Царская водка

Царская водка
Общие
Сокращения	A.R.
Традиционные названия	Aqua Regia, Aqua Regis
Хим. формула	Смесь HNO3,HCl и H2O
Физические свойства
Состояние	жидкость жёлто-оранжевого цвета с сильным запахом хлора и диоксида азота
Плотность	1,01-1,21 г/см³
Термические свойства
Температура
•плавления	-42 °C
•кипения	108 °C
Давление пара	21 мбар (при 20 °C)
Классификация
Рег. номер CAS	8007-56-5
PubChem	62687
SMILES	[N+](=O)(O)[O-].Cl
InChI	InChI=1S/ClH.HNO3/c;2-1(3)4/h1H;(H,2,3,4) QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	56437
Безопасность
Пиктограммы СГС
NFPA 704	0 4 0 OX
Приведены данные длястандартных условий(25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Ца́рская во́дка(лат.Aqua Regia, Aqua Regis, A.R.) — смесь концентрированныхазотнойHNO₃(65—68 % масс.) исолянойHCl (32—35 % масс.)кислот,взятых в соотношении 1:3 по объёму (массовое соотношение, в пересчёте на чистые вещества, около 1:2).

Название не имеет отношения к спиртным напиткам и происходит от устаревшего значения слова «водка» (вода) и уникальной способности смеси растворять «царя металлов»,золото.

История исследования и использования

Лиса — алхимический образ царской водки на гравюре из «Книги двенадцати ключей»Василия Валентина,Musaeum Hermeticum,1678

Задолго до открытиясоляной кислотыв латинских текстах, приписываемых арабско-персидскому алхимику Геберу (Джабиру ибн Хайян) (VIII век), изложен способ получения царской водки путём сухойперегонкисмесиселитры,медного купороса,квасцовинашатыряв стеклянном, хорошо замазанном сосуде, снабжённом стеклянной крышкой или колпаком.

В сочиненияхАльберта Великогоона называетсяaqua secunda(«вторичная водка», а «первичная водка» —aqua prima— азотная кислота), у других алхимиков —aqua regia.В 1270 годуБонавентурауказал на применяемый им собственный метод получения растворением нашатыря в «крепкой водке» (aqua fortis,азотная кислота).Бонавентура также установил, что азотная кислота растворяетсеребро,отделяя его от золота; используя царскую водку, он установил её способность растворять «царя металлов» —золото,считавшегося до некоторых пор неподверженным изменению. Таким образом появилось названиеaqua regia(такжеaqua regis, A.R.).Алхимический символцарской водки был составлен из знака водыи прописной буквы R. Позднее царская водка описанаПсевдо-Гебером,неизвестнымалхимиком,трактаты которого стали распространяться в Европе в XIV веке.

Приготовление царской водки смешением концентрированных соляной и азотной кислот впервые описывается в «Алхимии»Андреаса Либавия(1597).Установление факта растворения благородных металлов в царской водке рассматривалось алхимиками как решение одной из важнейших задач алхимии: приготовлениеалкагеста— универсальногорастворителя.Использование царской водки в алхимической практике привело к существенному росту знаний овеществахихимических реакцияхи способствовало становлениюпробирного анализаитехнической химии.

В работахЛавуазьецарская водка именовалась «нитромуриевой кислотой», в соответствии с представлениями о том, что выделяющийся газ (хлор) не что иное, какоксидэлементамурия,дефлогистированнаясоляная кислота.

В России

В России её называли королевской водкой (М. В. Ломоносов,1742 г.), царской водкой (М. Парпуа, 1796 г.), селитро-соляной кислотой (В. В. Петров,1801 г.), азотноводохлорной кислотой (Г. И. Гесс,1831 г.); известны и другие названия.Слово «водка» первоначально появилось в русском языке примерно в XIII—XIV веках какуменьшительноеот слова «вода» и имело таковое значение основным вплоть до середины XIX века. Крепкий спиртной напиток, именуемый сейчас водкой, тогда называли «хлебным вином», «горячим вином», «зелено-вином» и так далее. Значение «спиртной напиток» слово «водка» приобрело где-то между XIV и XIX веками первоначально как диалектное, и лишь в конце XIX — начале XX века стало обозначать единственно «крепкий спиртной напиток».

