Au 8e siècle de notre ère, un alchimiste du nom de Jabir ibn Al-Hayyan a préparé le premier lot enregistré d’aqua regia, un mélange d’acide nitrique et d’acide chlorhydrique dans un rapport de 1:3.
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Nommé d’après le latin pour « eau royale », ce mélange volatile passe de l’incolore à un jaune-orange ardent en quelques secondes de préparation. Pour un effet dramatique supplémentaire, il s’enflamme vigoureusement. En raison de la volatilité de ses composants, on ne le mélange généralement qu’immédiatement avant de l’utiliser. S’il est laissé pendant un certain temps, l’acide nitrique et l’acide chlorhydrique concentrés réagissent ensemble pour former des produits tels que le chlorure de nitrosyle et le chlore – ni l’un ni l’autre que vous voulez traîner.
Comme on peut s’y attendre de deux acides forts et concentrés, l’eau régale est incroyablement corrosive. En effet, elle a été le coupable de plusieurs explosions de laboratoire – généralement dues à une mauvaise manipulation chimique. En 2015, une bouteille à déchets en verre a explosé dans un laboratoire d’enseignement de la Texas Tech University – un étudiant avait accidentellement versé des déchets d’acide nitrique dans une bouteille contenant déjà de l’acide chlorhydrique, du méthanol et de la diméthylglyoxine. Les réactions qui ont suivi ont provoqué une augmentation de la pression et une légère explosion. Heureusement, personne n’a été sérieusement blessé.
La principale utilisation de l’eau régale est la production d’acide chloroaurique, l’électrolyte du procédé Wohlwill pour le raffinage de l’or. Bien que l’or soit généralement un métal inerte, il se dissout dans l’eau régale en raison de l’action unique des acides nitrique et chlorhydrique. L’acide nitrique est un puissant agent oxydant, capable de convertir de petites quantités d’or en sa forme ionique, Au3+. Une fois cette forme ionique présente dans la solution, l’acide chlorhydrique fournit une source d’anions de chlore qui réagissent avec les cations d’or pour former des anions tétrachloroaurate(III). Comme la réaction avec l’acide chlorhydrique est une réaction d’équilibre favorisant la formation d’anions chloroaurate (AuCl4-), les ions or sont retirés de la solution, ce qui laisse la place à une oxydation supplémentaire. Et comme la solution est très acide, les anions chloroaurate sont rapidement protonés pour former de l’acide chloroaurique. Grâce à cette méthode, il est possible de produire de l’or d’une pureté de 99,999 %. Grâce à sa réactivité et à sa force, l’eau régale peut également dissoudre le platine de manière similaire.
L’eau régale est également pratique pour nettoyer en profondeur les tubes utilisés dans la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire, ou RMN. Elle est très efficace à cet effet car elle peut éliminer toute trace de l’élément paramagnétique qu’est le chrome, qui peut contaminer les spectres et ruiner la recherche.
L’utilisation la plus célèbre de l’eau régale a peut-être eu lieu en 1940 à l’Institut Niels Bohr au Danemark. Hitler venait d’envahir le pays, et ses forces approchaient rapidement. Le chimiste George de Hevesy avait un problème. Il avait dans son laboratoire deux médailles du prix Nobel, sorties clandestinement d’Allemagne au nom de Max von Laue et James Franck. S’ils sont découverts, ils seront tous sévèrement punis. Réfléchissant vite, de Hevesy a placé les médailles dans une solution d’eau régale. Lorsque les nazis sont entrés dans le laboratoire, ils ont contourné le bécher en pensant qu’il n’avait aucune importance. Étonnamment, lorsque de Hevesy est revenu après la guerre, il a trouvé le bécher intact. Il précipita l’or dissous et le rendit à la société Nobel, qui refondit alors les médailles dans leur or d’origine.