Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

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lemmi
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Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von lemmi »

Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Tetrachlorogold(III)-säure ist die wichtigste Goldverbindung. Man erhält sie am einfachsten aus gefälltem, feinkristallinem metallischem Gold. Das Präparat kann zur Darstellung von kolloiden Goldlösungen verwendet werden, die durch ihre Farbigkeit bestechen. Ein klassisches Präparat ist der durch Reduktion mit Zinnchlorid erhaltene Cassius‘sche Goldpurpur.


Material/Geräte:

2-Hals-Rundkolben 100 ml, Messzylinder 10,25 und 100 ml, Aquarien-Luftpumpe, Quickfit mit Glasröhrchen, Gasableitungsaufsatz, Destillierbrücke, Magnetheizrührer, Saugfiltrationsanlage mit Glassinterfritte 4G, Brenner, Stativmaterial, Dreifuß, Porzellanschälchen/Kristallisierschale, Exsikkator, kleiner Porzellantiegel (5 ml); Analysenwaage; Bechergläser 750, 250 und 100 ml, Zentrifuge, Erlenmeyerkolben 100 und 250 ml, Tropfpipetten mit Graduierung (3 ml), Reagenzgläser, Glasstäbe, kleine Reibschale


Chemikalien:]

Gold, Pulver
Salzsäure 37 % Warnhinweis: attn Warnhinweis: c
Salpetersäure 53 % Warnhinweis: t Warnhinweis: c
Kaliumcarbonat Warnhinweis: attn
Formaldehydlösung 38 % Warnhinweis: t Warnhinweis: xn Warnhinweis: c Warnhinweis: n
Hydrazinhydrat 50 % Warnhinweis: t Warnhinweis: xn Warnhinweis: c Warnhinweis: n
Ethanol 96 % Warnhinweis: f Warnhinweis: attn
Zinn(II)-chlorid Warnhinweis: xn Warnhinweis: c Warnhinweis: attn
Natronlauge 4 N Warnhinweis: c
Glucose

Gerbsäure (Tannin)
Tetrachlorogold(III)-säure Tetrahydrat Warnhinweis: attn Warnhinweis: c
Cassius'scher Goldpurpur Warnhinweis: attn


Sicherheitshinweise:

Bei der Darstellung von Tetrachlorogold(III)-säure werden nitrose Gase und Chlor frei, auf gute Gasableitung achten, wo möglich unter einem Abzug arbeiten!
Goldsalze bzw. ihre Lösungen hinterlassen kaum zu entfernende, rotviolette Flecke auf der Haut und Oberflächen.


Versuchsdurchführung:

1.Tetrachlorogold(III)-säure:[1]

In einem kleinen Zweihals-Rundkolben werden 2,75 g Goldpulver mit 7,5 ml Salzsäure 37% und 2,5 ml Salpetersäure 53 % übergossen und der Kolben in einem heißen Wasserbad erwärmt. In Ermangelung eines Abzugs wird über den seitlichen Hals Luft durch die Apparatur geblasen (Aquarienluftpumpe) und die entstehenden Gase über einen Gasableitungsaufsatz ins Freie abgeleitet. Das Gold löst sich binnen weniger Minuten vollständig auf. Die Lösung wird auf ca. 20 ml verdünnt und, falls sie nicht ganz klar ist, über eine kleine 4G-Fritte abgesaugt und dieselbe mit wenigen Millilitern Salzsäure nachgewaschen.
Die Lösung wird dann wieder in den Zweihalskolben gegeben, eine Destillierbrücke angeschlossen und der Kolben über dem Brenner mit kleiner Flamme vorsichtig erwärmt. Der seitliche Ansatz trägt jetzt einen kleinen Tropftrichter. Die Lösung wird vorsichtig auf ca. 4-5 ml eingedampft, dann werden über den Tropftrichter 3 ml konzentrierte Salzsäure zugegeben und erneut eingedampft. Dieses Vorgehen wird noch zweimal wiederholt. Anfangs werden nitrose Gase, erkenntlich an ihrer braunen Farbe, frei. Um die Gase zu entfernen wird auch hier ein Luftstrom durch die Apparatur geleitet der ins Freie abgeführt wird.

