Tabla de Contenidos
Aqua regia er en sterkt oksiderende blanding fremstilt ved å blande to sterke konsentrerte mineralsyrer, nemlig konsentrert saltsyre (HCl) og konsentrert salpetersyre (HNO 3 ). Gitt de sure og oksiderende egenskapene til aqua regia, er den i stand til å løse opp et bredt utvalg av mineraler, inkludert mineraler som inneholder gull, platina og andre edle metaller.
Sammensetning av aqua regia
Aqua regia er mer enn bare en blanding av to sterke syrer. I denne blandingen reagerer saltsyre og salpetersyre med hverandre for å generere noen svært reaktive kjemiske arter. For det første, selv om salpetersyre er en sterk syre, er den også et sterkt oksidasjonsmiddel, og er i stand til å oksidere saltsyre til klorgass og vann, og redusere seg selv til nitrosylklorid. Reaksjonen er som følger:
Gassformig klor er en irriterende og svært etsende gass på grunn av sin sterkt oksiderende natur. På sin side er nitrosylklorid en ustabil art som gjennomgår en disproporsjoneringsreaksjon (det oksiderer og reduserer seg selv) for å produsere nitrogenoksid og et annet klormolekyl. Nitrogenoksid kan da reagere med oksygen i luften for å produsere nitrogendioksid.
Reaksjonene beskrevet er presentert nedenfor:
Den generelle reaksjonen er som følger:
Som vi kan se, krever reaksjonen et støkiometrisk forhold på 3 mol HCl for hver 1 mol HNO 3 . På denne måten er den i stand til å generere tre mol klorgass, som lett kan oksidere de fleste organiske og uorganiske forbindelser.
Bruk av aqua regia
Aqua regia har mange bruksområder, inkludert:
- Gravering av forskjellige overflater.
- Raffinering av noen edle metaller som gull og platina.
- Klorraffinering.
- De brukes også i noen laboratorier for rengjøring av glass.
Sikkerhetstiltak for klargjøring og håndtering av vannvann
Egenskapene til aqua regia gjør den til en veldig giftig og etsende blanding. Av denne grunn må det håndteres med ekstrem forsiktighet. Noen viktige sikkerhetstiltak for sikker håndtering av dette stoffet er:
- Bare klargjør vannvannet og åpne beholdere som inneholder den i et avtrekkshette.
- Forbered kun mengden som skal brukes på tidspunktet den skal brukes, siden blandingen er ustabil.
- Bruk alltid vernebriller, nitrilhansker og laboratoriefrakk ved håndtering.
- Hvis det skal håndteres utenfor en hette, er det å foretrekke å bruke en gassmaske for å filtrere ut klor og de forskjellige nitrogenoksidene som genereres av reaksjonen mellom saltsyre og salpetersyre.
- Ved hudkontakt, nøytraliser med en natriumbikarbonatløsning og vask med mye vann så snart som mulig.
Trinn for å tilberede en syreoppløsning av aqua regia
Konsentrert salpetersyre har en konsentrasjon på ca. 14,4 molar, mens konsentrert saltsyre har en molaritet på ca. 12 molar. Siden reaksjonen krever et 3:1 HCl:HNO 3 -forhold , innebærer dette at minimum 3,6 mL konsentrert saltsyre vil være nødvendig for hver 1 mL konsentrert salpetersyre. Dette forholdet kan økes litt til 4:1 for å kompensere for HCl-fordampningstap i den konsentrerte syren.
Med denne informasjonen i hånden er trinnene nedenfor for å tilberede aqua regia i laboratoriet:
Trinn 1: Bestem mengden av hver syre som skal blandes
Det første trinnet krever først og fremst å vite hvor mye aqua regia du vil produsere. Deretter, forutsatt at volumene til begge løsningene er additive, og at summen av 4 mL HCl pluss 1 mL HNO 3 gir 5 mL aqua regia, kan vi etablere følgende proporsjoner for å bestemme mengden av hver komponent som vi vil trenger å forberede ønsket mengde aqua regia:
- For hver 5 ml aqua regia kreves det 4 ml konsentrert HCl.
- For hver 5 ml vannvann kreves 1 ml konsentrert HNO 3 .
Derfor, hvis vi ønsker å tilberede 100 mL vannvann, trenger vi (100 mL vannvann)*(4 mL HCl/ 5 mL vannvann) = 80 mL konsentrert HCl. De manglende 20 ml tilsvarer konsentrert salpetersyre.
Trinn 2: Mål mengdene av hver syre
Ved å bruke en gradert eller volumetrisk pipette, mål først volumet av HCl (80 mL i vårt forrige eksempel) og HNO 3 (20 mL i samme eksempel).
Trinn 3: Bland ved først å tilsette HCl
Når begge syrene er målt, fortsetter vi med å tilsette mengden HCl først i en glassbeholder, enten det er en målekolbe, et hetteglass eller et beger. Deretter tilsettes salpetersyren sakte og under konstant omrøring.
Trinn 4: Bruk umiddelbart og ikke oppbevar resten forseglet
Aqua regia er ikke veldig stabil, så det anbefales å bruke det umiddelbart. I tilfelle vi har aqua regia til overs når vi er ferdige med å bruke den, kan den oppbevares i en glassbeholder så lenge den ikke er hermetisk forseglet. Dette er fordi gasser kan samle seg og bygge trykk til beholderen sprekker. Hvis du ønsker å kaste overflødig vannvann i stedet, må du aldri kaste det direkte i avløpet, men heller i den sure avfallsbeholderen i laboratoriet.
Referanser
F&Q øvelser. (2019, 5. mai). Molaritet og normalitet for en kommersiell 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 Latin-Amerika. (nd). Gull ved bruk av aqua regia . https://www.sgs-latam.com/es-es/mining/analytical-services/chemical-testing/precious-metals/gold-by-aqua-regia
