Tabla de Contenidos
Aqua regia er en stærkt oxiderende blanding fremstillet ved at blande to stærke koncentrerede mineralsyrer, nemlig koncentreret saltsyre (HCl) og koncentreret salpetersyre (HNO 3 ). I betragtning af de sure og oxiderende egenskaber ved aqua regia er det i stand til at opløse en lang række mineraler, herunder mineraler, der indeholder guld, platin og andre ædelmetaller.
Sammensætning af aqua regia
Aqua regia er mere end blot en blanding af to stærke syrer. I denne blanding reagerer saltsyre og salpetersyre med hinanden for at generere nogle meget reaktive kemiske arter. Til at begynde med, selvom salpetersyre er en stærk syre, er det også et stærkt oxidationsmiddel og er i stand til at oxidere saltsyre til klorgas og vand og reducere sig selv til nitrosylchlorid. Reaktionen er følgende:
Gasformig klor er en irriterende og stærkt ætsende gas på grund af dens stærkt oxiderende natur. På sin side er nitrosylchlorid en ustabil art, der gennemgår en disproportioneringsreaktion (det oxiderer og reducerer sig selv) for at producere nitrogenoxid og et andet klormolekyle. Nitrogenoxid kan derefter reagere med ilt i luften for at producere nitrogendioxid.
De beskrevne reaktioner er præsenteret nedenfor:
Den overordnede reaktion er som følger:
Som vi kan se, kræver reaktionen et støkiometrisk forhold på 3 mol HCl for hver 1 mol HNO 3 . På denne måde er den i stand til at generere tre mol klorgas, som let kan oxidere de fleste organiske og uorganiske forbindelser.
Anvendelser af aqua regia
Aqua regia har mange anvendelser, herunder:
- Gravering af forskellige overflader.
- Raffinering af nogle ædle metaller såsom guld og platin.
- Chlorraffinering.
- De bruges også i nogle laboratorier til rengøring af glasvarer.
Sikkerhedsforanstaltninger til klargøring og håndtering af regiavand
Egenskaberne ved aqua regia gør det til en meget giftig og ætsende blanding. Af denne grund skal det håndteres med ekstrem forsigtighed. Nogle væsentlige sikkerhedsforanstaltninger for sikker håndtering af dette stof er:
- Bare klargør aqua regia og åbn beholdere, der indeholder det inde i et stinkskab.
- Forbered kun den mængde, der skal bruges på det tidspunkt, den skal bruges, da blandingen er ustabil.
- Bær altid sikkerhedsbriller, nitrilhandsker og laboratoriefrakke ved håndtering.
- Hvis det skal håndteres uden for en emhætte, er det at foretrække at bruge en gasmaske til at bortfiltrere klor og de forskellige nitrogenoxider, der dannes ved reaktionen mellem saltsyre og salpetersyre.
- I tilfælde af kontakt med huden neutraliseres med en natriumbicarbonatopløsning og vaskes med rigeligt vand så hurtigt som muligt.
Trin til at forberede en syreopløsning af aqua regia
Koncentreret salpetersyre har en koncentration på omkring 14,4 molær, mens koncentreret saltsyre har en molaritet på omkring 12 molær. Da reaktionen kræver et 3:1 HCl:HNO3- forhold , indebærer dette, at der kræves minimum 3,6 ml koncentreret saltsyre for hver 1 ml koncentreret salpetersyre. Dette forhold kunne øges lidt til 4:1 for at kompensere for HCl-fordampningstab i den koncentrerede syre.
Med denne information i hånden er nedenstående trin til forberedelse af aqua regia i laboratoriet:
Trin 1: Bestem mængden af hver syre, der skal blandes
Det første trin kræver først og fremmest at vide, hvor meget aqua regia du vil producere. Forudsat at volumen af begge opløsninger er additive, og at summen af 4 mL HCl plus 1 mL HNO 3 giver 5 mL aqua regia, kan vi etablere følgende proportioner for at bestemme mængden af hver komponent, som vi vil nødt til at forberede den ønskede mængde af aqua regia:
- For hver 5 mL aqua regia kræves 4 mL koncentreret HCl.
- For hver 5 ml aqua regia kræves 1 ml koncentreret HNO 3 .
Så hvis vi ønsker at tilberede 100 mL aqua regia, så skal vi bruge (100 mL aqua regia)*(4 mL HCl/ 5 mL aqua regia) = 80 mL koncentreret HCl. De manglende 20 ml svarer til koncentreret salpetersyre.
Trin 2: Mål mængderne af hver syre
Ved hjælp af en gradueret eller volumetrisk pipette måles først volumenet af HCl (80 ml i vores tidligere eksempel) og HNO 3 (20 ml i samme eksempel).
Trin 3: Bland ved først at tilsætte HCl
Når begge syrer er blevet målt, fortsætter vi med at tilsætte mængden af HCl først i en glasbeholder, det være sig en målekolbe, et hætteglas eller et bægerglas. Derefter tilsættes salpetersyren langsomt og under konstant omrøring.
Trin 4: Brug med det samme og opbevar ikke resterne forseglet
Aqua regia er ikke særlig stabil, så det er tilrådeligt at bruge det med det samme. I tilfælde af at vi har aqua regia til overs, når vi er færdige med at bruge den, kan den opbevares i en glasbeholder, så længe den ikke er hermetisk lukket. Dette skyldes, at gasser kan akkumulere og bygge tryk, indtil beholderen brister. Hvis du i stedet ønsker at bortskaffe overskydende aqua regia, skal du aldrig smide det direkte i afløbet, men i stedet for i den sure affaldsbeholder i laboratoriet.
Referencer
F&Q øvelser. (2019, 5. maj). Molaritet og normalitet af en kommerciel saltsyre – Øvelser F&Q . https://ejercicios-fyq.com/Molaridad-y-normalidad-de-un-acido-clorhidrico-comercial
Chemistry.ES. (nd). Agua_regia . https://www.quimica.es/enciclopedia/Agua_regia.html
SGS Latinamerika. (nd). Guld ved hjælp af aqua regia . https://www.sgs-latam.com/es-es/mining/analytical-services/chemical-testing/precious-metals/gold-by-aqua-regia
