So sánh khả năng kết tủa Au bằng Na2S2O5 và FeSO4 trong cùng điều kiện
Thứ Sáu,
14/03/2025
NGÔ XUÂN TRƯỜNG
1. Phản ứng hóa học:
-
Với Natri Metabisulfit (Na₂S₂O₅):
-
Trong dung dịch nước, Natri Metabisulfit tạo thành ion Bisulfit (HSO₃⁻). Ion Bisulfit là tác nhân khử mạnh, có khả năng khử ion Au³⁺ thành vàng kim loại. Phản ứng tổng quát có thể được biểu diễn như sau (tùy thuộc vào pH và điều kiện cụ thể):
2Au³⁺(aq) + 3HSO₃⁻(aq) + 3H₂O(l) → 2Au(s) + 3SO₄²⁻(aq) + 9H⁺(aq)
Hoặc, đơn giản hơn:
2Au³⁺(aq) + 3SO₂ (aq) + 6H₂O(l) → 2Au(s) + 3SO₄²⁻(aq) + 12H⁺(aq)
(SO₂ được tạo ra từ sự phân hủy của HSO₃⁻ trong dung dịch axit)
-
Với Sắt(II) Sunfat (FeSO₄):
-
Ion Sắt(II) (Fe²⁺) cũng có khả năng khử ion Au³⁺ thành vàng kim loại, nhưng đây là một quá trình kém hiệu quả hơn nhiều so với Natri Metabisulfit. Phản ứng có thể được biểu diễn như sau:
Au³⁺(aq) + 3Fe²⁺(aq) → Au(s) + 3Fe³⁺(aq)
2. So sánh khả năng kết tủa:
| Đặc điểm | Natri Metabisulfit (Na₂S₂O₅) | Sắt(II) Sunfat (FeSO₄) |
|---|---|---|
| Thế điện cực chuẩn (E⁰) | E⁰(SO₄²⁻/HSO₃⁻) = +0.17 V (trong môi trường axit) <br> E⁰(Au³⁺/Au) = +1.50 V | E⁰(Fe³⁺/Fe²⁺) = +0.77 V <br> E⁰(Au³⁺/Au) = +1.50 V |
| Động lực học phản ứng | Sự khác biệt lớn về thế điện cực cho thấy phản ứng diễn ra thuận lợi và có động lực cao. | Sự khác biệt về thế điện cực nhỏ hơn, cho thấy động lực phản ứng yếu hơn. |
| Tốc độ phản ứng | Phản ứng thường diễn ra nhanh chóng, đặc biệt khi dung dịch được khuấy đều và ở nhiệt độ thích hợp. | Phản ứng diễn ra chậm hơn đáng kể so với Natri Metabisulfit. |
| Hiệu suất kết tủa | Thường cho hiệu suất kết tủa vàng rất cao, gần như hoàn toàn nếu sử dụng đủ lượng. | Hiệu suất kết tủa vàng thấp hơn, có thể không hoàn toàn ngay cả khi dùng dư FeSO₄. |
| Độ tinh khiết của Au | Vàng kết tủa thường có độ tinh khiết cao nếu các ion kim loại khác không bị khử đồng thời. | Vàng kết tủa có thể lẫn tạp chất Sắt(III) hydroxit nếu pH không được kiểm soát chặt chẽ. |
| Ảnh hưởng của pH | Phản ứng hiệu quả trong môi trường axit nhẹ đến trung tính. pH quá cao có thể làm giảm hiệu quả. | Phản ứng tốt nhất trong môi trường axit. pH cao có thể gây kết tủa Sắt(II) hoặc Sắt(III) hydroxit, cản trở quá trình kết tủa vàng. |
| Sản phẩm phụ | Tạo ra ion Sunfat (SO₄²⁻) và ion Hydro (H⁺). | Tạo ra ion Sắt(III) (Fe³⁺). |
| Ứng dụng thực tế | Natri Metabisulfit là tác nhân kết tủa vàng phổ biến và hiệu quả trong công nghiệp phân kim. | Sắt(II) Sunfat ít được sử dụng để kết tủa vàng từ dung dịch Au³⁺ tinh khiết do hiệu quả thấp hơn. Nó có thể được sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt hoặc trong các quy trình xử lý chất thải chứa vàng với nồng độ thấp. |
3. Kết luận:
Trong cùng điều kiện, Natri Metabisulfit (Na₂S₂O₅) là tác nhân kết tủa vàng hiệu quả hơn nhiều so với Sắt(II) Sunfat (FeSO₄) từ dung dịch chứa ion Au³⁺.
- Động lực học và tốc độ phản ứng: Phản ứng giữa Au³⁺ và HSO₃⁻ có động lực học thuận lợi hơn và diễn ra nhanh chóng hơn do sự khác biệt lớn hơn về thế điện cực chuẩn.
- Hiệu suất kết tủa: Natri Metabisulfit thường cho hiệu suất kết tủa vàng cao hơn, gần như hoàn toàn, trong khi Sắt(II) Sunfat có thể không kết tủa hết vàng ngay cả khi dùng dư.
- Ứng dụng thực tế: Natri Metabisulfit được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp phân kim vàng để thu hồi vàng từ dung dịch cyanide hóa hoặc các dung dịch chứa vàng khác. Sắt(II) Sunfat ít được ưu tiên hơn cho mục đích này do hiệu quả kém hơn.
Danh mục
Dịch
