الماء الملكي

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 10 صور
الموسوعة الحرة
الماء الملكي[أ]
الأسماء
اسم الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية
حمض النيتريك ثلاثي هيدروكلوريد
أسماء أخرى
  • اكوا ريجيس
  • حمض النيتروهيدروكلوريك
  • المياه الملكية
المعرفات
  • 8007-56-5 يفحصي
نموذج ثلاثي الأبعاد ( JSmol )
  • صورة تفاعلية
معرف PubChem
  • 90477010
جامعة يوني
  • X3TT5X989E يفحصي
  • رقم تعريف DTX50893666
  • [N+](=O)(O)[O-].Cl.Cl.Cl
ملكيات
حمض الهيدروكلوريك 3 + 3 حمض الهيدروكلوريك
مظهر سائل مدخن. الماء الملكي الطازج عديم اللون، لكنه يتحول إلى اللون الأصفر أو البرتقالي أو الأحمر في غضون ثوانٍ.
كثافة 1.01–1.21 جم/سم 3
نقطة الانصهار -42 درجة مئوية (-44 درجة فهرنهايت؛ 231 كلفن)
نقطة الغليان 108 درجة مئوية (226 درجة فهرنهايت؛ 381 كلفن)
قابلة للامتزاج
ضغط البخار 21 مليبار
المخاطر
NFPA 704 (الماس الناري)
NFPA 704 الماسي رباعي الألوانHealth 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazard OX: Oxidizer. E.g. potassium perchlorate
3
0
0
ثور
باستثناء ما هو مذكور خلافًا لذلك، يتم تقديم البيانات للمواد في حالتها القياسية (عند 25 درجة مئوية [77 درجة فهرنهايت]، 100 كيلو باسكال).
مراجع صندوق المعلومات
ماء ملكي طازج محضر لإزالة رواسب الأملاح المعدنية
الماء الملكي الطازج عديم اللون، لكنه يتحول إلى اللون البرتقالي في غضون ثوانٍ. هنا، تمت إضافة الماء الملكي الطازج إلى أنابيب الرنين المغناطيسي النووي لإزالة كل آثار المواد العضوية.

الماء الملكي ( / ˈreɪɡiə , ˈriːdʒiə / ؛ من اللاتينية ، "الماء الملكي" أو "الماء الملكي") هو مزيج من حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك ، ويفضل أن يكون بنسبة مولية 1 : 3. [ب] الماء الملكي هو سائل مدخن . الماء الملكي الطازج عديم اللون، ولكنه يتحول إلى اللون الأصفر أو البرتقالي أو الأحمر في غضون ثوانٍ من تكوين كلوريد النيتروز وثاني أكسيد النيتروجين . وقد أطلق عليه الكيميائيون هذا الاسم لأنه يمكنه إذابة المعادن النبيلة مثل الذهب والبلاتين ، ولكن ليس جميع المعادن.

التحضير والتحلل

عند خلط حمض الهيدروكلوريك المركز وحمض النيتريك المركز تحدث تفاعلات كيميائية، وتنتج عن هذه التفاعلات نواتج متطايرة وهي كلوريد النتروزيل وغاز الكلور :

HNO3 + 3 HCl → NOCl + Cl2 + 2 H2O

كما يتضح من الطبيعة المدخنة واللون الأصفر المميز للماء الملكي. ومع هروب المنتجات المتطايرة من المحلول، يفقد الماء الملكي قوته. يمكن أن يتحلل كلوريد النيتروز (NOCl) إلى أكسيد النيتريك (NO) والكلور العنصري ( Cl 2 ):

2 NOCl → 2 NO + Cl 2

هذا التفكك محدود بالتوازن. لذلك، بالإضافة إلى كلوريد النيتروزيل والكلور، تحتوي الأبخرة فوق الماء الملكي أيضًا على أكسيد النيتريك (NO). نظرًا لأن أكسيد النيتريك يتفاعل بسهولة مع الأكسجين الجوي ، فإن الغازات الناتجة تحتوي أيضًا على ثاني أكسيد النيتروجين ، NO 2 (دخان أحمر):

2 NO + O 2 → 2 NO 2

التطبيقات

يستخدم الماء الملكي في المقام الأول لإنتاج حمض كلورو الذهب ، وهو المنحل بالكهرباء في عملية Wohlwill لتكرير أعلى درجة نقاء (99.999٪) من الذهب .

