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王水(化学物质)

王水(aqua regia) 又称“王酸”、“硝基盐酸”。是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体,是浓盐酸(HCl)和浓硝酸(HNO)按体积比为3:1组成的混合物。它是少数几种能够溶解金(Au)物质的液体之一,它名字正是由于它的腐蚀性之强而来。

王水一般用在蚀刻工艺和一些检测分析过程中,不过一些金属单质如(Ta)、(Ag)、无机盐如氯化银硫酸钡,有机物中的塑料之王聚四氟乙烯蜡烛等高级烷烃,无机界的重要物质(Si),不受王水腐蚀。

王水极易变质,有氯气的气味,因此必须现配现使用。

约800年,波斯人炼金术士贾比尔伊本哈扬(Jabir ibn Hayyan)将盐酸与硝酸混合在一起发现了能够溶解金的王水。

王水是由1单位体积的浓硝酸和3单位体积的浓盐酸混合而成的(严格地说是在制取混酸所用的溶质HNO和HCl的物质的量之比为1:3)。盐酸含量22.8~25.8%,硝酸含量2.5~3.1%。 王水的氧化能力极强,曾误被认为是酸中之王(实际上王水只是腐蚀性强,而酸性比浓硫酸还弱)(直到超强酸的发现,才知道王水是小巫见大巫)。一些不溶于硝酸的金属,如等都可以被王水溶解(铂必须被加热才能缓慢反应,铂金反应很慢基本肉眼难以观察到)。但可溶于硝酸的银反而不溶于王水(因为生成难溶的氯化银氧化膜)。

王水同时具有硝酸的氧化性和氯离子的强配位能力,因此可以溶解金、铂等不活泼金属。浓盐酸的加入并不是增强了硝酸的氧化性,而是增强了金属的还原能力。Au(金)与HCl氯化氢配位形成HAuCl4四氯合金酸,增强了金属的还原能力,使硝酸氧化金变得可能。

两种酸都是强酸。其中一种是配合性强的酸,保证大量的Cl-(Cl-有一定的络合性),F-虽然表现为更强的金属配合性,但是HF在水中难以完全电离,难以保证大量F-的存在。Br-太容易被氧化,难以保证整个溶液强有力的氧化性。所以必须用盐酸。而一种酸氧化性必须适中,要足够强,但是不能太强。太强,把Cl-大量氧化了就丧失了第二个条件,而浓硝酸刚好是常见酸中满足这个条件的。

这两种最常见的酸配伍可以说是天作之合。但是硝酸其实可以用与硝酸氧化性相近的硒酸(H2SeO4)和碲酸(H6TeO6)代替,虽然并不常见,但是却和硝酸有一样的效用。好处是还原产物(H2EO3或EO2(E=Se,Te))不是气体,不会造成气体中毒,反应产物全部在溶液中。

在具塞锥形瓶中加入一定量的水,准确称取其质量,加入1.00mL样品后再准确称取其质量,加入几滴溴甲酚绿-甲基红混合指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定由红色变为绿色为终点。

准确移取10.00mL样品于100mL容量瓶中,用水稀释刻度,用紫外分光光度计于301nm处测定吸光度。

开始认为王水溶解金属是因为发生反应:HNO+3HCl=NOCl+Cl+2HO,是在王水中产生了氯气和强氧化性的氯化亚硝酰的缘故。后来发现更重要的原因是高浓度的氯离子与其金属离子可形成稳定的络离子,从而使金属的电极电位减小,有利于反应向金属溶解的方向进行。以金为例:Au与Cl配位形成[AuCl4]-离子Au+ 3e-= Au,E = 1.52V AuCl4-+ 3e-= Au + 4Cl-,E = 1.002V。可以看出,在没有氯离子存在下,硝酸和氯都不易氧化金。但是当金在氯离子存在下时,它的电极电势降低很多。换句话讲,由于形成AuCl4-配合物而增强了金的还原能力。这时氯甚至浓硝酸也能氧化Au成AuCl4-。所以,王水能溶解金的主要原因不是王水的氧化能力被增强,而是金属的还原能力被增强。

王水和其他物质反应汇总

Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO(g)+2H2O

3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO(g)+8H2O

3HgS+8HNO3+12HCl=3H2[HgCl4]+3H2SO4+8NO(g)+4H2O

制取方法

氯化钠和硫酸在加热下发生复分解反应:NaCl+H2SO4(浓)=微热=NaHSO4+HCl↑。

氮气和氧气反应:

