అక్వారిజియా

Question: అక్వారిజియా రసాయన ఫార్ములా ఏంటి?






అక్వారిజియా (లాటిన్ లో రాజజలం (royal water) లేదా ద్రవరాజం అంటారు) అను రసాయన ద్రావణం, నైట్రిక్ ఆమ్లం మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లాల మిశ్రమ ద్రవం.ఈ రెండు ఆమ్లాలను 1:3 నిష్పత్తిలో మిశ్రమం చేయడం వలన అక్వారిజియా ద్రావణం/ఆమ్ల మిశ్రమం ఏర్పడినది[1][2].అక్వారిజియా పసుపు-ఆరెంజి రంగులో ఉండి, పొగలు వెలువరించు ద్రావణం.అక్వారిజియాకు రాజ ద్రవం అని పిలుచుటకు కారణం ఇది విలువైన బంగారం, ప్లాటినంలోహాలను కరగించుకొను స్వాభావాన్ని కల్గిఉన్నది.అయితే టైటానియం, ఇరీడియం, రుథేనియమ, రేనియం, టాంటాలం, నియోబియం, హఫ్నియం, ఒస్మియం, మరియు రోడియం వంటివి ఈ అక్వారిజియా అమ్లా రసాయన క్షయికరణ స్వభావాన్ని నిలువరించును.
చరిత్ర
అక్వరిజియా యొక్క ప్రస్థాపన మొదట 14 వ శతాబ్దికి చెందిన, యూరోపియన్ రసవేత్త సుడో గెబెర్ (Pseudo-Geber) చేసినట్లు తెలుస్తున్నది. 1789లో అక్వారిజియాను అన్తోయిన్ లవొసైర్ (Antoine Lavoisier) ను నైట్రో-మురియటిక్ఆమ్లం అని పిలిచాడు.
భౌతిక లక్షణాలు
అక్వారిజియా పసుపు-ఆరెంజి రంగులో ఉండి, పొగలు వెలువ రించును. రసాయన ఫార్ములా HNO3+3 HCl.
సాంద్రత
అక్వారిజియా సాంద్రత 1.01-1.21 గ్రాములు/సెం.మీ3
ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత
అక్వారిజియా ద్రావణం యొక్కద్రవీభవన స్థానం −42°C (−44°F; 231K)
బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత
అక్వారిజియా ద్రావణం యొక్క బాష్పీభవన స్థానం 108°C (226°F;381K)
ద్రావణీయత
నీటిలో కలుస్తుంది.
బంగారాన్ని కరగించడం
ఆక్వారిజియా బంగారాన్ని కరగించు స్వభావాన్నికల్గి ఉంది.అక్వారిజియాలోని నైట్రిక్ ఆమ్లంలేదా హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం విడిగా బంగారాన్ని కరగించలేవు. కాని 1:3 నిష్పత్తిలో తయారుచేసిన అక్వారిజియా బంగారాన్నికరిగించు లక్షణాన్ని కల్గి ఉంది. నైట్రిక్ ఆమ్లం శక్తి వంతమైన ఆక్సికరణి. ఇది గుర్తించలేనంత స్వల్ప ప్రమాణంలో బంగారు లోహాన్ని కరగించడం వలన బంగారు అయాన్ (Au3+) లు ఏర్పడును. అక్వారిజియాలోని హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం పుష్కలంగా క్లోరిన్ అయాన్‌లను కల్గి ఉన్నందున, నైట్రిక్ ఆమ్లంలో కరిగిన బంగారు అయాన్లు క్లోరిన్ అయాన్ లతో కలిసి టెట్రాక్లోరోఅరేట్ (III) అయాన్‌లను ద్రవంలో ఏర్పరచును. ఇప్పుడు నైట్రిక్ ఆమ్లం మరికొంత బంగారు అణువులను కరగించి, బంగారు అయాన్ (Au3+).లు ఏర్పడును, తిరిగి ఈ బంగారు అయాన్ లు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం లోని క్లోరిన్ అయాన్ లతో కలిసి టెట్రాక్లోరోఅరేట్ (III) అయాన్‌లను ద్రవంలో ఏర్పరచును[3].
Au + 3 HNO3 + 4 HCl   [AuCl4]− + 3 [NO2] + [H3O]+ + 2 H2O లేదా
Au + HNO3 + 4 HCl   [AuCl4]− + [NO] + [H3O]+ + H2O
ఆక్వారిజియాలో కేవలం బంగారం మాత్రమే కరిగి ఉన్నచో, అధికంగా ఉన్నఅక్వారిజియాను వేడి చేసి, టెట్రాక్లోరోఆరిక్ ఆమ్లాన్ని ఘనరూపంలో తయారు చేయవచ్చును. మిగిలిన్ ఉన్న నైట్రిక్ ఆమ్లాన్ని హైడ్రో క్లోరిక్ ఆమ్లంతో మరలామరలా వేడిచేసి తొలగించెదరు. టెట్రాక్లోరోఆరిక్ ఆమ్లాన్ని సల్ఫర్ డయాక్సైడ్, హైడ్రాజీన్, ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం లతో తగు విధంగాతో క్షయికరించడం వలన మూలకబంగారాన్ని పొందవచ్చును.
