質問: 金やプラチナなどの貴金属をも溶かす「王水」を作るのに必要な2つの液体は、硝酸と何?
回答: 塩酸

タイトル: 王水
王水(おうすい、ラテン語および英語: aqua regia、ドイツ語: Königswasser)は、濃塩酸と濃硝酸を3:1の体積比で混合してできる橙赤色の液体である。CAS登録番号は8007-56-5。全ての金属ではないが、金や白金といった貴金属を始めとして多くの金属を溶解できることから、錬金術師によってこのように命名された。濃塩酸と濃硝酸を1:3の体積比で混合したものは「逆王水」と呼称され、分析化学において金属の溶解などに用いる。塩化アンモニウムと硝酸アンモニウムとを目分量1:3の混合比としたものは「固体王水」と呼称され、粉末試験法においてほとんどの金属酸化物を混合して加熱することにより、塩化することができる。

タイトル: 王水
王水は、主に最高品質(99.999%)の金の精製法であるウォールウィル法(英語版)に使われる電解質である塩化金酸の製造に使用される。また、多くの金属を溶解できることから、分析化学での試料調製・貴金属塩の製造・ガラス器具の精密洗浄などに用いられる。そのほか、電子部品や装飾品の加工くずなどから貴金属を回収する時にも使われる。成分間の分解を引き起こす反応により、王水はすぐにその効果を失うため、通常は使用直前に調製される。地域の規制により異なる場合もあるが、王水は十分に中和することで下水に流すことができる。溶存金属による汚染がある場合は、中和された溶液を廃棄するために収集する必要がある。

タイトル: 王水
濃硝酸と濃塩酸を混合すると、以下の反応により塩化ニトロシル (NOCl) と塩素と水が生成される。王水の成分は揮発性であり、調製してすぐの王水は無色だが、数秒で橙色に変わる。揮発性の成分が全て王水から揮発すると、王水としての性質はなくなる。また、塩化ニトロシルは、一酸化窒素と塩素に分解する可能性がある。この解離は平衡制約であり、王水の煙には塩化ニトロシルと塩素のほかに一酸化窒素も含まれている。一酸化窒素は大気中の酸素と容易に反応するため、生成される気体には二酸化窒素 (NO2) も含まれる。王水は金を溶解するが、王水を構成するどの酸も単独では金を溶解できない。これは、それぞれの酸が異なる役割を実行するためである。硝酸は強力な酸化剤であり、検出不可能なわずかな量の金を溶解し、金イオン (Au) を形成する。塩酸は塩化物イオン (Cl) を供給する。

タイトル: 王水
酸化力が非常に強く、王水との反応で生じた金属化合物はその金属の最高酸化数を示す。また、通常の酸には溶けない金や白金などの貴金属も溶解できる。ただしタンタル、イリジウムは酸に対しての耐性が極めて高いため、溶解できない(イリジウムは粉末にすればわずかに溶ける)。また、銀もほとんど溶けない(王水と反応してできる塩化銀 (AgCl) が表面に膜を形成し、反応の進行を妨げる)。ルテニウム、ロジウム、オスミウムとは反応するが、反応速度は遅く、徐々に侵される。腐食性が非常に強いため、人体にとっては極めて有害である。日本では毒物及び劇物取締法により、10 %を超える塩化水素の製剤として劇物となる。

タイトル: 王水
酸化された白金イオンは、塩化物イオンと反応して、塩化白金酸イオンになる。しかし実際には白金と王水との反応はより複雑であることが実験的な証拠から判明している。最初の反応では、テトラクロリド白金(II)酸 (H2PtCl4) と塩化ニトロソ白金 ((NO)2PtCl4) の混合物が生成される。塩化ニトロソ白金は固体生成物である。白金を完全に溶解したい場合は、濃塩酸で残留固形物を繰り返し抽出する必要がある。加熱中に溶液を塩素で飽和させることにより、テトラクロリド白金(II)酸をヘキサクロリド白金(IV)酸に酸化できる。最も密度の高い金属であるイリジウムとオスミウムは、白金の固体と目されていたものを王水で溶解することで発見された。どちらも白金鉱石中に含まれていて、王水では溶解せずに容器の底に残る。白金族元素を王水に溶解した後、塩化鉄(II)での処理により白金族元素が沈殿する。

