王水(王酸)檢視原始碼討論檢視歷史
王水,又稱王酸、硝基鹽酸,由濃硝酸和濃鹽酸按1:3(體積比)混合而成,酸性和氧化性極強,是少數能夠溶解金和鉑的溶液,也因此得名。王水不穩定,極易變質分解,暴露在空氣中會冒黃色煙霧,不宜長期存放,一般在使用前配製,現配現用。
王水在冶金工業和化學分析用於溶解金屬,也用於蝕刻[1] 工藝。
王水一般用在蝕刻工藝和一些檢測分析過程中。不過,一些金屬單質如鉭(Ta)、銠、釕、鋨、銥、鈦、無機鹽如氯化銀、硫酸鋇,有機物中的塑料之王——聚四氟乙烯、蠟燭等高級烷烴,無機界的重要物質——硅(Si)、玻璃,不受王水腐蝕。
原理
王水中的硝酸有強氧化性,氯離子有強配位能力。金或鉑可以被硝酸氧化為金屬離子,但在僅有硝酸的情況下,這些金屬離子會阻礙氧化反應繼續進行。而王水中高濃度的氯離子會與金屬離子形成配合物,降低了溶液中金屬離子的濃度,使氧化反應得以繼續。以金為例,
- \rm \ Au^{3+}+3 {e}^- \Au; \ E^ = 1.52V
- \rm \ AuCl_4^- + 3 {e}^- \Au + 4Cl^-; \ E^ = 1.002V
Au與Cl−配位形成AuCl4−,增強了金的還原能力,使黃金可以完全溶解。
由於王水與塊狀銀反應在銀表面產生氯化銀(AgCl)白色沉澱(氯化銀既不溶於水,也不溶於硝酸)覆蓋住銀,而阻礙進一步反應,所以塊狀銀幾乎不溶於王水。另外一些惰性的金屬如鉭、銠、釕、鋨、銥、鈦因為其離子不能和氯離子生產穩定的配合物,所以不受王水腐蝕。
化學性質
- Au+HNO3+3HCAuCl3+NO↑+2H2O
歷史
鹽酸是於約800年左右波斯人鍊金術士賈比爾·伊本·哈楊(Jabir ibn Hayyan)將食鹽與礬(硫酸)混合到一起時發現的。他將鹽酸與硝酸混合在一起發明了能夠溶解金的王水。
在化學史上,王水曾經有一段有趣的故事。
二次大戰時,曾經得過諾貝爾獎的丹麥科學家波爾,為了不讓占領丹麥的納粹德國搶走代表無上榮譽的諾貝爾獎章,又不方便帶在身上逃亡,便將獎章溶在實驗室的一瓶王水中。這瓶含有一面純質金牌的王水,後來果然不曾引起德軍注意,安然地度過了兩年,直到德國戰敗。後來瑞典的皇家科學院重鑄了一面金牌給波爾,這段「王水藏金」的故事,也成為流傳一時的佳話。
犯罪
- 1998年3月,台灣清大王水溶屍案
- 2008年4月28日,中國大陸內蒙古自治區鄂爾多斯市公安局東勝區分局刑偵大隊破獲一宗黃金盜竊案,店老闆為了盜取黃金,專門用腐蝕性很強的王水清洗黃金項鍊。店老闆交代,一般黃金等首飾清洗時,先用火燒,將黃金加熱去除上面的油漬,然後將燒熱的黃金放入鹽酸溶液中清洗,這樣上面的灰塵就被洗下來,而對黃金本身沒有損耗。但他將清洗溶液換成王水,利用化學反應竊取顧客的首飾黃金,浸泡時間越長竊取的黃金越多。