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

The oksida emas (III) merupakan senyawa anorganik yang rumus kimia adalah Au ₂ O ₃ . Secara teoritis, sifatnya dapat diharapkan dari tipe kovalen. Namun, keberadaan karakter ionik tertentu dalam padatannya tidak dapat sepenuhnya dikesampingkan; atau apa yang sama, asumsikan tidak adanya kation Au ³⁺ bersama dengan anion O ^2- .

Mungkin tampak kontradiktif bahwa emas, sebagai logam mulia, dapat berkarat. Dalam kondisi normal, kepingan emas (seperti bintang pada gambar di bawah) tidak dapat teroksidasi melalui kontak dengan oksigen di atmosfer; Namun, ketika mereka diiradiasi dengan radiasi ultraviolet dengan adanya ozon, O ₃ , gambarannya berbeda.

Bintang emas. Sumber: Pexels.

Jika bintang emas mengalami kondisi ini, mereka akan berubah warna menjadi coklat kemerahan, karakteristik Au ₂ O ₃ .

Metode lain untuk memperoleh oksida ini akan melibatkan perlakuan kimiawi dari bintang-bintang tersebut; misalnya, dengan mengubah massa emas menjadi klorida masing-masing, AuCl ₃ .

Kemudian, untuk AuCl ₃ , dan sisa garam emas yang mungkin terbentuk, ditambahkan media dasar yang kuat; dan dengan ini, oksida atau hidroksida terhidrasi, Au (OH) ₃ , diperoleh . Akhirnya, senyawa terakhir ini didehidrasi secara termal untuk mendapatkan Au ₂ O ₃ .

Struktur emas (III) oksida

Struktur kristal Au2O3. Sumber: Materialscientist

Gambar atas menunjukkan struktur kristal emas (III) oksida. Susunan atom emas dan oksigen dalam padatan ditampilkan, baik dengan mempertimbangkan atom netral (padatan kovalen), atau ion (padatan ionik). Secara acuh tak acuh, itu cukup untuk menghapus atau menempatkan tautan Au-O dalam hal apa pun.

Menurut gambar, diasumsikan bahwa karakter kovalen mendominasi (yang logis). Oleh karena itu, atom dan ikatan masing-masing ditampilkan diwakili oleh bola dan batang. Bola emas berhubungan dengan atom emas (Au ^III -O), dan yang kemerahan berhubungan dengan atom oksigen.

Jika dicermati, akan terlihat bahwa ada unit AuO ₄ yang bergabung dengan atom oksigen. Cara lain untuk memvisualisasikannya adalah dengan mempertimbangkan bahwa setiap Au ³⁺ dikelilingi oleh empat O ^2- ; tentu saja, dari sudut pandang ionik.

Struktur ini berbentuk kristal karena atom-atomnya tersusun dalam pola jarak jauh yang sama. Jadi, sel satuannya sesuai dengan sistem kristal rombohedral (yang sama di gambar atas). Oleh karena itu, semua Au ₂ O ₃ dapat dibangun jika semua bidang sel satuan itu didistribusikan di ruang angkasa.

Aspek elektronik

Emas adalah logam transisi, dan orbital 5dnya diharapkan berinteraksi langsung dengan orbital 2p atom oksigen. Tumpang tindih orbitalnya ini secara teoritis akan menghasilkan pita konduksi, yang akan mengubah Au ₂ O ₃ menjadi semikonduktor padat.

Oleh karena itu, struktur sebenarnya dari Au ₂ O ₃ bahkan lebih kompleks dengan pemikiran ini.

Hidrat

Oksida emas dapat menahan molekul air di dalam kristal rombohedralnya, sehingga menimbulkan hidrat. Ketika hidrat semacam itu terbentuk, strukturnya menjadi amorf, yaitu tidak teratur.

Rumus kimia untuk hidrat tersebut dapat berupa salah satu dari berikut ini, yang pada kenyataannya belum sepenuhnya dijelaskan: 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 menunjukkan penyederhanaan yang berlebihan dari komposisi sebenarnya dari hidrat tersebut. Ini karena di dalam emas (III) hidroksida, peneliti juga menemukan keberadaan Au ₂ O ₃ ; dan oleh karena itu tidak ada artinya memperlakukannya dalam isolasi sebagai hidroksida logam transisi "sederhana".