把由上面办法制取的硝酸和盐酸混合得到。

由于金和铂能溶解于王水中且反应速度比较慢不易察觉,人们的金铂首饰(黄金)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,且反应速度比较慢不易察觉

( 1 ) 大量

( 2 )

( 3 ) 王水要有一定的

在王水中虽然还存

A u 、P t 等贵金属。

实验室将王水保存于黑色的玻璃瓶中,玻璃瓶插在沙坑里。

本品对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激作用和腐蚀作用,蒸气或雾能引起角膜炎、结膜炎,并可引起失明,引起呼吸道刺激和支气管痉挛,化学性肺炎、肺水肿,严重者可致死。

皮肤接触:皮肤接触,立即脱去被污染的衣着,并用大量流动清水冲洗至少15分钟;严重的立即就医。

眼睛接触:立即翻开眼睑,用大量流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟,严重的立即就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处,保持呼吸道畅通,如呼吸困难,给输氧;如呼吸停止,立即进行人工呼吸(注意口对口是否可行),并立即就医。

疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物。在确保安全的情况下堵漏。勿使泄漏物与可燃物接触。在地上撒上苏打灰。然后收集运至废物处理场所处。少量泄漏用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏,利用围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。

1、1998年3月的台湾王水溶尸案(洪晓慧事件)。

洪晓慧(1974年生,高雄市前镇区人,大学毕业于国立交通大学应用化学系)。

许嘉真(1974年生,台北市大安区人,大学毕业于长庚大学医技系)。

曾焕泰(1969年生,台北县板桥市(现新北市板桥区)人,大学毕业于东吴大学微生物学系)。

三人于1996年夏,同时考进“台湾新竹"清华大学辐射生物研究所(洪、许两女为硕士班,曾男为博士班),洪、许两女于前一年已于补习班熟识,入学后更成为形影不离的好友,但两人后因同时爱上同系学长曾焕泰,感情逐渐交恶。

曾焕泰虽对外表示他对两女均仅视为妹妹、朋友,但实际上曾焕泰早已分别与两女发生多次性行为。1998年3月7日凌晨,洪晓慧与许嘉真为了曾焕泰之事于该所演讲厅内谈判,洪晓慧要求许嘉真放弃曾焕泰,许嘉真不服,两人激烈争执后,洪晓慧动手打了许嘉真一巴掌,又以双手掐住许嘉真的颈部,朝地面撞击,导致许嘉真头部因重击地面大量流血,最后昏迷。

洪晓慧后从实验室内取一瓶“哥罗芳”化学药剂,朝许嘉真后脑淋下,将许嘉真藏在演讲厅冷气机旁,并以纱布擦拭演讲台前血迹。案发十六小时后,3月7日晚上9时15分,洪晓慧回到现场,惊觉许嘉真因昏迷吸入“哥罗芳”与光反应分解的“光气”已窒息死亡,于是在辐射生物研究所实验室内以硝酸、盐酸混合成王水,成功以王水毁坏尸体,许嘉真尸体被发现时五官已肿烂难以辨认。

洪晓慧为故布疑阵,于命案现场还故意遗留一个她稍早与曾焕泰性交时曾焕泰所使用的保险套,丢在尸体左臂下方,企图将命案现场设计成许嘉真系遭歹徒性侵。

2、河北沧州王女士带着首饰去加工,想换个款式。加工完后却发现,金戒指的分量少了0.7克。经检测,这瓶液体就是传说中的"王水",可以不知不觉地融化消费者带来的金首饰。

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,而对黄金本身并没有损耗。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。

3、有两位科学家,劳厄和弗兰克,曾获得1914年和1925年的物理学奖,德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌,他们辗转来到丹麦,请求丹麦同行1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年,纳粹德国占领丹麦,和玻尔同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西(1943年化学奖得主)帮他想了个主意:将奖牌放入“王水”(盐酸与硝酸混合液)中,纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上,来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。

战争结束后,溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩,按当年的模子重新铸造,于1949年完璧归赵时,当时弗兰克工作的美国芝加哥市还专门举行了一个隆重的奖牌归还仪式。

4、《黄金大劫案》上映后其故事不合逻辑,受到不少质疑。片尾,小东北拉着一油罐车的王水去撞银行,溶黄金,堪称高潮,但方舟子发微博表示这是一个非常弱智的情节:“王水是浓硝酸和浓盐酸1:3的混合,很不稳定,会释放出大量的氯气,都是现配现用,不能运输,不能储存,没有成品。如果有人配了一油罐车的王水要去溶解黄金,周围的人都得被氯气毒死。更不要说油罐车先要被溶解掉。”


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