Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК гидрохлорид азотной кислоты | |
Другие названия
| |
Идентификаторы | |
Номер CAS | |
3D-модель (JSmol ) | |
PubChem CID | |
UNII | |
CompTox Dashboard (EPA ) | |
УЛЫБКИ
| |
Свойства | |
Химическая формула | HNO 3 +3 HCl |
Внешний вид | Красная, желтая или золотистая дымящаяся жидкость |
Плотность | 1,01 –1,21 г / см |
Точка плавления | -42 ° C (-44 ° F; 231 K) |
Точка кипения | 108 ° С (226 ° F; 381 K) |
Растворимость в воде | Смешивается |
Давление пара | 21 мбар |
Опасности | |
NFPA 704 (огненный алмаз) | 0 3 0 OX |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Ссылки в ink | |
Царственная водка (; из Латинское, букв. «царственная вода» или «королевская вода») представляет собой смесь из азотной кислоты и соляной кислоты, оптимально в молярном соотношении 1: 3. Царская водка - это дымящаяся жидкость желто-оранжевого (иногда красного цвета), названная так алхимиками, потому что она может растворять благородные металлы, золото и платину., но не все металлы.
При смешивании концентрированной соляной кислоты и концентрированной азотной кислоты происходят химические реакции. В результате этих реакций образуются летучие продукты нитрозилхлорид и газообразный хлор :
, что подтверждается дымящей природой и характерным желтым цветом царской водки. Когда летучие продукты выходят из раствора, царская водка теряет свою эффективность. Нитрозилхлорид может далее разлагаться на оксид азота и хлор:
Эта диссоциация ограничена равновесием. Таким образом, помимо нитрозилхлорида и хлора, пары царской водки содержат оксид азота. Поскольку оксид азота легко реагирует с атмосферным кислородом, получаемые газы также содержат диоксид азота, NO 2:
Царская водка в основном используется для производства хлорзавр, электролита в Вольвилл обрабатывает для аффинажа золота высочайшего качества (99,999%).
Царская водка также используется в травлении и в специальных аналитических процедурах. Он также используется в некоторых лабораториях для очистки стеклянной посуды от органических соединений и металлических частиц. Этот метод является предпочтительным среди большинства более традиционных ванн с хромовой кислотой для очистки ЯМР-трубок, потому что никакие следы парамагнитного хрома не могут оставаться, чтобы испортить спектры. Хотя ванны с хромовой кислотой не рекомендуются из-за высокой токсичности хрома и возможности взрыва, царская водка сама по себе является очень коррозийной и была причастна к нескольким взрывам из-за неправильного обращения.
В результате реакции между его компонентами, приводящей к его разложению, царская водка быстро теряет свою эффективность (но остается сильной кислотой), поэтому ее компоненты обычно смешивают только непосредственно перед использованием.
Хотя местные правила могут отличаться, царскую водку можно утилизировать путем тщательной нейтрализации, прежде чем выливать в раковину. Если есть загрязнение растворенными металлами, нейтрализованный раствор следует собрать для утилизации.
Aqua regia растворяет золото, хотя ни одна из составляющих кислот не справляется с этим по отдельности, потому что в комбинации каждая кислота выполняет разные задачи. Азотная кислота - мощный окислитель, который фактически растворяет практически не обнаруживаемое количество золота, образуя ионы золота (Au). Соляная кислота обеспечивает готовый запас хлорид-ионов (Cl), которые реагируют с ионами золота с образованием тетрахлораурат (III) анионов, также в растворе. Реакция с соляной кислотой является равновесной реакцией, которая способствует образованию хлораурат-анионов (AuCl 4). Это приводит к удалению ионов золота из раствора и позволяет дальнейшее окисление золота. Золото растворяется, превращаясь в хлористоводородную кислоту. Кроме того, золото может растворяться хлором, присутствующим в царской водке. Соответствующие уравнения :
Если раствор царской водки содержит только золото, твердую тетрахлорозавровую кислоту можно получить путем выкипания избытка царской водки и удаления остатков. азотной кислоты путем многократного нагревания с соляной кислотой. На этой стадии восстанавливается азотная кислота (см. разложение царской водки). Если требуется элементное золото, его можно избирательно восстановить диоксидом серы, гидразином, щавелевой кислотой и т. Д. уравнением для восстановление золота диоксидом серы составляет:
.
