Золото - крайне малоактивный металл. Даже в природе оно встречается, в основном, в виде самородков (в отличие от щелочных и щелочноземельных металлов, находящихся исключительно в составе минералов или других соединений). При долгом нахождении на воздухе оно не окисляется кислородом (сей благородный металл ценят в том числе и за это). Поэтому найти, в чем растворяется золото, достаточно сложно, но можно.
Промышленный метод
При добыче золота из так называемых золотоносных песков приходится работать со взвесью примерно одинаково мелких частиц золота и песчинок, которые нужно отделить друг от друга. Можно сделать это с помощью промывания, а можно использовать цианид натрия или калия - разницы нет. Дело в том, что золото образует растворимый комплекс с цианид-ионами, а песок не растворяется и остается как есть.
Ключевым моментом в этой реакции является наличие кислорода (того, что содержится в воздухе, достаточно): кислород окисляет золото в присутствии цианид-ионов и получается комплекс. При недостаточном количестве воздуха или сама по себе без цианида реакция не идет.
Сейчас это наиболее распространенный способ промышленного получения золота. Конечно, до получения конечного продукта еще много стадий, но нас интересует конкретно этот этап: растворы цианидов - то, в чем растворяется золото.
Амальгама
Процесс амальгамации также применяют в промышленности, только уже при работе с рудами и твердыми породами. Суть его заключается в способности ртути образовывать амальгаму - интерметаллическое соединение. Строго говоря, ртуть в этом процессе не растворяет золото: оно остается в амальгаме в твердом виде.
При амальгамации идет смачивание породы жидкой ртутью. Однако процесс "вытягивания" золота в амальгаму долгий, опасный (пары ртути ядовиты) и малоэффективный, поэтому этот метод уже редко где применяют.
Царская водка
Есть много кислот, способных разъедать живые ткани и оставлять страшные химические ожоги (вплоть до летального исхода). Однако нет такой одиночной кислоты, в какой растворяется золото. Из всех кислот подействовать на него может только знаменитая смесь - царская водка. Это азотная и соляная (хлороводородная) кислоты, взятые в соотношении 3 к 1 по объему. Замечательные свойства этого адского коктейля обусловлены тем, что кислоты берутся в очень больших концентрациях, что сильно повышает их окислительную способность.
Царская водка начинает действовать с того, что азотная кислота начинает окислять сперва соляную, и в ходе этой реакции образуется атомарный хлор - очень реакционноспособная частица. Именно она идет на атаку золота и образует с ним комплекс - золотохлористоводородную кислоту.
Это очень полезный реактив. Очень часто золото хранят в лаборатории именно в виде кристаллогидрата такой кислоты. Нам же оно служит лишь подтверждением того, что золото растворяется в царской водке.
Стоит еще раз обратить внимание на то, что окисляет металл в этой реакции не одна из двух кислот, а продукт их взаимной реакции. Так что если взять, например, одну лишь "азотку" - известную кислоту-окислитель - ничего не выйдет. Ни концентрация, ни температура не смогут сделать так, чтобы золото растворилось в азотной кислоте.
Хлорка
В отличие от кислот, в частности хлороводородной кислоты, отдельные вещества могут стать тем, в чем растворяется золото. Широко известная бытовая хлорка - раствор газообразного хлора в воде. Конечно, обычным магазинным раствором ничего не сделаешь, нужны концентрации повыше.
Хлорная вода действует следующим образом: хлор диссоциирует на соляную и на хлорноватистую кислоты. Хлорноватистая кислота под светом разлагается на кислород и соляную кислоту. В таком разложении выделяется атомарный кислород: как и атомарный хлор в реакции с царской водкой, он очень активен и окисляет золото за милую душу. В итоге опять получается комплекс золота с хлором, как и в предыдущем способе.
Другие галогены
Кроме хлора, золото также неплохо окисляют и другие элементы седьмой группы таблицы Менделеева. В полной мере сказать о них: "то, в чем растворяется золото" - трудно.
С фтором золото может реагировать по-разному: при прямом синтезе (с температурой 300-400°С) образуется фторид золота III, который в воде немедленно гидролизуется. Он настолько неустойчив, что разлагается даже при воздействии плавиковой (фтороводородной) кислоты, хотя среди фторид-ионов ему должно быть комфортно.
Также действием сильнейших окислителей: фторидов благородных газов (криптона, ксенона) можно получить и фторид золота V. Такой фторид вообще взрывается при контакте с водой.
С бромом дела обстоят несколько проще. Бром в обычных условиях - жидкость, и золото неплохо рассеивается в его растворах, образуя растворимый бромид золота III.
С йодом золото также реагирует при нагревании (до 400°С), образуя йодид золота I (такая степень окисления объясняется меньшей активностью йода по сравнению с другими галогенами).
Таким образом, золото, несомненно, реагирует с галогенами, однако растворяется ли золото в них - спорное утверждение.
