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왕수는 두 개의 강한 농축 무기산, 즉 농축 염산(HCl)과 농축 질산(HNO 3 )을 혼합하여 제조된 강력한 산화 혼합물 입니다 . 왕수는 산성 및 산화 특성으로 인해 금, 백금 및 기타 귀금속을 포함하는 광물을 포함하여 다양한 광물을 용해할 수 있습니다.
왕수 구성
왕수는 두 가지 강산의 혼합물 그 이상입니다. 이 혼합물에서 염산과 질산은 서로 반응하여 반응성이 높은 화학종을 생성합니다. 우선, 질산은 강산이지만 강한 산화제이기도 하며 염산을 염소 가스와 물로 산화시켜 스스로 환원하여 니트로실 클로라이드로 만들 수 있습니다. 반응은 다음과 같습니다.
기체 염소는 강한 산화 특성으로 인해 자극성이 있고 부식성이 강한 기체입니다. 그 부분에서 니트로실 클로라이드는 산화질소와 또 다른 염소 분자를 생성하기 위해 불균등화 반응(그 자체가 산화되고 환원됨)을 겪는 불안정한 화학종입니다. 산화질소는 공기 중의 산소와 반응하여 이산화질소를 생성할 수 있습니다.
설명된 반응은 다음과 같습니다.
전반적인 반응은 다음과 같습니다.
우리가 볼 수 있듯이 반응에는 HNO 3 1몰당 HCl 3몰의 화학양론적 비율이 필요합니다 . 이러한 방식으로 대부분의 유기 및 무기 화합물을 쉽게 산화시킬 수 있는 3몰의 염소 가스를 생성할 수 있습니다.
왕수 사용
왕수 는 다음과 같은 다양한 용도로 사용됩니다.
- 다른 표면의 조각.
- 금과 백금과 같은 일부 귀금속의 정제.
- 염소 정제.
- 그들은 또한 일부 실험실에서 유리 제품을 청소하는 데 사용됩니다.
왕수 준비 및 취급에 대한 안전 조치
왕수는 매우 독성이 강하고 부식성이 강한 혼합물이라는 특징이 있습니다. 이러한 이유로 매우 주의해서 다루어야 합니다. 이 물질의 안전한 취급을 위한 일부 필수 안전 조치는 다음과 같습니다.
- 왕수를 준비하고 흄 후드 내부에 들어 있는 용기를 엽니다.
- 혼합물이 불안정하기 때문에 사용할 시간에 사용할 양만 준비하십시오.
- 취급 시 항상 보안경, 니트릴 장갑 및 실험실 가운을 착용하십시오.
- 후드 외부에서 취급할 경우 방독면을 사용하여 염산과 질산의 반응으로 생성되는 염소 및 각종 질소 산화물을 걸러내는 것이 좋습니다.
- 피부에 닿은 경우 중탄산나트륨 용액으로 중화 하고 가능한 한 빨리 다량의 물로 씻으십시오.
왕수 산성 용액을 준비하는 단계
진한 질산의 농도는 약 14.4몰인 반면 진한 염산의 몰농도는 약 12몰입니다. 반응에는 3:1의 HCl:HNO3 비율이 필요하므로 이는 진한 질산 1mL당 최소 3.6mL의 진한 염산이 필요함을 의미합니다. 이 비율은 농축 산에서 HCl 증발 손실을 보상하기 위해 4:1로 약간 증가할 수 있습니다.
이 정보를 가지고 실험실에서 왕수를 준비하는 단계는 다음과 같습니다.
1단계: 혼합할 각 산의 양 결정
첫 번째 단계는 우선 생산하고자 하는 왕수 양을 알아야 합니다. 그런 다음 두 용액의 부피가 더해지고 HCl 4mL와 HNO 3 1mL의 합이 왕수 5mL가 된다고 가정하면 각 구성 요소의 양을 결정하기 위해 다음과 같은 비율을 설정할 수 있습니다. 원하는 양의 왕수를 준비해야 합니다.
- 왕수 5mL당 농축 HCl 4mL가 필요합니다.
- 왕수 5mL당 농축 HNO3 1mL가 필요합니다 .
따라서 왕수 100mL를 준비하려면 (100mL 왕수)*(4mL HCl/5mL 왕수) = 80mL의 농축 HCl이 필요합니다. 누락된 20mL는 진한 질산에 해당합니다.
2단계: 각 산의 양 측정
눈금 또는 체적 측정 피펫을 사용하여 먼저 HCl(이전 예에서 80mL) 및 HNO3(동일한 예에서 20mL)의 부피를 측정 합니다 .
3단계: 먼저 HCl을 추가하여 혼합합니다.
두 산이 모두 측정되면 부피 플라스크, 바이알 또는 비이커와 같은 유리 용기에 HCl의 양을 먼저 추가합니다. 그런 다음 천천히 계속 저으면서 질산을 첨가합니다.
4단계: 즉시 사용하고 남은 것은 밀봉하여 보관하지 마십시오.
왕수는 그다지 안정적이지 않으므로 즉시 사용하는 것이 좋습니다. 사용을 마치고 왕수가 남을 경우 밀봉하지 않는 한 유리 용기에 보관할 수 있습니다. 가스가 축적되어 용기가 파열될 때까지 압력이 가해질 수 있기 때문입니다. 과도한 왕수를 대신 처리하려면 배수구에 직접 버리지 말고 실험실의 산성 폐기물 용기에 버리십시오.
참조
F&Q 연습. (2019년 5월 5일). 상업용 염산의 몰농도 및 정상도 – Exercises F&Q . https://ejercicios-fyq.com/Molaridad-y-normalidad-de-un-acido-clorhidrico-comercial
화학.ES. (일차). Agua_regia . https://www.quimica.es/enciclopedia/Agua_regia.html
SGS 라틴 아메리카. (일차). 왕수를 사용한 금 . https://www.sgs-latam.com/es-es/mining/analytical-services/chemical-testing/precious-metals/gold-by-aqua-regia
