Razno: Otapanje zlata

Zlato spada u skupinu plemenitih metala, što znači da ovaj element nije pretjerano sklon koroziji, odnosno oksidaciji. To dodatno potvrđuje činjenica da zlato ne reagira sa pojedinačnim kiselinama. Ipak, smjesa dušične i klorovodične kiseline može oksidirati zlato, te se zbog toga naziva zlatotopka. Ova otopina poznata je i kao carska voda ili aqua regia. Najčešće korišten molaran omjer dušične kiseline prema klorovodičnoj kiselini, je 1:3.

Prvo je bilo potrebno pripremiti zlatotopku, a da zadovoljava navedeni molarni omjer. Zbog toga je oprezno i polako pomiješano 10 mL 70% dušične kiseline sa 60 mL 20% klorovodične kiseline.

Nakon toga, zlatotopka je ulivena u veću laboratorijsku čašu. Potom je dodan materijal koji sadrži zlato. U ovom slučaju korišten je procesor i drugi dijelovi elektronike izvađene iz starog računala. Zbog dobre električne vodljivosti zlata, kontaktne površine takvih dijelova, često su prekrivene tankim slojem zlata.

Tijekom otapanja zlata, zbivaju se dvije glavne reakcije:

Au + 3NO₃^- + 6H⁺ -› Au³⁺ + 3NO₂ + 3H₂O

i

Au³⁺ + 4Cl^- -› AuCl₄^-.

Kao što vidimo, prvo nastaju zlato(III) ioni, koji kasnije u kontaktu s kloridnim ionima prelaze u tetraklorauratne(III) ione, koji zapravo tvore tetraklorauratnu(III) kiselinu koja se u ovom slučaju nalazi disocirana u otopini.

Na taj način, moguće je postići oksidaciju i otapanje zlata. Zlato u ovoj otopini se naknadno može jednostavno reducirati.

Prvo je potrebno dodati ureu kako bi se dušična kiselina neutralizirala. Pri tom se odvija sljedeća reakcija:

(NH₂)₂CO + HNO₃ -› (NH₂)₂COHNO₃

Urea se prestane dodavati nakon što se reakcija navedenog spoja sa dušičnom kiselinom smiri. Nakon toga, dodaje se kalijev ili natrijev metabisulfit, pri čemu dolazi do redukcije zlata prema sljedećim reakcijama:

K₂S₂O₅ + H₂O -› 2KHSO₃

3KHSO₃ + 2HAuCl₄ + 3H₂O -› 3KHSO₄ + 2Au + 8HCl

Kao što vidimo, kalijev metabisulfit prvo reagira s vodom, tvoreći kalijev hidrogensulfit. Potom kalijev hidrogensulfit reducira zlato koje se taloži iz otopine u obliku vrlo sitnih čestica.

Nakon toga, gornji dio otopine se dekantira, tako da ostane tek malo otopine, zajedno sa zlatom u prahu. Nakon toga, slijedi filtracija, čime se konačno izdvaja i dobiva čisto zlato u prahu.

Zlato u prahu je narančasto smeđe boje, te ne pokazuje metalni sjaj, kao veći komadi ovog metala. Da bi se dobio veći komad zlata, zlato u prahu se treba zagrijati na dovoljno visoku temperaturu da se zlato rastali i formira jedan veći komad.

Napomena: Prije izlaganja dijelova elektronike zlatotopci, korisno je pustiti dijelove da prvo reagiraju sa klorovodičnom kiselinom, te nakon toga sa dušičnom kiselinom. Tim postupkom se odvaja dio nečistoća, što sprječava da kasnije u zlatotopci uz samo zlato završe i drugi metali, zbog čega bi konačan produkt bio smanjene čistoće, što naravno nije poželjno.