王水需现配现用,王水可用来溶解许多金属和合金,其中包括钢、高温合金钢、铝合金、锑、铬和铂族金属等。王水和其他类似混合液在化学分析中用于溶解某些铁矿石、磷酸盐岩石、矿渣、镍铬合金、锑和硒以及不易溶解的汞、砷、钴和铅的硫化物;植物体与废水也常使用它来进行消化。王水可从硅酸盐基质中酸洗出部分金属,但无法有效的加以完全溶解。
逆王水:也叫勒福特王水(Lefort),是三份硝酸与一份盐酸的混合物,可用来溶解氧化硫和黄铁矿。危险,注意安全使用。
王水中含有硝酸、氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂,同时还有高浓度的氯离子,王水的氧化能力比硝酸强,一些不溶于硝酸的金属如金、铂等能被王水溶解,但是也有一些金属不溶于王水,比如铱、钽、铌等。王水因此被称为“水”中之王。王水溶解金和铂的反应方程式如下:
Au+HNO₃+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H₂O
3Pt+4HNO₃+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO↑+8H₂O
最常见和为人熟知的王水为硝酸和盐酸的混合液,但是其中的氧化剂HNO₃可以用其他氧化性强酸所代替。
配比条件
一、两种强酸。
二、其中一种是配合性强的酸,保证大量的Cl-(Cl-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。
三、另一种酸氧化性必须适中,要足够强,但是不能太强,太强,把Cl-(氯离子)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。但是其实硝酸其实可以用别的酸代替,比如硒酸(H₂SeO₄),但是并不常见,但是却和王水有一样的效用,好处是还原产物(H2SeO3或者SeO2)不是气体,不会造成气体中毒,反应产物全部在溶液中。
氧化作用
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HNO₃和HCl的物质的量之比为1:3)。王水的氧化能力极强,曾被认为是酸中之王(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,如金、铂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)
高浓度的氯离子与其金属离子可形成稳定的络离子,如[AuCl4]-: (理论上的化学式),从而使金的标准电极电位减小,有利于反应向金属溶解的方向进行。总反应的化学方程式可表示为:
(其中铂金反应尚待研究)
由于金和铂能溶解于王水中,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。
王水能够溶解金和铂的原因,过去曾被认为是在王水中产生了原子氯和强氧化性的氯化亚硝基的缘故:
HNO₃+3HCl=NOCl+Cl₂+2H₂O
现在看来,主要是由于大量氯离子的存在,能够形成配位离子,从而改变了电极电势的结果。以金为例:
Au与Cl配位形成[AuCl4]-离子
+ 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