Das letzte Eindampfen muss sehr vorsichtig geschehen, damit sich das Präparat nicht zersetzt. Die dunkelgelbe Lösung wird mit kleiner Flamme erhitzt, bis sich am Rand der Flüssigkeit braunrote Ränder zu bilden beginnen. Dann wird das Erhitzen abgebrochen, der Kolben etwas geschwenkt, worauf sich die Abscheidungen wieder lösen, und die Flüssigkeit nach kurzem Abkühlen in eine kleine Kristallisierschale pipettiert (beim Ausgießen bleibt zu viel an der Kolbenwand hängen). Die Schale wird über Nacht in einen mit Schwefelsäure beschickten, evakuierten Exsikkator gestellt, wobei sie oberflächlich zu einer trockenen, strahligen Kristallmasse erstarrt, darunter aber feucht bleibt. Man zerstößt die Kruste mit einem Glasstab, rührt den Schaleninhalt gut um und stellt erneut für 24 Stunden in den Vakuum-Exsikkator. Danach wird das orangegelbe Produkt aus der Schale gekratzt, in einer Reibschale zerrieben und in einem Porzellanschälchen nochmals für 24 Stunden im Exsikkator stehen gelassen. Man erhält so ein trockenes, orangegelbes Pulver das hygroskopisch und sehr gut wasserlöslich ist. Ich habe einen Teil davon in Ampullen eingeschmolzen.

Erhalten: 5,3 g H[AuCl4] + 4 H2O (92 % d. Theorie)

Ein Teil des Präparates bleibt in den verwendeten Gefäßen hängen. Man kann diese mit einigen Millilitern Wasser ausspülen um den Verlust zu minimieren. Die Konzentration der Lösung kann – wenn eine ausreichend empfindliche Waage vorhanden ist – wie unten anagegeben bestimmt wund die Lösung dann in verdünnten Form zu Versuchen verwendet werden.

Analyse:
Ein kleiner Porzellantiegel wird über dem Gasbrenner einige Minuten ausgeglüht, im Exsikkator erkalten gelassen und gewogen. Dann wägt man ungefähr 100 mg des Präparates ein und zersetzt dieses durch 5-minütiges Glühen im Freien oder unter dem Abzug. Die Substanz schmilzt zunächst und erstarrt dann wieder, wobei sie sich zuerst rotviolett und dann braungelb färbt. Nach dem Erkalten im Exsikkator wird die Menge des Goldes durch erneute Wägung bestimmt.

Bei meinem Präparat habe ich aus 100,8 mg Substanz 48,2 mg Gold erhalten, was einem Anteil von 47,78 % entspricht. Der stöchiometrische Wert für H[AuCl4]+ 4 H2O beträgt 47,82 %.

Tetrachlorogoldsäure Synthese.jpg
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Lösen des Goldes in Königswasser

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Trocknen im Exsikkator

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Präparat: Tetrachlorogold(III)-säure-Tetrahydrat

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Auswägen des nach dem Glühen zurückgebliebenen Goldes


2.kolloide Gollösungen: [2]

Stammlösungen:
Goldlösung = 0,1 % Tetrachlorogold(III)-säure in Wasser
Kaliumcarbonatlösung ca. 0,5 M = 700 mg Kaliumcarbonat in 100 ml Wasser
Hydrazinlösung 0,1 % = 100 µl der 50%igen Lösung in 50 ml Wasser
Formaldehydlösung ca. 0,2 % = 100 µl der 38%igen Lösung in 20 ml Wasser
Glucoselösung 0,5 % in Wasser
Gerbsäurelösung 1 % in Wasser

2.1. blaues Goldsol mit Formaldehyd:

In 100 ml Wasser gibt man 4 ml Goldlösung, 2 ml Kaliumcarbonatlösung und 2 ml Formaldehydlösung und erhitzt bis fast zum Sieden. Die Lösung färbt sich klar blau. Zu langes Erhitzen oder Zugabe des Formaldehyds zur heißen Lösung führte bei meinen versuchen zu einer Trübung.


2.2 blaues Goldsol mit Hydrazin:

4 ml Goldlösung werden mit Wasser auf 250 ml verdünnt und unter Rühren tropfenweise Hydrazinlösung in der Kälte zugegeben. Es entsteht ein klares, dunkelblaues Sol.


2.3. violettes Goldsol mit Glucose:

In 100 ml Wasser gibt man 4 ml Goldlösung und 2 ml Kaliumcarbonatlösung, erhitzt bis fast zum Sieden und gibt 2 ml Glucoselösung zu. Die Lösung färbt sich klar blauviolett.


2.4 rotes Goldsol mit Gerbsäure:

In 100 ml Wasser gibt man 4 ml Goldlösung und 1,5 ml Kaliumcarbonatlösung und erhitzt bis fast zum Sieden. Dann gibt man alle 30 Sekunden einen Tropfen Gerbsäurelösung (insgesamt 3-4 Tropfen) unter Umrühren in die heiße Lösung, die sich tief kirschrot färbt und völlig klar bleibt.