يستخدم الماء الملكي أيضًا في الحفر وفي إجراءات تحليلية محددة . كما يستخدم في بعض المختبرات لتنظيف الأواني الزجاجية من المركبات العضوية والجسيمات المعدنية. هذه الطريقة مفضلة لدى معظم الناس على حمام حمض الكروميك التقليدي لتنظيف أنابيب الرنين المغناطيسي النووي ، لأنه لا يمكن أن تبقى أي آثار للكروم المغناطيسي لإفساد الأطياف. [1] في حين لا ينصح بحمامات حمض الكروميك بسبب السمية العالية للكروم وإمكانية الانفجارات، فإن الماء الملكي بحد ذاته تآكلي للغاية وقد تورط في العديد من الانفجارات بسبب سوء التعامل. [2]

لأن مكوناته تتفاعل بسرعة مما يؤدي إلى تحلله، يفقد الماء الملكي فعاليته بسرعة (ولكنه يظل حمضًا قويًا)، لذلك عادة ما يتم خلط مكوناته مباشرة قبل الاستخدام.

كيمياء

إذابة الذهب

راسب الذهب الخالص الناتج عن عملية التنقية الكيميائية بالماء الملكي

يذيب الماء الملكي الذهب ، على الرغم من أن أي حمض مكون لن يفعل ذلك بمفرده. حمض النيتريك هو مؤكسد قوي، والذي سيذيب كمية صغيرة جدًا من الذهب، مكونًا أيونات الذهب (III) ( Au 3+ ). يوفر حمض الهيدروكلوريك إمدادًا جاهزًا من أيونات الكلوريد ( Cl − )، والتي تتفاعل مع أيونات الذهب لإنتاج أنيونات رباعي كلورو أورات (III) ( [AuCl 4 ] − )، أيضًا في المحلول. التفاعل مع حمض الهيدروكلوريك هو تفاعل متوازن يفضل تكوين أنيونات رباعي كلورو أورات (III). يؤدي هذا إلى إزالة أيونات الذهب من المحلول ويسمح بحدوث المزيد من أكسدة الذهب. يذوب الذهب ليصبح حمض كلورو أوريك . بالإضافة إلى ذلك، يمكن إذابة الذهب بواسطة الكلور الموجود في الماء الملكي. المعادلات المناسبة هي:

الذهب +  3HNO3
3+ 4 حمض الهيدروكلوريك [كلوريد الذهب
4]-
+ 3  لا
2+ ح
3ا+
+ 2  ساعة
2ا

أو

الذهب + HNO
3+ 4 حمض الهيدروكلوريك [كلوريد الذهب
4]-
+ لا + هـ
3ا+
+ ح
2أوه .

يمكن عزل حمض رباعي كلورو الذهب الصلب عن طريق تبخير الماء الملكي الزائد، وتحليل حمض النيتريك المتبقي عن طريق تسخين المحلول مرارًا وتكرارًا بحمض الهيدروكلوريك الإضافي. تقلل هذه الخطوة من حمض النيتريك ( انظر تحلل الماء الملكي). إذا كان الذهب العنصري مرغوبًا، فيمكن اختزاله بشكل انتقائي باستخدام عوامل الاختزال مثل ثاني أكسيد الكبريت ، والهيدرازين ، وحمض الأكساليك ، وما إلى ذلك. [3] معادلة اختزال الذهب المؤكسد ( Au 3+ ) بواسطة ثاني أكسيد الكبريت ( SO 2 ) هي التالية:

2 [AuCl 4 ] − (aq) + 3 SO 2 (g) + 6 H 2 O(l) → 2 Au(s) + 12 H + (aq) + 3 SO2-4(محلول ملحي) + 8 كلوريد − (محلول ملحي)


إذابة الذهب بواسطة الماء الملكي.
انقر على الصور لتكبيرها

إذابة البلاتين

يمكن كتابة معادلات مماثلة للبلاتين . وكما هو الحال مع الذهب، يمكن كتابة تفاعل الأكسدة باستخدام أكسيد النيتريك أو ثاني أكسيد النيتروجين كمنتج أكسيد النيتروجين:

