Oro; dal metallo da gioielleria, ai suoi sali e all'elemento puro.
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Ripropongo per l'ennesima volta un post sull'oro, ma questa volta vorrei affrontare la questione "Au" sotto tutti gli aspetti.
La organizzerò come una sintesi, quale è in realtà, ma complessivamente è anche un grande esperimento che comprende 3 sintesi.
Ho preferito non postarla nella sezione sintesi poichè ha come fulcro l'elemento oro, più che il processo di sintesi di un singolo composto. Infatti l'Au, come vedrete, ricompare più volte, anche nella sua forma metallica e questa successione di esperimenti è finalizzata anche e soprattutto a comprendere un po' meglio la natura singolare e affascinante del prezioso metallo.

Reagenti:
-Oro da gioielleria
-Acido nitrico 65%
-Acido cloridrico 37%
-Dietiletere
-P2O5
-Stagno (II) cloruro diidrato

ATTENZIONE: Acido nitrico e acido cloridrico concentrati sono corrosivi. L'acqua regia emana fumi irritanti di nitrosile cloruro e attacca con estrema facilità i metalli rilasciando NO2. Il dietiletere è altamente infiammabile e può diventare esplosivo. La P2O5 reagisce violentemente con acqua in maniera esotermica ed è anch'essa corrosiva. I sali d'oro, oltre ad essere corrosivi (quelli qui trattati), sono considerati tossici; va evitato ogni contatto; lasciano macchie rosso-violacee sulla pelle difficilmente eliminabili.

Procedura:
Fase 1, Acido Cloroaurico;
Poichè questa fase è già stata ampiamente discussa, la tratterò con una certa brevità.
Ho posto 5g di oro in 40ml di acqua regia, preparata miscelando 30ml di HCl conc. e 10ml di acido nitrico conc. Dopo pochi minuti inizia l'emissione di NO2; si lascia il becher all'aperto per una notte, al riparo, fino a completa dissoluzione dell'oro. Si ottiene un liquido color verde brillante. Questo viene scaldato all'ebollizione sotto cappa o in locale areato, lasciato all'aperto per un'altra giornata, fatto di nuovo bollire e nuovamente lasciato all'aperto. Questo processo servirà ad eliminare preventivamente parte degli acidi. Il liquido viene filtrato o separato per decantazione dalla parte solida indisciolta (cloruro di Ag, principalmente) ed estratto con 70ml di etere circa. Si nota la fase superiore di acido cloroaurico in etere e quella inferiore di cloruro di rame in acqua:
   
L'estratto etereo viene fatto evaporare su un largo piatto per un'ora, lontano da fiamme!!!!!!!!!
La soluzione giallo oro ottenuta è formata da acido cloroaurico, di formula HAuCl4-xH2O.
   



Fase 2, soluzione di microparticelle d'oro;
Non le definisco nanoparticelle poichè non ho metodi per determinarne le dimensioni esatte, che saranno sicuramente molto variabili e superiori di molto al nanometro.
Prima di passare al cloruro aurico, dunque, conviene fare questo passo per vedere un'altra meraviglia che il nostro oro ci può donare.
In 5ml di acqua acidificata con 5 gocce di HCl conc. si scioglie una punta di spatola (pochi granellini) di SnCl2-2H2O.
In una beuta da 100ml riempita con acqua fino a 70-75ml, si mettono 3 gocce della soluzione di acido cloroaurico sopra ottenuta.
   
La beuta è posta su agitatore e si versa lentamente la soluzione di stagno cloruro. A metà aggiunta la soluzione è già colorata in blu profondo, leggermente violaceo, alla luce trasmessa. Se invece lo si guarda con la luce riflessa, appare opaca e colorata in marrone-rosso.
      
La soluzione ottenuta è una dispersione di particelle sottilissime d’oro in acqua. Può essere conservata per un po’, ma lentamente le particelle si aggregano e precipitano in una polvere sottilissima d’oro, di color marrone-rosso, chiamata porpora di Cassio. La beuta, dopo essere stata sciacquata con acqua, presenterà con molte probabilità, sulle pareti, un sottile film d’oro che guardato alla luce riflessa risulta proprio color oro-lucente, mentre in controluce appare trasparente e di color blu-viola.
Ecco qui le foto della beuta "placcata" d'oro:
   



Fase 3, Oro metallico puro:
Dalla soluzione colloidale d'oro, se fatta riposare a lungo o se preparata da soluzioni molto concentrate, si deposita la polvere d'oro, molto sottile, più pura rispetto all'oro di partenza, poichè rame e argento sono stati eliminati tramite l'estrazione con etere.
Questa può essere poi fusa per ottenere piccole quantità d'oro (relativamente) puro:
   