タイトル: 王水
塩化物イオンは金イオンと反応して、溶液中にテトラクロリド金(III)酸イオンを生成する。塩酸との反応は、塩化金イオン(AuCl−4)の生成を促進する平衡反応である。これにより、溶液から金イオンが除去され、金のさらなる酸化が起こる。金は溶解して塩化金酸になる。さらに、金は王水に存在する塩素によって溶解する可能性がある。反応式は次の通りである。王水が金のみを含む場合、残った王水を煮沸し、塩酸で繰り返し加熱して残留硝酸を除去することにより、固体のテトラクロロ金酸を調製できる。ここから金のみを得る場合、二酸化硫黄、ヒドラジン、シュウ酸などで選択的に還元することができる。二酸化硫黄による金の還元の式は次の通りである。白金についても金と同様の反応式を書くことができる。金と同様に、酸化反応は、窒素酸化物として一酸化窒素または二酸化窒素のいずれかを用いて記述できる。

タイトル: 塩化金(III)
塩化金(III)は、高温の金属金を塩素化することによって得られる。金を王水に溶かすと塩化金(III)ではなく塩化金酸が生じる。

タイトル: 硝酸
五酸化二窒素(無水硝酸、N2O5)を水に溶かすと得られる、一価の強酸性の液体で、金属と反応して硝酸塩(水に可溶)を作る。任意の割合で水に溶け、通常「硝酸」という場合には水溶液を指す。濃度の低い硝酸を希硝酸という。市販の濃硝酸は 60 %(d = 1.360 g cm, 13.0 mol dm)あるいは 70 % (d = 1.406 g cm, 15.6 mol dm) の水溶液が普通である。69.8 % の水溶液は共沸混合物となり 123 °Cで沸騰する。濃硝酸と濃硫酸の混合物である混酸を用いたニトロ化合物の合成などから爆薬が作られ、他にも染料、肥料などの製造に用いる。

タイトル: テトラクロリド金(III)酸
金を王水に溶かすことによって得られる。また、塩化金(III) AuCl3 を塩酸に溶かして結晶させることによっても得ることができる。

タイトル: 水酸化金(I)
金(I)イオンを含む物質の水溶液に過剰の塩基を反応させると沈殿する。

タイトル: 王水
ろ液中の白金(ヘキサクロリド白金(IV)酸)に塩化アンモニウムを加えることで、ヘキサクロリド白金(IV)酸アンモニウムが生成される。このアンモニウム塩は非常に不溶性であるため、ろ過することができ、強力な加熱により金属の白金にすることができる。未沈殿のヘキサクロリド白金(IV)酸塩は亜鉛で還元できる。この方法は、実験室残留物からの白金の小規模回収に適している。王水はスズと反応して、塩化スズ(IV)を生成する。王水は黄鉄鉱と反応して窒素酸化物を生成する。

タイトル: 酸性試験
金の判定を行う酸性試験は、金が貴金属であり、腐食、酸化還元反応、酸による変化に耐性があるというところに焦点がある。金の判定を行う酸性試験では、まず、金色の物質を黒い石を当てて擦り、容易に目に見える印をつける。この印に硝酸をかけると、金以外の物質は何であっても溶けてしまう。もし印がそのまま残るのであれば、次に王水(硝酸と塩酸の混合液)をかける。もし印が溶けて消えれば、これは金が王水に溶けたことを意味し、試された物質が本物の金であったことが証明される。より厳密に、純度を計測した場合には、王水の強度を調整し、既知の純度の金との比較を行う。

タイトル: 硝酸
8世紀のアラビアの科学者ジャービル・イブン=ハイヤーンによって緑礬 FeSO4・7H2O または明礬 KAl(SO4)2・12H2O と硝石 KNO3 とを混ぜて蒸留によって合成されることが発見された。17世紀にはいってヨハン・ルドルフ・グラウバーがこれを改良し、硫酸と硝石との混合物を蒸留し、純粋な硝酸を作っている。銅・銀などをも溶かし金属に対する作用は硫酸よりも強いということから、強い水という意味のラテン語をとり aqua fortis と呼ばれた。イギリスでは硝石の精という意味の spirit of nitre ともいわれていた。硝酸という言葉は1789年にアントワーヌ・ラヴォアジエによってフランス語で acide nitrique と命名されて以来用いられるようになった。

タイトル: 硝酸水銀(I)
水銀と希硝酸との反応により得られる。この際濃硝酸を使用すると硝酸水銀(II)が生じる。還元性を持ち、空気に触れると酸化する。水溶液にすると酸化を遅らせることができる。熱湯との接触や光の曝露により不均化反応が起き、硝酸水銀(II)と水銀に分解する。

タイトル: 硫酸水銀
水銀を酸化作用のある熱濃硫酸に溶解し、できた溶液を蒸発乾固させてできる。

タイトル: 硝酸リチウム
炭酸リチウムを希硝酸に溶解し、水溶液を濃縮すると3水和物が得られる。

タイトル: 硝酸銀(I)
純銀を少量の純粋な硝酸に溶解させ、蒸発・乾燥させて得られる。この際、二酸化窒素などが発生する。工業的にもこの方法で製造している。ただし、上記は濃硝酸との反応式であり、希硝酸との場合は以下のようになる。