Раствор Люголя
На самом деле, йод (обычный йод I 2) в воде нерастворим. А растворим его комплекс с йодидом калия. Это соединение называется раствором Люголя - и он умеет растворять золото. Между прочим, им же часто смазывают горло болеющим ангиной, так что не все так однозначно.
Эта реакция также идет через образование комплексов. Золото образует с йодом комплексные анионы. Используется, как правило, для травления золота - процесс, при котором взаимодействие идет только с поверхностью металла. Раствор Люголя удобен в этом случае, потому что в отличие от царской водки и цианидов, реакция идет заметно медленнее (и реактивы доступнее).
Бонус
Говоря о том, что одиночные кислоты - это то, в чем золото не растворяется, мы немного соврали - на самом деле такие кислоты есть.
Хлорная кислота - одна из самых сильных кислот. Ее окислительные свойства чрезвычайно высоки. В разбавленном растворе они проявляются плохо, однако в больших концентрациях творят чудеса. При реакции образуется ее соль перхлорат золота - желтый и неустойчивый.
Из кислот, в каких растворяется золото, есть еще горячая концентрированная В результате также образуется соль - селенат золота красно-желтого цвета.
Часто возникает необходимость очистить золото от других металлов, содержащихся в сплаве или в ломе. При получении золота путем цианирования, растворения руды в растворе цианистого калия, в конечном продукте золото также часто оказывается в смеси с серебром и медью.
При необходимости сделать из низкопробного золота высокопробное возникает та же задача — очистить драгметалл от сопутствующих примесей. Классический способ, позволяющий достаточно просто провести очистку, растворение золота в царской водке.
Растворение золота
Самостоятельно приготовленная смесь
Царская водка, или Aqua Regia, это смесь концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1:3 по объему и примерно 1:2 по массе. Если точнее, 65-68% по массе азотной кислоты (HNO3) и 32-35% соляной кислоты (HCl). Столь странное название этой смеси было дано алхимиками: только эта «водка» обладала способностью растворять «царя металлов» — золото (само слово «водка» в русском научном языке обозначало химическую «воду» — жидкий реактив; за крепким алкогольным напитком этот термин закрепился уже намного позже).
В результате реакции металлического золота с царской водкой образуется комплексное соединение — золотохлористоводородная кислота, или тетрахлораурат водорода. При этом происходит следующая реакция:
Au + HNO3 + 4 HCl = HAuCl4 + NO + 2 H2O.
Исходя из данного химического уравнения и плотности царской водки получается, что для растворения 1 грамма золота нужно минимум 5 мл реактива. При этом на самом деле растворяется золото только в соляной кислоте. Ни азот, ни кислород в состав золотохлористоводородной кислоты не входят. Азотная кислота выступает только как окислитель, катализирующий вступление золота в реакцию. В связи с этим процесс растворения лучше производить следующим образом.
Прежде всего, если мы имеем дело с содержащим золото ломом, нужно с помощью магнита удалить ферромагнитные частицы. После этого максимально очистить золото от примесей с помощью других кислот, прежде всего чистой азотной. Лишь затем можно начинать процесс растворения золота.
Сначала нужно отмерить по 3.75 мл соляной кислоты на каждый грамм золотосодержащего металла и залить его только ей одной. Если при этом начинается более-менее заметная реакция, значит, какие-то примеси уже начали растворяться. Нужно дождаться окончания процесса, слить раствор и залить металл новой порцией соляной кислоты. Теперь нужно начать подогревать емкость с реактивом, понемногу добавляя азотную кислоту из расчета 1.25 мл на 1 грамм металла.
Главное — не переборщить с азотной кислотой, так как при осаждении золота из раствора именно от нее нужно будет наиболее последовательно избавляться. Как только весь металл растворится, следует сразу же перестать добавлять ее в раствор. Притом не обязательно растворится все исходное вещество: серебро, в отличие от золота, в царской водке пассивируется за счет образования плотной хлоридной пленки на поверхности. После того как растворение закончилось, следует продержать раствор нагретым около получаса.
Фильтрование раствора
Теперь настало время отфильтровать раствор. Пока фильтр можно использовать достаточно грубый, а более тонкая очистка произойдет позже.
Полученный в результате осадок
Следует понимать, что сама по себе царская водка — вещество достаточно неустойчивое: соляная и азотная кислоты вступают в реакцию между собой. Изначально прозрачная, она вскоре окрашивается в оранжево-буроватый оттенок оксидов азота, а потом и вовсе теряет окислительные свойства. При этом происходят следующие реакции:
HNO3 + 3 HCl = 2Cl + NOCl + 2H2O
Кроме того, обе кислоты просто испаряются. В связи с этим, целесообразно на этой стадии выдержать раствор около суток, так как это облегчит дальнейший процесс выпаривания азотной кислоты.
При выпаривании следует добавить к раствору небольшое количество серной кислоты, не более 50 мл на литр. Это поможет осадить остаточные количества свинца и хлорида серебра (который, хоть и малорастворим, в небольших количествах в растворе может присутствовать). Кроме того, и процесс выпаривания пойдет быстрее.
