Woda królewska


Woda królewska w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania Woda królewska niedługo po przygotowaniu

Woda królewska (łac. aqua regia) – mieszanina stężonego kwasu solnego i azotowego w stosunku objętościowym 3:1. Ma bardzo silne właściwości utleniające, roztwarza złoto, platynę, pallad i inne metale szlachetne oraz inne odporne chemicznie metale (cyrkon, hafn, molibden). Odporne na jej działanie są chrom[1], niob, rod, osm, wolfram i tantal oraz iryd i ruten do temperatury 100 °C.

Świeży roztwór jest bezbarwny, ale szybko przybiera kolor pomarańczowy. Jest silnie żrący. Dawniej był używany w laboratoriach do czyszczenia szklanych naczyń z zanieczyszczeń organicznych i osadów metali. W wodzie królewskiej występują znaczne ilości pomarańczowego chlorku nitrozylu, powstającego zgodnie z równaniem[2][3]:

3HCl + HNO3 → Cl2 + NOCl + 2H2O

W układzie zamkniętym woda królewska jest układem trójfazowym ciecz-ciecz-gaz, przy czym ciekłą fazę dolną stanowi w większości chlorek nitrozylu i chlor, a faza górna jest fazą wodną. Fazy te nie tworzą się w układzie otwartym, gdy chlorek nitrozylu i chlor mogą się ulatniać[3].

Roztwarzanie metali | edytuj kod

Proces roztwarzania złota przez wodę królewską przypisywano dawniej powstawaniu w mieszaninie silnie reaktywnego chloru in statu nascendi[4]:

3HCl + HNO3 → 2Cl + 2H2O + NOCl

Tego typu reakcje są nadal cytowane[5][6], jednak obecnie zwykle przyjmuje się, że czynnikiem utleniającym jest kwas azotowy, a przebieg reakcji może być następujący[7]:

Au + 4Cl- + 3NO3- + 6H+ → [AuCl4- + 3NO2↑ + 3H2O

lub[8]:

Au + 4Cl- + NO3- + 4H+ → [AuCl4- + NO↑ + 2H2O

Proces ten jest dwustopniowy. Pierwszy etap to utlenianie złota do jonów Au3+ przez kwas azotowy:

Au + 3NO3- + 6H+ → Au3+ + 3NO2↑ + 3H2O,

które następnie wiązane są przez jony chlorkowe do kompleksowego anionu chlorozłocianowego [AuCl4-[9]:

Au3+ + 4Cl- → [AuCl4-

Historia | edytuj kod

Pierwszy opis wody królewskiej znany jest z pism anonimowego alchemika z XIV wieku znanego jako Pseudo-Geber, prawdopodobnie Włocha lub Hiszpana. Jednym z powodów jej odkrycia była chęć uzyskania mitycznego kamienia filozoficznego.

W przeszłości była cenionym i chętnie używanym odczynnikiem alchemicznym. Przypisywano jej magiczne właściwości, które jakoby były niezbędne do roztwarzania złota i srebra.

Obecność chlorku nitrozylu w wodzie królewskiej po raz pierwszy opisał Edmund Davy w roku 1830[10].

Przypisy | edytuj kod

  1. N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemistry of the elements. Wyd. 2. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 1005. ISBN 978-0-7506-3365-9.
  2. Christopher D. Cappa , Sarah E. Kuipers , Jeanine M. Roberts , Abigail S. Gilbert , and Matthew J. Elrod. Product Identification and Kinetics of Reactions of HCl with HNO3/H2SO4/H2O Solutions. „J. Phys. Chem. A”. 104 (19), s. 4449–4457, 2000. DOI: 10.1021/jp992666p
  3. a b L. J. Beckham, W. A. Fessler, M. A. Kise. Nitrosyl Chloride. „Chemical Reviews”. 48 (3), s. 319–396, 1951. DOI: 10.1021/cr60151a001 (ang.). 
  4. Stanisław Tołłoczko, Wiktor Kemula: Chemia nieorganiczna z zasadami chemii ogólnej. Warszawa: PWN, 1954, s. 310.
  5. Sheng PP, Etsell TH. Recovery of gold from computer circuit board scrap using aqua regia. „Waste Management & Research”. 25 (4), s. 380-383, 2007. DOI: 10.1177/0734242XO7076946
  6. D.A. Auerswald, P.H. Radcliffe. Process technology development at Rand Refinery. „Minerals Engineering”. 18 (8), s. 748-753, 2005. DOI: 10.1016/j.mineng.2005.03.011
  7. Charles D. Mickey. Artistic metalwork and chemical technology. „J. Chem. Educ.”. 58 (4), s. 315-320, 1981. DOI: 10.1021/ed058p315
  8. Harold H. Harris. Is It Real Gold?. „J. Chem. Educ.”. 76 (2), s. 198-199, 1999. DOI: 10.1021/ed076p198
  9. F. Bonaccorso, G. Calogero, G. Di Marco, O. M. Maragò, P. G. Gucciardi, U. Giorgianni, K. Channon, G. Sabatino. Fabrication of gold tips by chemical etching in aqua regia. „Rev. Sci. Instrum.”. 78 (10), s. art. nr 103702, 2007. DOI: 10.1063/1.2782682
  10. Edmund Davy. On a New Combination of Chlorine and Nitrous Gas. „Proceedings of the Royal Society of London”. 3, s. 27–29, 1830. DOI: 10.1098/rspl.1830.0010 (ang.). 
Kontrola autorytatywna (mieszanina):
Na podstawie artykułu: "Woda królewska" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy