పునశ్చరణ మార్గదర్శి: పాఠశాల స్థాయికి ముఖ్యమైన బంగారం (Au) సమ్మేళనాలు

బంగారం యొక్క ప్రధాన సమ్మేళనాల పరిచయం

బంగారం (Au), ఒక ఉత్కృష్ట పరివర్తన లోహం, దాని రసాయనిక నిష్క్రియతకు ప్రసిద్ధి చెందింది. దీని సమ్మేళనాలు తక్కువ సాధారణమైనవి మరియు తరచుగా మరింత చురుకైన లోహాల సమ్మేళనాల కంటే తక్కువ స్థిరంగా ఉంటాయి. పాఠశాల స్థాయి రసాయనశాస్త్రంలో, బంగారం యొక్క సాధారణ ధర్మాలపై, దాని ఉత్కృష్ట లక్షణంపై మరియు ఆక్వా రీజియాలో దాని విలక్షణ ద్రావణంపై ప్రధానంగా దృష్టి సారించబడుతుంది. బంగారం సాధారణంగా +1 (ఆరస్) మరియు +3 (ఆరిక్) ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శిస్తుంది, +3 స్థితి సాధారణంగా జల ద్రావణాలలో మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది.

బంగారం యొక్క ముఖ్య ఆక్సీకరణ స్థితులు:

• +1 (ఆరస్): గోల్డ్(I) క్లోరైడ్ (AuCl) వంటి సమ్మేళనాలలో కనుగొనబడుతుంది.
• +3 (ఆరిక్): మరింత ప్రబలమైన మరియు స్థిరమైన ఆక్సీకరణ స్థితి, గోల్డ్(III) క్లోరైడ్ (AuCl₃) మరియు గోల్డ్(III) ఆక్సైడ్ (Au₂O₃) వంటి సమ్మేళనాలలో కనుగొనబడుతుంది.

గోల్డ్(III) క్లోరైడ్ (ఆరిక్ క్లోరైడ్), AuCl₃

రసాయనిక ఫార్ములా మరియు సాధారణ పేరు

• రసాయనిక ఫార్ములా: AuCl₃
• సాధారణ పేరు: గోల్డ్ ట్రైక్లోరైడ్, ఆరిక్ క్లోరైడ్

ప్రయోగశాల తయారీ

గోల్డ్(III) క్లోరైడ్‌ను అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సన్నగా విభజించబడిన బంగారు పొడిని నేరుగా అధిక క్లోరిన్ వాయువుతో చర్య జరిపి తయారు చేయవచ్చు. ప్రత్యామ్నాయంగా, బంగారం ఆక్వా రీజియాలో కరిగినప్పుడు ఏర్పడే టెట్రాక్లోరోఆరిక్(III) ఆమ్లం యొక్క జాగ్రత్తగా ఆవిరి చేయడం మరియు ఉష్ణ వియోగం ద్వారా దీనిని పొందవచ్చు.

సమతుల్య సమీకరణాలు:

1. ప్రత్యక్ష క్లోరినీకరణ:

   2Au(s) + 3Cl₂(g) \rightarrow 2AuCl₃(s)
   

2. ఆక్వా రీజియా నుండి: బంగారం మొదట ఆక్వా రీజియా తో చర్య జరిపి టెట్రాక్లోరోఆరిక్(III) ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది:

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

   నెమ్మదిగా వేడి చేయడం మరియు నియంత్రిత వియోగం ద్వారా, H[AuCl₄] నుండి AuCl₃ ఏర్పడవచ్చు.

లక్షణాలు

• భౌతిక స్థితి: ఎరుపు-గోధుమ రంగు స్ఫటికాకార ఘనపదార్థం.
• ద్రావణీయత: నీరు, ఇథనాల్ మరియు ఈథర్‌లో బాగా కరుగుతుంది. జల ద్రావణంలో, ఇది ప్రధానంగా టెట్రాక్లోరోఆరేట్(III) అయాన్, [AuCl₄]⁻ గా ఉంటుంది.
• హైగ్రోస్కోపిక్: వాతావరణం నుండి తేమను సులభంగా గ్రహిస్తుంది.
• ఉష్ణ స్థిరత్వం: సుమారు 160°C కంటే ఎక్కువ వేడి చేసినప్పుడు వియోగం చెందుతుంది.

పరీక్షలకు సంబంధించిన చర్యలు

1. నీటిలో జలవిశ్లేషణ/సంశ్లిష్టీకరణ:

   AuCl₃(s) + HCl(aq) \rightarrow H[AuCl₄](aq)
   

   (ఇది క్లోరైడ్ అయాన్ల సమక్షంలో టెట్రాక్లోరోఆరిక్(III) ఆమ్లం ఏర్పడటాన్ని సూచిస్తుంది.)
2. ప్రాథమిక బంగారంగా క్షయకరణం: గోల్డ్(III) క్లోరైడ్ ఒక బలమైన ఆక్సీకరణ కారకం మరియు వివిధ క్షయకరణ కారకాల ద్వారా ప్రాథమిక బంగారంగా సులభంగా క్షయకరణం చెందుతుంది.
   • టిన్(II) క్లోరైడ్ (SnCl₂) తో:

     2AuCl₃(aq) + 3SnCl₂(aq) \rightarrow 2Au(s) + 3SnCl₄(aq)
     

     ఈ చర్య “పర్పుల్ ఆఫ్ కాసియస్” అనే బంగారు పరీక్షలో ప్రసిద్ధి చెందింది, ఇక్కడ కొల్లాయిడల్ బంగారు కణాలు ఊదా రంగును ఇస్తాయి.
   • ఐరన్(II) సల్ఫేట్ (FeSO₄) తో:

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

గోల్డ్(I) క్లోరైడ్ (ఆరస్ క్లోరైడ్), AuCl

రసాయనిక ఫార్ములా మరియు సాధారణ పేరు

• రసాయనిక ఫార్ములా: AuCl
• సాధారణ పేరు: గోల్డ్ మోనోక్లోరైడ్, ఆరస్ క్లోరైడ్

తయారీ

గోల్డ్(I) క్లోరైడ్ సాధారణంగా గోల్డ్(III) క్లోరైడ్ యొక్క నియంత్రిత ఉష్ణ వియోగం ద్వారా ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో (ఉదాహరణకు, సుమారు 160°C వద్ద) తయారు చేయబడుతుంది.

సమతుల్య సమీకరణం:

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

లక్షణాలు

• భౌతిక స్థితి: పసుపు రంగు స్ఫటికాకార ఘనపదార్థం.
• స్థిరత్వం: AuCl₃ కంటే తక్కువ స్థిరంగా ఉంటుంది. ఇది అసమాన వియోగం చెందే అవకాశం ఉంది, ముఖ్యంగా మరింత వేడి చేసినప్పుడు లేదా నీటితో సంపర్కంలో ఉన్నప్పుడు.
• ద్రావణీయత: నీటిలో కరగదు.

పరీక్షలకు సంబంధించిన చర్యలు

1. అసమాన వియోగం: గోల్డ్(I) క్లోరైడ్ అస్థిరమైనది మరియు బంగారం యొక్క మరింత స్థిరమైన ఆక్సీకరణ స్థితులు (0 మరియు +3) గా అసమాన వియోగం చెందుతుంది.

   3AuCl(s) \rightarrow 2Au(s) + AuCl₃(s)
   

గోల్డ్(III) ఆక్సైడ్ (ఆరిక్ ఆక్సైడ్), Au₂O₃

రసాయనిక ఫార్ములా మరియు సాధారణ పేరు

• రసాయనిక ఫార్ములా: Au₂O₃
• సాధారణ పేరు: గోల్డ్(III) ఆక్సైడ్, ఆరిక్ ఆక్సైడ్

తయారీ

గోల్డ్(III) ఆక్సైడ్ పరోక్షంగా తయారు చేయబడుతుంది. మొదట, బలమైన క్షారాన్ని కలపడం ద్వారా గోల్డ్(III) క్లోరైడ్ ద్రావణం నుండి గోల్డ్(III) హైడ్రాక్సైడ్, Au(OH)₃, అవక్షేపించబడుతుంది. ఏర్పడిన హైడ్రాక్సైడ్ అప్పుడు నెమ్మదిగా నిర్జలీకరణం చెంది ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

సమతుల్య సమీకరణాలు:

1. గోల్డ్(III) హైడ్రాక్సైడ్ ఏర్పడటం:

   AuCl₃(aq) + 3KOH(aq) \rightarrow Au(OH)₃(s) + 3KCl(aq)
   

2. గోల్డ్(III) ఆక్సైడ్‌కు నిర్జలీకరణం:

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

లక్షణాలు

• భౌతిక స్థితి: ఎరుపు-గోధుమ రంగు ఘనపదార్థం.
• స్థిరత్వం: ఉష్ణోగ్రతకు అస్థిరమైనది. ఇది మధ్యస్థ వేడి చేసినప్పుడు ప్రాథమిక బంగారం మరియు ఆక్సిజన్‌గా సులభంగా వియోగం చెందుతుంది.
• ద్రావణీయత: నీటిలో కరగదు.
• ఆంఫోటెరిక్ స్వభావం: గాఢ ఆమ్లాలు మరియు బలమైన క్షారాలలో కరిగి ఆమ్ల మరియు క్షార లక్షణాలు రెండింటినీ ప్రదర్శిస్తుంది.

పరీక్షలకు సంబంధించిన చర్యలు

1. ఉష్ణ వియోగం:

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

2. ఆమ్లంతో చర్య (క్షార ఆక్సైడ్ స్వభావం):

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

3. క్షారంతో చర్య (ఆమ్ల ఆక్సైడ్ స్వభావం):

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

   (ప్రత్యామ్నాయంగా, సరళీకరించిన ప్రాతినిధ్యం: Au₂O₃(s) + 2NaOH(aq) \rightarrow 2NaAuO₂(aq) + H₂O(l))

బంగారు సమ్మేళనాల తులనాత్మక లక్షణాలు

సమ్మేళనం	రసాయనిక ఫార్ములా	ఆక్సీకరణ స్థితి	రంగు	ముఖ్య లక్షణం / స్థిరత్వం
గోల్డ్(III) క్లోరైడ్	AuCl₃	+3	ఎరుపు-గోధుమ	హైగ్రోస్కోపిక్, నీటిలో కరుగుతుంది ([AuCl₄]⁻ ను ఏర్పరుస్తుంది), బలమైన ఆక్సీకరణి.
గోల్డ్(I) క్లోరైడ్	AuCl	+1	పసుపు	ఉష్ణ అస్థిరమైనది, నీటిలో కరగదు, అసమాన వియోగం చెందుతుంది.
గోల్డ్(III) ఆక్సైడ్	Au₂O₃	+3	ఎరుపు-గోధుమ	ఉష్ణ అస్థిరమైనది, నీటిలో కరగదు, ఆంఫోటెరిక్.