Нагревание производится медленно и осторожно. Раствор упаривается до консистенции сиропа (не более!). До кипения доводить нельзя, так как в этом случае нельзя исключать выпадения золота в виде металлического осадка уже на этой стадии.
После добавляем к раствору соляную кислоту до исходного объема и снова упариваем до сиропообразного состояния. Процесс повторяется трижды. Следом за этим жидкость разбавляется в 2 раза холодной водой и оставляется в холоде на сутки. При этом остатки хлорида серебра должны выпасть в осадок: он растворяется только в концентрированной соляной кислоте, и тем лучше, чем выше температура. Соответственно, при падении концентрации и температуры AgCl осаждается. Вот теперь проводится фильтрование «по полной программе»: никакой мути в растворе остаться не должно.
Аффинаж золота – это процесс очистки жёлтого драгоценного металла от различных примесей, в результате проведения которого предполагается возможным получение чистого драгметалла. Аффинаж золота можно проводить в домашних и лабораторных условиях. Специфика и особенности этого процесса зависят от способов и места его проведения. Мы предлагаем вам ознакомиться с альтернативными способами аффинажа золота в домашних и лабораторных условиях.
Получить аффинированное (чистое) золото можно электролитическим или химическим способом. В ювелирном производстве, как правило, используют химический способ аффинажа ввиду того, что целесообразность применения электролитического способа проявляется исключительно при больших объёмах драгметалла и регулярном применении, то есть на больших производствах.
В целом, специалисты обычно называют три альтернативных способа очистки золота от примесей:
- мокрый (химический);
- сухой (обработка хлором);
- электролитический.
Химический способ рассчитан исключительно на переработку тех благородных металлов (в том числе и золота), примеси которых могут содержать в себе не только другие металлы, но и их соединения или же природные сплавы.
Выбор способа и метода аффинажа золота главным образом зависит от состава сплава или соединения.
Если в составе сплава содержится большое количество серебра, которое, как известно, препятствует его растворению в царской водке, образуя нерастворимый слой в кислоте, в такой сплав обыкновенно в качестве «разрыхлителя» добавляют медь.
Важно, чтобы процентное содержание серебра в таком сплаве составляло не менее пяти процентов всей его массы.
После этого компоненты растворяют в азотной кислоте, которая помогает удалить нежелательные частицы серебра, а металлы, которые выпали в осадок, окисляют посредством использования царской водки, после чего восстанавливают их. В случае с золотом таким восстановителем будет хлорид олова.
Аффинаж золота посредством использования хлора заключается в измельчении сплава металла до порошка и пропускании газообразного хлора через этот нагретый порошок. Результатом этой реакции является следующее: образуется соль металла (в случае с золотом – хлорид золота).
Если в примеси содержатся другие металлы, то вам важно знать следующее: при высоком нагревании хлорид серебра концентрируется в верхней части, а соли других металлов находятся ниже.
Электролитический способ заключается в осаждении драгметаллов на электроде. Он включает в себя два этапа:
- Растворение одного из электродов в царской водке или соляной кислоте, которое происходит под действием тока.
- Осаждение драгметаллов на втором электроде, которое происходит в виде слоёв, первый из которых будет представлять самый благородный металл.
Для получения золота электролитическим аффинажем необходимо использовать золото пробы не ниже 950. Только из такого материала в результате можно получить Fine Gold 999,9 пробы.
О других способах аффинажа золота в домашних и лабораторных условиях мы расскажем в деталях ниже.
С использованием цинка
Для того чтобы очистить золото от примесей первоначально его необходимо смешать с цинком. Для проведения данной операции потребуются следующие инструменты:
- тигель;
- большой и прочный пинцет;
- стальная спица;
- титановая палочка толщиной два-три миллиметра;
- колба из огнеупорного стекла;
- электрическая плита;
- колпак с отверстием на дне;
- аппарат для плавки металла.
Материалы, которые необходимы для проведения аффинажа:
- Чистая бура (в идеале – аптечная).
- Азотная кислота (65-70%).
- Соляная кислота (36-38%).
- Цинк-разрыхлитель.
Это важно! На каждые десять грамм золотого лома необходимо использовать десять грамм цинка.
Изначально тигель необходимо просушить и раскалить на электроплите. После этого в углубление тигеля добавляем буру. С помощью пинцета опускаем лом в тигель и нагреваем до покраснения. Следующим этапом посыпаем лом щепоткой буры.
Температура плавки должна соответствовать следующей:
- 999 проба – 1068 градусов по Цельсию;
- сплавы с серебром и медью 500 и ниже пробы – 900 градусов по Цельсию.
После полного расплавления золота и образования жидкого шарика добавляем маленькие кусочки цинка, оптимальный размер которых 6х6х6 миллиметров. Добавлять следующий кусочек цинка можно только тогда, когда растворится предыдущий.
Полученный таким образом сплав необходимо размельчить в ступке, предварительно накрыв её материей.
