- Estrutura do óxido de ouro (III)
- Aspectos eletrônicos
- Hidratos
- Propriedades
- Aparência física
- Massa molecular
- Densidade
- Ponto de fusão
- Estabilidade
- Solubilidade
- Nomenclatura
- Formulários
- Mancha de vidro
- Síntese de áureos e ouro fulminante
- Manuseio de monocamadas automontadas
- Referências
O óxido de ouro (III) é um composto inorgânico cuja fórmula química é Au 2 O 3. Teoricamente, pode-se esperar que sua natureza seja do tipo covalente. No entanto, a presença de um certo caráter iônico em seu sólido não pode ser completamente descartada; ou o que é igual, assuma a ausência do cátion Au 3+ junto com o ânion O 2-.
Pode parecer contraditório que o ouro, sendo um metal nobre, pode enferrujar. Em condições normais, peças de ouro (como as estrelas na imagem abaixo) não podem ser oxidadas pelo contato com o oxigênio na atmosfera; porém, quando irradiados com radiação ultravioleta na presença de ozônio, O 3, o quadro é diferente.
Estrelas douradas. Fonte: Pexels.
Se estrelas douradas fossem submetidas a essas condições, elas adquiririam uma cor marrom-avermelhada, característica de Au 2 O 3.
Outros métodos para obter este óxido envolveriam o tratamento químico das referidas estrelas; por exemplo, convertendo a massa de ouro em seu respectivo cloreto, AuCl 3.
Em seguida, ao AuCl 3 e ao restante dos possíveis sais de ouro formados, é adicionado um meio básico forte; e com isso, o óxido ou hidróxido hidratado, Au (OH) 3, é obtido. Finalmente, este último composto é desidratado termicamente para a obtenção de Au 2 O 3.
Estrutura do óxido de ouro (III)
Estrutura cristalina de Au2O3. Fonte: Materialscientist
A imagem superior mostra a estrutura cristalina do óxido de ouro (III). A disposição dos átomos de ouro e oxigênio no sólido é mostrada, considerando-os átomos neutros (sólido covalente) ou íons (sólido iônico). Indiferentemente, basta retirar ou colocar os elos Au-O em qualquer caso.
De acordo com a imagem, presume-se que predomine o caráter covalente (o que seria lógico). Por esse motivo, átomos e ligações são representados por esferas e barras, respectivamente. As esferas douradas correspondem aos átomos de ouro (Au III-O), e as avermelhadas aos átomos de oxigênio.
Se você olhar de perto, verá que existem unidades AuO 4, que são unidas por átomos de oxigênio. Outra forma de visualizar seria considerar que cada Au 3+ é circundado por quatro O 2-; claro, de uma perspectiva iônica.
Essa estrutura é cristalina porque os átomos estão dispostos no mesmo padrão de longo alcance. Assim, sua célula unitária corresponde ao sistema cristalino romboédrico (o mesmo da imagem superior). Portanto, todo o Au 2 O 3 poderia ser construído se todas as esferas da célula unitária fossem distribuídas no espaço.
Aspectos eletrônicos
O ouro é um metal de transição e espera-se que seus orbitais 5d interajam diretamente com os orbitais 2p do átomo de oxigênio. Essa sobreposição de seus orbitais deveria teoricamente gerar bandas de condução, que transformariam Au 2 O 3 em um semicondutor sólido.
Portanto, a verdadeira estrutura do Au 2 O 3 é ainda mais complexa com isso em mente.
Hidratos
O óxido de ouro pode reter moléculas de água em seus cristais romboédricos, dando origem aos hidratos. À medida que esses hidratos são formados, a estrutura torna-se amorfa, ou seja, desordenada.
A fórmula química para tais hidratos pode ser qualquer uma das seguintes, que na verdade não estão totalmente esclarecidas: Au 2 O 3 ∙ zH 2 O (z = 1, 2, 3, etc.), Au (OH) 3 ou Au x O y (OH) z.
A fórmula Au (OH) 3 representa uma simplificação excessiva da verdadeira composição dos referidos hidratos. Isso ocorre porque dentro do hidróxido de ouro (III), os pesquisadores também encontraram a presença de Au 2 O 3; e, portanto, não faz sentido tratá-lo isoladamente como um hidróxido de metal de transição "simples".