نقطة(نقاط) + 4 لا-3(aq) + 8 H + (aq) → Pt 4+ (aq) + 4 NO 2 (g) + 4 H 2 O(l)
3 نقاط + 4 لا-3(aq) + 16 H + (aq) → 3 Pt 4+ (aq) + 4 NO(g) + 8 H 2 O(l)

يتفاعل بعد ذلك أيون البلاتين المؤكسد مع أيونات الكلوريد مما ينتج أيون الكلوروبلاتينات:

Pt 4+ (aq) + 6 Cl − (aq) → [PtCl 6 ] 2− (aq)

تكشف الأدلة التجريبية أن تفاعل البلاتين مع الماء الملكي أكثر تعقيدًا إلى حد كبير. تنتج التفاعلات الأولية مزيجًا من حمض الكلوروبلاتين ( H2 [PtCl4 ] ) وكلوريد النيتروزوبلاتين ( [NO] 2 [PtCl4 ] ) . كلوريد النيتروزوبلاتين هو منتج صلب. إذا كانت هناك رغبة في إذابة البلاتين بالكامل، فيجب إجراء عمليات استخلاص متكررة للمواد الصلبة المتبقية باستخدام حمض الهيدروكلوريك المركز :

2 Pt(s) + 2 HNO3 ( aq) + 8 HCl(aq) → [NO] 2 [PtCl 4 ](s) + H 2 [PtCl 4 ](aq) + 4 H 2 O(l)

و

[NO] 2 [PtCl 4 ](s) + 2 HCl(aq) ⇌ H 2 [PtCl 4 ](aq) + 2 NOCl(g)

يمكن أكسدة حمض الكلوروبلاتين إلى حمض الكلوروبلاتين عن طريق تشبع المحلول بالكلور الجزيئي ( Cl2 ) أثناء التسخين:

H2 [PtCl4 ] ( aq) + Cl2 ( g) → H2 [ PtCl6 ] (aq)

كان إذابة المواد الصلبة البلاتينية في الماء الملكي هو أسلوب اكتشاف المعادن الأكثر كثافة، الإيريديوم والأوزميوم ، وكلاهما موجود في خامات البلاتين ولا يذوبان بالماء الملكي، بل يتجمعان بدلاً من ذلك على شكل مسحوق معدني غير قابل للذوبان (عنصر الإيريديوم، والأوزميوم) على قاعدة الوعاء.


إذابة البلاتين [ج] بواسطة الماء الملكي.
انقر على الصور لتكبيرها

ترسيب البلاتين المذاب

من الناحية العملية، عندما يتم تنقية معادن مجموعة البلاتين من خلال الذوبان في الماء الملكي، يتم ترسيب الذهب (المرتبط عادةً بمعادن مجموعة البلاتين) عن طريق المعالجة بكلوريد الحديد (II) . يتم تحويل البلاتين الموجود في المرشح، على هيئة سداسي كلورو بلاتينات (IV)، إلى سداسي كلورو بلاتينات الأمونيوم عن طريق إضافة كلوريد الأمونيوم . ملح الأمونيوم هذا غير قابل للذوبان للغاية، ويمكن ترشيحه. يحوله الاشتعال (التسخين القوي) إلى معدن البلاتين: [4]

3 [NH 4 ] 2 [PtCl 6 ] → 3 Pt + 2 N 2 + 2 [NH 4 ]Cl + 16 HCl

يتم اختزال سداسي كلورو بلاتينات (IV) غير المترسب باستخدام الزنك العنصري ، وهناك طريقة مماثلة مناسبة لاستخلاص البلاتين على نطاق صغير من بقايا المختبر. [5]

التفاعل مع القصدير

يتفاعل الماء الملكي مع القصدير لتكوين كلوريد القصدير الرباعي ، والذي يحتوي على القصدير في أعلى حالة أكسدة له:

4 حمض الهيدروكلوريك + 2 HNO 3 + Sn → SnCl 4 + NO 2 + NO + 3 H 2 O

التفاعل مع مواد أخرى

يمكن أن يتفاعل مع البيريت الحديدي لتكوين كلوريد الحديد الثلاثي :

