Tính chất, công thức hóa học của Vàng

Lời giải chi tiết câu hỏi  "Tính chất, công thức hóa học của vàng" kèm kiến thức tham khảo về vàng. Là tài liệu môn Hóa học 12 hay và hữu ích.

1. Vàng là gì?

- Vàng là nguyên tố hóa học có ký hiệu Au (lấy từ hai tự mẫu đầu tiên của từ tiếng La-tinh aurum, có nghĩa là vàng) và số nguyên tử 79, một trong những nguyên tố quý, làm cho nó trở thành một trong những nguyên tố có số nguyên tử cao tồn tại ngoài tự nhiên. Ở dạng tinh khiết, nó là một kim loại sáng, màu vàng hơi đỏ, đậm đặc, mềm, dẻo và dễ uốn. Về mặt hóa học, vàng là kim loại chuyển tiếp và là nguyên tố nhóm 11. Nó là một trong những nguyên tố hóa học ít phản ứng nhất và có dạng rắn trong điều kiện tiêu chuẩn. Vàng thường xuất hiện ở dạng nguyên tố tự nhiên (bản địa), như cốm hoặc hạt, trong đá, trong mạch đất và trong trầm tích phù sa. Nó tồn tại trong một loạt dung dịch rắn với nguyên tố bạc nguyên chất (dưới dạng electrum) và cũng tạo thành hợp kim tự nhiên với đồng và paladi. Ít phổ biến hơn, nó xảy ra trong các khoáng chất như các hợp chất vàng, thường với tellu (vàng tellua).

- Vàng có khả năng chống lại hầu hết các axit, mặc dù nó bị hòa tan trong nước cường toan, hỗn hợp axit nitric và axit clohydric, tạo thành anion tetrachloroaurate hòa tan. Vàng không hòa tan trong axit nitric, mà có khả năng hòa tan bạc và kim loại cơ bản, một tính chất từ lâu đã được sử dụng để tinh chế vàng và để xác nhận sự hiện diện của vàng trong các vật kim loại, tạo thành thuật ngữ kiểm tra axit. Vàng cũng hòa tan trong dung dịch kiềm của xyanua, được sử dụng trong khai thác và mạ điện. Vàng hòa tan trong thủy ngân, tạo thành hỗn hống, nhưng đây không phải là phản ứng hóa học.

- Là một nguyên tố tương đối hiếm, vàng là kim loại quý đã được sử dụng làm chất phản xạ neutron trong vũ khí hạt nhân (w71), và để đúc tiền, đồ trang sức và nghệ thuật khác trong suốt lịch sử được ghi lại. Trước đây, một tiêu chuẩn vàng thường được thực hiện như một chính sách tiền tệ, nhưng tiền vàng đã không còn được coi là một loại tiền tệ lưu hành trong những năm 1930, và tiêu chuẩn vàng thế giới đã bị thay thế bằng một hệ thống tiền tệ định danh sau năm 1971.

2. Tính chất vật lý và nhận biết vàng

* Tính chất vật lý:

- Vàng là kim loại mềm, màu vàng, dẻo. Vàng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, chỉ kém bạc và đồng.

- Vàng có khối lượng riêng là 19,3g/cm³, nóng chảy ở 1063⁰C.

* Nhận biết: 

- Sử dụng hỗn hợp nước cường toan, vàng tan dần

Au + HNO₃ (đặc) + 4HCl (đặc) → H[AuCl₄] + NO + 2H₂O

3. Tính chất hóa học của vàng

Vàng là kim loại quý có tính khử rất yếu (E0Au₃+/Au= +1,50V). nó hình thành nhiều hợp chất. Số Oxi hóa của vàng trong các hợp chất của nó thay đổi từ −1 đến +5, nhưng Au(I) và Au(III) là hoá hợp phổ biến nhất.

Vàng không bị Oxi hóa trong không khí dù ở nhiệt độ nào và không bị hòa tan trong axit. Kể cả HNO₃ nhưng vàng bị hòa tan trong một số trường hợp sau:

+ Nước cường toan (hỗn hợp 1 thể tích HNO₃ và 3 thể tích HCl đặc).

Au + HNO₃ (đặc) + 4HCl (đặc) → H[AuCl₄] + NO + 2H₂O

+ Dung dịch muối xianua của kim loại kiềm, như NaCN, tạo thành ion phức [Au(CN)₂]^-.

4Au + 8NaCN (đặc) + O₂ + H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

+ Thủy ngân, vì tạo thành hỗn hợp với Au (chất rắn, màu trắng). đốt nóng hỗn hống, thủy ngân bay hơi còn lại vàng.

4. Trạng thái tự nhiên của vàng

-  Vàng được tìm thấy trong quặng được tạo ra từ đá với các phần từ vàng rất nhỏ hay cực nhỏ. Quặng vàng này thường được tìm thấy cùng thạch anh hay các khoáng chất sulfide như Fool's Gold, vốn là một pyrite. Chúng được gọi là "mạch" trầm tích. Vàng tự nhiên cũng có dưới hình thức các bông tự do, các hạt hay những quặng vàng lớn đã bị ăn mòn khỏi đá và kết thúc trong các trầm tích phù sa (được gọi là trầm tích cát vàng). Những loại vàng tự do đó luôn nhiều hơn tại bề mặt các mạch có vàng do ôxi hoá các khoáng chất kèm theo bởi thời tiết, và việc rửa trôi bụi vào các con suối và dòng sông, nơi nó tụ tập lại và có thể được hoạt động của nước liên kết lại với nhau để hình thành nên các cục vàng.

5. Điều chế vàng

- Để điều chế vàng ta dùng phương pháp thủy luyện để điều chế vàng tinh khiết bằng Zn:

+ Để tinh luyện vàng lẫn trong đất đá ta có thể hòa tan khoáng có chứa vàng vào dung dịch NaCN ta sẽ thu được dung dịch muối phức của vàng.

+ 4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH.

+ Tiếp đến ta dùng kim loại Zn để khử ion Au⁺.

+ Zn + 2Na[Au(CN)₂] → Na₂[Zn(CN)₄]+2Au.

+ Thông qua cách này ta có thể thu được vàng tinh khiết có lẫn trong đất đá.

6. Ứng dụng của Vàng

Vàng được ứng dụng rộng rãi trong việc sử dụng và trao đổi tiền tệ, đầu tư, làm nữ trang, thiết bị y học, thực phẩm, đồ uống, ứng dụng trong ngành công nghiệp điện tử…

Vàng được sử dụng làm buillon và trong đồ trang sức, thủy tinh và điện tử. Đồ trang sức tiêu thụ khoảng 75% tổng số vàng sản xuất. Vàng cho đồ trang sức có thể được cung cấp một loạt các màu sắc tùy thuộc vào kim loại được hợp kim (trắng, đỏ, xanh dương, xanh lá cây, vv). Kim loại này có trong thiên nhiên ở dạng quặng hoặc hạt vàng trong đá và trong các mỏ bồi tích tự nhiên và cũng là một trong số kim loại đúc tiền. Vàng keo được thêm vào thủy tinh để tô màu đỏ hoặc tím, và vàng kim loại được sử dụng như một lớp màng mỏng trên cửa sổ của tòa nhà lớn để phản chiếu sức nóng của tia mặt trời. Mạ điện vàng được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử để bảo vệ các thành phần đồng của chúng và cải thiện khả năng hàn của chúng.