Полученный таким образом порошок необходимо поместить в стеклянную колбу и поставить её на электроплиту. В колбу залить шестьдесят-семьдесят миллилитров концентрированной азотной кислоты. Когда пройдёт реакция, следует добавить ещё сорок-пятьдесят миллилитров кислоты. Процедуру повторить два-три раза.
Это важно! Общий объём кислоты не должен превышать двести миллилитров.
После того, как пройдёт реакция, колбу с раствором необходимо установить на плиту и довести до кипения на медленном огне.
Далее – промываем осадок с помощью добавления в остывший раствор в колбе чистой холодной воды, объём которой должен составлять половину объёма колбы. Раствор взболтать и дождаться оседания хлопьев золота на дно. Жидкость аккуратно слить так, чтобы осадок остался в колбе. Осадок промывать до тех пор, пока вода с осадком не станет прозрачной.
Вместе с осадком оставляем в колбе небольшое количество воды. Берём глубокую посудину, застилаем её дно марлей, и выливаем остаток в посуду. Осадок, оставшийся на марле, обильно посыпаем бурой, завязываем в тугой узелок, промокаем фильтровальной бумагой, и помещаем в тигель.
Узел и тигель вновь посыпаем бурой и помещаем на электроплиту, тигель накрываем колпаком. Греть необходимо до тех пор, пока марля не истлеет, а бура не расплавится. Осадок склеится в небольшой ком, после чего можно снять колпак и плавить золото. В результате должен образоваться красный шарик на дне тигля.
Прекращать процесс можно только тогда, если при прекращении нагревания золото начинает затвердевать в течение нескольких секунд, а его поверхность становиться чистой и блестящей.
Затвердевший на дне тигля металл необходимо сразу достать, очисть от буры прокипятив в растворе отбела, состав которого следующий:
- пол-литра воды;
- десять миллилитров азотной кислоты;
- двадцать миллилитров соляной кислоты.
Время кипячения – пять минут в колбе.
Слиток ополаскиваем в чистой воде.
Электролиз
Электролитический способ аффинажа золота в наше время – самый простой и эффективный.
Для его применения необходимо наполнить большую ванну смесью хлорного золота и соляной кислоты.
Аноды электролитических ванн в процессе такого аффинажа отливаются из требующего очистки золота , а катоды образуются из специальной волокнистой золотой жести.
Электрохимическая реакция происходит за счёт подачи напряжения в ванне на электроды, благодаря чему на жести оседает чистое золото, проба которого часто достигает 999,9.
В процессе такого аффинажа на дне ванны образуется шлам, который содержит в себе все дополнительные примеси, которые были в сплаве до начала процесса.
Железный купорос
Если золото в изделии представляет собой хлорид жёлтого драгметалла, который растворён в «царской водке», для аффинажа такого изделия необходимо использовать раствор сернокислого железа.
Сульфат железа растворяют в воде , пропорции сульфата и воды следующие: один к двум. Если раствор помутнел (это связано с происходящим процессом окисления) в раствор необходимо поместить чистые железные гвозди. Пропорции следующие: пять грамм гвоздей на сто грамм раствора.
Первый этап аффинажа заключается в испарении избытка азотной кислоты под вытяжным колпаком. Для этого «царскую водку» в совокупности с хлоридом золота необходимо нагреть в фарфоровой чаше с добавлением хлорида натрия, который поможет предотвратить распад хлорид золота.
Между такой чашкой и открытым огнём необходимо поместить железную сетку с асбестовым покрытием. Раствор в процессе нагревания необходимо помешивать стеклянной палочкой и попеременно добавлять в него небольшое количество соляной кислоты.
Это важно! Необходимо добиться загустевания жидкости до сиропообразного состояния, после чего её необходимо остудить. Когда жидкость остынет, нужно добавить соляную кислоту и отфильтровать жидкость.
К фильтрату добавляют насыщенный раствор сульфата железа. Благодаря таким манипуляциям золото выпадет в осадок и приобретёт вид красно-коричневого тяжёлого порошка, образовавшегося на дне сосуда.
Такой осадок также необходимо отфильтровать, промыть водой и собрать на бумажном фильтре, который впоследствии сжечь. Полученный таким образом металл – ни что иное как чистое золото.
Правильность проведения всех описанных манипуляций гарантирует получение чистого золота наивысшей пробы.
Видео об аффинаже золота железным купоросом
Хлорное олово
Уникальность процесса аффинажа с использованием хлорного олова заключается в том, что он:
- простой в применении;
- не вреден для здоровья;
- в осадок выпадает только золото.
Сам процесс заключается в следующем:
Необходимо взять порошок хлорного олова, к которому добавить одну часть воды и одну часть соляной кислоты.
В золотосодержащий раствор необходимо добавить хлорное олово. При наличии золота – произойдёт реакция.
Если реакция произошла, раствор необходимо оставить на двенадцать-двадцать четыре часа.
Осадок выпадет на дно. Его необходимо прокипятить в соляной кислоте, благодаря чему он приобретёт желтоватый окрас.
Более детально процесс описан на видео, представленном ниже.