2.5 Farbwechsel blau / rot eines Goldsols mit Ethanol:

Man legt 200 ml Wasser vor und gibt 6-8 ml Goldlösung sowie 12,5 ml unvergällten Ethanol zu. Die Mischung wird dann über dem Brenner erhitzt. Sobald sie ins Sieden gekommen ist, wird die Flamme zurückgedreht und weiter am leichten Sieden gehalten. Die Flüssigkeit färbt sich im Verlaufe einiger Minuten immer tiefer blau und schlägt dann nach etwa 4 Minten ziemlich plötzlich in Magentarot um. Wenn die Konzentrationen stimmen und das Wasser ausreichend rein ist, bleibt sie vollkommen klar, insbesondere beim Einsatz von zu viel Goldlösung wird sie leicht trübe. Wenn der Versuch wiederholt misslingt, muss destilliertes Wasser (anstelle des üblichen Deionats) verwendet werden!
Wenn man zu der magentaroten Lösung etwas Säure gibt, schlägt die Farbe rasch zunächst nach Violett und schließlich nach Blau um.


2.6 Reaktion von kolloidalem Gold mit Cyanid:

In einem Reagenzglas werden 10 ml blaues Goldsol mit 0,5 ml einer etwa 5%igen Lösung von Kaliumcyanid versetzt. Die Farbe verblasst und die Lösung entfärbt sich im Laufe einiger Minuten vollständig.

Goldsol mit Glucose und Formalin.jpg
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Goldsol mit Glucose (links) und Formaldehyd (rechts)

Goldsol mit Tannin und Formalin.jpg
Goldsol mit Tannin und Formalin.jpg (64.83 KiB) 836 mal betrachtet
Goldsol mit Tannin (links) und Formaldehyd (rechts)

Goldsol mit Ethanol 1.1.jpg
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Goldsol mit Ethanol 1.2.jpg
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Goldsol mit Ethanol 1.3.jpg
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Goldsol mit Ethanol 1.4.jpg
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Goldsol mit Ethanol 1.5.jpg
Goldsol mit Ethanol, Farbwechsel im Verlauf der Reaktion

Goldsol mit Ethanol und Hydrazin.jpg
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Goldsol mit Ethanol (links) und Hydrazin (rechts)

Goldsol mit Ethanol und Säure.jpg
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Farbumschlag des mit Ethanol erzeugten Goldsols (links) durch Ansäuern (rechts)

Goldkolloide 2.jpg
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die vier Goldsole (es fehlt dasjenige mit Glucose) sowie die Gold-Ausgangslösung (ganz links)

Entfärbung durch KCN 1.jpg
Entfärbung von blauem Goldsol (linkes RG) durch Zugab von Kaliumcyanid (Mitte)


3.Cassius’scher Goldpurpur: [2]

Man legt 500 ml Wasser vor, gibt eine Lösung von 160 mg Tetrachlorogold(III)-säure in 75 ml Wasser und dann eine Lösung von 240 mg Zinn(II)-chlorid-dihydrat in 75 ml Wasser zu. Zunächst entsteht eine unansehnlich braune Brühe, deren Farbe sich im Laufe der Zeit nach Purpurviolett wandelt. Nach dem Stehenlassen über Nacht hat sich ein dunkelvioletter Bodensatz gebildet. Die überstehende Flüssigkeit wird vorsichtig dekantiert und der Rest mit dem gleichen Volumen (vergälltem) Ethanol versetzt und mit einigen Tropfen Natronlauge alkalisch gemacht (Lackmus!). Man lässt den nun flockig sich abscheidenden Niederschlag absitzen, dekantiert und zentrifugiert den Rest für 5 Minuten bei 3000 UpM. Der Überstand wird abgegossen, der Bodensatz mit 50%igem Ethanol aufgeschlämmt und erneut zentrifugiert. Dies wird noch zweimal wiederholt und das Präparat an der Luft getrocknet. Man erhält ein tiefschwarzes Pulver mit schwarzviolettem Abrieb, das in Wasser eine violettrote, trübe Suspension bildet. Bringt man das noch alkoholfeuchte Präparat in reichlich destilliertes Wasser, so erhält man eine klare, violettrote Lösung.

Um die Empfindlichkeit des Goldnachweises durch die Reduktion mit Zinnchlorid zu testen, wurde eine Reihe von Reagenzgläsern mit je 10 ml Wasser beschickt und fallende Mengen Tetrachlorogold(III)-säure 0,1% (1000µl, 100µl, 40 µl, 20 µl, 10 µl) sowie die gleichen Menge Zinn(II)-chloridlösung 0,5% zugegeben. 1000 ml der Stammlösung enthalten knapp 500 µg Gold. Die Färbung war in der Durchsicht noch bis zu 20 µg, in der Draufsicht (beim Vergleich mit reinem Wasser) eben noch bis zu einer Menge von 5 mg Gold im Ansatz erkennbar. In den stark verdünnten Ansätzen war die beobachtete Farbe allerdings mehr gelbbraun als violett.

Goldpurpur 1.2.jpg
Ansetzen des Cassius’schen Goldpurpurs

Goldpurpur 2.jpg
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Goldpurpur 3.jpg
Absetzen lassen
Goldpurpur 4.jpg
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das trockene Präparat

Konzentrationsgefälle 1.jpg
Konzentrationsgefälle 1.jpg (35.77 KiB) 836 mal betrachtet
Verdünnungsreihe mit 500, 50 und 20 µg Gold

Konzentraionsgefälle 2.jpg
Konzentraionsgefälle 2.jpg (42.69 KiB) 836 mal betrachtet
Die komplette Verdünnungsreihe von oben betrachtet
obere Reihe v.l.n.r. 500 mg - 50 µg - 20 µg
untere Reihe v.l.n.r 10 µg - 5 µg - Leerwert


Entsorgung:

Die Konzentrationen der Lösungen sind so gering, dass diese über das Abwassernetz entsorgt werden können. Das bei der Analyse erhaltene Goldpulver wird aufgehoben, ebenso der Cassius’sche Goldpurpur.


Erklärungen:

Gold löst sich in Königswasser unter Bildung von Tetracholorogold(III)-säure:

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

Durch Abrauchen mit Salzsäure werden Reste von Salpetersäure aus dem Präparat entfernt, das anschließend eingeengt und kristallisiert wird. Beim Erhitzen zerfällt die Substanz und unter freiwerden von Chlor und Salzsäure bleibt metallisches Gold zurück:

2 H[AuCl4] → 2 Au + 2 HCl + 3 Cl2

Goldsalze lassen sich leicht durch Reduktionsmittel in das freie Metall überführen. In stark verdünnten Lösungen scheidet sich das Gold dabei in Form feinster Partikel (Größe ca. 10 bis 100 nm) aus, die kolloid gelöst bleiben.[4]. Di Glivhungn gebrn die Umsetzung mit Formaldehyd bzw Glucose (I), mit Hydrazin (II) und mit Ethanol (III) wieder.

2 Au3+ + 3 R-CHO + 3 H2O → 2 Au↓ + 3 R-COOH + 6 H+ (I)

4 Au3+ + 3 N2H4 → 4 Au↓ + 3 N2 + 12 H+ (II)

2 Au3+ + 3 C2H5OH → 2 Au↓ + 3 CH3CHO + 6 H+ (III)

Die Teilchengröße ist proportional zur Wellenlänge des absorbierten Lichtes, so dass die Farbe der Lösung je nach Teilchengröße verschieden ist. Solche mit kleineren Teilchen sind rot gefärbt, mit steigender Teilchengröße tritt eine Farbänderung nach Violett und Blau auf. Nach der Literatur [4] bilden sich rote Lösungen eher in alkalischem, blaue in saurem Milieu. Die Lösungen sind visuell klar, verraten ihre kolloide Natur aber durch einen positiven Tyndall-Effekt: Schickt man einen Lichtstrahl durch die Flüssigkeit, so wird dieser an den kolloiden Goldteichen gestreut und dadurch sichtbar.

Tyndall Reagenzgläser 1.jpg
Tyndall Reagenzgläser 1.jpg (59.33 KiB) 836 mal betrachtet
Reagenzgläser Nr. 1 und 3 mit kolloidaler Goldlösung beschickt, Nr. 2 und 4 enthalten Wasser
Tyndall Reagenzgläser 2.jpg
Tyndall Reagenzgläser 2.jpg (28.08 KiB) 836 mal betrachtet
ein Laserstrahl zeigt in Reagenzglas 1 und 3 den Tyndall-Effekt

Unter Einwirkung von Sauerstoff löst sich Gold in verdünnten Cyanidlösungen zum farblosen Dicyanogold(I)-Komplex, ein Vorgang, der bei der “Zyanidlaugerei“ zur Extraktion von Gold aus Gestein verwertet wird. Daher wird eine kolloidale Goldlösung durch Zugabe von Kaliumcyanid entfärbt:

2 Au + 4 KCN + H2O + ½ O2 → 2 K[Au(CN)2] + 2 KOH

Auf diese Weise habe ich auch meine mit Goldpurpur verschmutzte Reibschale gereinigt, nachdem die schwarzviolette Färbung auch durch Scheuerpulver nicht ganz zu beseitigen war.