Por outro lado, uma estrutura amorfa pode ser esperada de um sólido com a fórmula Au x O y (OH) z; pois depende dos coeficientes x, y e z, cujas variações dariam origem a todos os tipos de estruturas que dificilmente poderiam exibir um padrão cristalino.
Propriedades
Aparência física
É um sólido castanho-avermelhado.
Massa molecular
441,93 g / mol.
Densidade
11,34 g / mL.
Ponto de fusão
Derrete e se decompõe a 160ºC. Portanto, falta um ponto de ebulição, então esse óxido nunca ferve.
Estabilidade
Au 2 O 3 é termodinamicamente instável porque, como mencionado no início, o ouro não tende a se oxidar em condições normais de temperatura. Portanto, é facilmente reduzido para se tornar o ouro nobre novamente.
Quanto mais alta a temperatura, mais rápida é a reação, que é conhecida como decomposição térmica. Assim, Au 2 O 3 a 160ºC se decompõe para produzir ouro metálico e liberar oxigênio molecular:
2 Au 2 O 3 => 4 Au + 3 O 2
Uma reação muito semelhante pode ocorrer com outros compostos que promovem a referida redução. Por que redução? Porque o ouro recupera os elétrons que o oxigênio tirou dele; o que é o mesmo que dizer que ele perde ligações com o oxigênio.
Solubilidade
É um sólido insolúvel em água. No entanto, é solúvel em ácido clorídrico e ácido nítrico, devido à formação de cloretos e nitratos de ouro.
Nomenclatura
Óxido de ouro (III) é o nome regido pela nomenclatura de estoque. Outras maneiras de mencioná-lo são:
-Nomenclatura tradicional: óxido áurico, pois a valência 3+ é a mais alta para o ouro.
-Nomenclatura sistemática: trióxido dioro.
Formulários
Mancha de vidro
Um de seus usos mais eminentes é adicionar uma cor avermelhada a certos materiais, como o vidro, além de conferir certas propriedades inerentes aos átomos de ouro.
Síntese de áureos e ouro fulminante
Se Au 2 O 3 for adicionado a um meio onde é solúvel e na presença de metais, os áuratos podem precipitar após a adição de uma base forte; que são constituídos por ânions AuO 4 - na companhia de cátions metálicos.
Da mesma forma, Au 2 O 3 reage com amônia para formar o composto de ouro fulminante, Au 2 O 3 (NH 3) 4. Seu nome deriva do fato de ser altamente explosivo.
Manuseio de monocamadas automontadas
Certos compostos, como dissulfetos de dialquila, RSSR, não são adsorvidos da mesma maneira no ouro e seu óxido. Quando essa adsorção ocorre, uma ligação Au-S se forma espontaneamente, onde o átomo de enxofre exibe e define as características químicas da referida superfície dependendo do grupo funcional ao qual está ligado.
RSSRs não podem ser adsorvidos em Au 2 O 3, mas podem no ouro metálico. Portanto, se a superfície do ouro e seu grau de oxidação forem modificados, assim como o tamanho das partículas ou camadas de Au 2 O 3, uma superfície mais heterogênea pode ser projetada.
Esta superfície Au 2 O 3 -AuSR interage com os óxidos de metal de certos dispositivos eletrônicos, desenvolvendo assim superfícies futuras mais inteligentes.
Referências
- Wikipedia. (2018). Óxido de ouro (III). Recuperado de: en.wikipedia.org
- Formulação Química. (2018). Óxido de ouro (III). Recuperado de: formulacionquimica.com
- D. Michaud. (2016, 24 de outubro). Ferrugem de ouro. 911 Metalúrgico. Recuperado de: 911metallurgist.com
- Shi, R. Asahi e C. Stampfl. (2007). Propriedades dos óxidos de ouro Au 2 O 3 e Au 2 O: Investigação dos primeiros princípios. The American Physical Society.
- Cook, Kevin M. (2013). Óxido de ouro como camada de máscara para química de superfície regiosseletiva. Teses e Dissertações. Artigo 1460.