Является смесью кислот высокой концентрации, а следовательно - сильнейшим ядом. Действие этой смеси на человеческий организм страшно даже представить - ведь царская водка способна растворять металлы! Обычно она состоит из одной части соляной кислоты (HCl) и трех частей азотной (HNO3). Допустимо также добавлять туда серную кислоту (H2SO4). Выглядит царская водка как жидкость желтого цвета, от которой исходит далеко не приятный запах хлора и окислов азота.

Царская водка замечательна тем, что растворяет практически все металлы, даже такие, как золото и платина, но при этом ни в одной из кислот, входящих в ее состав, металлы не растворяются. Активные вещества, способные растворять металлы, рождаются при смеси кислот, в ходе сложных химических реакций. Впрочем, есть металлы, которые царской водке не по зубам: это родий, иридий и тантал. Не растворяется в царской водке также фторопласт и некоторые пластики.

История создания и названия

Царская водка была создана благодаря исследованиям алхимиков, неутомимых в поисках легендарного «философского камня», который должен был превращать любое вещество - в золото. Они называли золото «царем металлов», соответственно, жидкость, способную его растворить - нарекли «царем вод» (по-латыни - aqua regia). Но русские алхимики перевели это название на родной язык несколько своеобразно - в их устах «царь вод» стал «царской водкой».

Царскую водку алхимики научились готовить еще до того, как была открыта . В те времена для изготовления этого состава использовали перегонку смеси селитры, квасцов и медного купороса, добавляя туда также .

Использование царской водки

Сегодня, когда философский камень уже никто не ищет, царская водка используется как реактив в химических лабораториях - например, при аффинаже золота и платины. Но чаще всего царская водка нужна химикам в качестве реактива для получения хлорида различных металлов. Любители же используют царскую водку для того, чтобы добывать золото из .

Важно помнить, что царская водка сохраняет свои свойства только при наличии в ней хлора, который, если оставить сосуд с веществом открытым, быстро испарятся. При длительном хранении царской водки хлор также постепенно выветривается, и жидкость перестает растворять металлы.

Царская водка, которую можно пить

Существует одноименный коктейль, который можно приготовить по следующему рецепту:

60 мл обычной водки;
- 10 мл белого десертного вермута;
- 10 мл апельсиновой настойки;
- 10 мл перцовой настойки;
- лед в .

Смешайте все ингредиенты и подавайте в бокале со льдом, но золото этот состав, разумеется, растворять уже не будет.

Часто возникает необходимость очистить золото от других металлов, содержащихся в сплаве или в ломе. При получении золота путем цианирования, растворения руды в растворе цианистого калия, в конечном продукте золото также часто оказывается в смеси с серебром и медью.

При необходимости сделать из низкопробного золота высокопробное возникает та же задача — очистить драгметалл от сопутствующих примесей. Классический способ, позволяющий достаточно просто провести очистку, растворение золота в царской водке.

Растворение золота

Самостоятельно приготовленная смесь

Царская водка, или Aqua Regia, это смесь концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1:3 по объему и примерно 1:2 по массе. Если точнее, 65-68% по массе азотной кислоты (HNO3) и 32-35% соляной кислоты (HCl). Столь странное название этой смеси было дано алхимиками: только эта «водка» обладала способностью растворять «царя металлов» — золото (само слово «водка» в русском научном языке обозначало химическую «воду» — жидкий реактив; за крепким алкогольным напитком этот термин закрепился уже намного позже).

В результате реакции металлического золота с царской водкой образуется комплексное соединение — золотохлористоводородная кислота, или тетрахлораурат водорода. При этом происходит следующая реакция:

Au + HNO3 + 4 HCl = HAuCl4 + NO + 2 H2O.

Исходя из данного химического уравнения и плотности царской водки получается, что для растворения 1 грамма золота нужно минимум 5 мл реактива. При этом на самом деле растворяется золото только в соляной кислоте. Ни азот, ни кислород в состав золотохлористоводородной кислоты не входят. Азотная кислота выступает только как окислитель, катализирующий вступление золота в реакцию. В связи с этим процесс растворения лучше производить следующим образом.

Прежде всего, если мы имеем дело с содержащим золото ломом, нужно с помощью магнита удалить ферромагнитные частицы. После этого максимально очистить золото от примесей с помощью других кислот, прежде всего чистой азотной. Лишь затем можно начинать процесс растворения золота.