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

Properti

Penampilan fisik

Ini adalah padatan coklat kemerahan.

Massa molekul

441,93 g / mol.

Massa jenis

11,34 g / mL.

Titik lebur

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

Stabilitas

Au ₂ O ₃ secara termodinamika tidak stabil karena, seperti yang disebutkan di awal, emas cenderung tidak teroksidasi dalam kondisi suhu normal. Sehingga mudah direduksi menjadi emas mulia kembali.

Semakin tinggi suhunya, semakin cepat reaksinya, yang dikenal sebagai dekomposisi termal. Jadi, Au ₂ O ₃ pada 160ºC terurai untuk menghasilkan emas logam dan melepaskan molekul oksigen:

2 Au ₂ O ₃ => 4 Au + 3 O ₂

Reaksi yang sangat mirip dapat terjadi dengan senyawa lain yang mendorong reduksi tersebut. Mengapa reduksi? Karena emas mendapatkan kembali elektron yang diambil oksigen darinya; yang sama dengan mengatakan bahwa ia kehilangan ikatan dengan oksigen.

Kelarutan

Ini adalah padatan yang tidak larut dalam air. Namun, ini larut dalam asam klorida dan asam nitrat, karena pembentukan klorida emas dan nitrat.

Tata nama

Emas (III) oksida adalah nama yang diatur oleh nomenklatur saham. Cara lain untuk menyebutkannya adalah:

-Nomenklatur tradisional: auric oxide, karena valensi 3+ adalah yang tertinggi untuk emas.

-Nomenklatur sistematis: dioro trioksida.

Aplikasi

Pewarnaan kaca

Salah satu kegunaannya yang paling menonjol adalah memberi bahan tertentu warna kemerahan, seperti kaca, serta memberi mereka sifat tertentu yang melekat pada atom emas.

Sintesis aurat dan emas fulminan

Jika Au ₂ O _{3 ditambahkan} ke media yang dapat larut, dan dengan adanya logam, aurat dapat mengendap setelah penambahan basa kuat; yang terdiri dari anion AuO ₄ ^- dengan kation logam.

Demikian juga, Au ₂ O ₃ bereaksi dengan amonia untuk membentuk senyawa emas fulminan, Au ₂ O ₃ (NH ₃ ) ₄ . Namanya diambil dari fakta bahwa ia sangat eksplosif.

Menangani lapisan tunggal yang dirakit sendiri

Senyawa tertentu, seperti dialkil disulfida, RSSR, tidak teradsorpsi dengan cara yang sama pada emas dan oksidanya. Ketika adsorpsi ini terjadi, ikatan Au-S terbentuk secara spontan, di mana atom belerang menunjukkan dan mendefinisikan karakteristik kimia permukaan tersebut tergantung pada gugus fungsi tempat ia terikat.

RSSR tidak bisa diserap pada Au ₂ O ₃ , tapi bisa pada emas metalik. Oleh karena itu, jika permukaan emas dan derajat oksidasinya diubah, serta ukuran partikel atau lapisan Au ₂ O ₃ , permukaan yang lebih heterogen dapat dirancang.

Permukaan Au ₂ O ₃ -AuSR ini berinteraksi dengan oksida logam perangkat elektronik tertentu, sehingga mengembangkan permukaan yang lebih cerdas di masa depan.

Referensi

1. Wikipedia. (2018). Emas (III) oksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Formulasi Kimia. (2018). Emas (III) oksida. Diperoleh dari: formulacionquimica.com
3. D. Michaud. (2016, 24 Oktober). Karat emas. 911 Ahli Metalurgi. Diperoleh dari: 911metallurgist.com
4. Shi, R. Asahi, dan C. Stampfl. (2007). Sifat oksida emas Au ₂ O ₃ dan Au ₂ O: Investigasi prinsip-pertama. The American Physical Society.
5. Masak, Kevin M. (2013). Oksida Emas sebagai Lapisan Masking untuk Kimia Permukaan Regioselektif. Tesis dan Disertasi. Kertas 1460.