Свойства

Растворение платины в царской водке

Представляет собой жидкость жёлто-оранжевого цвета с сильным запахомхлораидиоксида азота.Только что приготовленная царская водка бесцветна, однако быстро приобретаеторанжевый цвет.

При взаимодействии HCl и HNO₃образуется сложная смесь высокоактивных продуктов, в том числе ассоциатов,диоксида азота,хлораинитрозилхлорида(хлористого нитрозила). Наличие среди продуктов взаимодействияхлорида нитрозилаNOCl ихлорав сильнокислой среде делает царскую водку одним из сильнейшихокислителей.Смесь готовят непосредственно перед её применением: при хранении онаразлагаетсяс образованием газообразных продуктов (образованиедиоксида азотаинитрозилхлоридапридаёт царской водке окраску).

${\mathsf {3HCl+HNO_{3}\longrightarrow Cl_{2}+NOCl+2H_{2}O}};$

${\mathsf {2NOCl\rightarrow 2NO+Cl_{2}}}$

${\mathsf {2NO+O_{2}\longrightarrow 2NO_{2}}}$

Эффективность царской водки как окислителя в значительной степени связана с уменьшениемпотенциала окисленияметаллов вследствие образования хлоридныхкомплексных соединений. Комплексообразование в сильнокислой окислительной среде делает возможным растворение уже при комнатной температуре даже такихмалоактивных металлов,какзолото,платинаипалладий:

${\mathsf {Au+4HCl+HNO_{3}\longrightarrow H[AuCl_{4}]+NO\uparrow +2H_{2}O}}$

${\mathsf {3Pt+18HCl+4HNO_{3}\longrightarrow 3H_{2}[PtCl_{6}]+4NO\uparrow +8H_{2}O}}$

Скорость растворения (травления) золота в царской водке составляет примерно 10 мкм/мин.Рутенийрастворяется в царской водке только в присутствии кислорода воздуха, образуя комплексное соединение — гексахлорорутениевую кислоту.Родийииридийв компактном состоянии устойчивы, но растворяются при нагревании в виде высокодисперсных порошков (черни).

Серебро не растворяется в царской водке из-запассивацииповерхности образующейся плёнкойхлорида серебра.Пассивация поверхности металла кислотоустойчивыми оксидами является причиной устойчивости к царской водкехрома,титана,тантала,циркония,гафнияиниобия. Царская водка не растворяетфторопласт-4 (тефлон).

Царская водка применяется как реактив в химических лабораториях, для очистки стеклянной посуды от следов органических веществ (например, вЯМР-спектроскопии), впробирном анализеблагородных металлов и их сплавов, приаффинажезолотаиплатины,получении хлоридов металлов и другого.

Юникод

В Юникоде есть 2 алхимических символа царской водки (лат.Aqua regia).

Кодировка поUnicodeиHTML

Графема	Unicode		HTML
	Код	Название	Шестнадцатеричное	Десятичное	Мнемоника
🜆	U+1F706	ALCHEMICAL SYMBOL FOR AQUA REGIA	🜆	🜆	—
🜇	U+1F707	ALCHEMICAL SYMBOL FOR AQUA REGIA-2	🜇	🜇	—

Интересные факты

Внацистской Германиибыло запрещено принятиеНобелевской премиипосле того, как в 1935 годупремию мираприсудили противнику национал-социализмаКарлу фон Осецкому.Немецкие физикиМакс фон ЛауэиДжеймс Франкдоверили хранение своих золотых медалейНильсу Бору.Когда в апреле 1940 года немцы оккупировали Копенгаген, во избежание возможнойконфискациисотрудникИнститута Нильса БорахимикДьёрдь де Хевеширастворил эти медали в царской водке (сам Хевеши был удостоен Нобелевской премии по химии в 1943 году). Банка с растворомтетрахлорозолотой кислотыблагополучно простояла среди сотен других вплоть до завершения оккупации Дании.

После окончания войны Хевеши выделил золото из раствора и передал егоШведской королевской академии науки Нобелевскому фонду.Из него изготовили новые медали, которые были возвращены фон Лауэ и Франку.

Ссылки

• Aqua Regia// Видео из серия «The Periodic Table of Videos» (Ноттингемский университет)(англ.)