బంగారం (Au): రసాయన ధర్మాలు మరియు ప్రతిచర్యల అధ్యయన మార్గదర్శిని
రసాయన ధర్మాల అవలోకనం
బంగారం (Au) ఒక పరివర్తన లోహం, ఇది దాని నిష్క్రియాత్మకత మరియు గొప్పతనం (nobility) కోసం ప్రసిద్ధి చెందింది.
క్రియాశీలత శ్రేణిలో స్థానం
క్రియాశీలత శ్రేణిలో బంగారం హైడ్రోజన్ మరియు ఇతర లోహాలన్నింటి కంటే అట్టడుగున ఉంటుంది. ఇది దాని అత్యంత తక్కువ రసాయన క్రియాశీలతను సూచిస్తుంది.
రుణవిద్యుదాత్మకత
బంగారం సాపేక్షంగా అధిక పౌలింగ్ రుణవిద్యుదాత్మకత 2.54ను కలిగి ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, దాని అధిక అయనీకరణ శక్తి మరియు స్థిరమైన ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం దాని రసాయన నిష్క్రియాత్మకతకు దోహదం చేస్తాయి.
సాధారణ క్రియాశీలత
చాలా వాతావరణాలలో తుప్పు మరియు ఆక్సీకరణకు అసాధారణ నిరోధకత కారణంగా బంగారం ఒక గొప్ప లోహంగా వర్గీకరించబడింది. ఇది సాధారణ పరిస్థితులలో సాధారణ ఆమ్లాలు, క్షారాలు లేదా ఆక్సిజన్తో చర్య జరపదు. దీని అత్యంత సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితులు +1 (ఆరస్) మరియు +3 (ఆరిక్).
గాలి మరియు ఆక్సిజన్ చర్య
గాలి మరియు ఆక్సిజన్తో బంగారం గుర్తించదగినంత నిష్క్రియంగా ఉంటుంది.
- గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద: గాలి సమక్షంలో బంగారం మసకబారదు లేదా ఆక్సీకరణం చెందదు.
- వేడిచేసినప్పుడు: బంగారం అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా ఆక్సిజన్తో చర్య జరపదు. ఇది దాని లోహపు మెరుపును నిరవధికంగా నిలుపుకుంటుంది.
గాలి/ఆక్సిజన్తో చర్యకు ముఖ్యమైన రసాయన సమీకరణాలు లేవు.
నీరు మరియు నీటి ఆవిరి చర్య
నీరు మరియు నీటి ఆవిరి పట్ల బంగారం పూర్తి నిష్క్రియాత్మకతను ప్రదర్శిస్తుంది.
- గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద: బంగారం నీటితో చర్య జరపదు.
- వేడిచేసినప్పుడు (ఆవిరి): అధిక వేడి ఆవిరితో కూడా బంగారం నిష్క్రియంగా ఉంటుంది.
నీరు/నీటి ఆవిరితో చర్యకు ముఖ్యమైన రసాయన సమీకరణాలు లేవు.
ఆమ్లాలు మరియు క్షారాల చర్య
బంగారం చాలా వ్యక్తిగత ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, ఇది లోహాలలో ప్రత్యేకమైనదిగా చేస్తుంది.
ఆమ్లాల చర్య
- ఆక్సీకరణ రహిత ఆమ్లాలు (ఉదాహరణకు, HCl, H₂SO₄ విలీన): బంగారం చర్య జరపదు.
- ఆక్సీకరణ ఆమ్లాలు (ఉదాహరణకు, HNO₃ గాఢ): బంగారం నైట్రిక్ ఆమ్లంతో ఒంటరిగా చర్య జరపదు.
