王水

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王水[a]
王水化学式
IUPAC名
nitric acid hydrochloride
别名 王水、王酸、硝基盐酸、aqua regia、nitrohydrochloric acid
识别
CAS号 8007-56-5  ☒N
PubChem 62687
SMILES
性质
化学式 HNO3+3 HCl
外观 红色、黄色或金色的冒烟液体
密度 1.01–1.21 g/cm3
熔点 −42 °C
沸点 108 °C
溶解性 混合于水
蒸气压 21 mbar
危险性
NFPA 704
0
3
0
OX
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

王水,又称王酸硝基盐酸,由浓硝酸和浓盐酸按1:3(体积比)混合而成,酸性氧化性极强,是少数能够溶解溶液,也因此得名。王水不稳定,极易变质分解,暴露在空气中会冒黄色烟雾,不宜长期存放,一般在使用前配制,现配现用。[1] 王水在冶金工业和化学分析用于溶解金属,也用于蚀刻工艺。

王水一般用在蚀刻工艺和一些检测分析过程中。不过,一些金属元素(Ta)、、无机盐类如氯化银硫酸钡,有机物聚四氟乙烯,无机化合物(Si)、玻璃,不受王水腐蚀。

历史

盐酸是于约800年左右波斯炼金术士贾比尔·伊本·哈杨(Jabir ibn Hayyan)将食盐硫酸)混合到一起时发现的。他将盐酸硝酸混合在一起发明了能够溶解的王水。

二次大战德国侵略丹麦期间,匈牙利的化学家乔治·德海韦西将德国物理学家马克斯·冯·劳厄(1914)和詹姆斯·弗兰克(1925)所获得的金质诺贝尔奖章溶化在王水中,使纳粹德国无法抢走奖章。德海韦西将融化了奖章的王水放置在他位于尼尔斯·玻尔研究所的实验室的架子上。溶液瓶子和其他数百个瓶子混在一起,并未被纳粹注意到。战后,德海韦西将完全没有受到挪动的溶液回收并析出了其中的黄金,并将黄金交还给了诺贝尔基金会和瑞典皇家科学院。后者重铸了奖章,并将它们交还给了劳厄和弗兰克。

原理

王水中的硝酸有强氧化性氯离子有强配位能力。可以被硝酸氧化金属离子,但在仅有硝酸的情况下,这些金属离子会阻碍氧化反应继续进行。而王水中高浓度的氯离子会与金属离子形成配合物,降低溶液中金属离子的浓度,使氧化反应得以继续。以金为例,[2]

Au与Cl配位形成AuCl4,增强的还原能力,使黄金可以完全溶解。

由于王水与块状反应在银表面产生氯化银(AgCl)白色沉淀(氯化银既不溶于水,也不溶于硝酸)覆盖住银,而阻碍进一步反应,所以块状银几乎不溶于王水。另外一些惰性的金属因为其离子不能和氯离子生产稳定的配合物,所以不受王水腐蚀。

化学性质

溶解,其反应式为:

Au + HNO3 + 3HClAuCl3 + NO↑ + 2H2O

犯罪

  • 1998年3月,台湾清大王水溶尸案[3]
  • 2008年4月28日,中国大陆内蒙古自治区鄂尔多斯市公安局东胜区分局刑侦大队破获一宗黄金盗窃案,店老板为了盗取黄金,专门用腐蚀性很强的王水清洗黄金项链。店老板交代,一般黄金等首饰清洗时,先用火烧,将黄金加热去除上面的油渍,然后将烧热的黄金放入盐酸溶液中清洗,这样上面的灰尘就被洗下来,而对黄金本身没有损耗。但他将清洗溶液换成王水,利用化学反应窃取顾客的首饰黄金,浸泡时间越长窃取的黄金越多。

注释

  1. 数据仅在硝酸与盐酸以1:3莫耳数比混合的情况下准确。

参考文献

  1. 魏明通. 魏明通. 北京: 慧邦科技有限公司. 2006: 227. ISBN 9571143499. 
  2. J. A. 迪安. 兰氏化学手册. 北京: 科学出版社. 2003. ISBN 7-03-010409-9. 
  3. 清華大学三O九事件調查報告. 台湾清华大学简讯. 1998年8月10日, (第346期) [2014-05-28]. 

参见