Фулминирајуће злато

Фулминирајуће злато је жута до жуто-наранџаста аморфна хетерогена мешавина различитих полимерних једињења претежно злата (III), амонијака и хлора, осетљива на светлост и ударце, која се не може описати хемијском формулом. Овде „фулминирајући“ има своје најстарије значење, „експлозивно“ (од латинског фулмен, муња, од глагола фулгео, „сијам“); материјал не садржи фулминатне јоне. Најбољи приближни опис је да је производ делимичне хидролизе:

${}_{\infty }^{3}{\ce {[Au2(\mu-NH2)(\mu_3-NH)2]Cl}}$.

Приликом сагоревања производи љубичасту пару. Комплекс има квадратну планарну геометрију молекула са ниским спинским стањем.

Уопштено говорећи, најбоље је избећи случајно стварање ове супстанце мешањем соли злата(III) хлорида или хидроксида са гасом амонијака или солима амонијума, јер је склона експлозији чак и при најмањем додиру.

То је врло експлозивна супстанца која се користи у хемијским истраживањима и има потенцијалну примену у пиротехници. Фулминирајуће злато припада групи фулмината, који су генерално познати по својој способности да детонирају под одређеним условима.

Фулминати су соли фулминичне киселине, а фулминирајуће злато је један од најпознатијих и најстабилнијих фулмината. Иако се назива "фулминирајуће", ова супстанца не садржи право злато, већ је названа тако због свог изгледа и боје. Фулминирајуће злато је заправо комплексно једињење које садржи златне јоне, угљеник, азот и кисеоник.

Историја

Фулминирајуће злато је био први познати експлозив и забележен је у западној алхемији још 1585. Себалд Шверцер је први изоловао ово једињење и коментарисао његове карактеристике у својој књизи Цхрисопоеиа Сцхваертзериана. Шверцерова производња захтевала је растварање узорка злата у царској водици, додавање амонијум хлорида у засићени раствор и таложење раствора кроз оловне сфере и сушење над уљем каменца. Хемичари 16. и 17. века били су веома заинтересовани за новину експлозивног једињења злата, и многи хемичари тог доба су повређени приликом његове детонације. Јакоб Берцелијус, водећи хемичар раног 19. века, био је једна таква особа. У руци му је експлодирала чаша, оштетивши његове очи. Тек Јохан Рудолф Глаубер у 17. веку је почео да има примену блиставог злата. Користио је љубичасте паре након детонације да обложи предмете у злату. Касније је коришћен у фотографији због своје природе осетљивости на светлост.

У 18. и 19. веку настављен је рад на проналажењу хемијске формуле за фулминацију злата. Карл Вилхелм Шеле је пронашао и доказао да је амонијак био оно што је покретало формирање комплекса и да је при детонацији настао гас првенствено гас азота. Јеан Баптисте Думас је отишао даље и открио да поред злата и азота, у пламеном злату има и водоника и хлора. Затим је разложио млевени узорак са бакар(II) оксидом да би открио да је то со са амонијум катјоном и златним азотним комплексом као ањоном. Ернст Вајц је наставио да проучава једињење уз помоћ најсавременијих техника и закључио да је блиставо злато мешавина "диамидо-имидо-аурихлорида" и ${\ce {2Au(OH)3.3NH3}}$. Успео је да игнорише лошу растворљивост комплекса у већини растварача, али је приметио да се он лако раствара у воденом систему злата(III), амонијака и хлорида. Његов закључак о формули показао се нетачним, али је понудио поштену процену од које би каснији научници могли да пронађу решење.

Синтеза фулминирајућег злата обично укључује третирање златних соли, као што је златни хлорид, са раствором фулминатне киселине. Процес је веома опасан због високе реактивности и експлозивности произведеног једињења.

Актуелно знање

Због великог интересовања за проучавање блиставог злата у раној и средњој ери хемије, постоји много начина да се синтетише. Не дају сви путеви синтезе исти производ. Према Стеинхаусер ет ал. и Ернст Веитз, веома хомоген узорак може се добити хидролизом од ${\ce {[Au(NH3)4](NO3)3}}$wитх ${\ce {Cl^-}}$. Такође су приметили да различити синтетички путеви, као и коришћење различите количине амонијака при таложењу производа, доводе до различитих односа Ау, Н, Х и Цл. Због својих физичких и хемијских својстава, фулминирајуће злато не може се кристалисати нормалним методама, што отежава одређивање кристалне структуре. Из опсежних покушаја кристализације Стеинхаусера ет ал. и вибрационом спектроскопијом, закључено је да је фулминирајуће злато аморфна мешавина полимерних једињења која су повезана преко μ-НХ₂ анд μ₃-НХ мостова. Такође је откривено да је фулминирајуће злато такође врло слабо растворљиво у ацетонитрилу и диметилформамиду.

