① 王水是什么
王水又称“王酸”,是一种腐蚀性非常强、黄色冒烟的液体,它是一种硝酸和盐酸组成的混合物,其中混合比例为1:3。它是少数几种能够溶解金和铂的物质。这也是它的名字的来源。不过一些非常惰性的金属如钽不受王水腐蚀。王水被用在蚀刻工艺和一些分析过程中。王水很快就分解,因此必须在使用前直接制作。
王水之一
王水是由浓HNO3与浓HCl的混合物。实验室用浓HNO3与浓盐酸体积比为1∶3配制
HNO3+3HCl=2H2O+Cl2+NOCl
王水中含有硝酸、氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂,同时还有高浓度的氯离子,王水的氧化能力比硝酸强,一些不溶于硝酸的金属如金、铂等能被王水溶解,王水因此被称为“水”中之王。王水溶解金和铂的反应方程式如下:
Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO+2H2O
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O
王水之二
由1体积浓硝酸与3体积浓盐酸混合而成的无色液体。因能溶解金和铂等其他贵金属,被炼金术士定名为王水。腐蚀性极强,有氯气的气味,性质不稳定,仅在使用前配制。
金和铂不溶于单独的浓硝酸而溶于王水,主要是由于王水中不仅含有硝酸、新生态氯和氯化亚硝酰等氧化剂:
HNO3+3HCl=NOCl+2Cl+2H2O
同时还有高浓度的氯离子,它与金属离子形成稳定的配位离子,如[AuCl4]-
属溶解方向进行。金和它形成[AuCl4]-配位离子后的标准电极电势如下:
王水和其他类似混合液在化学分析中用于溶解某些铁矿石、磷酸盐岩石、矿渣、镍铬合金、锑和硒以及不易溶解的汞、砷、钴和铅的硫化物。
在化学实验室,我们能够找到很多具有危险性的液体,如果你没有化学学位,那么你可能只对一种强腐蚀性的液体耳熟能详,那就是硫酸。的确,硫酸具有极强的腐蚀性,可以与很多金属起反应,如果浓硫酸不小心泼溅到身体上,那后果更是不堪设想。不过,浓硫酸并不是实验室中唯一的危险液体,而且也不能称之为最危险的液体,
如果单从威力上讲,有一种液体的威力就要比硫酸大,这种液体被称之为“王水”。
王水顾名思义,其实就是皇室之水,为什么称其为皇室之水呢?因为其是由专为皇家服务的炼金术士所命名的。
王水的威力如此之大,它的成分到底是什么呢?
其实王水并不是一种单一的化学制剂,王水是由盐酸和硝酸以3:1的比例配置的一种强酸混合液体,外表看上去是金黄色的。
由于王水能够溶解黄金,所以通常用于将黄金等贵金属从一些物质中去除,此外,在高品质黄金的提纯过程中也少不了王水的参与。王水是化学实验室中具有相当危险性的液体,由于王水本身会挥发,释放出有毒气体,而这些有毒气体就算只是接触到人体皮肤都会带来相当严重的后果,所以操作王水必须要有必要的防护措施才行。
③ 什么是王水
王水又称“王酸”,是一种腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体,是一种硝酸和盐酸组成的混合物,其中混合比例为1:3,还是少数几种能够溶解金和铂的物质。这也是它的名字的来源。不过一些非常惰性的金属如钽不受王水腐蚀。王水被用在蚀刻工艺和一些分析过程中。王水很快就分解,因此必须在使用前直接制作。
历史
盐酸是于约800年左右波斯炼金术士札比尔·伊本·哈杨将食盐与矾(硫酸)混合到一起时发现的。他将盐酸与硝酸混合在一起发明了能够溶解金的王水。
原理
虽然王水的两个组成部分单一无法溶解金,但它们联合起来却可以溶解金,原理是这样的:硝酸是一种非常强烈的氧化剂,它可以溶解极微量的金,而盐酸则可以与溶液中的金离子反应,形成氯化金,使金离子离开溶液,这样硝酸就可以进一步溶解金了:
Au + NO3- + 4H+ → Au3+ + NO↑ + 2H2O
Au3+ + 4Cl- → AuCl4-
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王水及其氧化作用
王水是由1体积的浓硝酸和3体积的浓盐酸混合而成的(严格地说是在其混酸中HNO3和HCl的物质的量之比为1∶3)。王水的氧化能力极强,称之为酸中之王。一些不溶于硝酸的金属,如金、铂等都可以被王水溶解。尽管在配制王水时取用了两种浓酸,然而在其混合酸中,硝酸的浓度显然仅为原浓度的1/4(即已成为稀硝酸)。但为什么王水的氧化能力却比浓硝酸要强得多呢?这是因为在王水中存在如下反应:
HNO3 + 3HCl ==== 2H2O + Cl2 + NOCl,因而在王水中含有硝酸、氯分子和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂,同时还有高浓度的氯离子。
王水的氧化能力比硝酸强,金和铂等惰性金属不溶于单独的浓硝酸,而能溶解于王水,其原因主要是在王水中的氯化亚硝酰(NOCl)等具有比浓硝酸更强的氧化能力,可使金和铂等惰性金属失去电子而被氧化:
Au + Cl2 + NOCl = AuCl3 + NO↑
3Pt + 4Cl2 + 4NOCl = 3PtCl4 + 4NO↑
同时高浓度的氯离子与其金属离子可形成稳定的络离子,如[AuCl4]- 或 [Pt Cl6]2-:
AuCl3 + HCl = H[AuCl4]
PtCl4 +2HCl = H2[Pt Cl6]
从而使金或铂的标准电极电位减小,有利于反应向金属溶解的方向进行。总反应的化学方程式可表示为:
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO↑+ 2H2O
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[Pt Cl6] + 4NO↑+ 8H2O
由于金和铂能溶解于王水中,人们的金铂首饰(黄金或白金)在被首饰加工商加工清洗时,常会在不知不觉中被加工商用这种方法偷取,损害消费者的利益。