2 AuCl−4 (aq) + 3 SO2(g) + 6 H2O (l) → 2 Au (s) + 12 H+ (aq) + 3 SO2−4(aq) + 8 Cl− (aq).
ప్లాటినంను కరగించడం
బంగారంతో జరిపినట్టి రసాయన చర్యనే ప్లాటినంతో కూడా అక్వారిజియా రసాయన చర్య జరుపును, రసాయన సమీకరణం కూడా బంగారంతో అక్వారిజియా జరిపినటు వంటిదే. బంగారంవలె ప్లాటినంతో ఆక్సీకరణ చర్యను నైట్రోజన్ ఉత్పత్తిగా, నైట్రిక్ ఆక్సైడ్, లేదా నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ జరిపిన చర్యగా వ్రాయ వచ్చును.
Pt (s) + 4 NO−3 (aq) + 8 H+ (aq) → Pt4+ (aq) + 4 NO2 (g) + 4 H2O (l)
3Pt (s) + 4 NO−3 (aq) + 16 H+ (aq) → 3Pt4+ (aq) + 4 NO (g) + 8 H2O (l)
ఆక్సీకరణచెందిన ప్లాటినంఅయాన్ క్లోరైడ్ అయాన్‌లతో చర్య జరపడం వలన క్లోరోప్లాటినేట్ అయాన్ ఏర్పడును.
Pt4+ (aq) + 6 Cl− (aq) → PtCl6−2 (aq)
ప్రయోగాత్మక, పరిశీలన ఆధారాల ఆధారంగా ప్లాటినం మరియు అక్వారిజియా లమధ్య సంభవించు రసాయన చర్య బహు సంక్లిష్టమైన రసాయన చర్యగా గుర్తించారు. రసాయన చర్యలో ప్రాథమిక స్థాయిలో క్లోరో ప్లాటినియాస్ ఆమ్లం (H2PtCl4) మరియు నైట్రోసోప్లాటినిక్ క్లోరైడ్ ( (NO) 2PtCl4) లు మిశ్రమంగా ఏర్పడును.నైట్రోసోప్లాటినిక్ క్లోరైడ్ ఘన ఉత్పాదితం. ఒకేసారిగా ప్లాటినాన్ని అక్వారిజియా ద్రవరాజంలో పూర్తిగా కరగించటం అసాధ్యం. పూర్తిగా ప్లాటినాన్ని ద్రవస్థితిలో పొందాలంటే పలుపర్యాయాలు గాఢ అక్వారిజియాతో ప్లాటినాన్నికరగించే ప్రక్రియను కొనసాగించాలి.
2Pt (s) + 2HNO3 (aq) + 8 HCl (aq) → (NO)2PtCl4 (s) + H2PtCl4 (aq) + 4 H2O (l)
(NO)2PtCl4 (s) + 2 HCl (aq)   H2పాదాక్షర పాఠ్యంPtCl4 (aq) + 2 NOCl (g)
పై రసాయన చర్యలో ఏర్పడిన క్లోరోప్లాటినియస్ ఆమ్లాన్ని వేడి చేస్తూ, క్లోరిన్‌తో సంతృపపరచిన క్లోరోప్లాటినిక్ ఆమ్లం ఏర్పడును.
H2PtCl4 (aq) + Cl2 (g) → H2PtCl6 (aq)
ప్లాటినియం ఘనపదార్థాలు అక్వారిజియాలో కరగుటవలన, ప్లాటినం ఖనిజంలోని అక్వారిజియాలో కరుగని ఇరీడియం, ఓస్మియంలను వేరుచేయవచ్చును.
ప్లాటినం సమూహానికి చెందిన లోహాలను అక్వారిజియాతో శుద్ధి చేయునపుడు, అక్వారిజియా ఆమ్లంలో కరుగు బంగారాన్ని ఐరన్ (II) క్లోరైడ్‌తో చర్య వలన అవక్షేపంగా వేరుచేయుదురు.వడబోతలో వచ్చిన హెక్సాక్లోరో ప్లాటినేట్| (IV) కు అమ్మోనియం క్లోరైడ్ను చేర్చి అమ్మోనియం హెక్సాక్లోరోప్లాటినేట్గా పరివర్తించెదరు. ఈ అమ్మోనియం లవణం అక్వారిజియాలో అద్రావణికావడం వలన, దీనిని వడబోత ద్వారా వేరుచేయుదురు. ఇలావేరు చేసిన హెక్సాక్లోరోప్లాటినేట్ ను మండించి/కాల్చి ప్లాటినం లోహంగా మార్చెదరు[4].