Fase 4, Oro cloruro:
L'acido cloroaurico che abbiamo ottenuto nella prima fase viene fatto bollire per mezz'ora circa sotto cappa o in locale ben areato; si sviluppano NO2 e HCl, la soluzione vira pian piano al rosso e diminuisce di volume. Viene versata velocemente in una capsula di porcellana e posta in essiccatore su P2O5 per diversi giorni.
Si ottengono dei cristalli di cloruro aurico, aghiformi:
   
Il prodotto è fortemente igroscopico e va conservato, possibilmente, in un flacone chiuso contenente un gas secco (anche aria stessa, purchè priva di umidità). Il flacone dev'essere in vetro ed è consigliabile avvolgere la filettatura della chiusura con qualche giro di nastro in teflon, per impedire l'entrata dell'umidità e/o l'uscita del gas di HCl che continua a svilupparsi lentamente dall'acido cloroaurico.
Esso contiene, infatti, ancora una buona percentuale di acido cloroaurico, difficilmente eliminabile. Per prolungata ebollizione dell'acido cloroaurico in acqua, in effetti, esso si decompone parzialmente in oro. Questo avviene anche con la metodica fin qui indicata, motivo per cui, prima di versarla nella capsula di porcellana, la soluzione concentrata di cloruro aurico va fatta brevemente decantare nel becher caldo.
Sul fondo troverete una polvere cristallina d'oro, molto pura, meravigliosa se osservata al microscopio (l'ingrandimento è un 40x dal microscopio, in realtà la proporzione con la foto non è fattibile poichè la fotocamera ha ingrandito ulteriormente. La qualità dell'immagine è scarsa, poichè non ho un adattatore per la macchina fotografica. Si notano ugualmente le lamelle sottili, a mò di frattali; l'ago nero nella seconda foto è il puntatore del microscopio... non un intruso ;-) ) :
      



Osservazioni:
Da 5g o poco più d'oro da gioielleria ho ottenuto 7,8g di cloruro aurico cristallino contenente una buona parte di acido cloroaurico.
Il prodotto è molto puro, considerato che l'oro da gioielleria è al 75% con rame e argento, i quali sono eliminati con l'estrazione in etere. Gli acidi utilizzati per la corrosione erano prodotti di grado analitico Carlo Erba, l'etere era a grado farmaceutico.
Se si ha la cura di sciacquare con una stessa quantità di acqua distillata tutti i recipienti venuti a contatto con acido cloroaurico (dopo l'estrazione con etere) e cloruro d'oro, alla fine si avranno anche 10ml di soluzione fortemente colorata in giallo, utilizzabile per qualche reazione con lo ione Au3+ (ad es. col reattivo di Montequi).
Il prodotto ottenuto, che sia acido cloroaurico o cloruro d'oro, ha un valora abbastanza alto.
Tra i 2 (AuCl3 e HAuCl4, entrambi in forma idrata) quello che costa di meno è l'acido cloroaurico, il quale si trova (prezzo minimo) a 60 euro al grammo, a dir poco; considerando che ne ho ottenuti 7,8g... moltiplicati per 60... Tenete conto che non ha la stessa purezza del prodotto Sigma Aldrich o Alfa Aesar, che pochi sarebbero disposti a comprarvelo, ma ha comunque un valore molto alto ;-)
Infine, ricordo che l'esperimento fatto per ottenere le nanoparticelle d'oro, può utilizzare al posto del cloruro stannoso molti altri composti. L'acido citrico, ad esempio, darà una soluzione rossa se miscelato con una soluzione di acido cloroaurico diluita e bollente. Anche l'acido formico può essere utilizzato; d'altronde, la porpora di Cassio con il suo incantevole colore, può essere ottenuta solo col cloruro stannoso.
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Caro Max, direi che questa è una preparazione proprio di lusso!
Complimenti soprattutto per il coraggio... economico, in onore alla chimica sperimentale! asd
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Grazie Al :-D
Sì... è stato un bell'investimento. Si trattava di una vecchia medaglietta d'oro, bruttina, che nessuno utilizzava più... e mi è stato concesso di "gettarlo nelle fauci dell'acqua regia", sacrificarlo a maggior gloria, per poi offrirvi questa carrellata di immagini.
Scusatemi se appaio ridondante... ma quello che mi ha veramente stupito e rincuorato di questa preparazione è stata la varietà di forme, di colori, di immagini che può donare l'oro, immagini che danno appunto l'idea di conoscerlo meglio... di aver capito meglio chi è Au :-D
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bravo peccato che possiedo solo un vecchio cucchiano di argento ma non ho oro da buttare... comunque molto bravo...
probabile non vuol dire certo.
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bravo max...una domanda: setacciare i fiumi potrebbe avere i suoi frutti per delle mini mini pepite di oro?