タイトル: 硝酸カルシウム
水酸化カルシウムと硝酸の中和により生成する塩である。純粋な炭酸カルシウムを希硝酸に溶解し濃縮すると四水和物が析出する。

タイトル: 硫酸水銀(I)
硫酸水銀(I)の作り方の一つに、硝酸水銀(I)1当量に硫酸6当量を混ぜる方法があるまた、過剰の金属水銀を濃硫酸と反応させても得られる:

タイトル: 硝酸水銀
硝酸水銀(しょうさんすいぎん)とは、無機化合物のうち水銀の硝酸塩を指す。水銀の酸化数の違いによって以下の2種が存在する。

タイトル: 炭酸銀(I)
炭酸アンモニウム水溶液と硝酸銀の混合により乳白色の沈殿が生じる。炭酸水素ナトリウム、ないし炭酸ナトリウム水溶液と混合した場合は色が暗くなる。これは酸化銀(I)の沈殿を生じるためと考えられている

タイトル: 液体
周期表において常温、常圧で単体が液体である元素は、水銀と臭素のみである。常温よりやや高い温度が融点となっている(融点が25度~100度)元素として、フランシウム、セシウム、ガリウム、ルビジウム、リン、カリウム、ナトリウムがある。常温で液体の合金としてガリンスタンなどがある。純物質で常温常圧で液体のものとして、水、エタノール、各種有機溶媒がある。液体の水は化学と生物学においてきわめて重要である。生きるために水溶液環境で行われる蛋白質の化学反応を用いる生命にとっても液体の水が必須だといわれ、地球外生命体の探索において氷や水蒸気しかない星は除外される。日常において重要な液体として、家庭用漂白剤のような水溶液、鉱油やガソリンのような複数の物質の混合物、ヴィネグレットソースやマヨネーズのようなエマルジョン、血液などの懸濁液、塗料や乳のようなコロイドがある。

タイトル: 硝酸鉄(III)
六水和物は九水和物を発煙硝酸に飽和させて五酸化二窒素を作用させる方法や、融解させた九水和物に無水硝酸を加える方法で得られる。融点 35 - 40°C 。潮解性が著しく水、エタノール、アセトンに易溶なのは九水和物と同じである。

タイトル: 硝酸ナトリウム
硫酸と反応させて硝酸を製造するのに用いられる。生成物は分留によって精製され、残渣として硫酸水素ナトリウムが得られる。その他にも塩化ナトリウムと硝酸銀を混合するとの反応によって塩化銀が沈澱するので硝酸ナトリウムを得ることができる。

タイトル: 硝酸水銀(II)
熱した濃硝酸と水銀との反応で得ることができる。吸湿性があり、加水分解する。また光により分解するため、乾燥した冷暗所で保管する。無水物と水和物があり、通常は一水和物として流通している。かつては毛皮やフェルト製造時の処理に使用されたが、毒性と環境への影響が強いため使用されなくなった。

タイトル: 水ガラス
水ガラス(みずガラス)とは、ケイ酸ナトリウムの濃い水溶液である。ケイ酸ナトリウムを水に溶かして加熱することで得られる。液体ながら、水飴状で高い粘性を持つ。

タイトル: 硝酸ニッケル(II)
酸化ニッケル(II)または水酸化ニッケル(II)を希硝酸に溶解し、溶液を濃縮すると六水和物が析出する。無水物は六水和物に純硝酸と五酸化二窒素の混合物を作用させると得られる。

タイトル: 溶解液
溶解液(ようかいえき)は酸性・アルカリ性・中性などの別を問わず、他の物質を溶解させることのできる液体の総称である。自然界では食虫植物(特にウツボカズラ種)の体内から分泌するものが最も強力なもののひとつとされている。人工物としては濃硫酸、王水等がある。一般的には「何らかの物質(薬品など)を溶解させるための液体」という意味でこの言葉がよく用いられるが、この場合は目的となる物質により成分は様々である。アニメやゲーム等のフィクション作品においては、女性キャラクターの衣服や、ブラジャーやパンティ等のランジェリーのみを溶かす液体などが多数登場している。

タイトル: 硝酸銅(II)
Cu(NO3)2は金属銅を四酸化二窒素で処理することによって得られる。水和物は無水物の加水分解か、金属銅を硝酸銀水溶液または希硝酸で処理することによって得られる。硝酸銅を熱することによって発生した気体を水に通すことによって硝酸が生成する。これはオストワルト法の最終段階に似ている。