3 (NH4)2PtCl6 → 3 Pt + 2 N2 + 2 NH4Cl + 16 HCl
అవక్షేపింపబడని హెక్సాక్లోరోప్లాటినేట్‌ను మూలక జింకు ద్వారా క్షయికరించెదరు.
తగరము తో రసాయన చర్య
అక్వారిజియా టిన్ (తగరం) తో రసాయనచర్య జరపడం వలన టిన్ (IV) క్లోరైడ్‌ను, దాని యొక్క అత్యంత అధికఆక్సీకరణ స్థాయిలో ఏర్పరచును.
4HCl + 2HNO3 + Sn → SnCl4 + NO2 + NO + 3H2O
అక్వారిజియా వియోగం
అక్వారిజియా తయారికై గాఢహైడ్రోక్లోరిక్ మరియు గాఢనైట్రిక్ ఆమ్లాలను కలపడంవలన/మిశ్రమం చెయ్యడం వలన రసాయనచర్య జరుగును.ఈ రసాయన చర్య ఫలితంగా, వోలటైల్ (తక్కువ ఉష్ణోగ్రతవద్ద ఆవిరిగా మారే) పదార్థాలు నైట్రోసిల్క్లోరైడ్, క్లోరిన్‌లు దట్టమైన పొగగా వెలువడును. మరియు అక్వారిజియా పసుపు రంగును సంతరించుకొనును. ఈ వోలటైల్ పదార్థాలు అక్వారిజియా నుండి గాలిలో కలయడం వలన, అక్వారిజియా యొక్క సామర్ధ్యత/చర్యాశీలత (potency) తగ్గుతుంది.
HNO3 (aq) + 3 HCl (aq) → NOCl (g) + Cl2 (g) + 2 H2O (l)
అక్వారిజియా నుండి వెలువడిన నైట్రోసిల్ క్లోరైడ్ మరింత వియోగం చెంది నైట్రిక్ ఆక్సైడ్ మరియు క్లోరిన్ ఏర్పడును.ఈ వియోగం సమతుల్యత పరిమితికి లోనయి జరుగును.అందువలన అక్వారిజియా నుండి వెలువడు ఆవిరులలో నైట్రోసిల్ క్లోరైడ్, క్లోరిన్ లతో పాటు నైట్రిక్ఆక్సైడ్ కూడా ఉండును[5].
2 NOCl (g) → 2 NO (g) + Cl2 (g)
అయితే ఏర్పడిన నైట్రిక్ ఆక్సైడ్ వెంటనే గాలిలోని ఆక్సిజన్తో చర్య జరుపుటవలన నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ ఏర్పడును.అందుచేత అక్వారిజియా వెలువరించు ఆవిరులలో నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ కూడా ఉండును.
2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g)[5]
వినియోగం
అక్వారిజియాను ప్రథమముగా, ప్రాధాన్యంగా క్లోరోఆరిక్ ఆమ్లం (chloroauric acid) ను తయారు చేయుదురు. క్లోరోఆరిక్ ఆమ్లాన్ని వోహల్విల్ ప్రక్రియ (Wohlwill process) లో ఎలక్ట్రోలైట్ గా ఉపయోగిస్తారు.వోహల్విల్ ప్రక్రియ ద్వారా అత్యంత ఉత్తమ గుణమట్టానికి చెందిన (99.999%) నాణ్యమైన శుద్ధిచేసిన బంగారాన్ని పొందవచ్చును. ప్రత్యేక విశ్లేషణ ప్రక్రియ లలో ఎచ్చింగు (etching ) చేయుటకు ఉపయోగిస్తారు.అలాగే సేంద్రియ రసాయానలను కలిగిన గాజు పాత్రలను శుభ్రం చేయుటకు, లోహ కణాలను తొలగించుటకు అక్వారిజియాను వాడెదరు.అక్వారిజియాలోని రసాయనాలు వియోగం చెందటం వలన అక్వారిజియా త్వరగా తన పటుత్వం/రసాయన చర్యాశిలతను కోల్పోతుంది (కాని బలమైన ఆమ్ల గుణాన్ని కల్గి ఉండును).అందువలన ఉపయోగించుకోవడానికి కొద్ది సమయానికి ముందు మాత్రమే అక్వారిజియాను తయారు చేయ వలెను[6].
ఇవికూడా చూడండి
నైట్రిక్ ఆమ్లం
హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం
బయటి విడియో లింఖులు

అధారాలు/మూలాలు

వర్గం:రసాయన శాస్త్రము
వర్గం:ఆమ్లాలు
వర్గం:రసాయన మిశ్రమాలు