Растворение золота царской водкой. Начальное состояние преобразования. Промежуточное состояние преобразования. Конечное состояние преобразования.Щелкните изображение, чтобы увеличить |
Подобные уравнения могут будет записано для платина. Как и в случае с золотом, реакция окисления может быть записана с оксидом азота или диоксидом азота в виде оксида азота:
Затем окисленный ион платины вступает в реакцию с ионами хлорида с образованием иона хлороплатината:
Экспериментальные данные показывают, что реакция платины с царской водкой значительно сложнее. В начальных реакциях образуется смесь платинохлористоводородной кислоты (H 2 PtCl 4) и нитрозоплатинового хлорида ((NO) 2 PtCl 4). Хлорид нитрозоплатины - твердый продукт. Если требуется полное растворение платины, необходимо провести повторные экстракции остаточных твердых веществ концентрированной соляной кислотой:
и
Платинохлористоводородная кислота может быть окислена до платинохлористоводородной кислоты путем насыщения раствора хлором, при этом нагревание:
Растворение твердых частиц платины в воде regia была способом открытия наиболее плотных металлов, иридия и осмия, оба из которых находятся в платиновой руде и не растворяются кислотой, а накапливаются на основе судна.
.
Растворение платины царской водкой. Начальное состояние преобразования. Промежуточное состояние преобразования. Конечное состояние преобразования. (четыре дня спустя).Нажмите на изображения для увеличения |
На практике, когда металлы платиновой группы очищают путем растворения в царской водке, золото (обычно связанное с МПГ) осаждается обработкой железом (II) хлорид. Платина в фильтрате в виде гексахлороплатината (IV) превращается в гексахлороплатинат аммония путем добавления хлорида аммония. Эта соль аммония крайне нерастворима, и ее можно отфильтровать. Воспламенение (сильный нагрев) превращает его в металлическую платину:
Неосажденный гексахлороплатинат (IV) восстанавливается элементарным цинком, и аналогичный метод подходит для мелкомасштабного извлечения платины из лабораторных остатков.
царская водка реагирует с оловом с образованием хлорида олова (IV), содержащего олово в его высшей степени окисления:
Может реагировать с железом пирит с образованием хлорида железа (III) :
Царская водка впервые упоминается в работах исламских алхимиков например Мухаммад ибн Закария ар-Рази (854925), а затем упоминается позже в работе Псевдо-Гебера (ок. 1300). На третьем из ключей Василия Валентайна (ок. 1600 г.) на переднем плане изображен дракон, а на заднем - лиса, поедающая петуха. Петух символизирует золото (из-за его ассоциации с восходом солнца и ассоциации солнца с золотом), а лиса представляет царскую водку. Повторяющееся растворение, нагревание и повторное растворение (петух ест лису, ест петуха) приводит к накоплению газообразного хлора в колбе. Затем золото кристаллизуется в виде хлорида золота (III), красные кристаллы которого были известны как кровь дракона. О реакции не сообщалось в химической литературе до 1890 года.
Антуан Лавуазье назвал царскую водку нитромоляной кислотой в 1789 году.
Когда Германия вторглась в Данию во время мировой войны. II, венгерский химик Джордж де Хевеши распустил золотые Нобелевские премии немецких физиков Макс фон Лауэ (1914) и Джеймс Франк (1925).) в царской водке, чтобы помешать нацистам конфисковать их. Правительство Германии запретило немцам принимать или сохранять любую Нобелевскую премию после того, как заключенный в тюрьму борец за мир Карл фон Осецки получил Нобелевскую премию мира в 1935 году. Де Хевеши поместил полученный раствор на полку в своей лаборатории в Институт Нильса Бора. Впоследствии нацисты проигнорировали его, посчитав, что банка - одна из сотен на полках - содержала обычные химические вещества. После войны де Хевеши вернулся, чтобы найти раствор нетронутым, и осаждал золото из кислоты. Золото было возвращено Шведской королевской академии наук и Нобелевскому фонду. Они отлили медали заново и снова вручили их Лауэ и Франку.