王水 - 化学物质查看源代码讨论查看历史

王水 - 化学物质

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王水(aqua regia) 又称"王酸"、"硝基盐酸"，是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体，是浓盐酸(HCl)和浓硝酸(HNO₃)按体积比3:1组成的混合物。它是少数几种能够溶解金(Au)物质的液体之一，它名字正是由于它的腐蚀性之强而来。王水一般用在蚀刻工艺和一些检测分析过程中，不过一些金属单质如钽(Ta)，无机盐如氯化银、硫酸钡，有机物中的塑料之王--聚四氟乙烯、蜡烛等高级烷烃等，不受王水腐蚀。王水极易变质，有氯气的气味，因此必须现配现使用。

基本信息

中文名； 王水

化学式； NO2Cl

熔   点； -42摄氏度

外   观； 液体

别   称； "王酸"、"硝基盐酸"

危险性描述； 不可食用、有极强的腐蚀性，且有毒，与其蒸气接触危险性很大

英文名； aqua regia

应   用； 蚀刻工艺和一些检测分析过程

构   成； 浓盐酸(HCl)和浓硝酸(HNO₃)

沸   点； ---(混合物没有固定沸点）

基本信息

历史 盐酸是于约800年左右波斯人炼金术士贾比尔·伊本·哈杨（Jabir ibn Hayyan）将食盐与矾（硫酸）混合到一起时发现的。他将盐酸与硝酸混合在一起发明了能够溶解金的王水。

有两位科学家，劳厄和弗兰克，曾获得1914年和1925年的物理学奖，德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌，他们辗转来到丹麦，请求丹麦同行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年，纳粹德国占领丹麦，受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西（1943年化学奖得主）帮他想了个好主意：将奖牌放入“王水”（盐酸与硝酸混合液）中，纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后，溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩，按当年的模子重新铸造，于1949年完璧归赵时，当时弗兰克工作的美国芝加哥市还专门举行了一个隆重的奖牌归还仪式。

王水同时具有硝酸的氧化性和氯离子的强配位能力，因此可以溶解金、铂等不活泼金属。浓盐酸的加入并不是增强了硝酸的氧化性，而是增强了金属的还原能力。Au（金）与Cl（氯）元素配位形成AuCl4（四氯合金），增强了金属的还原能力，使硝酸氧化金变得可能。

原理 虽然王水单一的两个组成部分无法溶解金，但它们联合起来却可以溶解金，原理是：酸性条件下的硝酸根离子（NO3-）是一种非常强烈的氧化剂，它可以溶解极微量的金（Au），而盐酸提供的氯离子（Cl-）则可以与溶液中的金离子（Au3+）反应，形成四氯合金离子（[AuCl4]-）（铂是生成了六氯合铂离子，对应氯铂酸），使金离子在氯离子的配位作用下减少，降低了金离子的电势，反应平衡移动，这样金属金就可以进一步被溶解了。其实硝酸根的氧化性并没有增加，只是盐酸提供的氯离子增强了金、铂等金属原子的还原性。

配制方法

取一体积浓硝酸慢慢倒入到三体积浓盐酸中，不断用玻璃棒搅拌。看到溶液迅速变黄：这是由于生成亚硝酰氯之故。容器壁微热。没有剧烈反应！

王水需现配现用，王水可用来溶解许多金属和合金，其中包括钢、高温合金钢、铝合金、锑、铬和铂族金属等。王水和其他类似混合液在化学分析中用于溶解某些铁矿石、磷酸盐岩石、矿渣、镍铬合金、锑和硒以及不易溶解的汞、砷、钴和铅的硫化物；植物体与废水也常使用它来进行消化。王水可从硅酸盐基质中酸洗出部分金属，但无法有效的加以完全溶解。

逆王水：也叫勒福特王水（Lefort），是三份硝酸与一份盐酸的混合物，可用来溶解氧化硫和黄铁矿。危险，注意安全使用。

王水中含有硝酸、氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂，同时还有高浓度的氯离子，王水的氧化能力比硝酸强，一些不溶于硝酸的金属如金、铂等能被王水溶解，但是也有一些金属不溶于王水，比如铱、钽、铌等。王水因此被称为“水”中之王。王水溶解金和铂的反应方程式如下：

Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O

3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO↑+8H2O

最常见和为人熟知的王水为硝酸和盐酸的混合液，但是其中的氧化剂HNO3可以用其他氧化性强酸所代替。