OKSIDA EMAS (III) (AU2O3): STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The oksida emas (III) adalah sebatian organik yang formula kimia Au ₂ O ₃ . Secara teorinya, sifatnya dapat diharapkan dari jenis kovalen. Walau bagaimanapun, kehadiran watak ion tertentu dalam pepejalnya tidak dapat dikesampingkan sepenuhnya; atau apa yang sama, anggap tidak adanya kation Au ³⁺ bersama dengan O ^2- anion .

Nampaknya bertentangan bahawa emas, sebagai logam mulia, dapat berkarat. Dalam keadaan normal, kepingan emas (seperti bintang dalam gambar di bawah) tidak dapat dioksidakan jika bersentuhan dengan oksigen di atmosfera; namun, apabila mereka disinari dengan sinaran ultraviolet di hadapan ozon, O ₃ , gambarnya berbeza.

Bintang emas. Sumber: Pexels.

Sekiranya bintang emas dikenakan syarat ini, mereka akan berubah menjadi warna coklat kemerahan, ciri Au ₂ O ₃ .

Kaedah lain untuk mendapatkan oksida ini adalah melibatkan rawatan kimia bintang-bintang tersebut; sebagai contoh, dengan menukar jisim emas ke klorida masing-masing, AuCl ₃ .

Kemudian, ke AuCl ₃ , dan sisa garam emas yang mungkin terbentuk, medium asas yang kuat ditambahkan; dan dengan ini, oksida terhidrat atau hidroksida, Au (OH) ₃ , diperoleh . Akhirnya, sebatian terakhir ini dihidrasi secara termal untuk mendapatkan Au ₂ O ₃ .

Struktur oksida emas (III)

Struktur kristal Au2O3. Sumber: Saintis Bahan

Gambar atas menunjukkan struktur kristal oksida emas (III). Susunan atom emas dan oksigen dalam pepejal ditunjukkan, sama ada menganggapnya atom neutral (pepejal kovalen), atau ion (pepejal ionik). Dengan tidak peduli, cukup untuk membuang atau meletakkan pautan Au-O dalam apa jua keadaan.

Menurut gambar, diasumsikan bahawa watak kovalen mendominasi (yang akan logik). Atas sebab itu, atom dan ikatan ditunjukkan masing-masing ditunjukkan oleh sfera dan bar. Sfera emas sesuai dengan atom emas (Au ^III -O), dan yang berwarna kemerahan ke atom oksigen.

Sekiranya anda melihat dengan teliti, akan dapat dilihat bahawa terdapat unit AuO ₄ , yang bergabung dengan atom oksigen. Cara lain untuk memvisualisasikan adalah dengan mempertimbangkan bahawa setiap Au ³⁺ dikelilingi oleh empat O ^2- ; tentu saja, dari perspektif ion.

Struktur ini bersifat kristal kerana atom disusun dalam corak jarak jauh yang sama. Oleh itu, sel unitnya sesuai dengan sistem kristal rhombohedral (yang sama pada gambar atas). Oleh itu, semua Au ₂ O ₃ dapat dibina sekiranya semua ruang sel unit diedarkan di ruang angkasa.

Aspek elektronik

Emas adalah logam peralihan, dan orbitnya 5d diharapkan dapat berinteraksi secara langsung dengan orbital 2p atom oksigen. Pertindihan orbital mereka ini secara teorinya akan menghasilkan jalur konduksi, yang akan menjadikan Au ₂ O ₃ menjadi semikonduktor padat.

Oleh itu, struktur Au ₂ O _{3 yang} sebenarnya lebih kompleks dengan ini.

Hidrat

Oksida emas dapat mengekalkan molekul air di dalam kristal rhombohedralnya, sehingga menimbulkan hidrat. Oleh kerana hidrat terbentuk, struktur menjadi amorf, iaitu tidak teratur.

Rumus kimia untuk hidrat seperti ini boleh menjadi salah satu daripada yang berikut, yang sebenarnya tidak dijelaskan sepenuhnya: Au ₂ O ₃ ∙ zH ₂ O (z = 1, 2, 3, dll.), Au (OH) ₃ , atau Au _x O _y (OH) _z .

Rumus Au (OH) ₃ mewakili penyederhanaan berlebihan komposisi sebenar hidrat tersebut. Ini kerana dalam hidroksida emas (III), penyelidik juga telah menemui kehadiran Au ₂ O ₃ ; dan oleh itu tidak ada gunanya memperlakukannya secara terpisah sebagai hidroksida logam peralihan "sederhana".