FeS 2 + 5 HNO 3 + 3 حمض الهيدروكلوريك → FeCl 3 + 2 H 2 SO 4 + 5 NO + 2 H 2 O

تاريخ

ظهر الماء الملكي لأول مرة في كتاب اكتشاف الحقيقة ( De inventione veritatis ) للناشط جابر الأحمد (بعد حوالي عام  1300 )، والذي أنتج الماء الملكي عن طريق إضافة كلوريد الأمونيوم إلى حمض النيتريك. [6] [د] لم يصبح تحضير الماء الملكي عن طريق خلط حمض الهيدروكلوريك مع حمض النيتريك مباشرة ممكنًا إلا بعد اكتشاف العملية التي يمكن من خلالها إنتاج حمض الهيدروكلوريك الحر في أواخر القرن السادس عشر. [8]

الثعلب الموجود في المفتاح الثالث لباسل فالنتاين يمثل الماء الملكي، متحف هيرميتكوم ، 1678

يظهر المفتاح الثالث من مفاتيح باسيل فالنتين ( حوالي عام  1600 ) تنينًا في المقدمة وثعلبًا يأكل ديكًا في الخلفية. يرمز الديك إلى الذهب (من ارتباطه بشروق الشمس وارتباط الشمس بالذهب)، ويمثل الثعلب الماء الملكي. يؤدي الذوبان المتكرر والتسخين وإعادة الذوبان (الديك يأكل الثعلب يأكل الديك) إلى تراكم غاز الكلور في القارورة. يتبلور الذهب بعد ذلك في شكل كلوريد الذهب (III) ، الذي أطلق باسيل على بلوراته الحمراء اسم "وردة أسيادنا" و"دم التنين الأحمر". [9] لم يتم الإبلاغ عن التفاعل مرة أخرى في الأدبيات الكيميائية حتى عام 1895. [10]

أطلق أنطوان لافوازييه على الماء الملكي اسم حمض النيترو مورياتيك في عام 1789. [11]

عندما غزت ألمانيا الدنمارك في الحرب العالمية الثانية، قام الكيميائي المجري جورج دي هيفسي بإذابة جوائز نوبل الذهبية للفيزيائيين الألمان ماكس فون لاو (1914) وجيمس فرانك (1925) في الماء الملكي لمنع النازيين من مصادرتها. كانت الحكومة الألمانية قد منعت الألمان من قبول أو الاحتفاظ بأي جائزة نوبل بعد أن حصل ناشط السلام المسجون كارل فون أوسيتسكي على جائزة نوبل للسلام في عام 1935. وضع دي هيفسي المحلول الناتج على رف في مختبره في معهد نيلز بور . تم تجاهله لاحقًا من قبل النازيين الذين اعتقدوا أن الجرة - واحدة من مئات الجرار على الرفوف ربما - تحتوي على مواد كيميائية شائعة. بعد الحرب، عاد دي هيفسي ليجد المحلول دون مساس وترسب الذهب من الحمض. أعيد الذهب إلى الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم ومؤسسة نوبل. أعادوا صب الميداليات وقدموها مرة أخرى إلى لاو وفرانك. [12] [13]

انظر أيضا

  • الموت الأخضر  – حل قوي يستخدم لاختبار مقاومة المعادن للتآكل
  • محلول البيرانا  – خليط من الأحماض المؤكسدة يحتوي على حمض الكبريتيك وبيروكسيد الهيدروجين، ويستخدم أحيانًا أيضًا لتنظيف الأواني الزجاجية

ملحوظات

  1. ^ المعلومات الموجودة في صندوق المعلومات خاصة بنسبة مولية 1:3 بين حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك .
  2. ^ تختلف التركيزات النسبية للحمضين في الماء؛ يمكن أن تكون القيم 65% وزن/حجم لحامض النيتريك و35% وزن/حجم لحامض الهيدروكلوريك - أي أن نسبة الكتلة الفعلية لـ HNO3 : HCl أقل من 1:2.
  3. ^ عملة تذكارية سوفييتية من البلاتين على وجه التحديد.
  4. ^ ومع ذلك، ادعى أحمد يحيى الحسن (2005) أن النصوص الإسلامية التي يرجع تاريخها إلى ما قبل القرن الثالث عشر، بما في ذلك أعمال جابر بن حيان وأبو بكر الرازي ، تحتوي في الواقع على أوصاف مفصلة للماء الملكي . [7]

