Ossidazione e riduzione dell'oro


Materiali occorrenti:

Oro - Acido nitrico sol. 65 % - Acido cloridrico sol. 37 % - Cloruro di stagno II cristallino - Vetreria.


Richiami teorici:

L'oro è un metallo prezioso estremamente stabile; esso infatti non può essere ossidato dai normali acidi, quali l'acido cloridrico o l'acido nitrico, a causa del suo elevato potenziale elettrochimico.

Per l'oro sono possibili due stati di ossidazione Au3+ ,il più comune ed Au+; in entrambi i casi i potenziali sono superiori a quelli propri dell'acido nitrico e dell'acido cloridrico:

Infatti:

Au+ + e ¾® Aus E0 = +1.69 v
Au3+ + 3e ¾® Aus E0 = +1.40 v
2H++ 2e ¾® H2(g) E0 = +0.00 v
NO3-+ 4H+ +3e ¾® NO + 2H2O E0 = +0.96 v


L'ossidazione dell'oro può, però, avvenire per azione di una miscela, in proporzioni di 1:3 tra gli stessi acido nitrico ed acido cloridrico concentrati; la miscela è detta acqua regia.

In questa miscela l'acido nitrico funge da ossidante mentre gli ioni Cl - dell'acido cloridrico formano con gli ioni Au3+ dei complessi cloroaurici [AuCl4] -. Il complesso toglie gli ioni Au3+ dalla soluzione e contemporaneamente l'acido nitrico ne ossida degli altri dal metallo; questo, nonostante la Keq della reazione sia sfavorevole, porta tuttavia alla completa solubilizzazione dell'oro.

La reazione ionica che avviene è:

ossidazione Au + 4Cl - ¾® [AuCl4] - + 3e
riduzione 3NO3- + 6H+ + 3e ¾® 3NO2 + 3H2O
  ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
  Au + 4Cl - +3NO3- + 6H+ ¾® [AuCl4] - + 3NO2 + 3H2O

La riduzione dello ione Au3+ è possibile ad opera del cloruro di stagno II. Infatti alcune gocce di soluzione di SnCl2 in una soluzione di cloruro aurico danno un precipitato di oro colloidale dicroico, bruno al riflesso ed azzurro-verdognolo per trasparenza, detto porpora di Cassius.

La reazione ossidoriduttiva è:

ossidazione 3Sn2+ ¾® 3Sn4+ + 6e
riduzione 2Au3+ + 6e ¾® 2Au
  ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
  3Sn2+ + 2Au3+ ¾® 3Sn4+ + 2Au


Esecuzione dell'esperienza:

Parte prima: ossidazione dell'oro con acqua regia:

Si prepara una quantità minima di acqua regia versando in un becker da 100 mL 30 mL di acido cloridrico sol. 37 %; a questi si aggiungono, utilizzando una pipetta, lentamente e con attenzione, 10 mL di acido nitrico sol. 65 %. Si mescola con una bacchetta in vetro e si lascia riposare per alcuni minuti.

Si pone in una provetta il campione di oro, eventualmente anche oro commerciale 750 ‰ , ed in essa si versa una quantità sufficiente di acqua regia; si attende fino a completa solubilizzazione dell'oro.

La soluzione risultante, di colore debolmente giallo, è una soluzione fortemente acida di [AuCl4] - ; questa soluzione potrà essere utilizzata per la fase successiva.


Parte seconda: riduzione di Au3+ ad Au per opera del cloruro di stagno II:

Si prepara una provetta contenente 4 o 5 mL di acqua distillata; in essa si versano con una pipetta 1 mL circa della soluzione acida di [AuCl4] - ed una punta di spatolina di cloruro di stagno II ( SnCl2 ); si agita ed in breve si osserva il formarsi dell' oro colloidale ( porpora di Cassius ) dall'aspetto dicroico, bruno al riflesso ed azzurro-verdognolo per trasparenza.

Nel caso si sia esagerato con la quantità di ione cloroaurico si osserverà una colorazione nerastra, per cui sarà necessario ripetere l'esperienza con una quantità minore di reagente.


Nota operativa: l' acqua regia è abbastanza instabile, per cui è necessario prepararla al momento dell'esperienza in piccole quantità.

La quantità di oro necessaria è assai modesta; l'autore ha utilizzato una maglia rotta di catenina, per di più non massiccia, per produrre 10 mL circa di soluzione cloroaurica.


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