王水 王水是一種強(qiáng)酸性物質(zhì),由高濃度的硝酸和高濃度的鹽酸混合而成,這兩者都是強(qiáng)酸。它通常被用來從物質(zhì)中去除黃金和鉑等金屬,特別是在微電子和微加工實(shí)驗(yàn)室中。 “王水”這個(gè)詞在拉丁語(yǔ)中是“皇室之水”。 它是由中世紀(jì)煉金術(shù)士命名,因?yàn)樗且环N特殊的液體,甚至可以溶解貴金屬,如金、鉑和鈀,即通常不會(huì)與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的金屬(注意,王水并不會(huì)溶解所有貴金屬)。 王水公式和配方因?yàn)橥跛莾煞N強(qiáng)酸的混合物,所以沒有自己的化學(xué)式。然而,它可以被表示為HNO3+3 HCl,基本表明它是硝酸(HNO3)和鹽酸(HCl)的混合物。 王水溶液通常是黃色或紅褐色的發(fā)煙液體并含有快速變化的成分。傳統(tǒng)的王水溶液由鹽酸和硝酸3:1混合而成。 注意,濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約65%,濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近35%,所以體積比通常是一份濃硝酸比四份濃鹽酸。另一個(gè)要注意的重要預(yù)防措施是,應(yīng)該將硝酸加入鹽酸中,不能反過來。通常,他們會(huì)在實(shí)驗(yàn)室里制造大約10毫升的王水用于實(shí)驗(yàn)。 化學(xué)方程式如下: 毫無(wú)疑問,既然它是強(qiáng)酸,參與處理的化學(xué)家應(yīng)該佩戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)性實(shí)驗(yàn)裝置,而且設(shè)備操作應(yīng)該極其謹(jǐn)慎,因?yàn)橥跛g性很強(qiáng)。它會(huì)釋放有毒氣體,直接接觸人體皮膚是非常危險(xiǎn)的。 王水如何溶解黃金?王水因?yàn)榭扇芙恻S金、鈀和鉑的能力而廣受歡迎,所有可被其溶解的金屬都不能輕易地與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。 王水能溶解黃金(以及鉑和鈀等金屬)的原因是它的兩種組成成分都是酸(即:鹽酸和硝酸),且?guī)в胁煌墓δ?。硝酸是一種很好的氧化劑,并且來自鹽酸的氯離子與金離子可形成配合物,從而把它們從溶液中去除。 下面是黃金和王水反應(yīng)的化學(xué)方程式: 你從以上方程式中可以看到,減少了金離子的濃度,將平衡轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)形式。王水中的黃金完全溶解形成四氯金酸(HAuCl4)。 王水的使用和應(yīng)用由于王水能完全溶解黃金,所以被用來生產(chǎn)四氯金酸,而四氯金酸反之又可被用作提純高品質(zhì)黃金過程中的電解質(zhì)。王水也用于金屬蝕刻和清潔實(shí)驗(yàn)設(shè)備(特別是有機(jī)化合物的玻璃器皿)。王水是黃金和鉑的提取和純化過程中必不可少的一部分。 王水和它第二次世界大戰(zhàn)的故事早在1940年,希特勒領(lǐng)導(dǎo)的德國(guó)入侵匈牙利時(shí),納粹軍隊(duì)正在洗劫尼爾斯·玻爾研究所的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,匈牙利化學(xué)家喬治·德赫韋西用王水溶解了馬克斯·馮·勞厄和詹姆斯·弗蘭克獲得的諾貝爾金牌,使他們免受納粹軍隊(duì)的迫害。 溶解了金牌之后,他把罐子放在一個(gè)架子上,這個(gè)架子上有許多其他瓶瓶罐罐,所有的瓶子看起來都差不多(至少對(duì)于那些沒有受過訓(xùn)練的納粹士兵來說可以蒙混過去,他們中的大多數(shù)人不太可能擁有化學(xué)學(xué)位)。 所有這些瓶子都沒動(dòng)過,包括裝著兩名匈牙利科學(xué)家被溶解的金牌罐子。德赫維西先生和他那非同尋常的英雄行為讓全世界化學(xué)實(shí)驗(yàn)室走廊里都掛著他的肖像,成為不朽的人物。 |
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