Kongevann

Kongevann eller aqua regia (latin) er en blanding av salpetersyre og saltsyre, optimalt i et molforhold på 1: 3. Aqua regia er en gul-oransje (noen ganger rød) rykende væske, kalt «kongevann» eller Aqua Regia av alkymister fordi den kan oppløse edle metaller, gull og platina, men ikke alle metaller.

 Produksjon og dekomponering 
Ved blanding av konsentrert saltsyre og konsentrert salpetersyre oppstår kjemiske reaksjoner. Disse reaksjonene resulterer i de flyktige produktene, nitrosylklorid og klorgass:

HNO_{3 (aq)} {+} 3HCl_{(aq)} ->NOCl_{(g)} {+} Cl_{2 (g)} {+} 2H2O_{(l)}

Nitrosylklorid kan videre spaltes til nitrogenoksid og klor:

2NOCl_{(g)}<=>2NO_{(g)} {+}Cl_{2 (g)}

Denne dissosiasjonen er likevektsbegrenset. I tillegg til nitrosylklorid og klor inneholder gassen over vannregion nitrogenoksid. Fordi nitrogenoksid reagerer lett med atmosfærisk oksygen, inneholder gassene som produseres også nitrogendioksid, NO2:

2NO_{(g)} {+ }O_{2 (g)}-> 2NO_{2 (g)}

 Kjemien 
 Oppløse gull 
Aqua regia løser opp gull, selv om ingen av bestanddelene av syre vil gjøre det alene, fordi hver syre i kombinasjon utfører en annen oppgave. Salpetersyre er en kraftig oksidasjonsmiddel, som faktisk vil oppløse en nesten umulig mengde gull og danne gullioner (Au3 +). Saltsyren gir en klar tilførsel av kloridioner (Cl−), som reagerer med gullionene for å produsere tetrakloroaurat (III) -ioner, i løsning. Reaksjonen med saltsyre er en likevektsreaksjon som favoriserer dannelse av klorauratanioner (AuCl4−). Dette resulterer i en fjerning av gullioner fra løsningen og tillater videre oksidasjon av gull å finne sted. Gullet oppløses for å bli kloroaursyre. I tillegg kan gull løses opp av klor som er tilstede. Egnede ligninger er:

Au + 3HNO3 +4HCl <=>> [AuCl4]- +3[NO2] +[H3O]+ +2H2O

eller

Au + HNO3 +4HCl <=>> [AuCl4]- +[NO] +[H3O]+ +H2O

Hvis aqua regia-oppløsningen bare inneholder gull, kan fast tetrakloraurinsyre fremstilles ved å koke av overflødig aqua regia, og fjerne gjenværende salpetersyre ved gjentatt oppvarming med saltsyre. Dette trinnet reduserer salpetersyre. Hvis elementært gull er ønsket, kan det reduseres selektivt med svoveldioksid, hydrazin, oksalsyre, etc. Ligningen for reduksjon av gull med svoveldioksid er:

2AuCl-_{4 (aq)} +3SO_{2 (g)} {+}6H2O_{(l)} ->2Au_{(s)} {+}12H+_{(aq)} {+3SO^{2-}_{4 (aq)} {+}8Cl^{-}_{(aq)}}

 Oppløse platina 
Lignende ligninger kan skrives for platina. Som med gull kan oksidasjonsreaksjonen skrives med nitrogenoksid eller nitrogendioksid som nitrogenoksidprodukt:

Pt_{(s)} {+}4NO^{-}_{3 (aq)} {+}8H^{+}_{(aq)} -> Pt^{4+}_{(aq)} {+}4NO_{ (g)} {+}4H2O_{(l)}

3Pt_{(s)} {+}4NO^{-}_{3 (aq)} {+}16H^{+}_{(aq)} -> 3Pt^{4+}_{(aq)} {+}4NO_{ (g)} {+}8H2O_{(l)}

Det oksiderte platina-ionet reagerer deretter med kloridioner, noe som resulterer i kloroplatination:

Pt^{4+}_{(aq)} {+}6Cl^{-}_{(aq)} ->PtCl^{2-}_{6 (aq)}Eksperimentelle bevis viser at reaksjonen av platina med aqua regia er betydelig mer kompleks. De første reaksjonene produserer en blanding av kloroplatinsyre (H2PtCl4) og nitrosoplatinisk klorid ((NO) 2PtCl4). Nitrosoplatinisk klorid er et fast produkt. Hvis full oppløsning av platina er ønsket, må gjentatte ekstraksjoner av gjenværende faste stoffer med konsentrert saltsyre utføres:

2Pt_{(s)} {+} 2HNO3_{(aq)} {+} 8 HCl_{(aq)} ->(NO)2PtCl4_{(s)} {+} 
H2PtCl4_{(aq)} {+} 4 H2O_{(l)}

og

(NO)2PtCl4_{(s)} {+} 2 HCl_{(aq)}<=> H2PtCl4 _{(aq)} {+} 2 NOCl_{(g)}

Klorplatinsyren kan oksideres til klorplatinsyre ved å mette løsningen med klor under oppvarming:

H2PtCl4_{(aq)} {+} Cl2_{(g)} -> H2PtCl6_{(aq)}

Å oppløse platina (fast form) i aqua regia var oppdagelsesmåten for de tetteste metallene iridium og osmium, som begge finnes i platina malm og ikke vil bli oppløst av syren, men samler seg i bunnen av karet.

 Utfelling av oppløst platina 
Når platinagruppemateller renses med aqua regia uftelles gull ved behandling med jern (II) klorid. Platina i løsningen omdannes som heksaklorplatinat (IV) til ammoniumheksaklorplatinat ved tilsetning av ammoniumklorid. Dette ammoniumsaltet er ekstremt uoppløselig, og det kan filtreres av. Med sterk oppvarming konverterer det til platina metall: 

3(NH4)2PtCl6 -> 3 Pt + 2N2 + 2NH4Cl + 16HCl

Uutfelt heksaklorplatinat (IV) reduseres med elementært sink, og en lignende metode er egnet for utvinning av platina fra laboratorierester i liten skala.

 Reaksjon med tinn 
Aqua regia reagerer med tinn for å danne tinn (IV) klorid, som inneholder tinn i sin høyeste oksidasjonstilstand:

4HCl + 2HNO3 +Sn ->SnCl4 +NO2 +NO +3H2O

 Referanser 

Kategori:Syrer