Der Sol-Zustand der kolloidalen Lösung wird durch elektrostatische Kräfte aufrechterhalten. Die Goldteilchen sind mit einer dünnen Hülle aus negativen Ladungen umgeben und stoßen sich gegenseitig ab. Durch Zugabe von Elektrolyten oder in einem Lösungsmittel mit geringerem Dipolmoment als Wasser, z.B. Ethanol, werden die Abstoßungskräfte unwirksam und die Teilchen aggregieren, das Sol flockt aus und es bildet sich ein Niederschlag (Gel-Zustand). Nach gutem Auswaschen kann dieser in reinem Wasser wieder in Lösung gebracht werden, ein Vorgang der Peptisation genannt wird.
Schutzkolloide sind Stoffe, die an das eigentliche Kolloid (hier Gold) gebunden dessen Sol-Zustand stabilisieren. Ein solches Schutzkolloid ist Gerbsäure, die in Versuch 2.4. außerdem als Reduktionsmittel dient.

Eine besondere Form des roten, kolloidalen Goldes wird Goldpurpur genannt und durch Reduktion von Goldsalzlösungen mit Zinn(II)-Salzen erhalten. Seine Darstellung ist mit dem Namen des Arztes Andreas Cassius (1600 – 1673) verbunden, der sie in einem Buch, das erst posthum 1685 veröffentlicht wurde, beschrieb. Im Cassius’schen Goldpurpur wirkt das bei der Reaktion entstehende Zinndioxid als Schutzkolloid:

2 H[AuCl4] + 3 SnCl2 + 6 H2O → 2 Au↓ + 3 SnO2↓ + 14 HCl

Offenbar spielt aber auch eine Hydrathülle eine Rolle bei der Dispersion der Kolloidteilchen, denn der noch feuchte Niederschlag lässt sich viel besser in Wasser peptisieren, als der getrocknete. Auch in festen Phasen kann sich Gold kolloidal “lösen“. Der Goldpurpur wurde und wird viel zur Herstellung rubinroten Glases (heute oft mit kolloidalem Selen anstelle von Gold) und für die Porzellanmalerei verwendet. Nach einer Angabe in der Literatur [3] soll man auch Borax- oder Phosphorsalzperlen damit rubinrot färben können (mir ist dies nicht gelungen - die Perlen entfärbten sich immer komplett).

Im übrigen haben in der letzten Zeit viele Menschen schon einmal kolloidales Gold vor Augen gehabt - es stellt nämlich in den Corona-Antigen-Schnelltests die farbgebende Komponente dar! Manche Hersteller werben sogar explizit damit, dass ihre Tests “Gold“ enthalten. Natürlich sagt dies nichts über die Qualität aus.

Coronatest.jpg
Coronatest.jpg (54.57 KiB) 836 mal betrachtet
Covid-19-Antigen Schnelltest mit kolloidalem Gold als farbgebender Komponente, hier sichtbar an der Kontrolllinie


Literatur:

1. Thomsen J: Wassergehalt des Goldchlorwasserstoffchlorids; Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 16 (1883): 1585-1587
2. Sauer E: Kolloidchemisches Praktikum, Verlag von Julius Springer, Berlin 1935
3. Ostwald, Wolfgang: Kleines Praktikum der Kolloidchemie; Verlag von Theodor Steinkopff. Dresden und Leipzig 1935
4. Roesky HW: Glanzlichter chemischer Experimentierkunst; Wiley-VCH Verlag GmbHCo. KGaA 2006; ISBN-13 978-3-527-31511-6
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)

"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)

"Die gefährlichste Weltanschauung ist die Weltanschauung der Leute, die die Welt nie gesehen haben." (Alexander v. Humboldt, 1769 - 1859)

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Uranylacetat
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von Uranylacetat »

Ein toller experimenteller Ausflug in die "gold-purpurne" Kolloidchemie! Grandios! :thumbsup:
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Vanadiumpentoxid
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von Vanadiumpentoxid »

Tipptopptadellos - und sogar mit aktuellem Anwendungsbeispiel! :thumbsup:

By the way: wenn man gleich einen Teil der Goldsäurelösung noch königswassersauer aber verdünnt mit den verschiedenen Reduktionsmitteln versetzen würde, enthält man dann immer nur das violettblaue Kolloid?
Ich würde den Versuch nämlich gern mal in Teilen (Umgang mit Formalin und Hydrazin fällt für mich prinzipiell flach...) als vereinfachtes Probierglasexperiment nachvollziehen, sobald ich in Kürze meine Salpetersäure auch zu etwas anderem verwenden darf als zur gewerblichen Metallbearbeitung...
Wobei: eignet sich Königswasser auch zur Oberflächenätzung von Gold? Da hätte ich die Goldsäure ja quasi als wiederverwertbares Abfallprodukt... :wink:

P.S.: Du musst mangels Abzug ja nen schlimmen Verschleiß an Gummischläuchen haben! :lol: Hast Du es ersatzweise schon mal mit PTFE- (nahezu inert, aber leider sehr unflexibel und teuer) oder PVC-Schläuchen (deutlich robuster als Gummi, in der Aquarienabteilung des Baumarktes meterweise auch sehr viel günstiger zu bekommen als Gummischläuche im Laborfachhandel) probiert?
Gott gebe mir die Kraft, zu ändern, was ich verändern kann,
die Gelassenheit, hinzunehmen, was ich nicht verändern kann,
und die Weisheit, das eine vom anderen zu unterscheiden.
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Ist das noch o. k. oder auch schon wieder zu viel?...

