Aqua regia

Im 8. Jahrhundert n. Chr. bereitete ein Alchemist namens Jabir ibn Al-Hayyan die erste aufgezeichnete Charge von Königswasser zu, eine Mischung aus Salpeter- und Salzsäure im Verhältnis 1:3.

Krone

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Benannt nach dem lateinischen Wort für „Königswasser“, verwandelt sich diese flüchtige Mischung innerhalb weniger Sekunden nach der Zubereitung von farblos in ein feuriges Gelb-Orange. Für einen zusätzlichen dramatischen Effekt raucht es stark. Da seine Bestandteile so flüchtig sind, wird es in der Regel erst unmittelbar vor der Verwendung gemischt. Lässt man es längere Zeit stehen, reagieren die konzentrierte Salpeter- und die Salzsäure miteinander und bilden Produkte wie Nitrosylchlorid und Chlor – beides keine unangenehmen Begleiterscheinungen.

Wie man es von zwei starken und konzentrierten Säuren erwarten würde, ist Königswasser unglaublich ätzend. Tatsächlich war es die Ursache für mehrere Laborexplosionen – in der Regel aufgrund falscher Handhabung von Chemikalien. Im Jahr 2015 explodierte in einem Lehrlabor der Texas Tech University eine Glasabfallflasche. Ein Student hatte versehentlich Salpetersäureabfälle in eine Flasche geschüttet, die bereits Salzsäure, Methanol und Dimethylglyoxin enthielt. Die dadurch ausgelösten Reaktionen führten zu einem Druckanstieg und einer kleinen Explosion. Glücklicherweise wurde niemand ernsthaft verletzt.

Die Hauptverwendung von Königswasser ist die Herstellung von Chlorwasserstoffsäure, dem Elektrolyt im Wohlwill-Verfahren zur Goldraffination. Obwohl Gold normalerweise ein inertes Metall ist, löst es sich in Königswasser aufgrund der einzigartigen Wirkung von Salpeter- und Salzsäure auf. Salpetersäure ist ein starkes Oxidationsmittel, das in der Lage ist, kleine Mengen von Gold in seine ionische Form, Au3+, umzuwandeln. Sobald diese ionische Form in der Lösung vorhanden ist, liefert die Salzsäure eine Quelle von Chloranionen, die mit den Goldkationen reagieren und Tetrachloroaurat(III)-Anionen bilden. Da es sich bei der Reaktion mit Salzsäure um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, die die Bildung von Chloroaurat-Anionen (AuCl4-) begünstigt, werden die Goldionen aus der Lösung entfernt, so dass mehr Platz für die Oxidation entsteht. Und da die Lösung so sauer ist, werden die Chloroaurat-Anionen schnell protoniert und bilden Chloroaurinsäure. Mit dieser Methode ist es möglich, Gold mit einer Reinheit von 99,999 % herzustellen. Aufgrund seiner Reaktivität und Stärke kann Königswasser auch Platin auf ähnliche Weise auflösen.

Königswasser eignet sich auch für die Tiefenreinigung von Röhren, die in der Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) verwendet werden. Es ist dabei sehr effizient, da es alle Spuren des paramagnetischen Elements Chrom entfernen kann, das die Spektren verunreinigen und die Forschung ruinieren kann.

Der vielleicht berühmteste Einsatz von Königswasser war 1940 im Niels-Bohr-Institut in Dänemark. Hitler war gerade einmarschiert, und seine Truppen rückten rasch näher. Der Chemiker George de Hevesy hatte ein Problem. In seinem Labor hatte er zwei Nobelpreismedaillen, die im Auftrag von Max von Laue und James Franck aus Deutschland geschmuggelt worden waren. Wenn sie gefunden würden, drohte ihnen allen eine harte Strafe. Geistesgegenwärtig legte de Hevesy die Medaillen in eine Lösung aus Königswasser. Als die Nazis das Labor betraten, umgingen sie das Becherglas, weil sie es für unwichtig hielten. Als de Hevesy nach dem Krieg zurückkehrte, fand er das Becherglas erstaunlicherweise unversehrt vor. Er fällte das gelöste Gold aus und gab es der Nobelgesellschaft zurück, die daraufhin die Medaillen in ihrem ursprünglichen Gold neu goss.