El reactivo químico agua regia, también conocido como agua regia, es un líquido altamente corrosivo con humo amarillo. Es una mezcla de ácido clorhídrico concentrado (HCl) y ácido nítrico concentrado (HNO3). La proporción de mezcla se puede ver en el nombre: agua regia es horizontal y vertical, por lo que la proporción de sal a nitrato es 3: 1 (relación de volumen). ), es una de las pocas sustancias que puede disolver el oro (Au), de ahí su nombre. El agua regia se utiliza generalmente en procesos de grabado y en algunos procesos de detección y análisis, pero el PTFE, el rey de los plásticos, y algunos metales puros altamente inertes como el tantalio (Ta) no se corroen con el agua regia (así como el cloruro de plata, el sulfato de bario). , etc.). El agua se descompone fácilmente y huele a cloro, así que asegúrese de usarla ahora. Se descubrió que dos científicos de la historia, Laue y Frank, ganaron el premio de física en 1914 y 1925. El gobierno nazi alemán quería confiscar sus medallas Nobel. Vinieron a Dinamarca y pidieron a Bohr, un colega danés y ganador del premio de física de 1922, que los ayudara a retenerlos. En 1940, la Alemania nazi ocupó Dinamarca y Bohr, a quien se le había confiado la tarea, estaba extremadamente preocupado. El químico húngaro Hevesi (premio de química de 1943), que trabajaba en el laboratorio, le ayudó a tener una buena idea: poner la medalla en agua regia (una mezcla de ácido clorhídrico y ácido nítrico) y la medalla de oro puro se disolverá. . Luego, Bohr colocó la botella de solución en un estante del laboratorio. Los soldados nazis que vinieron a buscar no descubrieron el secreto. Después de la guerra, el oro de las botellas de solución fue restaurado y enviado a Estocolmo, donde fue refundido en los mismos moldes. Cuando fue devuelta a Zhao en 1949, se llevó a cabo una gran ceremonia de devolución de la medalla en Chicago, EE. UU., donde Frank trabajaba en ese momento. Principio: Aunque los dos componentes del agua regia no pueden disolver el oro por sí solos, pueden disolverlo juntos. El principio es el siguiente: el ácido nítrico es un oxidante fuerte y puede disolver una cantidad muy pequeña de oro, mientras que el ácido clorhídrico puede reaccionar con los iones de oro en la solución para formar cloruro de oro, lo que hace que los iones de oro abandonen la solución, de modo que el ácido nítrico El ácido puede disolver aún más el oro: agua regia y su óxido consta de 1 volumen de ácido nítrico concentrado y 3 volúmenes de ácido clorhídrico concentrado. El agua regia tiene una fuerte capacidad oxidante y se le llama el rey de los ácidos. Algunos metales que son insolubles en ácido nítrico, como el oro y el platino, se pueden disolver con agua regia (pero el platino debe calentarse para que reaccione lentamente). Aunque se utilizan dos ácidos concentrados en la preparación de agua regia, la concentración de ácido nítrico en el ácido mixto es obviamente sólo 1/4 de la concentración original (es decir, se ha convertido en ácido nítrico diluido). Pero, ¿por qué el poder oxidante del agua regia es mucho más fuerte que el del ácido nítrico concentrado? Esto se debe a que en el agua regia se producen las siguientes reacciones: Por tanto, el agua regia contiene una serie de oxidantes fuertes como ácido nítrico, moléculas de cloro, cloruro de nitrosilo, etc., así como altas concentraciones de iones cloruro.
El poder oxidante del agua regia es más fuerte que el del ácido nítrico. Los metales inertes como el oro son insolubles solo en ácido nítrico concentrado, pero son solubles en agua regia. La razón principal es que el cloruro de nitrosilo (NOCl) en el agua regia tiene un poder oxidante más fuerte que el ácido nítrico concentrado, lo que puede hacer que metales inertes como el oro pierdan electrones y se oxiden. (El platino reacciona lentamente y es básicamente difícil de observar a simple vista).
Al mismo tiempo, altas concentraciones de iones cloruro y sus iones metálicos pueden formar iones complejos estables, como [aucl4]-: (fórmula teórica).
Esto reduce el potencial del electrodo estándar del oro y favorece la reacción en la dirección de la disolución del metal. La ecuación química de la reacción total se puede expresar de la siguiente manera: (La reacción del platino aún no se ha estudiado)
Dado que el oro y el platino se pueden disolver en agua regia, las joyas de oro y platino (oro) de las personas son procesado y limpiado por los procesadores de joyas, los procesadores a menudo lo roban inconscientemente, perjudicando los intereses de los consumidores.
Alguna vez se consideró que la razón por la que el agua regia puede disolver el oro y el platino era la producción de cloro atómico y cloruro de nitrosilo altamente oxidante en el agua regia:
Ácido nítrico + ácido clorhídrico = estannoso cloruro +cloruro estannoso+2H2O
Ahora parece que es principalmente debido a la presencia de una gran cantidad de iones cloruro que se pueden formar iones de coordinación, cambiando así el potencial del electrodo. Tomemos el oro como ejemplo:
Au se coordina con Cl para formar AuCl4.
+3e = Au; e = 1,52v aucl 4+3e = Au+4Cl; E = 1,002V Se puede observar que en ausencia de iones cloruro, el ácido nítrico y el cloro gaseoso no se pueden oxidar fácilmente. oro, pero cuando hay iones cloruro, el potencial del electrodo del oro se reduce considerablemente. En otras palabras, debido a la formación de AuCl4, la capacidad reductora del oro aumenta. En este momento, el cloro o incluso el ácido nítrico concentrado pueden oxidar el Au a AuCl4. Por lo tanto, la razón principal por la que el agua regia puede disolver el oro no es la mayor capacidad oxidante del agua regia, sino la mayor capacidad reductora de los metales.