ps: non lo farò, perche il piu vicino fiume e 600-700 km da me...e puramente a titolo informativo...
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Sì... io feci un piccolo corso a riguardo.
Non si utilizzano dei setacci, ma dei piatti. Vengono mossi con lo stesso movimente che si fa per scolare la pasta, per intenderci, solo molto più piano. Si separano così i solidi in sospensione nell'acqua di fiume in base alla densità e in una fascia rimangono le pagliuzze d'oro. Non si tratta di pepite, ma solo di scagliettine sottili.
Ho un quadretto che contiene alcuni di questi frammenti d'oro provenienti da 6 fiumi diversi, e a seconda della provenienza differiscono anche le dimensioni e le forme delle pagliuzze trovate.
Se mi ricordo vi posterò una foto anche di quello... ;-)
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complimenti Max. davvero affascinante...
io ho del AuCl3 in laboratorio, lo usiamo per catalizzare alcune metatesi
pochi grammi, 5 di norma, costano un patrimonio e devono durare mooolto a lungo
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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Grazie :-)
Comunque è vero infatti... 5g di cloruro aurico triidrato costano (prezzi SA, più bassi) non sotto i 300 euro, neanche da Alfa Aesar, con una purezza non maggiore del 99%.
Considerato che ne ho ottenuti 7,8g, ad una purezza magari non del 99% ma molto vicina (l'oro da gioielleria deve avere quantità prestabilite d'oro... non c'è nulla da fare, e tutto il resto l'ho eliminato) direi che ho avuto un bel guadagno, che non può star sotto, come minimo, ai 300 euro.
Poi... per un chimico (o un appassionato di chimica) non c'è che dire: ha molto più valore una sostanza pura e preziosa, che una medaglietta altrettanto preziosa fatta di una lega... Direi che sono felice d'aver sacrificato quell'oro ;-)
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Salve, intanto ottimo lavoro di estrazione, noto alcune differenze dal mio lavoro precedentemente postato, in una (*) ho delle perplessità che vorrei risolvere magari abusando della vostra pazienza.

1)il metodo di dissoluzione
2)l'estrazione con etere(*)
3)l'essicazione per ottenere il famigerato HAuCl4

per il punto uno, sono scelte di lavoro, non avendo molto tempo a disposizione ho preferito aiutare la reazione

per il punto tre non c'è che dire, tutta invidia! magari a possederlo il PO5! a vostro avviso altri disidratanti funzionali?

per il dubbioso punto 2 (*): come si sapeva che l'etere era selettivo per il cloruro aurico, poichè in soluzione si ha AuCl4-, giusto?


Grazie per la pazienza,
Chef
Piccola curiosità:

http://cgi.ebay.it/Gold-Chloride-1-Gram-...ltDomain_0
Chef.
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Sì... possono esserci alcune differenze ;-)
Innanzi tutto quello ottenuto è prevalentemente AuCl3 idrato... credo che HAuCl4 sia ancor più igroscopico!!
La dissoluzione l'ho fatta con tutta calma, avendo tempo a disposizione...
La P2O5 è praticamente indispensabile; forse, dico forse, potrebbe funzionare CaCl2, o ancor meglio AlCl3 anidro... ma non te lo assicurerei.
Per il punto 2, invece, quello che succede è questo:
l'oro da gioielleria è formato da 75% di Au + 25% di Cu-Ag, in parti variabili.
Tutto si solubilizza in acqua regia, eccetto gran parte dell'argento che rimane sul fondo come polvere bianco-grigia insolubile di AgCl. Il rame, poi, non è sciolto dall'etere, mentre l'oro (sia in forma AuCl4-, sia in forma Au3+, penso) è sciolto dall'etere. Non che quest'ultimo sia un ottimo solvente per l'oro... infatti occorre usarne un bel po', in più porzioni e agitare bene per ogni estrazione, per assicurarsi che venga sciolta la maggior quantità possibile. Meglio sarebbe continuare l'estrazione finchè sciacquando il liquido con etere esso rimane quasi totalmente incolore. Dall'evaporazione dell'etere si ottiene una soluzione di HAuCl4, poichè mentre il dietiletere evapora, l'acqua condensa sul liquido freddo e igroscopico.
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