தன்மைக்கு பங்களிக்கின்றன.

பொதுவான வினைத்திறன்

பெரும்பாலான சூழ்நிலைகளில் அரிமானம் மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு எதிராக அதன் விதிவிலக்கான எதிர்ப்பின் காரணமாக தங்கம் ஒரு உன்னத உலோகம் என வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இது சாதாரண சூழ்நிலைகளில் பொதுவான அமிலங்கள், காரங்கள் அல்லது ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிவதில்லை. இதன் பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் +1 (ஆரஸ்) மற்றும் +3 (ஆரிக்) ஆகும்.

காற்று மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் செயல்

தங்கம் காற்று மற்றும் ஆக்ஸிஜனுடன் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் வினைபுரியாதது.

• அறை வெப்பநிலையில்: தங்கம் காற்றின் முன்னிலையில் மங்காது அல்லது ஆக்சிஜனேற்றம் அடையாது.
• சூடுபடுத்தும் போது: தங்கம் அதிக வெப்பநிலையிலும் கூட ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிவதில்லை. அது அதன் உலோக பளபளப்பை காலவரையின்றி தக்க வைத்துக் கொள்கிறது.

காற்று/ஆக்ஸிஜனுடன் வினைக்கான குறிப்பிடத்தக்க வேதியியல் சமன்பாடுகள் இல்லை.

நீர் மற்றும் நீராவியின் செயல்

தங்கம் நீர் மற்றும் நீராவியுடன் முழுமையான மந்தத்தன்மையைக் காட்டுகிறது.

• அறை வெப்பநிலையில்: தங்கம் நீருடன் வினைபுரிவதில்லை.
• சூடுபடுத்தும் போது (நீராவி): தங்கம் சூடான நீராவியுடனும் கூட வினைபுரியாமல் இருக்கும்.

நீர்/நீராவியுடன் வினைக்கான குறிப்பிடத்தக்க வேதியியல் சமன்பாடுகள் இல்லை.

அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களின் செயல்

தங்கம் பெரும்பாலான தனிப்பட்ட அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கிறது, இது உலோகங்களிடையே தனித்துவமானது.

அமிலங்களின் செயல்

• ஆக்சிஜனேற்றமற்ற அமிலங்கள் (எ.கா., HCl, H₂SO₄ நீர்த்த): தங்கம் வினைபுரிவதில்லை.
• ஆக்சிஜனேற்ற அமிலங்கள் (எ.கா., HNO₃ செறிவூட்டப்பட்ட): தங்கம் தனியாக நைட்ரிக் அமிலத்துடன் வினைபுரிவதில்லை.
• அக்வா ரீஜியா (Aqua Regia): இது தங்கத்தை கரைக்கும் ஒரே பொதுவான வினைப்பொருள். அக்வா ரீஜியா என்பது செறிவூட்டப்பட்ட நைட்ரிக் அமிலம் மற்றும் செறிவூட்டப்பட்ட ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் ஆகியவற்றின் கலவையாகும், பொதுவாக 1:3 மோலார் விகிதத்தில் இருக்கும். நைட்ரிக் அமிலம் ஒரு ஆக்சிஜனேற்றியாக செயல்பட்டு Au³⁺ அயனிகளை உருவாக்குகிறது, அதே நேரத்தில் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் ஒரு அணைவாக்கியாக செயல்பட்டு டெட்ராகுளோரோஆரேட்(III) அயனியை ([AuCl₄]⁻) உருவாக்குகிறது, இது கரைசலில் இருந்து Au³⁺ அயனிகளை அகற்றுவதன் மூலம் வினையை முழுமையடையச் செய்கிறது.

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

காரங்களின் செயல்

• பொதுவான காரங்கள் (எ.கா., NaOH, KOH கரைசல்கள் அல்லது உருக்கப்பட்டவை): தங்கம் பொதுவாக பெரும்பாலான பொதுவான காரங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை.
• சயனைடு கரைசல்கள் (ஆக்ஸிஜன் முன்னிலையில்): இந்த வினை தங்கம் பிரித்தெடுப்பதற்கு (சயனைடேற்ற செயல்முறை) மிகவும் முக்கியமானது. தங்கம் கார உலோக சயனைடுகளின் நீர்த்த கரைசல்களில் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நீரின் முன்னிலையில் கரைந்து கரையக்கூடிய டைசயனோஆரேட்(I) அணைவுச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது.

4Au(s) + 8NaCN(aq) + O₂(g) + 2H₂O(l) \rightarrow 4Na[Au(CN)₂](aq) + 4NaOH(aq)

முக்கிய ஆய்வக சோதனை/கண்டறியும் வினைகள்

தங்கம் அதன் அயனி வடிவில், பொதுவாக Au³⁺ அல்லது [AuCl₄]⁻ ஆக, பல்வேறு ஒடுக்கும் காரணிகளைப் பயன்படுத்தி தனிம தங்கமாக ஒடுக்கப்படுவதன் மூலம் கண்டறியப்படலாம்.

டின்(II) குளோரைடு (SnCl₂) உடன் ஒடுக்கம்

இது தங்க அயனிகளுக்கான மிகவும் உணர்திறன் மிக்க மற்றும் சிறப்பியல்பு சோதனை ஆகும். தங்கம்(III) அயனிகள் டின்(II) குளோரைடு மூலம் தனிம தங்கமாக ஒடுக்கப்படுகின்றன, இதன் மூலம் “பர்பிள் ஆஃப் காசியஸ்” (தங்கம் மற்றும் டின் ஆக்சைடுகளின் கூழ்மக் கரைசல்) என்று அழைக்கப்படும் ஊதா நிற வீழ்படிவை உருவாக்குகிறது.

2AuCl₃(aq) + 3SnCl₂(aq) \rightarrow 2Au(s) + 3SnCl₄(aq) (மாற்று அயனிப் பிரதிநிதித்துவம்) 2Au³⁺(aq) + 3Sn²⁺(aq) \rightarrow 2Au(s) + 3Sn⁴⁺(aq)

இரும்பு(II) சல்பேட் (FeSO₄) உடன் ஒடுக்கம்

தங்கம்(III) அயனிகள் இரும்பு(II) சல்பேட் கரைசலால், குறிப்பாக அமில நிலைமைகளில், உலோக தங்கமாக ஒடுக்கப்படலாம். தங்க உலோகத்தின் பழுப்பு/கருப்பு வீழ்படிவு உருவாகிறது.

AuCl₃(aq) + 3FeSO₄(aq) \rightarrow Au(s) + Fe₂(SO₄)₃(aq) + FeCl₃(aq) (மாற்று அயனிப் பிரதிநிதித்துவம்) Au³⁺(aq) + 3Fe²⁺(aq) \rightarrow Au(s) + 3Fe³⁺(aq)

பிற ஒடுக்கும் காரணிகள்

தங்க அயனிகள் ஆக்சாலிக் அமிலம் (H₂C₂O₄), ஹைட்ரஜன் சல்பைட் (H₂S), சல்பர் டை ஆக்சைடு (SO₂), மற்றும் குறிப்பிட்ட நிலைமைகளின் கீழ் எத்தனால் (C₂H₅OH) போன்ற பிற ஒடுக்கும் காரணிகளாலும் ஒடுக்கப்படலாம், இதன் மூலம் உலோக தங்கத்தின் அடர் நிற வீழ்படிவு உருவாகிறது.