Aqua Regia

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de către contribuabili cu experiență și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 22 noiembrie 2021; verificările necesită 8 modificări .
Aqua Regia
General
Abrevieri AR
Nume tradiționale Aqua Regia, Aqua Regis
Chim. formulă Substanța HNO3 , HCl și H2O
Proprietăți fizice
Stat жидкость жёлто-оранжевого цвета с сильным запахом хлора и диоксида азота
Densitate 1,01-1,21 г/см³
Proprietati termice
Temperatura
 •  topirea -42 °C
 •  fierbere 108 ° C.
Presiunea aburului 21 мбар (pentru 20 °C)
Clasificare
Reg. numar CAS 8007-56-5
PubChem
ZÂMBETE   [N+](=O)(O)[O-].Cl
InChI   InChI=1S/ClH.HNO3/c;2-1(3)4/h1H;(H,2,3,4)QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider
Siguranță
Пиктограммы СГС Пиктограмма «Пламя над окружностью» системы СГСПиктограмма «Череп и скрещённые кости» системы СГСПиктограмма «Коррозия» системы СГСПиктограмма «Опасность для здоровья» системы СГСПиктограмма «Окружающая среда» системы СГС
NFPA 704 NFPA 704 four-colored diamond 0 patru 0BOU
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Ца́рская во́дка ( лат.  Aqua Regia, Aqua Regis, AR ) — смесь концентрированных азотной HNO 3 (65—68 % масс.) и соляной HCl (32—35 % масс.) [1] кислот , взятых в соотношении 1:3 по объёму (массовое соотношение, в пересчёте на чистые вещества, около 1:2) [2] .

Название не имеет отношения к спиртным напиткам и происходит от устаревшего значения слова «водка» (вода) и уникальной способности смеси растворять золото , [1] которое раньше называлось царским металлом.

Задолго до открытия соляной кислоты в латинских текстах, приписываемых арабско-персидскому алхимику Геберу (Джабиру ибн Хайян) (VIII век), изложен способ получения царской водки путём сухой перегонки смеси селитры, медного купороса, квасцов и нашатыря в стеклянном, хорошо замазанном сосуде, снабжённом стеклянной крышкой или колпаком[3].

В сочинениях Альберта Великого она называется aqua secunda («вторичная водка», а «первичная водка» — aqua prima — азотная кислота), у других алхимиков — aqua regia. В 1270 году Бонавентура указал на применяемый им собственный метод получения растворением нашатыря в «крепкой водке» (aqua fortis, азотная кислота)[4]. Бонавентура также установил, что азотная кислота растворяет серебро, отделяя его от золота; используя царскую водку, он установил её способность растворять «царя металлов» — золото, считавшегося до некоторых пор неподверженным изменению. Таким образом появилось название aqua regia (также aqua regis, A.R.)[5]. Алхимический символ царской водки был составлен из знака воды и прописной буквы R. Позднее царская водка описана Псевдо-Гебером, неизвестным алхимиком, трактаты которого стали распространяться в Европе в XIV веке.

Приготовление царской водки смешением концентрированных соляной и азотной кислот впервые описывается в «Алхимии» Андреаса Либавия (1597)[6]. Установление факта растворения благородных металлов в царской водке рассматривалось алхимиками как решение одной из важнейших задач алхимии: приготовление алкагеста — универсального растворителя. Использование царской водки в алхимической практике привело к существенному росту знаний о веществах и химических реакциях[7] и способствовало становлению пробирного анализа и технической химии.

В работах Лавуазье царская водка именовалась «нитромуриевой кислотой», в соответствии с представлениями о том, что выделяющийся газ (хлор) не что иное, как оксид элемента мурия, дефлогистированная соляная кислота.

În Rusia

В России её называли королевской водкой (М. В. Ломоносов, 1742 г.), царской водкой (М. Парпуа, 1796 г.), селитро-соляной кислотой (В. В. Петров, 1801 г.), азотноводохлорной кислотой (Г. И. Гесс, 1831 г.); известны и другие названия[8]. Слово «водка» первоначально появилось в русском языке примерно в XIII—XIV веках как уменьшительное от слова «вода» и имело таковое значение основным вплоть до середины XIX века. Крепкий спиртной напиток, именуемый сейчас водкой, тогда называли «хлебным вином», «горячим вином», «зелено-вином» и так далее. В значение «спиртной напиток» слово «водка» приобрело где-то между XIV и XIX веками первоначально как диалектное, и лишь в конце XIX — начале XX века стало обозначать единственно «крепкий спиртной напиток»[9].