Недавне ЕКСАФС (проширене X-Раy Абсорптион Фине Струцтуре) анализе које је урадио Јоаннис Псилителис су показале да је фулминирајуће злато квадратни планарни тетрааминголд(III) катјон са четири или једним атомом злата у другој координационој сфери. Ова геометрија је подржана дијамагнетним карактером блиставог злата. Синце ит хас а д⁸ електрона и дијамагнетна је, мора имати квадратну раван геометрију. Такође је познато да је необична боја дима узрокована присуством хетерогених наночестица злата.

Општа својства

• Боја: жута до жуто-наранџаста
• Стање: аморфно (нема кристалну структуру)
• Хемијска формула: нема јединствену формулу, већ је смеша различитих полимера
• Осјетљивост: веома осјетљиво на ударце, топлоту и светлост.

Хемијске особине

Фулминирајуће злато је познато по својој способности да веома лако детонира, што је резултат његове молекуларне структуре. Једињење садржи златне атоме који су повезани са фулминатним групама (негативно наелектрисане јоне које садрже азот и кисеоник). Ове групе су изузетно нестабилне и могу да ослободе велику количину енергије када дође до њихове декомпозиције.

Физичка својства

Светло злато је само слабо растворљиво у већини растварача, док је лако растворљиво у воденом систему злата (III), амонијака и хлорида.

Експлозија производи љубичасти дим. Истраживачи са Универзитета у Бристолу су 2023. успели да докажу да је боја узрокована сферним златним наночестицама.

Коришћење и примена

Због експлозивне склоности овог једињења, индустријске технике за екстракцију и пречишћавање златних једињења су веома ретке. Постојала је нова екстракција племенитих метала биогасом из отпадне електронике која је функционисала веома добро, али стварање пламеног злата и других амина племенитих метала ограничава његову широку употребу. Међутим, постоје патенти и методе које користе фулминирајуће злато као интермедијер у процесу претварања злата ниске чистоће у злато високе чистоће за електронику.

Иако је његова практична примена ограничена због опасности које носи, фулминирајуће злато има неколико потенцијалних примена. У пиротехничкој индустрији, може се користити за производњу детонатора и иницијатора за експлозиве због своје способности да произведе брзу и снажну детонацију. Такође, у хемијским истраживањима, користи се у малим количинама за проучавање експлозивних реакција и својстава фулмината.

Безбедност

Светло злато је изузетно реактивно и треба избегавати да ова супстанца настаје чак и случајно мешањем соли хлорида или хидроксида злата са амонијаком или солима амонијума, јер је експлозивна и при најмањем контакту. Преципитати не би требало да дођу у контакт са водом или раствором амонијака. Случајно настали комплекси злата(III) са амонијаком не смеју се потпуно сушити и суве материје треба заштитити од трења и удара. Безбедно одлагање се може постићи разблаживањем хлороводоничном киселином.

Због своје екстремне нестабилности и тенденције да лако експлодира, руковање фулминирајућим златом захтева изузетне мере опреза. Лабораторије које се баве овим једињењем морају да имају специјализовану опрему и строге протоколе за руковање како би се избегле несреће.

Закључак

Фулминирајуће злато је фасцинантно, али изузетно опасно једињење. Његова нестабилност и експлозивна природа чине га предметом посебног интересовања у науци о материјалима и пиротехници, али исто тако захтевају ригорозне мере безбедности приликом руковања.

Литература

• Георг Стеинхаусер, Јüрген Еверс, Стефание Јакоб, Тхомас M. Клапöтке, Гилберт Оехлингер (2008), „А ревиеw он фулминатинг голд (Кналлголд)” (ПДФ), Голд Буллетин (на језику: немачки) (41), пп. 305–317, ИССН 2364-821X, дои:10.1007/БФ03214888 ЦС1 одржавање: Вишеструка имена: списак аутора (веза), Формат: ПДФ

Спољашње везе

• Дас Голд, дас крацхт, Сциенце ОРФ, 17. Фебруар 2009