Видео об аффинаже золота хлорным оловом
Сущность аффинажа
Процесс аффинажа золота не такой сложный по своей сущности, как может показаться на первый взгляд.
Его довольно просто проделать не только в лабораторных условиях и с наличием специальных знаний, но и дома, имея под рукой минимум реагентов.
Царская водка представляет собой состав концентрированных соляной и азотной кислот в соотношении по объему 1:3. Данный синтез имеет сильнейшую окислительную способность, растворяя даже золото. Но почему она так называется? Все просто, царская водка, способна растворить «царя металлов», то есть золото, а водка от ласкательного водица. В трудах Альберта Великого эта субстанция упоминалась как «aqua secunda» вторичная водка, позже другие алхимики в своих сочинениях называли её «aqua regia (regis)».
История царской водки
Поворотным ключом в развитии химии стал XIII век, когда алхимики открыли сильные минеральные кислоты, способные растворять многие нерастворимые в воде вещества. До этого мир знал лишь о уксусной кислоте, известной еще с античных времен. Вновь открытые кислоты оказались в миллион раз сильнее, что вынесло алхимию на новый рубеж, ведь стало возможным производить множество химических процессов и реакций. Так вскоре была открыта и азотная кислота, названная «aqua fortis» - крепкая вода, разъедающая всё, что вступало с ней в контакт, за исключением золота, все известные на то время металлы. Спустя три века открыли хлористый водород (соляную кислоту).В 1597 году алхимик Андреас Либавия впервые описал приготовление царской водки, путём смешивания концентрата азотной и соляной кислоты. До этого были попытки получения алкагеста, перегоняя в стеклянном сосуде сухим путем смеси селитры, нашатыря, медного купороса и квасцов и накрывая крышкой или колпаком. Этот способ был описан в XIV веке алхимиком Псевдо-Гебером, но был очень кропотливым и сложным, к тому же такая смесь могла справиться с серебром, но золото было ему неподвластным. И вот в XVI веке универсальный растворитель всё же был найден и изобретение «царская водка» способствовало становлению технической химии и усовершенствованию пробирного анализа.
Из каких кислот состоит царская водка
Что касается состава царской водки, оказалось, что химическая смесь соляной и азотной кислоты при взаимодействии своих компонентов усиливает свои способности в несколько раз. Смесь получилась настолько сильной, что в ней растворяется золото, и даже платина при соотношении 1:4 (соляная кислота при реакции с азотной кислотой высвобождает хлор, при этом раствор зеленеет, а частицы свободного хлора атакуют золото).Формула взаимодействия выглядит так:
Кислота азотная окисляет кислоту соляную
HNO3 + 3HCl = NOCl + Cl2 + 2H2O.
Во время этого процесса появляется два активных вещества: нитрозилхлорид и хлор, которые в состоянии растворить золото:
Au + NOCl2 + Cl2 = AuCl3 + NO.
Хлорид золота моментально присоединяет к себе молекулу HCl, при этом образуется тетрахлорозолотая кислота, еще известна в народе как «хлорное золото»: AuCl3 + HCl = H (AuCl4).
Приготовление царской водки в домашних условиях должно проходить с соблюдением всех мер безопасности и хорошо проветриваемом помещении.
Чтобы приготовить царскую водку, Вам понадобиться обзавестись двумя основными ингредиентами: концентрированная соляная и азотная кислота.
Так же настоятельно рекомендуем использовать только стеклянные пробирки (с отметками) и стеклянную палочку для равномерного размешивания «гремучей смеси». Оригинальный состав представляет собой смесь двух кислот в количественном соотношении 1: 3. Смешивайте, используя только одну пробирку, не отмеряйте кислоты в других емкостях, таким образом Вы минимизируете шанс проливания кислоты.
Теперь нужно обговорить по отдельности те компоненты, с которыми Вам придётся столкнуться при изготовлении царской водки.
Азотная кислота
Одноосновная кислота, чувствительна к свету, имеет очень резкий удушливый запах. Азотная кислота при сильном освещении будет распадаться на оксид азота и воду. В связи с этим, одну из сильнейших кислот, хранят в темной или непрозрачной емкости. Концентрированный раствор азотной кислоты, не растворяет алюминий и железо, поэтому можно смело хранить в металлической посуде.
Хочется отметить, что азотная кислота есть очень сильным электролитом (как и большинство кислот) и окислителем. Очень интересным фактом, есть то, что азотная кислота (как и озон) может образоваться в атмосфере при сильных вспышках молнии. Состав атмосферного воздуха состоит на 78% из Азота, который реагирует с атмосферным кислородом. В результате такой реакции получается оксид азота (NO). В последствии при дальнейшем окислении на открытом воздухе оксид азота преобразовывается в диоксид азота (NO2 или как его еще называют бурый газ). Когда атмосферная влага вступает в реакцию с диоксидом Азота, получается азотная кислота. Концентрация в таких случаях минимальна, и она совсем не опасна для людей, животных и природы.