مراجع

  1. ^ هوفمان، ر. (10 مارس 2005) كيفية صنع عينة الرنين المغناطيسي النووي، الجامعة العبرية . تم الوصول إليه في 31 أكتوبر 2006.
  2. ^ الجمعية الأمريكية للصحة الصناعية ، حوادث السلامة في المختبرات: الانفجارات. تم الوصول إليه في 8 سبتمبر 2010.
  3. ^ رينر ، هيرمان. شلامب، غونتر؛ هولمان، ديتر. لوشو، هانز مارتن؛ تيوس، بيتر؛ روثاوت، جوزيف؛ ديرمان، كلاوس. كنودلر، ألفونس؛ وآخرون. “الذهب وسبائك الذهب ومركبات الذهب”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى :10.1002/14356007.a12_499. رقم ISBN 978-3527306732.
  4. ^ هانت، إل بي؛ ليفر، إف إم (1969). "معادن البلاتين: دراسة استقصائية للموارد الإنتاجية للاستخدامات الصناعية" (ملف PDF) . مراجعة معادن البلاتين . 13 (4): 126-138. doi :10.1595/003214069X134126138.
  5. ^ كوفمان، جورج ب.؛ تيتر، لاري أ.؛ رودا، ريتشارد ن. (1963). "استعادة البلاتين من مخلفات المختبر". التركيبات غير العضوية . المجلد 7. ص 232-236. doi :10.1002/9780470132388.ch61. ISBN 978-0-470-13238-8.
  6. ^ كاربينكو ، فلاديمير. نوريس، جون أ. (2002). “لاذع في تاريخ الكيمياء”. قائمة الكيمياء . 96 (12): 997-1005.صفحة 1002. وكما لاحظ كاربينكو ونوريس، فإن التأريخ غير المؤكد لمجموعة النصوص الزائفة لجيبر (والتي ربما كتبها أكثر من مؤلف) يجعل تأريخ الماء الملكي غير مؤكد بنفس القدر.
  7. ^ أحمد يوسف الحسن، الاتصالات الثقافية في بناء الحضارة العالمية: مساهمات إسلامية ، نشره مركز الأبحاث للتاريخ والفنون والثقافة الإسلامية التابع لمنظمة التعاون الإسلامي في عام 2005 ومتاح على الإنترنت في تاريخ العلوم والتكنولوجيا في الإسلام.
  8. ^ مولتهوف، روبرت ب. (1966). أصول الكيمياء . لندن: أولدبورن.ص 208، حاشية 29؛ راجع ص 142، حاشية 79.
  9. ^ برينسيبي، لورانس م. (2013). أسرار الخيمياء . شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. ISBN 978-0-226-68295-2.ص 149-153.
  10. ^ روز، توماس كيرك (1895). "تفكك كلوريد الذهب". مجلة الجمعية الكيميائية . 67 : 881-904. doi :10.1039/CT8956700881.راجع: Principe 2013، ص 152.
  11. ^ لافوازييه، أنطوان (1790). عناصر الكيمياء، في ترتيب منهجي جديد، يحتوي على كل الاكتشافات الحديثة. إدنبرة: ويليام كريتش. ص. 116. ISBN 978-0-486-64624-4..
  12. ^ "مغامرات في أبحاث النظائر المشعة"، جورج هيفيسي
  13. ^ بيرجيتا ليميل (2006). "ميداليات جائزة نوبل وميدالية جائزة الاقتصاد". مؤسسة نوبل.
  • الكيمياء تنبض بالحياة! الماء الملكي
  • الماء الملكي في الجدول الدوري للفيديوهات (جامعة نوتنغهام)
  • تجربة إذابة قطعة ذهبية في حمض (الماء الملكي)
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الماء_الملكي&oldid=1251806527"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate