திருத்த வழிகாட்டி: மேல்நிலைப் பள்ளிக்கு முக்கியமான தங்கம் (Au) சேர்மங்கள்

தங்கத்தின் முக்கிய சேர்மங்களுக்கான அறிமுகம்

தங்கம் (Au) ஒரு உன்னதமான இடைநிலை உலோகம் ஆகும், இது அதன் வேதியியல் மந்தத்தன்மைக்காகப் புகழ்பெற்றது. இதன் சேர்மங்கள் பொதுவாகக் குறைவாகவும், அதிக வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்களின் சேர்மங்களை விட குறைவாக நிலைத்தன்மை கொண்டவையாகவும் இருக்கும். மேல்நிலைப் பள்ளி வேதியியலில், தங்கத்தின் பொதுவான பண்புகள், அதன் உன்னதத் தன்மை மற்றும் அக்குவா ரீஜியாவில் (aqua regia) அதன் சிறப்பியல்பு கரைதல் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்தப்படுகிறது. தங்கம் பொதுவாக +1 (ஆரஸ்) மற்றும் +3 (ஆரிக்) ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டுகிறது, இதில் +3 நிலை பொதுவாக நீர்த்த கரைசல்களில் அதிக நிலைத்தன்மை கொண்டது.

தங்கத்தின் முக்கிய ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்:

• +1 (ஆரஸ்): கோல்ட்(I) குளோரைடு (AuCl) போன்ற சேர்மங்களில் காணப்படுகிறது.
• +3 (ஆரிக்): இது மிகவும் பரவலான மற்றும் நிலைத்தன்மை கொண்ட ஆக்சிஜனேற்ற நிலை ஆகும், இது கோல்ட்(III) குளோரைடு (AuCl₃) மற்றும் கோல்ட்(III) ஆக்சைடு (Au₂O₃) போன்ற சேர்மங்களில் காணப்படுகிறது.

கோல்ட்(III) குளோரைடு (ஆரிக் குளோரைடு), AuCl₃

வேதியியல் வாய்ப்பாடு மற்றும் பொதுப் பெயர்

• வேதியியல் வாய்ப்பாடு: AuCl₃
• பொதுப் பெயர்: கோல்ட் ட்ரைகுளோரைடு, ஆரிக் குளோரைடு

ஆய்வகத் தயாரிப்பு

கோல்ட்(III) குளோரைடு அதிக வெப்பநிலையில், நன்கு தூளாக்கப்பட்ட தங்கப் பொடியை அதிக குளோரின் வாயுவுடன் நேரடியாக வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம் தயாரிக்கலாம். மாற்றாக, தங்கம் அக்குவா ரீஜியாவில் (aqua regia) கரையும் போது உருவாகும் டெட்ரா குளோரோஆரிக்(III) அமிலத்தை கவனமாக ஆவியாக்கி, வெப்பச் சிதைவு செய்வதன் மூலமும் இதை பெறலாம்.

சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகள்:

1. நேரடி குளோரினேற்றம்:

   2Au(s) + 3Cl₂(g) → 2AuCl₃(s)
   

2. அக்குவா ரீஜியாவிலிருந்து: தங்கம் முதலில் அக்குவா ரீஜியாவுடன் வினைபுரிந்து டெட்ரா குளோரோஆரிக்(III) அமிலத்தை உருவாக்குகிறது:

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

   லேசான வெப்பமூட்டல் மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சிதைவின் மூலம், H[AuCl₄] ஆனது AuCl₃ ஐ உருவாக்க முடியும்.

பண்புகள்

• இயற்பியல் நிலை: ஒரு செம்பழுப்பு நிற படிக திண்மம்.
• கரையக்கூடிய தன்மை: நீர், எத்தனால் மற்றும் ஈதர் ஆகியவற்றில் அதிக அளவில் கரையும். நீர்க்கரைசலில், இது முதன்மையாக டெட்ரா குளோரோஆரேட்(III) அயனி, [AuCl₄]⁻ ஆக இருக்கும்.
• ஈரப்பதத்தை உறிஞ்சும் தன்மை: வளிமண்டலத்திலிருந்து ஈரப்பதத்தை உடனடியாக உறிஞ்சும்.
• வெப்ப நிலைத்தன்மை: சுமார் 160°C க்கு மேல் சூடுபடுத்தும் போது சிதைவடையும்.

தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. நீரில் நீராற்பகுப்பு/அணைவு உருவாக்கம்:

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

   (இது குளோரைடு அயனிகள் முன்னிலையில் டெட்ரா குளோரோஆரிக்(III) அமிலம் உருவாவதைக் குறிக்கிறது.)
2. மூல தங்கம் ஆகக் குறைத்தல்: கோல்ட்(III) குளோரைடு ஒரு வலிமையான ஆக்சிஜனேற்றக் காரணியாகும், மேலும் இது பல்வேறு ஒடுக்கும் காரணிகளால் எளிதில் மூல தங்கமாக ஒடுக்கப்படுகிறது.
   • டின்(II) குளோரைடு (SnCl₂) உடன்:

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

     இந்த வினை தங்கத்திற்கான “காசியஸ் ஊதா” (purple of Cassius) சோதனையில் பிரபலமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதில் கூழ்ம தங்கத் துகள்கள் ஒரு ஊதா நிறத்தை அளிக்கின்றன.
   • இரும்பு(II) சல்பேட் (FeSO₄) உடன்:

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

கோல்ட்(I) குளோரைடு (ஆரஸ் குளோரைடு), AuCl

வேதியியல் வாய்ப்பாடு மற்றும் பொதுப் பெயர்

• வேதியியல் வாய்ப்பாடு: AuCl
• பொதுப் பெயர்: கோல்ட் மோனோகுளோரைடு, ஆரஸ் குளோரைடு

தயாரிப்பு

கோல்ட்(I) குளோரைடு பொதுவாக கோல்ட்(III) குளோரைடை ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்பில் (எ.கா., சுமார் 160°C) கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்பச் சிதைவு செய்வதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு:

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

பண்புகள்

• இயற்பியல் நிலை: ஒரு மஞ்சள் படிக திண்மம்.
• நிலைத்தன்மை: AuCl₃ ஐ விட குறைவான நிலைத்தன்மை கொண்டது. இது விகிதச்சீரற்ற சிதைவுக்கு (disproportionation) ஆளாகிறது, குறிப்பாக மேலும் சூடுபடுத்தும் போது அல்லது நீருடன் தொடர்பு கொள்ளும் போது.
• கரையக்கூடிய தன்மை: நீரில் கரையாதது.

தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. விகிதச்சீரற்ற சிதைவு (Disproportionation): கோல்ட்(I) குளோரைடு நிலைத்தன்மை அற்றது மற்றும் தங்கத்தின் மிகவும் நிலைத்தன்மை கொண்ட ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளாக (0 மற்றும் +3) விகிதச்சீரற்ற சிதைவு அடைகிறது.

   3AuCl(s) → 2Au(s) + AuCl₃(s)
   

கோல்ட்(III) ஆக்சைடு (ஆரிக் ஆக்சைடு), Au₂O₃

வேதியியல் வாய்ப்பாடு மற்றும் பொதுப் பெயர்

• வேதியியல் வாய்ப்பாடு: Au₂O₃
• பொதுப் பெயர்: கோல்ட்(III) ஆக்சைடு, ஆரிக் ஆக்சைடு

தயாரிப்பு

கோல்ட்(III) ஆக்சைடு மறைமுகமாகத் தயாரிக்கப்படுகிறது. முதலில், கோல்ட்(III) ஹைட்ராக்சைடு, Au(OH)₃, கோல்ட்(III) குளோரைடு கரைசலிலிருந்து ஒரு வலிமையான காரத்தைச் சேர்ப்பதன் மூலம் வீழ்படிவாக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாகக் கிடைக்கும் ஹைட்ராக்சைடு பின்னர் மெதுவாக நீரிழப்பு செய்யப்பட்டு ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது.

சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகள்:

1. கோல்ட்(III) ஹைட்ராக்சைடு உருவாக்கம்:

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

2. கோல்ட்(III) ஆக்சைடாக நீரிழப்பு:

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

பண்புகள்

• இயற்பியல் நிலை: ஒரு செம்பழுப்பு நிற திண்மம்.
• நிலைத்தன்மை: வெப்ப ரீதியாக நிலைத்தன்மை அற்றது. மிதமான வெப்பமூட்டலின் போது இது எளிதில் மூல தங்கமாகவும் ஆக்சிஜனாகவும் சிதைவடைகிறது.
• கரையக்கூடிய தன்மை: நீரில் கரையாதது.
• ஈரியல்புத் தன்மை (Amphoteric Nature): அமில மற்றும் காரப் பண்புகள் இரண்டையும் வெளிப்படுத்துகிறது, அடர் அமிலங்கள் மற்றும் வலிமையான காரங்கள் இரண்டிலும் கரைகிறது.

தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. வெப்பச் சிதைவு:

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

2. அமிலத்துடன் வினை (கார ஆக்சைடு பண்பு):

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

3. காரத்துடன் வினை (அமில ஆக்சைடு பண்பு):

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

   (மாற்றாக, ஒரு எளிமையான விளக்கம்: Au₂O₃(s) + 2NaOH(aq) → 2NaAuO₂(aq) + H₂O(l))

தங்கச் சேர்மங்களின் ஒப்பீட்டுப் பண்புகள்

சேர்மம்	வேதியியல் வாய்ப்பாடு	ஆக்சிஜனேற்ற நிலை	நிறம்	முக்கியப் பண்பு / நிலைத்தன்மை
கோல்ட்(III) குளோரைடு	AuCl₃	+3	செம்பழுப்பு நிறம்	ஈரப்பதத்தை உறிஞ்சும், நீரில் கரையும் ([AuCl₄]⁻ ஐ உருவாக்குகிறது), வலிமையான ஆக்சிஜனேற்றி.
கோல்ட்(I) குளோரைடு	AuCl	+1	மஞ்சள்	வெப்ப ரீதியாக நிலைத்தன்மை அற்றது, நீரில் கரையாதது, விகிதச்சீரற்ற சிதைவு அடைகிறது.
கோல்ட்(III) ஆக்சைடு	Au₂O₃	+3	செம்பழுப்பு நிறம்	வெப்ப ரீதியாக நிலைத்தன்மை அற்றது, நீரில் கரையாதது, ஈரியல்புத் தன்மை கொண்டது.