タイトル: ルブラン法
その後、固体の炭酸ナトリウムを得るために洗浄水を脱水する。この方法は浸出法(溶解法)と呼ばれた。

タイトル: ヘキサクロリド白金(IV)酸カリウム
白金粉末を暖めた塩酸中で撹拌しながら過酸化水素または塩素を通じながら溶解し、ヘキサクロリド白金(IV)酸水溶液を得る。なお白金の溶解に王水を用いるとニトロシル NO 配位子が混入し除去しにくい。このヘキサクロリド白金(IV)酸にやや過剰の塩化カリウム水溶液を加えると目的物が析出する。

タイトル: 硝酸
水溶性であるため雨量の多い日本国内での産出は確認されていないが、南米チリが主な原産国である。

タイトル: 金
科学的に不活性であることから、鉄などのように純度を高める精練を行う必要はない。しかし、鉱石からの抽出には王水や水銀以外との反応が難しいことから、特殊なプロセスが要求される。

タイトル: 水酸化カドミウム
二酸化炭素を含まない硝酸カドミウム水溶液に、炭酸塩を含まないやや過剰の水酸化ナトリウム水溶液を加えると沈殿として得られる。

タイトル: 第1族元素
気体状態においては(MOH)2で表される二量体を形成し、気体状態における塩基性の強さはアルカリ金属の原子量が大きくなるほど塩基性が強くなるが、溶液中における塩基性の強さは溶媒効果などの影響を受けるためこの限りではない。また非常に強い腐食性を有し、溶融状態においては白金すらも侵食する。空気中の二酸化炭素を吸収して炭酸塩を形成しやすく、市販の水酸化物はわずかに炭酸塩を含んでいる。例えば、日本産業規格(JIS)において試薬の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムでは炭酸塩の含量が1.0 %以下でなければならないと規定されている。アルカリ金属の水酸化物は、工業的には対応するアルカリ金属の塩化物の電気分解や、アルカリ金属の炭酸塩または硫酸塩とアルカリ土類金属の水酸化物とを複分解させることによって得られる。

タイトル: 硝酸ストロンチウム
水酸化ストロンチウム水溶液と硝酸による中和反応、または炭酸ストロンチウムを硝酸に溶解して水溶液が得られる。水溶液を濃縮すると、29.3°C以下では4水和物、以上では無水物が析出する。水から再結晶することにより精製する。

タイトル: 水酸化ナトリウム
52 g cm, 19 mol dm) 程度の濃厚水溶液では、炭酸ナトリウムはほぼ完全に沈殿しこれを含まない水溶液の調整が可能となるため、分析化学において中和滴定などに用いられる。工業用にはフレーク状やビーズ状のものもあるが、通常まとまって使用する場面では 48 % 水溶液(工場出荷時の質量%)が流通しており、凝固点約 10 °C、沸点約 138 °C。性状は無色透明からやや灰色。密度は約 1.5 g cm。固体および水溶液伴に空気中の二酸化炭素を吸収し炭酸ナトリウムを生じるため密栓して保存する必要がある。ガラスを徐々に侵しケイ酸ナトリウムを生じて固着するため、ガラス瓶、特にすり合わせの栓は使用しない。また、両性元素であるアルミニウムと反応してアルミン酸ナトリウム水溶液を生成し水素を発生する。

タイトル: 硫酸水素ナトリウム
水酸化ナトリウムと硫酸の等モルを混合すると、硫酸水素ナトリウムと水が生成する。また、塩化ナトリウムと硫酸を高温で混合することで、硫酸水素ナトリウムと塩化水素が生成する。液体状の硫酸水素ナトリウムは、噴霧し、冷却することで固体の粒子状になる。副生成物である塩化水素は、水に溶かして塩酸とする。アメリカ合衆国では、2社が工業的に生産している。Jones-Hamilton Co.は、塩化ナトリウムを原料とする製法を用い、無水物を製造している。Jost Chemicalは、水酸化ナトリウムを原料とし、一水和物を製造している。

タイトル: 硝酸銀(I)
硝酸銀(I)(しょうさんぎん いち、英: silver(I) nitrate)は組成式 AgNO3、式量 169.89 の銀の硝酸塩である。日本の法令では毒物及び劇物取締法により劇物に指定される。銀を硝酸に溶かすと得られる。

タイトル: クレリチ溶液
クレリチ溶液は1907年にイタリアの化学者エンリコ・クレリチ(Enrico Clerici、1862年 - 1938年)によって発明された。1930年代には密度差によって鉱物を分離する従来の浮遊選鉱に導入され、鉱物学および宝石学にとって価値ある液体となった。利点としてはその透明度および密度を1 - 5 g/cmの範囲で簡単に制御できる点が挙げられる。また、欠点としては強い毒性と腐食性が挙げられる。