Соляная кислота
Вторым компонентом царской водки есть соляная кислота. Эта кислота бесцветная, на открытом воздухе выделяет пар в виде «дыма», очень сильно едкая жидкость (соляная кислота технического значения может иметь желтоватый оттенок из-за наличия в ней примесей железа и хлора).
Когда речь идет о физических свойствах соляной кислоты, здесь нужно отметить ее сильную сторону при растворении всех металлов (которые стоят в ряду напряжения до водорода) при этом выделяется Н2 и образуются соли хлоридов). Нужно быть очень осторожным при использовании данной кислоты, проводить работу или эксперименты на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении, так как кислота имеет очень резкий запах и сильно раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей человеческого организма.
Производство соляной кислоты происходит путем растворения газообразного хлороводорода в обычной воде (Н2О). В свою очередь хлороводород можно получить путем взаимодействия на хлорид натрия высококонцентрированной серной кислотой.
Применение царской водки
Многие советские и постсоветские семьи наизусть знали состав царской водки. В народе ее применяют для растворения золота в домашних условиях, с целью извлечения чистого золота из микросхем, транзисторов, наручных часов и других ненужных приборов, которые в своем составе имеют небольшое количество золота.Основным аспектом успешного завершения, задуманного Вами химического эксперимента с царской водкой есть безопасность. Используйте средства индивидуальной защиты, соблюдайте правила безопасности, будьте предельно бдительны и внимательны, на кону будет стоять Ваша жизнь и здоровье.
Видео о царской водке
Наш сайт предлагает в этой статье интересную информацию о том, как можно зарабатывать деньги, на золоте добывая его в домашних условиях. Прежде чем добывать , давайте предварительно ознакомимся, какие радиодетали могут служить сырьевым материалом для добычи золота. Золото можно добывать из различных , позолоченных корпусов часов, браслетов, тарелок, чашек, столовых приборов и других предметов которые могут быть позолоченными.
Тем людям, которые решили зарабатывать деньги на золоте, хотелось бы сказать, что скупать корпуса часов с позолоченной оправой довольно сложно, а получать золото с посуды, с нанесенной на нее золотой краской, вряд ли удастся очень много. Поэтому золото лучше добывать из радиодеталей, это как нам кажется наиболее перспективное направление самостоятельного добывания золота в домашних условиях.
Перед тем как начать добывать сначала нужно собрать или скупить золотосодержащие элементы. Только не думайте о том, что это все так просто. Прошли те 90-е золотые годы для домашних золотодобытчиков, когда они килограммами выплавляли и добывали золото из радиодеталей, радиоаппаратуры, предметов бытовой техники.
Многие читатели нашего сайта могут задуматься над вопросом, почему радиодетали покрываются именно золотом, а скажем не серебром. Серебро, с точки зрения электропроводности намного лучше, чем золото. Серебряный металл в отличие от золотого, имеет меньшее удельное электрическое сопротивление. Так почему же тогда золото так часто применяют в радиодеталях? Серебро в отличие от золота, несмотря на свою высокую электропроводность это металл, который со временем начинает подвергаться окислению, а золото такой быстрой способностью к окислению не обладает. Золото обладает инертными свойствами, не окисляется на атмосферном воздухе и не вступает в химическую реакцию с другими химическими элементами периодической системы Д.И.Менделеева. Поэтому золото лучше использовать при изготовлении электрических контактов, так как они считаются наиболее надежными и долговечными. Даже спустя многие годы золотые контакты радиодеталей или разъемы будут оставаться неизменными.
Посетители нашего сайта могут сильно удивиться, если узнают о том, что каждый день носят с собой небольшое количество золота. У каждого мобильного телефона имеется сим–карта, которая содержат немного золота. Поэтому домашние золотодобытчики так же могут задуматься над тем, как это золото можно извлечь из этого устройства.
Золото можно добывать из вторичного сырья двумя способами: извлекать золото химическим способом с помощью химического реактива - «царской водки» (методом «вытравливания») или добывать золото - методом электролиза.
Самый простой способ получить золото это добывать его методом вытравливания. Этот способ получения драгоценного металла из радиодеталей сравнительно прост. Метод вытравливания основан на химической инертности золота, то есть на его способности вступаю в химическую реакцию с другими химическими элементами. Если вспомнить школьную химию, то золото это металл, который сочетает в себе высокую химическую инертность, от этого металл становится красивым, что делает его, незаменимым благородным и драгоценным металлом для ювелирного дела. Если золото, как и серебро не были такими инертными металлами, их бы не смогли находить в природе в самородном состоянии.
Если проводить сравнение золота с медью и серебром, золото крайне инертно по отношению к кислороду и сере. Золото может реагировать с галогенами только при нагревании. Поэтому для того чтобы растворить золото и перевести его в раствор, необходим очень сильный окислитель металлов и таким окислителем является - «царская водка».
«Царскую водку» можно просто сделать в домашних условиях. Она приготавливается из смеси концентрированных азотной и соляной кислот, взятых по объему в соотношение 1:3. Если пересчитывать их на чистое вещество, то соотношение должно быть 1:2.