BJ68
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von BJ68 »

Anderer Weg zur Tetrachlorogold(III)-säure:

http://www.mdpi.com/2075-4701/5/3/1454/pdf

Kommt ohne die Salpetersäure aus und damit auch ohne das mehrfache abrauchen von dieser...


bj68
Fuck the "REGULATION (EU) 2019/1148" of the European Parliament and of the Council...denn
Kunst und Wissenschaft, Forschung und Lehre sind frei. Art 5 Abs. 3 GG

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lemmi
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von lemmi »

Danke für den Link!

Ich habe eine Frage zu der Reduktion mit Ethanol! Dort entsteht eine kolloidale Lösung, die zunächst blau ist und dann rot wird (der Farbumschlag geschieht übrigens ziemlich plötzlich). Das würde doch bedeuten, dass die Größe der Kolloidteilchen im Laufe der Zeit abnimmt. Wie kann man das erklären?
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)

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Vanadiumpentoxid
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von Vanadiumpentoxid »

BJ68 hat geschrieben:
Samstag 15. Mai 2021, 20:18
Anderer Weg zur Tetrachlorogold(III)-säure:

http://www.mdpi.com/2075-4701/5/3/1454/pdf

Kommt ohne die Salpetersäure aus und damit auch ohne das mehrfache abrauchen von dieser...


bj68
Eine sinnvolle Alternative für alle Hobbychemiker, die HNO3 nicht verwenden dürfen! :thumbsup:
Und das schwer erhältliche KMnO4 kann man auch durch Poolchlor (Calciumhypochlorit oder Trichlorisocyanursäure) ersetzen - im Baumarkt gleich einen Gang hinter den PVC-Schläuchen, die man dann mindestens genauso dringend braucht... :wink: Thiosufat oder Sulfit fängt zwar eine Menge auf, aber wirklich alles? In Innenräumen würde ich das nicht drauf ankommen lassen wollen - zumindest nicht ohne Atemschutzmaske. Zumal sich die Prozedur wohl auch länger hinziehen dürfte....
P.S.: Poolchlor und Atemschutz würde ich übigens nicht zusammen mit Salzsäure aufs Kassenband stellen, damit es nicht zu falschen Verdächtigungen kommt... :roll:
Denn sonst wird auch noch HCl als nächste Säure den Hobbychemikern weggenommen.... :wall:
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und die Weisheit, das eine vom anderen zu unterscheiden.
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Ist das noch o. k. oder auch schon wieder zu viel?...

Glaskocher
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von Glaskocher »

Man wählt bei der im verlinkten Paper beschriebenen Methode einen dosierkontrollierten Weg, das Chlorgas herzustellen. Dann hat man kaum überschüssiges Chlor, das man ins Abgas geben und vernichten muß. Statt das Chlor zum Chlorid zu reduzieren kann man es auch in Natronlauge "zwischenlagern" und mit dieser Lösung andere Chemie machen.

Chlor "warnt" recht zuverlässig durch seinen Geruch und man kann damit in ordentlich aufgebauten Apparaturen nahezu ohne Eigenbelastung arbeiten. Statt permanenter Panik hilft hier ein konzentriertes und vorausschauendes Arbeiten. Man kann, nach beendigung der Reaktion, die Apparatur für einige Zeit mit Luft spülen, um Reste Chlorgas in die Waschlösung zu treiben.


@Lemmi: dieser Kommentar wurde nach Korrektur im Artikel gelöscht

Vanadiumpentoxid
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von Vanadiumpentoxid »

Glaskocher hat geschrieben:
Samstag 15. Mai 2021, 21:10
Man wählt bei der im verlinkten Paper beschriebenen Methode einen dosierkontrollierten Weg, das Chlorgas herzustellen. Dann hat man kaum überschüssiges Chlor, das man ins Abgas geben und vernichten muß. Statt das Chlor zum Chlorid zu reduzieren kann man es auch in Natronlauge "zwischenlagern" und mit dieser Lösung andere Chemie machen.