- ఆక్వా రీజియా (Aqua Regia): బంగారాన్ని కరిగించే ఏకైక సాధారణ కారకం ఇది. ఆక్వా రీజియా అనేది గాఢ నైట్రిక్ ఆమ్లం మరియు గాఢ హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం యొక్క మిశ్రమం, సాధారణంగా 1:3 మోలార్ నిష్పత్తిలో ఉంటుంది. నైట్రిక్ ఆమ్లం ఆక్సీకరణ కారకంగా పనిచేసి Au³⁺ అయాన్లను ఏర్పరుస్తుంది, అయితే హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం సంక్లిష్ట కారకంగా పనిచేసి టెట్రాక్లోరోఆరేట్(III) అయాన్ను ([AuCl₄]⁻) ఏర్పరుస్తుంది, ఇది ద్రావణం నుండి Au³⁺ అయాన్లను తొలగించడం ద్వారా ప్రతిచర్యను పూర్తి చేస్తుంది.
Au(s) + HNO₃(aq) + 4HCl(aq) → H[AuCl₄](aq) + NO(g) + 2H₂O(l)
క్షారాల చర్య
- సాధారణ క్షారాలు (ఉదాహరణకు, NaOH, KOH ద్రావణాలు లేదా ద్రవీకరించినవి): బంగారం చాలా సాధారణ క్షారాలతో నిష్క్రియంగా ఉంటుంది.
- సైనైడ్ ద్రావణాలు (ఆక్సిజన్ సమక్షంలో): బంగారం వెలికితీతకు (సైనైడేషన్ ప్రక్రియ) ఈ ప్రతిచర్య చాలా కీలకమైనది. ఆక్సిజన్ మరియు నీరు సమక్షంలో క్షార లోహ సైనైడ్ల విలీన ద్రావణాలలో బంగారం కరిగి, కరిగే డైసైనోఆరేట్(I) సముదాయాలను ఏర్పరుస్తుంది.
4Au(s) + 8NaCN(aq) + O₂(g) + 2H₂O(l) → 4Na[Au(CN)₂](aq) + 4NaOH(aq)
ముఖ్యమైన ప్రయోగశాల పరీక్ష/గుర్తింపు ప్రతిచర్యలు
బంగారం దాని అయానిక్ రూపంలో, సాధారణంగా Au³⁺ లేదా [AuCl₄]⁻ వలె, వివిధ క్షయకరణ కారకాలను ఉపయోగించి మూలక బంగారం తగ్గించడం ద్వారా గుర్తించవచ్చు.
టిన్(II) క్లోరైడ్ (SnCl₂)తో క్షయకరణం
ఇది బంగారు అయాన్ల కోసం అత్యంత సున్నితమైన మరియు విలక్షణమైన పరీక్ష. బంగారం(III) అయాన్లు టిన్(II) క్లోరైడ్ ద్వారా మూలక బంగారంగా క్షయీకరించబడి, “పర్పుల్ ఆఫ్ కాసియస్” (బంగారం మరియు టిన్ ఆక్సైడ్ల కొల్లాయిడల్ విక్షేపణం) అని పిలువబడే ఊదా అవక్షేపాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.
2AuCl₃(aq) + 3SnCl₂(aq) → 2Au(s) + 3SnCl₄(aq)
*(Alternative ionic representation)*
2Au³⁺(aq) + 3Sn²⁺(aq) → 2Au(s) + 3Sn⁴⁺(aq)
ఐరన్(II) సల్ఫేట్ (FeSO₄)తో క్షయకరణం
బంగారం(III) అయాన్లను ఐరన్(II) సల్ఫేట్ ద్రావణం ద్వారా, ముఖ్యంగా ఆమ్ల పరిస్థితులలో లోహ బంగారంగా తగ్గించవచ్చు. బంగారు లోహం యొక్క గోధుమ/నలుపు అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది.
AuCl₃(aq) + 3FeSO₄(aq) → Au(s) + Fe₂(SO₄)₃(aq) + FeCl₃(aq)
*(Alternative ionic representation)*
Au³⁺(aq) + 3Fe²⁺(aq) → 2Au(s) + 3Fe³⁺(aq)
ఇతర క్షయకరణ కారకాలు
బంగారు అయాన్లను ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం (H₂C₂O₄), హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ (H₂S), సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ (SO₂), మరియు ఇథనాల్ (C₂H₅OH) వంటి ఇతర క్షయకరణ కారకాల ద్వారా కూడా నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో తగ్గించవచ్చు, ఇది లోహ బంగారు యొక్క ముదురు అవక్షేపాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.