Kuningvesi

pisi|Kuningveele on omane oranžikaspunane värvus
Kuningvesi (ladina aqua regia) on peaaegu puhta lämmastikhappe ja kontsentreeritud vesinikkloriidhappe (38%) segu ruumalavahekorras 1:3. Kuningvesi on võimeline lahustama väärismetalle, näiteks kulda ja plaatinat, millega teised happed ja alused ei reageeri. Siiski peab osa metalle, nagu iriidium, osmium, tantaal, ruteenium, roodium ja titaan, kuningvee korrodeerivale toimele vastu.
Kuningvesi on tugev oksüdeerija.
Kuningvett kasutatakse keemilises tehnoloogias ja analüüsis ning kulla rafineerimisel.
Esimesena kirjeldas kuningvett Jābir ibn Ḩayyān.

1935. aastal keelas Natsi-Saksamaa valitsus Saksamaa kodanikel Nobeli auhindade vastuvõtmise, mispeale saatsid kaks Nobeli füüsikaauhinna laureaati, Max von Laue (1914) ja James Franck (1925) oma kuldmedalid Taani, et vältida konfiskeerimist. Pärast Taani okupeerimist 1940. aastal oleks selle avalikukstulek nad ohtu seadnud, kuna Saksamaalt oli kulla väljasaatmine keelatud. Seepeale lahustaski keemik George de Hevesy, kes sai hiljem 1943. aastal Nobeli keemiaauhinna, nende medalid kuningvees ja pani lahused riiulile oma laboratooriumis Niels Bohri instituudis. Pärast sõda sadestas ta kulla kuningveest välja ja andis selle Rootsi Kuninglikule Teaduste Akadeemiale, kes lasi medalid uuesti valada ja anda laureaatidele.

Reageerimine kullaga
Ei lämmastikhape ega soolhape eraldi ei ole võimeline kullaga reageerima. Kummalgi happel on erinev toime. Lämmastikhape on tugev oksüdeerija ja lahustab tegelikult väga väikese koguse kulda, moodustades Au3+-ioone.
Vesinikkloriidhape annab lahusesse Cl--ioone, mis seob Au3+-ioonid lahusest ja moodustuvad AuCl4--ioonid. Et lahuses jääb kullaioone järjest vähemaks, saab toimuda kulla edasine oksüdeerumine lämmastikhappe toimel.
Au (t)  +  3 NO3- (l)  +  6 H+ (l)  →   Au3+ (l)  +  3 NO2 (g)  +  3 H2O (l) ja

Au3+ (l)  +  4 Cl- (l)  →  AuCl4- (l).

Reaktsiooni käigus võib lämmastikdioksiidi asemel eralduda hoopis lämmastikoksiid.

Au (t)  +  NO3- (l) +  4 H+ (l)  →   Au3+ (l)  +  NO (g)  +  2 H2O (l).

Reageerimine plaatinaga
pisi|vasakul|Plaatina reageerimine kuningveega
Reaktsioon toimub analoogselt kulla reageerimisega. Siingi võib saadusena tekkida nii lämmastikdioksiid kui ka lämmastikoksiid.
Pt (s)  +  4 NO3− (aq)  +  8 H+ (aq)  →  Pt4+  (aq) +  4 NO2 (g)  +  4 H2O (l)

3Pt (s)  +  4 NO3− (aq)  +  16 H+ (aq)  →  3Pt4+  (aq) +  4 NO (g)  +  8 H2O (l)

Oksüdeerunud plaatinaioonid reageerivad kloriidiioonidega ja tekivad kloroplatinaatioonid.

Pt4+ (aq)  +  6 Cl− (aq)  →  PtCl62− (aq)

Kuningvee lagunemine
Et kahe happe segamisel hakkavad toimuma reaktsioonid, kaotab kuningvesi kiiresti oma potentsiaali ja seega tuleks teda kasutada värskelt. Reaktsiooni käigus tekivad kergesti lenduvad nitrosüülkloriid ja kloor, mis annavad kuningveele iseloomuliku kollaka või punase värvuse. Et mõlemad gaasid eralduvad kergesti lahusest, on reaktsioon pöördumatu ja kuningvee efektiivsus väheneb.
HNO3 (aq)  +  3 HCl (aq)  →  NOCl (g)  +  Cl2 (g)  +   2 H2O (l)

Nitrosüülkloriid võib edasi laguneda lämmastikoksiidiks ja klooriks. See reaktsioon on tasakaaluline ja seega sisaldavad kuningveest eraldunud gaasid lisaks nitrosüülkloriidile ja kloorile veel lämmastikoksiidi.
2 NOCl (g)  →  2 NO (g)  +  Cl2 (g)

Viited

Kategooria:Happed