Chlor "warnt" recht zuverlässig durch seinen Geruch und man kann damit in ordentlich aufgebauten Apparaturen nahezu ohne Eigenbelastung arbeiten. Statt permanenter Panik hilft hier ein konzentriertes und vorausschauendes Arbeiten. Man kann, nach beendigung der Reaktion, die Apparatur für einige Zeit mit Luft spülen, um Reste Chlorgas in die Waschlösung zu treiben.
So habe ich in einem Wintermonat auch schon Chlor erzeugt. Nur, dass der PVC-Schlauch in die Sulfitlösung trotzdem nach draussen führte und ich eine Maske griffbereit hatte...
Die Geruchsbelästigung lag auf erträglichem Schwimmbadniveau - und selbst das überhaupt nur deshalb, weil ich einen Schliff nicht ordentlich gefettet hatte... Gespült habe anschließend mit CO2, indem ich Sodalösung in die überschüssig zugegebene Säure getropft habe.
Ging also alles gut, trotzdem arbeite ich lieber im Sommer draußen damit. Jeder weiß hoffentlich immer, was er tut.
Verlässlich warnen - ja, und wie! Chlor gehört nicht umsonst zu den sog. Panikgasen: ab einer gewissen Konzentration in der Atemluft fällt es schwer, Ruhe zu bewahren, wenn trotz aller Planung mal was schiefläuft... :eek: - außer vll. Apnoe-Tauchern... :wink:

Auffangen in Hydroxid ist prinzipiell eine gute Lösung, wenn nicht entsorgt, sondern wiederverwendet werden soll: das spart die Anschaffung von Chlorbleiche (zur Vermeidung von Verunreinigungen darf die Apparatur dann aber wirklich nur mit Luft und nicht mit CO2 gespült werden). Über einen Teil der sich aus dieser Hypochloritlösung ergebenden Folgemöglichkeiten schweige ich mich öffentlich aber lieber aus...

Ich würde aber gern nochmals auf meine oben gestellte Rückfrage nach der Reduktion zu Gold in saurem Milieu und damit zum ursprünglichen Thema zurückkommen (edit) wollen (dass ich als berüchtigter "topic-crusher" mal bitten darum würde... :dita: :wink: ): liege ich mit meiner Annahme hinsichtlich der Kolloidfarbe richtig?
Und die weitere Frage (zumindest näher am Hauptthema als die Chlorsynthese...): eignet sich Königswasser auch für die Oberflächen- und Konturenätzung von Gold?
Gott gebe mir die Kraft, zu ändern, was ich verändern kann,
die Gelassenheit, hinzunehmen, was ich nicht verändern kann,
und die Weisheit, das eine vom anderen zu unterscheiden.
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lemmi
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von lemmi »

.
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Vanadiumpentoxid
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von Vanadiumpentoxid »

lemmi hat geschrieben:
Samstag 15. Mai 2021, 21:52
.
Punkt? :conf:
Möchtest Du die Diskussion beenden?
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von lemmi »

nee! Sorry, da ist was schief gelaufen! keine Ahnung was...
eigentlich sollte da stehen:
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von lemmi »

Ich würde aber gern nochmals auf meine oben gestellte Rückfrage nach der Reduktion zu Gold in saurem Milieu und damit zum ursprünglichen Thema zurückkehren wollen
Wenn Roesky und Sauer Recht haben, sollte dabei ein blaues Sol entstehen. Obwohl bei mir auch im alkalischen Milieu (mit Kaliumcarbonat) mit Glucose und Formaldehyd ein blaue Sole entstanden sind (laut Sauer sollte sich mit Glukose eigentlich ein rotes Sol bilden!) und umgekehrt mit Ethanol auch im sauren Milieu ein rotes Sol entsteht. Aber beim letzteren ist die Säuremenge sehr gering, weil ich kristallisierte Tetrachlorogoldsäure verwendet habe (die Alkalisalze reagieren bei dieser Versuchsanordnung angeblich nicht). Wenn du eine Lösung von Gold in Königswasser benutzt ist da sicher ein größerer Säureübeschuss drin, abgesehen davon, dass auch noch oxydierende Stoffe (NOx) vorhanden sein können und du vielleicht mehr Reduktionsmittel brauchst.

Ich würde auch gerne meine obige Frage nochmal stellen! Hat jemand eine Idee?
Dort entsteht eine kolloidale Lösung, die zunächst blau ist und dann rot wird (der Farbumschlag geschieht übrigens ziemlich plötzlich). Das würde doch bedeuten, dass die Größe der Kolloidteilchen im Laufe der Zeit abnimmt. Wie kann man das erklären?
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Vanadiumpentoxid
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von Vanadiumpentoxid »

Thoisoi2 hat auf YouTube (Verlinkung über mein Smartphone leider nicht möglich, bei Interesse bitte googlen) übrigens ein anfänglich blaues, nach Erhitzen dann aber rotes Goldkolloid aus verdünnter königswassersaurer Goldsäurelösung unter Reduktion mit Natriumcitrat hergestellt. Nach anschließender Zugabe von Oxalsäure kam es erneut zur Blaufärbung. Der pH-Wert scheint wohl doch nicht der ausschlaggebende Faktor für die Größe der Nanopartikel bzw. für die Farbe der Lösung zu sein.