Proprietăți

Представляет собой жидкость жёлто-оранжевого цвета с сильным запахом хлора и диоксида азота. Только что приготовленная царская водка бесцветна, однако быстро приобретает оранжевый цвет.

При взаимодействии HCl и HNO3 образуется сложная смесь высокоактивных продуктов, в том числе ассоциатов, диоксида азота, хлора и нитрозилхлорида (хлористого нитрозила). Наличие среди продуктов взаимодействия хлорида нитрозила NOCl и хлора в сильнокислой среде делает царскую водку одним из сильнейших окислителей. Смесь готовят непосредственно перед её применением: при хранении она разлагается с образованием газообразных продуктов (образование диоксида азота и нитрозилхлорида придаёт царской водке окраску).

Эффективность царской водки как окислителя в значительной степени связана с уменьшением потенциала окисления металлов вследствие образования хлоридных комплексных соединений. Комплексообразование в сильнокислой окислительной среде делает возможным растворение уже при комнатной температуре даже таких малоактивных металлов, как золото, платина и палладий:

Скорость растворения (травления) золота в царской водке составляет примерно 10 мкм/мин. Рутений растворяется в царской водке только в присутствии кислорода воздуха, образуя комплексное соединение — гексахлорорутениевую кислоту[10]. Родий и иридий в компактном состоянии устойчивы, но растворяются при нагревании в виде высокодисперсных порошков (черни)[10].

Серебро не растворяется в царской водке из-за пассивации поверхности образующейся плёнкой хлорида серебра. Пассивация поверхности металла кислотоустойчивыми оксидами является причиной устойчивости к царской водке хрома, титана, тантала, циркония, гафния и ниобия. Царская водка не растворяет фторопласт-4 (тефлон).

Царская водка применяется как реактив в химических лабораториях, для очистки стеклянной посуды от следов органических веществ (например, в ЯМР-спектроскопии), в пробирном анализе благородных металлов и их сплавов, при аффинаже золота и платины, получении хлоридов металлов и другого.

В Юникоде есть 2 алхимических символа царской водки (лат. Aqua regia).

Кодировка по Unicode и HTML
grafem Unicode HTML
Codul Nume hexazecimal Zecimal Мнемоника
🜆 U+1F706 ALCHEMICAL SYMBOL FOR AQUA REGIA 🜆 🜆
🜇 U+1F707 ALCHEMICAL SYMBOL FOR AQUA REGIA-2 🜇 🜇

Fapte interesante

В нацистской Германии было запрещено принятие Нобелевской премии после того, как в 1935 году премию мира присудили противнику национал-социализма Карлу фон Осецкому. Немецкие физики Макс фон Лауэ и Джеймс Франк доверили хранение своих золотых медалей Нильсу Бору. Когда в апреле 1940 года немцы оккупировали Копенгаген, во избежание возможной конфискации сотрудник Института Нильса Бора химик Дьёрдь де Хевеши растворил эти медали в царской водке (сам Хевеши был удостоен Нобелевской премии по химии в 1943 году). Банка с раствором тетрахлорозолотой кислоты благополучно простояла среди сотен других вплоть до завершения оккупации Дании.

После окончания войны Хевеши выделил золото из раствора и передал его Шведской королевской академии наук и Нобелевскому фонду. Из него изготовили новые медали, которые были возвращены фон Лауэ и Франку[11].

В 2017 году Александрой Говорченко был снят фильм "Агрессивная среда. Кислоты" с демонстрацией действия царской водки на золото (фрагмент с Константином Германом), где освещена эта история.

Note

  1. Указаны массовые доли кислот в исходных растворах.
  2. В. И. — М.
  3. Л. М.
  4. И.
  5. М.
  6. М.
  7. Л. — М.
  8. - Ed. a 3-a.
  9. В.
  10. П. 
  11. Stephan Schwarz. The case of the bottled Nobel medals (pdf) (недоступная ссылка). Дата обращения: 29 октября 2009. Архивировано 21 августа 2011 года.

Link -uri