«Царская водка» это жидкость желтовато - оранжевого цвета, которая имеет сильный запах хлора и диоксида азота. Только, что самостоятельно приготовленная «царская водка» не имеет цвета, однако вскоре приобретает оранжевый цвет.
Почему «царская водка» проявляет такую высокую окислительную способность в отношении золота? При взаимодействии концентрированных соляной и азотной кислоты образуется сложная смесь высокоактивных продуктов, в том числе «ассоциатов» и свободных радикалов. «Ассоциаты» это ассоциация или объединение простых ионов или молекул в более сложные молекулы, при этом такая связь не вызывает химическое изменение природы самого вещества. Из сказанного видно, что есть ассоциация ионов и молекул. Причиной образования ионных «ассоциантов» является следствием проявления электростатических сил. Простые ионные «ассоциаты» - два или три иона, которые представляют собой нейтральные или заряженные частицы. Ассоциация или объединение молекул обуславливается действием межмолекулярных сил. Ассоциация влияет на свойства растворов и образование комплексных соединений. Так вот наличие в сильно – кислой или в реакционной среде таких продуктов взаимодействия как: хлорида нитрозила NOCl и атомарного хлора, делает «царскую водку» одним из самых сильных окислителей.
Смесь «царскую водку» лучше готовить сразу перед ее применением. Это очень важно! Так как «царская водка» при хранении разлагается с образование газообразных продуктов, в частности - диоксида азота, который придает «царской водке» характерную окраску и запах. Кроме этого при хранении царская водка теряет свои окислительные способности. Уменьшение окислительного потенциала золота вследствие образования его с хлоридными комплексными, в значительной степени влияет на эффективность царской водки как окислителя. Комплексное соединение в сильнокислой окислительной среде делает возможным растворение таких малоактивных металлов как: золото, палладий и платину, даже при комнатной температуре. При этом скорость травления или растворения золотого металла, будет составлять примерно - 10 мкм/мин.
Золото в сравнении с серебром не растворяется в «царской водке». Это связано с тем, что при обработке серебра «царской водкой» появляется поверхностный слой металла, который переходит в неактивное, пассивное состояние (пассивация металлов), то есть покрывается тонким слоем - хлорида серебра, который препятствует дальнейшей коррозии металла. «Царская водка» является сильным окислителем и для других металлов. Трудно поддаются окислению царской водкой такие металлы как: хром, титан, тантал, цирконий, гафний и ниобий.
Окислительную способность «царской водки» используют как реактив в химических лабораториях. Она применяется для очистки химической посуды от органических следов на ней, для получения хлоридов металлов, при пробирном анализе драгоценных металлов и их сплавов, а так же при аффинаже высокочистых металлов: платины и золота, путем отделения их от различных примесей.
В электрохимическом ряду напряжений, в периодической системе - золото стоит правее, чем все остальные металлы. Это говорить о том, что золото – сильно инертный металл. Золото, при обычных условиях не взаимодействует с большинством кислот, поэтому и относиться к благородному металлу. При травлении, позолоченные элементы радиодеталей просто выедаются кислотой, при этом в кислоте растворяются все металлы, кроме сильно инертного золота. Золото, добываемое из радиодеталей, просто плавает в растворе кислоты, в виде тонкой золотой фольги. Чтобы собрать золото остается только осторожно отфильтровать раствор через ткань, только для фильтрования нельзя использовать медицинскую марлю, так как она имеет крупные дырочки. Для травления или восстановления золота используется азотная кислота. Азотная кислота должна быть чистым веществом, то есть при открытии бутылки с кислотой она должна выделять небольшой пар. Только в этом случае кислота имеет хорошее качество. В азотную кислоту воду добавлять не нужно. Для ускорения химической реакции (вытравливания) или процесса золотодобычи, емкость можно подогреть на электроплите до температуры 60 – 70 градусов по Цельсию. В качестве емкости можно использовать обычную эмалированную кастрюлю. Посуду берите новую, желательно чтобы она была без царапин и микротрещин, не экономьте. Лучше взять алюминиевую кастрюлю, так как алюминий не разъедается чистой азотной кислотой.
Перед началом травления постарайтесь, чтобы все позолоченные элементы были тщательным образом оделены от всех остальных. Например, вытащить контакты с разъемов, а металлические шляпки без содержания в них золота, перекусить кусачками и удалить. Как видно из этого примера заготовка сырья это достаточно трудоемкий процесс, иначе удачи не ждите. Так же можно добывать золото из других деталей: разъемов, микросхем, транзисторов, с оправ позолоченных очков, корпусов позолоченных часов и так далее.
Добывать золото из микросхем и транзисторов труднее, так как растворить железные ножки в концентрированной азотной кислоте будет значительно труднее. Не до конца протравленные кусочки содержащие железо, можно легко извлечь, с помощью обыкновенного магнита. При этом их можно выделять отдельно – повторно или с другой партией.
Добытый протравливанием золотой порошок или фольгу можно высушить на газете, а потом тщательно взвесить. Потом добытое золото переплавляют в тигле с добавлением белого порошка - "буры". Тигель это печь или емкость, огнеупорная конструкция, предназначенная для обжига, плавления, высушивания и нагрева различных материалов. Что такое «бура»? «Бура» или тетраборат натрия это распространенное соединение бора, соль слабой борной кислоты и сильного основания, находит широкое применение в технике. «Бура» это прозрачные белые кристаллы, при температуре 400 градусов по Цельсию – «бура» полностью теряют воду. При растворении «буры» в воде она гидролизуется, при этом водный раствор «буры» приобретает слабощелочную реакцию. При нагревании «буры» с оксидами металлов она приобретает окрашенные соединения – бораты. «Бура» это специальный высокотемпературный флюс, его можно взять у газосварщиков, которые используют для пайки в качестве припоя - латунь.
Если нет тигля, то не отчаивайтесь, вместо него можно использовать обыкновенный кирпич. Раньше в годы перестройки золотодобытчики переплавляли металл на обычных строительных кирпичах. На кирпиче «болгаркой» нужно просто сделать небольшое углубление. Лучше брать строительный кирпич серого цвета, так как прожженный, хорошо держит температуру. Перед тем как сплавлять золото в золотой слиток, нужно тщательно прогреть газовой горелкой углубление в кирпиче и оплавить его «бурой».
Не все золото идеально можно добыть протравливанием металла. Не волнуйтесь, если будут потери. Методом протравливания можно получать золото с приблизительными потерями до 10 процентов. Таким способом можно получать много золота. Однако нужно знать, что зарабатывать деньги на таком золоте вряд ли получится, потому что торговать этим золотом будет нельзя. Все дело в том, что в нашей стране запрещен нелегальный оборот драгоценных металлов, то есть продажа его считается не законной. Однако если вы решили экспериментировать или просто добывать золото лично для себя, то некто вам не скажет, что вы совершаете противозаконные действия. Так что будьте спокойны, вы добываете золото лично для себя.
Следует заметить, что после переплавки золота в золотой слиток, золотой металл не будет иметь абсолютную степень чистоты (99,9 процентов), потому что в нем все равно будут содержаться различные примеси посторонних металлов. Получение золота методом протравливания, хотя и является простым, но имеет один недостаток - золото добывается с потерями и с примесью посторонних металлов. То есть полученное золото нужно будет потом дополнительно чистить.
Иногда добытое золото в домашних условиях может иметь белый цвет, сходный с цветом белого железа, это так называемое - белое золото. Что такое белое золото? Белое золото это сплав, состоящий из золота и различных компонентов (платина, серебро, палладий, никель), крашивающих его в белый цвет. Поэтому если у вас будет получаться добывать белое золото, то не пугайтесь, здесь нет ничего необычного. Например, если в добавить 5 процентов палладия, то золото приобретет белый цвет. Кроме , есть еще и зеленое золото, которое можно получить сплавлением примерно 70 процентов чистого золота с 30 процентами чистого серебра. Так же можно получить – синее золото, сплавлением золота с железом. Дальше можно экспериментировать, получая золото с различными цветовыми оттенками. Поэтому если вы методом протравливания добудете золото разных цветов, то из него можно будет изготовить оригинальное ювелирное украшения, которое быть может, ни кто никогда не видел, или просто сделать подарок своей любимой женщине, от которого она будет просто в восторге.
Для нам понадобится концентрированная соляная и азотная кислота, а так же лом, от радиодеталей, который содержит золото (фото 1 и 2).
Для того растворить золото и перевести его в раствор, нам понадобится сильный окислитель – «царская водка». Этот окислитель можно приготовить самостоятельно, в домашних условиях и лучше это сделать сразу перед применением. Чтобы получить «царскую водку» нужно смешать концентрированную азотную и соляную кислоты в соотношении по объему 1:3, сначала смесь будет бесцветной, а потом станет желтовато – оранжевого цвета, с запахом хлора и диоксида азота (фото 3).
При взаимодействии соляной и азотной кислоты образуется, сильный окислитель - хлорид нитрозила NOCl, который потом взаимодействует с золотом: Au + HNO3 + 4HCI ---> H + NO + 2H2O. В результате реакции образуется так называемое «хлорное золото» (фото 4).
Для того чтобы выделить золото в чистом виде нужно добавить в полученный нами раствор - сульфид натрия Na2SO3 (сернистокислый натрий): 2H + 3Na2SO3 + 3H2O ---> 2Au + 8HCI + 3Na2SO4 (фото 5, 6 и 7).
В итоге поучаем золото, которое нужно еще собрать. Для этого отделяем уже ненужные радиодетали от раствора с золотом (фото 8 и 9).
Полученное золото в виде желтого порошка отделяем от остального раствора (фото 10, 11 и 12), полученный золотой порошок нужно сначала промыть, высушить, а потом сплавить в золотые слитки.
