Hur man gör en sur Aqua Regia-lösning

Aqua regia är en starkt oxiderande blandning framställd genom att blanda två starka koncentrerade mineralsyror, nämligen koncentrerad saltsyra (HCl) och koncentrerad salpetersyra (HNO ₃ ). Med tanke på de sura och oxiderande egenskaperna hos aqua regia kan den lösa upp en mängd olika mineraler, inklusive mineraler som innehåller guld, platina och andra ädelmetaller.

Sammansättning av aqua regia

Aqua regia är mer än bara en blandning av två starka syror. I denna blandning reagerar saltsyra och salpetersyra med varandra för att generera några mycket reaktiva kemiska ämnen. Till att börja med, även om salpetersyra är en stark syra, är den också ett starkt oxidationsmedel och kan oxidera saltsyra till klorgas och vatten och reducera sig själv till nitrosylklorid. Reaktionen är följande:

Gasformigt klor är en irriterande och mycket frätande gas på grund av sin starkt oxiderande natur. För sin del är nitrosylklorid en instabil art som genomgår en disproportioneringsreaktion (den oxiderar och reducerar sig själv) för att producera kväveoxid och en annan klormolekyl. Kväveoxid kan då reagera med syre i luften för att producera kvävedioxid.

De beskrivna reaktionerna presenteras nedan:

Den övergripande reaktionen är som följer:

Som vi kan se kräver reaktionen ett stökiometriskt förhållande på 3 mol HCl för varje mol _HNO3 . På så sätt kan den generera tre mol klorgas, som lätt kan oxidera de flesta organiska och oorganiska föreningar.

Användning av aqua regia

Aqua regia har många användningsområden inklusive:

• Gravering av olika ytor.
• Raffinering av vissa ädla metaller som guld och platina.
• Klorraffinering.
• De används också i vissa laboratorier för rengöring av glas.

Säkerhetsåtgärder för beredning och hantering av aqua regia

Egenskaperna hos aqua regia gör det till en mycket giftig och frätande blandning. Av denna anledning måste det hanteras med extrem försiktighet. Några väsentliga säkerhetsåtgärder för säker hantering av detta ämne är:

• Förbered bara aqua regia och öppna behållare som innehåller den inuti ett dragskåp.
• Förbered bara den mängd som ska användas vid den tidpunkt den ska användas, eftersom blandningen är instabil.
• Bär alltid skyddsglasögon, nitrilhandskar och labbrock vid hantering.
• Om det ska hanteras utanför en huv, är det att föredra att använda en gasmask för att filtrera bort klor och de olika kväveoxider som genereras av reaktionen mellan saltsyra och salpetersyra.
• Vid kontakt med huden, neutralisera med en natriumbikarbonatlösning och tvätta med mycket vatten så snart som möjligt.

Steg för att förbereda en sur lösning av aqua regia

Koncentrerad salpetersyra har en koncentration av cirka 14,4 molar, medan koncentrerad saltsyra har en molaritet av cirka 12 molar. Eftersom reaktionen kräver ett 3:1 HCl:HNO ₃ -förhållande , innebär detta att minst 3,6 mL koncentrerad saltsyra kommer att krävas för varje 1 mL koncentrerad salpetersyra. Detta förhållande skulle kunna ökas lite till 4:1 för att kompensera för HCl-avdunstning förluster i den koncentrerade syran.

Med denna information i handen, nedan är stegen för att förbereda aqua regia i laboratoriet:

Steg 1: Bestäm mängden av varje syra som ska blandas

Det första steget kräver först och främst att veta hur mycket aqua regia du vill producera. Sedan, förutsatt att volymerna av båda lösningarna är additiv, och att summan av 4 mL HCl plus 1 mL HNO 3 _ger 5 mL aqua regia, kan vi fastställa följande proportioner för att bestämma mängden av varje komponent som vi kommer att måste förbereda den önskade mängden aqua regia:

• För varje 5 ml regiavatten krävs 4 ml koncentrerad HCl.
• För varje 5 ml aqua regia krävs 1 ml koncentrerad HNO ₃ .

Alltså, om vi vill förbereda 100 mL aqua regia, behöver vi (100 mL aqua regia)*(4 mL HCl/ 5 mL aqua Regia) = 80 mL koncentrerad HCl. De 20 ml som saknas motsvarar koncentrerad salpetersyra.

Steg 2: Mät mängderna av varje syra

Använd en graderad eller volumetrisk pipett och mät först volymen HCl (80 ml i vårt tidigare exempel) och HNO ₃ (20 ml i samma exempel).

Steg 3: Blanda genom att först tillsätta HCl

När båda syrorna har mätts fortsätter vi att tillsätta mängden HCl först i en glasbehållare, vare sig det är en mätkolv, en flaska eller en bägare. Sedan, långsamt och under konstant omrörning, tillsätts salpetersyran.

Steg 4: Använd omedelbart och förvara inte överbliven förseglad

Aqua regia är inte särskilt stabil, så det är lämpligt att använda det omedelbart. I händelse av att vi har aqua regia över när vi slutat använda den kan den förvaras i en glasbehållare så länge den inte är hermetiskt tillsluten. Detta beror på att gaser kan ackumuleras och bygga upp tryck tills behållaren spricker. Om du istället vill slänga överskottet av aqua regia, släng det aldrig direkt i avloppet, utan i den sura avfallsbehållaren i laboratoriet.

Referenser

F&Q övningar. (2019, 5 maj). Molaritet och normalitet för en kommersiell saltsyra – Övningar 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 med regiavatten . https://www.sgs-latam.com/es-es/mining/analytical-services/chemical-testing/precious-metals/gold-by-aqua-regia