Aqua regia

V 8. století n. l. alchymista jménem Džábir ibn Al-Haján připravil první zaznamenanou dávku aqua regia, směsi kyseliny dusičné a chlorovodíkové v poměru 1:3.

Koruna

Zdroj: Gothic84 / iStock / Getty Images Plus

Tato těkavá směs, pojmenovaná podle latinského výrazu pro „královskou vodu“, se během několika sekund po přípravě změní z bezbarvé na ohnivě žlutooranžovou. Pro další dramatický efekt se z ní intenzivně kouří. Vzhledem k těkavosti jejích složek se obvykle míchá až bezprostředně před použitím. Pokud se koncentrovaná kyselina dusičná a chlorovodíková ponechají delší dobu, reagují spolu za vzniku produktů, jako je nitrosylchlorid a chlór – ani jeden z nich nechcete pověsit na hřebík.

Jak se dá očekávat od dvou silných a koncentrovaných kyselin, aqua regia je neuvěřitelně žíravá. Byla skutečně viníkem několika laboratorních výbuchů – obvykle v důsledku špatného zacházení s chemikáliemi. V roce 2015 explodovala ve výukové laboratoři Texaské technické univerzity skleněná odpadní láhev – student omylem nalil odpadní kyselinu dusičnou do láhve, která již obsahovala kyselinu chlorovodíkovou, metanol a dimethylglyoxin. Následné reakce způsobily nárůst tlaku a menší explozi. Naštěstí nebyl nikdo vážně zraněn.

Primární použití aqua regia je pro výrobu kyseliny chlorové, elektrolytu ve Wohlwillově procesu rafinace zlata. Ačkoli je zlato obvykle inertní kov, v aqua regia se rozpouští díky jedinečnému působení kyseliny dusičné a chlorovodíkové. Kyselina dusičná je silné oxidační činidlo, které dokáže převést malé množství zlata na jeho iontovou formu Au3+. Jakmile je tato iontová forma přítomna v roztoku, kyselina chlorovodíková je zdrojem aniontů chloru, které reagují s kationty zlata za vzniku tetrachloroát(III) aniontů. Protože reakce s kyselinou chlorovodíkovou je rovnovážnou reakcí, která upřednostňuje tvorbu chlornanových aniontů (AuCl4-), jsou ionty zlata z roztoku odstraněny a vzniká prostor pro další oxidaci. Protože je roztok velmi kyselý, chloroaurátové anionty jsou rychle protonovány za vzniku kyseliny chloroaurnaté. Touto metodou lze získat zlato o čistotě 99,999 %. Díky své reaktivitě a síle může aqua regia podobným způsobem rozpouštět také platinu.

Aqua regia se také hodí k hloubkovému čištění trubic používaných při nukleární magnetické rezonanci neboli NMR spektroskopii. Je při tom velmi účinná, protože dokáže odstranit všechny stopy paramagnetického prvku chromu, který může kontaminovat spektra a zničit výzkum.

Možná nejznámější použití aqua regia bylo v roce 1940 v Institutu Nielse Bohra v Dánsku. Hitler právě vtrhl do země a jeho vojska se rychle blížila. Chemik George de Hevesy měl problém. Ve své laboratoři měl dvě medaile Nobelovy ceny, propašované z Německa jménem Maxe von Laue a Jamese Francka. Pokud by je našli, hrozil by všem přísný trest. De Hevesy uvažoval rychle a medaile vložil do roztoku aqua regia. Když nacisté vstoupili do laboratoře, kádinku obešli v domnění, že není důležitá. Kupodivu, když se de Hevesy po válce vrátil, našel kádinku neporušenou. Rozpuštěné zlato vysrážel a vrátil Nobelově společnosti, která pak medaile znovu odlila do původního zlata.