Aqua regia

Nell’VIII secolo d.C., un alchimista di nome Jabir ibn Al-Hayyan preparò la prima partita registrata di aqua regia, una miscela di acido nitrico e cloridrico in rapporto 1:3.

Corona

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Dal nome latino di “acqua reale”, questa miscela volatile si trasforma da incolore a un giallo-arancio infuocato in pochi secondi di preparazione. Per un ulteriore effetto drammatico, esala vigorosamente. Poiché i suoi componenti sono così volatili, di solito viene mescolata solo immediatamente prima dell’uso. Se lasciato per un periodo di tempo, l’acido nitrico concentrato e l’acido cloridrico reagiscono insieme per formare prodotti come il cloruro di nitrosile e il cloro – nessuno dei quali si desidera appendere circa.

Come ci si aspetterebbe da due acidi forti e concentrati, l’aqua regia è incredibilmente corrosivo. Infatti, è stato il colpevole dietro diverse esplosioni di laboratorio – di solito a causa di una cattiva gestione chimica. Nel 2015, una bottiglia di rifiuti di vetro è esplosa in un laboratorio didattico della Texas Tech University – uno studente aveva accidentalmente versato rifiuti di acido nitrico in una bottiglia già contenente acido cloridrico, metanolo e dimetilgliossina. Le reazioni che ne sono seguite hanno causato un aumento di pressione e una piccola esplosione. Fortunatamente, nessuno fu seriamente ferito.

L’uso primario dell’acqua regia è per la produzione di acido cloroaurico, l’elettrolita nel processo Wohlwill per raffinare l’oro. Anche se l’oro è tipicamente un metallo inerte, si dissolve in acqua regia a causa dell’azione unica dell’acido nitrico e cloridrico. L’acido nitrico è un potente agente ossidante, capace di convertire piccole quantità di oro nella sua forma ionica, Au3+. Una volta che questa forma ionica è presente nella soluzione, l’acido cloridrico fornisce una fonte di anioni di cloro che reagiscono con i cationi d’oro per formare anioni tetracloroaurato(III). Poiché la reazione con l’acido cloridrico è una reazione di equilibrio che favorisce la formazione di anioni cloroaurato (AuCl4-), gli ioni d’oro vengono rimossi dalla soluzione facendo spazio per un’ulteriore ossidazione. E poiché la soluzione è così acida, gli anioni cloroaurato sono rapidamente protonati per formare acido cloroaurico. Con questo metodo, è possibile produrre oro con una purezza del 99,999%. La sua reattività e forza significa che l’acqua regia può anche dissolvere il platino in modo simile.

L’acqua regia è anche utile per pulire in profondità i tubi usati nella risonanza magnetica nucleare, o NMR, in spettroscopia. È molto efficiente in questo, poiché può rimuovere tutte le tracce dell’elemento paramagnetico cromo, che può contaminare gli spettri e rovinare la ricerca.

Forse l’uso più famoso dell’acqua regia fu nel 1940 all’Istituto Niels Bohr in Danimarca. Hitler aveva appena invaso, e le sue forze si stavano rapidamente avvicinando. Il chimico George de Hevesy aveva un problema. Nel suo laboratorio aveva due medaglie del premio Nobel, contrabbandate dalla Germania per conto di Max von Laue e James Franck. Se fossero stati trovati, avrebbero dovuto affrontare una severa punizione. Pensando velocemente, de Hevesy mise le medaglie in una soluzione di acqua regia. Quando i nazisti entrarono nel laboratorio, scavalcarono il becher pensando che non avesse importanza. Sorprendentemente, quando de Hevesy tornò dopo la guerra trovò il becher indisturbato. Fece precipitare l’oro disciolto e lo restituì alla società Nobel, che poi rifuse le medaglie nel loro oro originale.