Сначала нужно отмерить по 3.75 мл соляной кислоты на каждый грамм золотосодержащего металла и залить его только ей одной. Если при этом начинается более-менее заметная реакция, значит, какие-то примеси уже начали растворяться. Нужно дождаться окончания процесса, слить раствор и залить металл новой порцией соляной кислоты. Теперь нужно начать подогревать емкость с реактивом, понемногу добавляя азотную кислоту из расчета 1.25 мл на 1 грамм металла.

Главное — не переборщить с азотной кислотой, так как при осаждении золота из раствора именно от нее нужно будет наиболее последовательно избавляться. Как только весь металл растворится, следует сразу же перестать добавлять ее в раствор. Притом не обязательно растворится все исходное вещество: серебро, в отличие от золота, в царской водке пассивируется за счет образования плотной хлоридной пленки на поверхности. После того как растворение закончилось, следует продержать раствор нагретым около получаса.

Фильтрование раствора

Теперь настало время отфильтровать раствор. Пока фильтр можно использовать достаточно грубый, а более тонкая очистка произойдет позже.

Полученный в результате осадок

Следует понимать, что сама по себе царская водка — вещество достаточно неустойчивое: соляная и азотная кислоты вступают в реакцию между собой. Изначально прозрачная, она вскоре окрашивается в оранжево-буроватый оттенок оксидов азота, а потом и вовсе теряет окислительные свойства. При этом происходят следующие реакции:

HNO3 + 3 HCl = 2Cl + NOCl + 2H2O

Кроме того, обе кислоты просто испаряются. В связи с этим, целесообразно на этой стадии выдержать раствор около суток, так как это облегчит дальнейший процесс выпаривания азотной кислоты.

При выпаривании следует добавить к раствору небольшое количество серной кислоты, не более 50 мл на литр. Это поможет осадить остаточные количества свинца и хлорида серебра (который, хоть и малорастворим, в небольших количествах в растворе может присутствовать). Кроме того, и процесс выпаривания пойдет быстрее.

Нагревание производится медленно и осторожно. Раствор упаривается до консистенции сиропа (не более!). До кипения доводить нельзя, так как в этом случае нельзя исключать выпадения золота в виде металлического осадка уже на этой стадии.

После добавляем к раствору соляную кислоту до исходного объема и снова упариваем до сиропообразного состояния. Процесс повторяется трижды. Следом за этим жидкость разбавляется в 2 раза холодной водой и оставляется в холоде на сутки. При этом остатки хлорида серебра должны выпасть в осадок: он растворяется только в концентрированной соляной кислоте, и тем лучше, чем выше температура. Соответственно, при падении концентрации и температуры AgCl осаждается. Вот теперь проводится фильтрование «по полной программе»: никакой мути в растворе остаться не должно.

Древние алхимики называли золото "царем металлов". На золото не действуют обычные кислоты, поэтому когда была открыта кислота, которая способна растворить этот благородный металл, алхимики назвали ее"царской водкой" (Aqua regia - правильнее перевести с латинского как "царская вода"). Царская водка способна растворять не только золото, но и платину.

Что же представляет собой царская водка? Это смесь двух кислот - соляной и азотной в соотношении 3:1 (три объемных части соляной кислоты на 1 объемную часть азотной кислоты). Царская водка - жидкость желтого цвета, имеющая запах хлора и окислов азота.

Впервые царскую водку получил итальянский алхимик Бонавентура в 1270 г. Любопытно, что в тот момент соляная кислота еще не была известна науке. Царскую водку тогда готовили путем перегонки смеси селитры, медного купороса и квасцов с добавлением нашатыря.

Окислительные свойства царской водки при хранении пропадают, потому что на воздухе из нее испаряется хлор, а именно он является главным в реакциях окисления. Поэтому для работы годится только свежеприготовленный реактив.

Как царская водка действует на благородные металлы?

Сначала азотная кислота взаимодействует с соляной. При этом образуются два сильнейших окислителя - нитрозилхлорид и хлор:

HNO 3 + 3HCl = NOCl + Cl 2 + 2H 2 O.

Эти два реагента в паре в состоянии окислить золото даже при комнатной температуре:

Au + NOCl 2 + Cl 2 = AuCl 3 + NO.

Образовавшийся хлорид золота AuCl 3 тут же присоединяет ещё одну молекулу соляной кислоты HCl, образуя тетрахлорозолотую кислоту (известную как «хлорное золото»):

AuCl 3 + HCl = H ].

Суммарно реакция окисления золота царской водкой выглядит так:

Au + 4HCl + HNO 3 = H + NO + 2H 2 O.

Тетрахлорзолотая кислота кристаллизуется с четырьмя молекулами воды: H(AuCl 4) · 4Н 2 О. Кристаллы её светло-жёлтые, водный раствор также окрашен в жёлтоватый цвет.

Аналогично протекает реакция с платиной с образованием платинохлористоводородной кислоты H 2 :

3Pt + 18 HCl + 4HNO 3 = 3 H 2 + 4NO + 8H 2 O

Получить из гидрата тетрахлорзолотой кислоты чистое золото очень просто: ее нужно нагреть. При нагревании "хлорное золото" разлагается с выделением HCl и красновато-коричневых кристаллов хлорида золота (III) AuCl 3 . Если обработать раствор хлорида золота (III) едкой щелочью NaOH, выпадает желто-коричневый гидрооксид золота(III) Аu(ОН) 3 , который при нагревании превращается в оксид золота Аu 2 О 3 . А оксид золота при температуре выше 220° разлагается: 2Аu 2 О 3 = 4Au + 3O 2 .

Между прочим...

Золото, помимо царской водки, растворяется еще в горячей концентрированной селеновой кислоте:

2Au + 6H 2 SeO 4 = Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 SeO 3 + 3H 2 O.

Уникальное свойство царской водки использовал во время Второй Мировой войны известный датский физик лауреат Нобелевской премии Нильс Бор. В 1943 году, спасаясь от гитлеровских оккупантов, он вынужден был покинуть Копенгаген. Но у него хранились две золотые Нобелевские медали его коллег - немецких физиков-антифашистов Джеймса Франка и Макса фон Лауэ (медаль самого Бора была вывезена из Дании раньше). Не рискуя взять медали с собой, ученый растворил их в царской водке и поставил ничем не примечательную бутылку подальше на полку, где пылилось много таких же бутылок и пузырьков с различными жидкостями. Вернувшись после войны в свою лабораторию, Бор прежде всего нашел драгоценную бутылку. По его просьбе сотрудники выделили из раствора золото и заново изготовили обе медали.

Обычные люди, не имеющие отношения к химии, не всегда знают, что такое Царская водка. Нередко ее путают с обычным спиртным напитком. В действительности царская водка — это смесь концентрированных кислот, которую используют для растворения любых металлов, в том числе и драгоценных.

В состав царской водки входят соляная кислота (один объем) и азотная кислота (три объема). Иногда добавляется серная кислота. Этот раствор имеет много рецептов. В Средние века царскую водку готовили путем перегонки смеси селитры, медного купороса и квасцов с добавлением нашатыря.

Сегодня самый популярный рецепт включает в себя соединение азотной и соляной кислот. Особенность такого раствора состоит в том, что он удваивает и утраивает свои окислительные свойства.

В отдельности ни одна из кислот, входящих в его состав, не сможет растворять металлы.

Используется часто для растворения редкоземельных и драгоценных металлов в промышленности царская водка. Химия таких металлов имеет свои специфические особенности: процесс растворения осуществляется поэтапно. Сначала азотная кислота окисляет соляную.

В ходе этой реакции возникают хлор и нитрозилхлорид, которые, в свою очередь могут и платину. В ходе реакции образуется тетрахлорозолотая кислота, известная в обиходе как «хлорное золото», из которой легко получить металлическое золото.

Полученная кислота, включающая в свой состав золото хорошо растворяется в воде. Ее кристаллы светло-желтые.

Раствор поэтому окрашивается в желтоватый цвет. При нагревании состав разлагается с выделением соляной кислоты и хлорида золота, который имеет красновато-коричневый цвет.

При продолжении нагревания все соединения золота разлагаются с выделением металлического золота. При растворении платины в царской водке получается платинохлористоводородная кислота. При выпаривании раствора она выделяется в виде красно-бурых кристаллов состава.

Часто люди, которые занимаются добычей , хотят узнать, как сделать царскую водку самостоятельно. Такой высокоокислительный раствор не продается в готовом виде. Для извлечения драгоценных металлов его можно приготовить собственными силами.

Царскую водку можно получить путем перемешивания одной части азотной кислоты и 3 частей соляной. Необходимо четко придерживаться пропорций, чтобы реакция была сильной.

Азотная и соляная кислота

Если этого не делать, то раствор не будет растворять драгоценные металлы из-за слабости реакции. Не стоит смешивать реактивы на глаз, так как таким образом вы не получите должную точность.

При приготовлении такого раствора следует:

• использовать защитные средства для рук и глаз;
• мерную пробирку, которая поможет точно установить пропорции;
• вытяжку для удаления ядовитых испарений кислот;
• специально подготовленную площадку на рабочем столе, которая обеспечит защиту от проливания опасных кислот и получения химических ожогов.

Приготовление царской водки должно осуществляться с соблюдением строгих пропорций. Только в этом случае удастся получить состав, который будет растворять золото и платину. Как приготовить царскую водку поэтапно, будет рассказано ниже.

Этапы приготовления царской водки

1. Сначала в химическую посуду с рисками нужно налить соляную кислоту, т. к. ее для приготовления царской водки нужно больше, чем азотной. При смешивании реактивов в соляную кислоту нужно лить азотную. Это позволит избежать ненужных брызг компонентов и, следовательно, химических ожогов.
2. После этого добавляют азотную кислоту. Лить ее необходимо тонкой струйкой, чтобы исключить появления опасных брызг. Нельзя наклоняться к пробирке, так как пары кислот опасны при попадании в дыхательные пути, или в глаза. Вливайте реактивы нужно на расстоянии вытянутой руки от лица.
3. Полученный состав кислот следует перемешать палочкой очень аккуратно. Нельзя взбалтывать очень сильно раствор, так это очень опасно. Царская водка будет готова, когда осадок выпадет на дно емкости, в которой она находится.

Сначала ее цвет будет желтым, как у соляной кислоты. В течение часа раствор поменяет цвет на темно-оранжевый. Это будет доказательством того, что реакция прошла правильно.

Царская водка представляет собой синтез кислот: азотной и соляной. Данный продукт имеет сильную окислительную способность, что делает возможным растворение в ней даже золота. Из этих особенностей и происходит название - царская водка. Если уж этот продукт способен растворить царя всех металлов, то и название у него должно быть соответствующее - царское.

Получение царской водки

Царскую водку получают путем перемешивания части азотной кислоты и 3 частей соляной. Необходимо четко придерживаться пропорций, чтобы реакция была сильной. В обратном же случае, реакция может быть кратко временной и слабой. Не стоит смешивать реактивы на глаз, так как таким образом вы не получите должную точность.

Следует использовать пробирку с делениями, которая даст максимальную точность. Более того, следует избегать использования различной посуды, а кислоты добавлять в одну пробирку. Чем больше вы переливаете компоненты из одной емкости в другую, тем выше вероятность того, что вы их прольете и получите химический ожог.

Поэтапное приготовление царской водки

Прежде всего, в пробирку нужно налить соляную кислоту, т. к. ее для приготовления царской водки нужно большее количество, нежели азотной. А при смешивании такого рода реактивов, лучше будет, если вы меньшее будете добавлять в большее. Это позволит избежать ненужных брызг компонентов и, следовательно, химических ожогов.

После того, как вы налили соляную кислоту, добавьте в нее азотную в нужном количестве. Меньше всего здесь нужна спешка. Лучше все делать медленно и обдуманно, дабы не пролить реактивы и не получить ожог. Лить азотную кислоту необходимо тонкой струйкой, которая исключает брызги. Не рекомендуется наклоняться к пробирке, так как пары кислот чрезвычайно опасны для человеческого организма, как для дыхательных путей, так и для попадания в глаза. Вливайте реактивы максимально далеко от своего лица на расстоянии вытянутой руки.

После того, как обе кислоты находятся в пробирке в необходимом количестве, перемешайте их палочкой очень аккуратно. Категорически не рекомендуется взбалтывать пробирку, это чрезвычайно опасно. Когда осадок опустится на дно - водка готова. Сперва цвет ее будет желтым как цвет соляной кислоты. Постепенно, за пол часа, цвет станет темным оранжевым. Данный цвет кислот свидетельствует о том, что все сделано правильно и идет нужная вам химическая реакция.