Sebaliknya, struktur amorf dapat diharapkan dari padatan dengan formula Au _x O _y (OH) _z ; kerana bergantung pada pekali x, y dan z, yang variasinya akan menimbulkan semua jenis struktur yang hampir tidak dapat menunjukkan corak kristal.

Hartanah

Penampilan fizikal

Ia adalah pepejal coklat kemerahan.

Jisim molekul

441.93 g / mol.

Ketumpatan

11.34 g / mL.

Takat lebur

Meleleh dan terurai pada suhu 160ºC. Oleh itu, ia tidak mempunyai titik didih, jadi oksida ini tidak pernah mendidih.

Kestabilan

Au ₂ O ₃ termodinamik tidak stabil kerana, seperti yang disebutkan pada awalnya, emas tidak cenderung mengoksidasi dalam keadaan suhu normal. Oleh itu ia mudah dikurangkan untuk menjadi emas mulia lagi.

Semakin tinggi suhu, semakin cepat tindak balas, yang dikenali sebagai penguraian terma. Oleh itu, Au ₂ O ₃ pada suhu 160ºC terurai untuk menghasilkan emas logam dan melepaskan oksigen molekul:

2 Au ₂ O ₃ => 4 Au + 3 O ₂

Reaksi yang sangat serupa boleh berlaku dengan sebatian lain yang mendorong pengurangan tersebut. Mengapa pengurangan? Kerana emas memperoleh semula elektron yang diambil oksigen daripadanya; yang sama dengan mengatakan bahawa ia kehilangan ikatan dengan oksigen.

Keterlarutan

Ia adalah pepejal yang tidak larut dalam air. Walau bagaimanapun, ia larut dalam asid hidroklorik dan asid nitrat, kerana pembentukan klorida emas dan nitrat.

Tatanama

Emas (III) oksida adalah nama yang ditadbir oleh tatanama saham. Cara lain untuk menyebutnya adalah:

- Tatanama tradisional: auric oxide, kerana valensi 3+ adalah yang tertinggi untuk emas.

-Nama sistematik: dioro trioksida.

Permohonan

Pewarnaan kaca

Salah satu kegunaannya yang paling terkenal adalah memberi bahan tertentu warna kemerahan, seperti kaca, dan juga memberikan sifat tertentu yang melekat pada atom emas.

Sintesis aurat dan fulminan emas

Sekiranya Au ₂ O _{3 ditambahkan} ke media di mana ia larut, dan dengan adanya logam, aurat dapat mendakan setelah penambahan pangkalan yang kuat; yang terdiri daripada anion AuO ₄ ^- dalam syarikat kation logam.

Begitu juga, Au ₂ O ₃ bertindak balas dengan ammonia untuk membentuk sebatian emas fulminan, Au ₂ O ₃ (NH ₃ ) ₄ . Namanya berasal dari fakta bahawa ia sangat mudah meletup.

Mengendalikan monolayer yang dipasang sendiri

Sebatian tertentu, seperti dialkil disulfida, RSSR, tidak diserap dengan cara yang sama pada emas dan oksida. Apabila penjerapan ini berlaku, ikatan Au-S terbentuk secara spontan, di mana atom sulfur menunjukkan dan menentukan ciri-ciri kimia permukaan tersebut bergantung pada kumpulan fungsional yang melekatnya.

RSSR tidak dapat diserap pada Au ₂ O ₃ , tetapi dapat pada emas logam. Oleh itu, jika permukaan emas dan tahap pengoksidaannya diubah, serta ukuran zarah atau lapisan Au ₂ O ₃ , permukaan yang lebih heterogen dapat dirancang.

Permukaan Au ₂ O ₃ -AuSR ini berinteraksi dengan oksida logam pada peranti elektronik tertentu, sekali gus mengembangkan permukaan yang lebih bijak pada masa hadapan.

Rujukan

1. Wikipedia. (2018). Emas (III) oksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Formulasi Kimia. (2018). Emas (III) oksida. Dipulihkan dari: formulacionquimica.com
3. D. Michaud. (2016, 24 Oktober). Karat emas. 911 Metalurgi. Dipulihkan dari: 911metallurgist.com
4. Shi, R. Asahi, dan C. Stampfl. (2007). Sifat oksida emas Au ₂ O ₃ dan Au ₂ O: Penyelidikan prinsip pertama. Persatuan Fizikal Amerika.
5. Cook, Kevin M. (2013). Oksida Emas sebagai Lapisan Penutup untuk Kimia Permukaan Regioselektif. Tesis dan Disertasi. Kertas 1460.