So stellen Sie eine saure Königswasserlösung her

Königswasser ist eine stark oxidierende Mischung , die durch Mischen zweier stark konzentrierter Mineralsäuren, nämlich konzentrierter Salzsäure (HCl) und konzentrierter Salpetersäure (HNO ₃ ), hergestellt wird. Angesichts der sauren und oxidierenden Eigenschaften von Königswasser ist es in der Lage, eine Vielzahl von Mineralien aufzulösen, einschließlich Mineralien, die Gold, Platin und andere Edelmetalle enthalten.

Zusammensetzung von Königswasser

Königswasser ist mehr als nur eine Mischung aus zwei starken Säuren. In dieser Mischung reagieren Salzsäure und Salpetersäure miteinander, um einige hochreaktive chemische Spezies zu erzeugen. Salpetersäure ist zwar eine starke Säure, aber auch ein starkes Oxidationsmittel und kann Salzsäure zu Chlorgas und Wasser oxidieren, wobei sie sich selbst zu Nitrosylchlorid reduziert. Die Reaktion ist folgende:

Gasförmiges Chlor ist aufgrund seiner stark oxidierenden Natur ein reizendes und stark ätzendes Gas. Nitrosylchlorid ist seinerseits eine instabile Spezies, die einer Disproportionierungsreaktion unterliegt (es oxidiert und reduziert sich selbst), um Stickstoffmonoxid und ein weiteres Chlormolekül zu erzeugen. Stickstoffmonoxid kann dann mit Luftsauerstoff reagieren, um Stickstoffdioxid zu erzeugen.

Die beschriebenen Reaktionen sind im Folgenden dargestellt:

Die Gesamtreaktion ist wie folgt:

Wie wir sehen können, erfordert die Reaktion ein stöchiometrisches Verhältnis von 3 Mol HCl pro 1 Mol HNO ₃ . Auf diese Weise ist es in der Lage, drei Mol Chlorgas zu erzeugen, das die meisten organischen und anorganischen Verbindungen leicht oxidieren kann.

Verwendung von Königswasser

Königswasser hat viele Anwendungen, darunter :

• Gravur verschiedener Oberflächen.
• Die Raffination einiger Edelmetalle wie Gold und Platin.
• Chlorraffination.
• Sie werden auch in einigen Labors zum Reinigen von Glaswaren verwendet.

Sicherheitsmaßnahmen für die Zubereitung und Handhabung von Königswasser

Die Eigenschaften von Königswasser machen es zu einer sehr giftigen und ätzenden Mischung. Aus diesem Grund muss es mit äußerster Sorgfalt behandelt werden. Einige wesentliche Sicherheitsmaßnahmen für den sicheren Umgang mit diesem Stoff sind:

• Bereiten Sie einfach das Königswasser vor und öffnen Sie Behälter, die es enthalten, in einem Abzug.
• Bereiten Sie nur die Menge vor, die zum Zeitpunkt des Gebrauchs verwendet werden soll, da die Mischung nicht stabil ist.
• Tragen Sie bei der Handhabung immer eine Schutzbrille, Nitrilhandschuhe und einen Laborkittel.
• Wenn es außerhalb einer Abzugshaube gehandhabt wird, ist es vorzuziehen, eine Gasmaske zu verwenden, um Chlor und die verschiedenen Stickoxide herauszufiltern, die durch die Reaktion zwischen Salzsäure und Salpetersäure entstehen.
• Bei Hautkontakt mit einer Natriumbicarbonatlösung neutralisieren und so schnell wie möglich mit viel Wasser abwaschen.

Schritte zur Herstellung einer sauren Königswasserlösung

Konzentrierte Salpetersäure hat eine Konzentration von etwa 14,4 molar, während konzentrierte Salzsäure eine Molarität von etwa 12 molar hat. Da die Reaktion ein HCl:HNO ₃ -Verhältnis von 3:1 erfordert , impliziert dies, dass mindestens 3,6 ml konzentrierte Salzsäure pro 1 ml konzentrierter Salpetersäure erforderlich sind. Dieses Verhältnis konnte etwas auf 4:1 erhöht werden, um HCl-Verdampfungsverluste in der konzentrierten Säure auszugleichen.

Mit diesen Informationen sind im Folgenden die Schritte zur Zubereitung von Königswasser im Labor aufgeführt:

Schritt 1: Bestimmen Sie die Mengen jeder zu mischenden Säure

Der erste Schritt setzt zunächst voraus, dass Sie wissen, wie viel Königswasser Sie herstellen möchten. Unter der Annahme, dass die Volumina beider Lösungen additiv sind und dass die Summe von 4 ml HCl plus 1 ml HNO ₃ 5 ml Königswasser ergibt, können wir die folgenden Proportionen festlegen, um die Menge jeder Komponente zu bestimmen, die wir wollen Sie müssen die gewünschte Menge Königswasser zubereiten:

• Für jeweils 5 ml Königswasser werden 4 ml konzentrierte HCl benötigt.
• _{Für jeweils 5 ml Königswasser wird 1 ml konzentrierte HNO 3} benötigt .

Wenn wir also 100 ml Königswasser zubereiten wollen, benötigen wir (100 ml Königswasser)*(4 ml HCl/ 5 ml Königswasser) = 80 ml konzentrierte HCl. Die fehlenden 20 ml entsprechen konzentrierter Salpetersäure.

Schritt 2: Messen Sie die Mengen jeder Säure

Messen Sie mit einer Mess- oder Vollpipette zuerst das Volumen von HCl (80 ml in unserem vorherigen Beispiel) und HNO ₃ (20 ml in demselben Beispiel).

Schritt 3: Mischen, indem zuerst die HCl hinzugefügt wird

Nachdem beide Säuren gemessen wurden, geben wir zuerst die HCl-Menge in einen Glasbehälter, sei es ein Messkolben, ein Fläschchen oder ein Becherglas. Dann wird langsam und unter ständigem Rühren die Salpetersäure zugegeben.

Schritt 4: Sofort verwenden und Reste nicht verschlossen aufbewahren

Königswasser ist nicht sehr stabil, daher ist es ratsam, es sofort zu verwenden. Für den Fall, dass nach der Verwendung Königswasser übrig bleibt, kann es in einem Glasbehälter aufbewahrt werden, solange dieser nicht hermetisch verschlossen ist. Dies liegt daran, dass sich Gase ansammeln und Druck aufbauen können, bis der Behälter platzt. Wenn Sie stattdessen überschüssiges Königswasser entsorgen möchten, entsorgen Sie es niemals direkt in den Abfluss, sondern in den Säureabfallbehälter im Labor.

Verweise

F&Q-Übungen. (2019, 5. Mai). Molarität und Normalität einer handelsüblichen Salzsäure – Übungen F&Q . https://ejercicios-fyq.com/Molaridad-y-normalidad-de-un-acido-clorhidrico-comercial

Chemie.ES. (nd). Agua_regia . https://www.quimica.es/enciclopedia/Agua_regia.html

SGS Lateinamerika. (nd). Gold mit Königswasser . https://www.sgs-latam.com/es-es/mining/analytical-services/chemical-testing/precious-metals/gold-by-aqua-regia