Interessanterweise wird auch bei Thoisoi auf die Anwendung in Corona-Schnelltests hingewiesen. Das Video ist übrigens schon fast ein Jahr alt! FFP2-Masken, Impfstoffe, Schnelltests - kommt mir das nur so vor oder sind wir EU-Europäer unter allen Industriestaaten diejenigen, die all das, was gegen COVID-19 wirklich hilft, als letzte in ausreichender Menge zur Verfügung haben?
Na, hoffentlich hat der deutsche Michel das nicht alles schon wieder vergessen, wenn er im Herbst zur Wahlurne schreitet... :evil:
Aber ich schweife wieder mal ab... Ich könnte mich halt den ganzen Tag lang aufregen, aber leider viel zu wenig ändern... :wall: Und bevor es erneut Missverständnisse gibt: möglicherweise mag ich mittlerweile schon etwas politikverdrossen und EU-kritisch geworden sein, bin deswegen aber noch lange kein Rechtspopulist, Querdenker oder gar AfD-Anhänger... :out:
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von lemmi »

Was mir komisch vorkommt, ist, dass durch längeres Erhitzen die Größe der Nano Partikel abnimmt. Intuitiv hätte ich das umgekehrt gedacht: entweder die Reaktion schreitet fort und die Partikel werden größer, oder eventuelle Schutzhüllen werden zerstört ( erhöhte molekulare Bewegung) und die schon vorhandenen Partikel aggregieren. Scheint aber nicht so zu sein.
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mgritsch
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Re: Tetrachlorogold(III)-säure, kolloidales Gold und Cassisus’scher Goldpurpur

Beitrag von mgritsch »

Sehr sehr schön geworden wieder :D
lemmi hat geschrieben:
Samstag 15. Mai 2021, 18:41
Goldsalze bzw. ihre Lösungen hinterlassen kaum zu entfernende, rotviolette Flecke auf der Haut und Oberflächen.
Auf Flächen die das ertragen hilft Cyanid wie du geschrieben hast, was das nicht erträgt (zB Haut :mrgreen: ) bleibt auf immer rot? Oder gibt es - außer Fleckenschere - noch ein anderes Gegenmittel?
Erhalten: 5,3 g H[Au(Cl4) + 4 H2O (92 % d. Theorie)
Ich nehme an die Dichte des Produkts ist so hoch dass die fehlenden 0,3 g einem winzigen Krümel entsprechen...?
Erst dachte ich noch „na klar, Tetrahydrat bzw hygroskopisch - das wäre ein Zufall wenn da was stöchiometrisches rauskommt“ aber nach Gehaltsbestimmung hast du ja eine Punktlandung.
Bei meinem Präparat habe ich aus 100,8 mg Substanz 48,2 mg Gold erhalten, was einem Anteil von 47,78 % entspricht. Der stöchiometrische Wert für H[Au(Cl4) + 4 H2O beträgt 47,82 %.
Bei den geringen Substanzmengen macht 0,1 mg etwa 0,1% aus, die erste Nachkommastelle ist somit der Wiegefehler und die Angabe der zweiten Nachkommastelle ist Makulatur :) Praktisch somit korrekt: 47,8 ± 0,1 % Top Übereinstimmung! Sowas belegt immer wie sauber du arbeitest, geradezu mit chirurgischer Präzision :mrgreen:
Die Teilchengröße ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge des absorbierten Lichtes, so dass die Farbe der Lösung je nach Teilchengröße verschieden ist.
Die Erklärung sollte man physikalisch mal genauer unter die Lupe nehmen bzw vertiefen :)
Wie können Partikel von ca 1/100 der Wellenlänge Größe noch wechselwirken? Warum kommt es überhaupt zu so einer Absorption bzw. Abhängigkeit? Hinweis: In modernen Papers/Produkten nennt man das heute wohl „Quantum Dots“ und macht es aus fast allem, nicht nur Gold...
in den Corona-Antigen-Schnelltests die farbgebende Komponente dar!
Nicht nur in denen, auch handelsübliche Schwangerschaftstests und andere Nachweise basieren auf „Colloidal Gold Immunochromatrography“. Wobei ich mich immer schon gefragt habe warum man hier just zu Gold als Farbmarker greift statt irgend einen anderen Farbstoff. Weil so inert?

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