วิธีสร้างสารละลาย Aqua Regia ที่เป็นกรด

Aqua regia เป็น ของผสมออกซิได ซ์ อย่างแรง ที่เตรียมโดยการผสมกรดแร่เข้มข้นเข้มข้น 2 ชนิด ได้แก่ กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น (HCl) และกรดไนตริกเข้มข้น (HNO ₃ ) ด้วยคุณสมบัติที่เป็นกรดและออกซิไดซ์ของอควารีเจีย จึงสามารถละลายแร่ธาตุได้หลากหลาย รวมถึงแร่ธาตุที่มีทองคำ แพลทินัม และโลหะมีตระกูลอื่นๆ

องค์ประกอบของอควาเรเกีย

Aqua regia เป็นมากกว่าส่วนผสมของกรดแก่สองชนิด ในส่วนผสมนี้ กรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริกทำปฏิกิริยากันเพื่อสร้างสารเคมีบางชนิดที่มีปฏิกิริยาสูง สำหรับผู้เริ่มต้น แม้ว่ากรดไนตริกจะเป็นกรดแก่ แต่ก็ยังเป็นตัวออกซิไดเซอร์ที่แรง และสามารถออกซิไดซ์กรดไฮโดรคลอริกเป็นก๊าซคลอรีนและน้ำ รีดิวซ์ตัวเองเป็นไนโตรซิลคลอไรด์ ปฏิกิริยาดังต่อไปนี้:

คลอรีนที่เป็นก๊าซเป็นก๊าซที่ระคายเคืองและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงเนื่องจากธรรมชาติออกซิไดซ์อย่างรุนแรง ในส่วนของไนโตรซิลคลอไรด์เป็นสปีชีส์ที่ไม่เสถียรซึ่งผ่านปฏิกิริยาการเสียสัดส่วน (ออกซิไดซ์และรีดิวซ์ตัวเอง) เพื่อผลิตไนตริกออกไซด์และโมเลกุลคลอรีนอื่นๆ ไนตริกออกไซด์สามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศเพื่อผลิตไนโตรเจนไดออกไซด์

ปฏิกิริยาที่อธิบายไว้ด้านล่าง:

ปฏิกิริยาโดยรวมมีดังนี้:

อย่างที่เราเห็น ปฏิกิริยาต้องการอัตราส่วนสารสัมพันธ์ 3 โมลของ HCl ต่อ 1 โมลของHNO ₃ ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถสร้างก๊าซคลอรีนได้สามโมล ซึ่งสามารถออกซิไดซ์สารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ส่วนใหญ่ได้อย่างง่ายดาย

การใช้น้ำกัดทอง

Aqua regiaมีประโยชน์มากมาย ได้แก่ :

• การแกะสลักพื้นผิวต่างๆ
• การกลั่นโลหะมีตระกูลบางชนิด เช่น ทองคำและทองคำขาว
• การกลั่นคลอรีน
• นอกจากนี้ยังใช้ในห้องปฏิบัติการบางแห่งเพื่อทำความสะอาดเครื่องแก้ว

มาตรการความปลอดภัยในการเตรียมและการจัดการ Aqua Regia

ลักษณะของอควากัดทองทำให้เป็นส่วนผสมที่เป็นพิษและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ด้วยเหตุนี้จึงต้องจัดการด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่ง มาตรการความปลอดภัยที่จำเป็นบางประการสำหรับการจัดการสารนี้อย่างปลอดภัยคือ:

• เพียงเตรียม aqua regia และเปิดภาชนะที่บรรจุไว้ในตู้ดูดควัน
• เตรียมปริมาณที่จะใช้ในเวลาที่จะใช้เท่านั้น เนื่องจากส่วนผสมไม่เสถียร
• สวมแว่นตานิรภัย ถุงมือไนไตรล์ และเสื้อกาวน์ห้องปฏิบัติการเสมอเมื่อจับต้อง
• หากต้องจัดการนอกฮูด ควรใช้หน้ากากป้องกันแก๊สพิษเพื่อกรองคลอรีนและออกไซด์ของไนโตรเจนต่างๆ ที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริก
• ในกรณีที่สัมผัสกับผิวหนัง ให้ทำให้เป็นกลางด้วย สารละลาย โซเดียมไบคาร์บอเนตและล้างด้วยน้ำปริมาณมากโดยเร็วที่สุด

ขั้นตอนในการเตรียมสารละลายกรดของอควารีเจีย

กรดไนตริกเข้มข้นมีความเข้มข้นประมาณ 14.4 โมลาร์ ในขณะที่กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นมีโมลาริตีประมาณ 12 โมลาร์ เนื่องจากปฏิกิริยาต้องใช้อัตราส่วน 3:1 HCl:HNO ₃ซึ่งหมายความว่าจะต้องใช้กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นอย่างน้อย 3.6 มล. ต่อกรดไนตริกเข้มข้นทุกๆ 1 มล. อัตราส่วนนี้สามารถเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็น 4:1 เพื่อชดเชยการสูญเสีย HCl ระเหยในกรดเข้มข้น

ด้วยข้อมูลนี้ ด้านล่างนี้คือขั้นตอนในการเตรียมน้ำกัดทองในห้องปฏิบัติการ:

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดปริมาณของกรดแต่ละชนิดที่จะผสม

ขั้นตอนแรก ก่อนอื่นคุณต้องรู้ว่าคุณต้องการผลิตอควาเรเกียมากแค่ไหน จากนั้น สมมติว่าปริมาตรของสารละลายทั้งสองเป็นสารเติมแต่ง และผลรวมของ HCl 4 มล. บวก 1 มล. ของ HNO ₃จะได้น้ำกัดทอง 5 มล. เราสามารถกำหนดสัดส่วนต่อไปนี้เพื่อกำหนดปริมาณของส่วนประกอบแต่ละชนิดที่เราจะ ต้องเตรียม aqua regia ในปริมาณที่ต้องการ:

• สำหรับ aqua regia ทุกๆ 5 มล. จำเป็นต้องมี HCl เข้มข้น 4 มล.
• สำหรับ aqua regia ทุก 5 มล. จำเป็นต้องมี HNO ₃ เข้มข้น 1 มล .

ดังนั้น หากเราต้องการเตรียมกรดกัดทอง 100 มล. เราก็ต้องใช้ (กรดกัดทอง 100 มล.)*(กรดกัดทอง 4 มล./ กรดกัดทอง 5 มล.) = HCl เข้มข้น 80 มล. 20 มล. ที่หายไปสอดคล้องกับกรดไนตริกเข้มข้น

ขั้นตอนที่ 2: วัดปริมาณของกรดแต่ละชนิด

ใช้ปิเปตแบบไล่ระดับหรือปิเปตวัดปริมาตร ก่อนอื่นให้วัดปริมาตรของ HCl (80 มล. ในตัวอย่างก่อนหน้าของเรา) และ HNO ₃ (20 มล. ในตัวอย่างเดียวกัน)

ขั้นตอนที่ 3: ผสมโดยเพิ่ม HCl ก่อน

เมื่อวัดกรดทั้งสองแล้ว เราจะเพิ่มปริมาณของ HCl ก่อนในภาชนะแก้ว ไม่ว่าจะเป็นขวดวัดปริมาตร ขวดแก้ว หรือบีกเกอร์ จากนั้นเติมกรดไนตริกอย่างช้าๆและกวนอย่างต่อเนื่อง

ขั้นตอนที่ 4: ใช้ทันทีและอย่าเก็บส่วนที่เหลือไว้ในซีล

Aqua regia ไม่เสถียรมากดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้ทันที ในกรณีที่เรามีอควารีเจียเหลืออยู่เมื่อเราใช้เสร็จแล้ว สามารถเก็บไว้ในภาชนะแก้วได้ตราบใดที่ไม่ได้ปิดผนึกอย่างมิดชิด เนื่องจากก๊าซสามารถสะสมและสร้างแรงดันจนภาชนะแตกได้ หากคุณต้องการกำจัดกรดกัดทองส่วนเกินแทน อย่าทิ้งลงท่อระบายน้ำโดยตรง แต่ให้ทิ้งลงในภาชนะบรรจุของเสียที่เป็นกรดในห้องปฏิบัติการ

อ้างอิง

แบบฝึกหัด F&Q (2562, 5 พฤษภาคม). โมลาริตีและความเป็น ปกติของกรดไฮโดรคลอริกเชิงพาณิชย์ – แบบฝึกหัด F&Q https://ejercicios-fyq.com/Molaridad-y-normalidad-de-un-acido-clorhidrico-comercial

เคมี.ศ. (น). Agua_regia . https://www.quimica.es/enciclopedia/Agua_regia.html

SGS ละตินอเมริกา (น). ทองโดยใช้ aqua regia . https://www.sgs-latam.com/es-es/mining/analytical-services/chemical-testing/precious-metals/gold-by-aqua-regia