Kral suyu ile tepkimeye giren iki metal

Kral suyu, Latince ismiyle -Aqua Regia- asitlerin etki etmediği altın ve platin gibi metallerle tepkimeye girebilen kuvvetli bir asit çözeltisidir. Konsantre hidroklorik asit (tuz ruhu) ve nitrik asitin (kezzap) 3:1 oranında göre karıştırılmasıyla oluşur. İlk defa MS 8. yüzyılda Ebu Musa Câbir bin Hayyan adlı bir simyacı tarafından bulunduğu tahmin edilmektedir.

Kral suyu ile tepkimeye giren iki metal
3 HCl + HNO3 → NOCl (aq) + Cl2 (aq) + 2 H2O (l)

Kral suyu keşfedilmeden önce altının herhangi bir madde tarafından çözülemeyeceği veya eritilemeyeceği düşüncesi hakimdi. Fakat kral suyunun keşfedilmesiyle birlikte bu düşünce son bulmuş oldu. Kral suyu öylesine aşındırıcıdır ki çözemeyeceği metal neredeyse yoktur.

Kral suyu ile tepkimeye giren iki metal
Kral suyu; kırmızı, sarı yada altın renginde dumanlı sarı renge sahiptir. Erime noktası −42 °C, Kaynama noktası 108 °C’ dir.

Bu çok tehlikeli ve uçucu karışım, hazırlandıktan sonra birkaç saniye içinde renksizden ateşli bir sarı-turuncuya dönüşür. Bu etkileyici rengin yanı sıra, güçlü bir şekilde duman çıkışı olur. Bileşenleri çok uçucu olduğu için, özellikle büyük çaplı kullanımlarda kullanımdan hemen önce hazırlanır.

Yukarıda bahsedildiği gibi iki güçlü ve konstanre asitten hazırlanan bu çözelti çok aşındırıcıdır. Hatta 2015 yılında bir Texas Tech University öğretim laboratuvarında bir cam atık şişesi patladı. Bir öğrenci yanlışlıkla nitrik asit atıklarını hidroklorik asit, metanol ve dimetilglisoksin içeren bir şişeye döktü. Sonraki reaksiyonlar şişede basınç artışına sebep oldu ve ardından patlama gerçekleşti. Neyse ki, kimse ciddi şekilde yaralanmadı.

Altının Çözünmesi

Au (s) + 3 NO3–(aq) + 6 H+(aq) → Au3+(aq) + 3 NO2(g) + 3 H2O (l) 

Au3+(aq) + 4 Cl–(aq) → [AuCl4]–(aq).

Altın tipik olarak inert bir metal olmasına rağmen, nitrik ve hidroklorik asidin benzersiz etkisinden dolayı aqua regia’ da çözünür. Nitrik asit, küçük miktarlarda altınları iyonik formu olan Au3+ ‘e dönüştürebilen güçlü bir oksitleyici ajandır. Solüsyonda bu iyonik form mevcut olduğunda, hidroklorik asit, tetrakloroaürat (III) anyonları oluşturmak için altın katyonları ile reaksiyona giren bir klorin anyon kaynağı sağlar. Hidroklorik asit ile reaksiyon kloroaurat anyonlarının oluşumunu destekleyen bir denge reaksiyonu olduğundan (AuCl4-), altın iyonları daha fazla oksidasyonun oluşması için çözelti yapma odasından çıkarılır. Solüsyon çok asidik olduğu için, kloroaurik anyonlar kloroaurik asit oluşturmak için hızla protonlanır. Bu yöntemi kullanarak, % 99.999’luk bir çene bırakma saflığına sahip altın üretmek mümkündür. Platin için de benzer reaksiyonlar mevcuttur.

Aqua regia için bir başka yaygın kullanım, nükleer manyetik rezonans veya NMR spektroskopisinde kullanılan tüplerin derinlemesine temizlenmesidir. Spektrumları kirletebilecek ve araştırmaları mahvedebilecek paramanyetik element kromunun tüm izlerini ortadan kaldırabildiğinden, bu konuda çok etkilidir.

Kral suyu ile tepkimeye giren iki metal
Yeni hazırlanmış turuncu kral suyu

Kısa bir Hikaye…

Belki de en ünlü Aqua Regia kullanımı 1940’ta Danimarka’ daki Niels Bohr Enstitüsü’nde gerçekleşti. Hitler’in güçleri hızla yaklaşıyordu. Bu, kimyager George de Hevesy için büyük bir sorundu. (laboratuvarında Max von Laue ve James Franck adına Almanya’dan kaçırılan iki Nobel ödül madalyası vardı). Eğer bulunurlarsa, hepsi ağır ceza alacaktı. Pratik zekalı de Hevesy, madalyaları bir aqua regia çözeltisine soktu ve eriyip çözülmeleri için erişilemeyecek bir rafa koydu. Naziler laboratuvara girdiğinde, önemsiz olmadığını düşünerek o kabı atladılar. Şaşırtıcı bir şekilde, de Hevesy savaştan sonra geri döndüğünde kabı kolayca buldu. Daha sonra erimiş olan altınları çökeltebildi ve ardından madalyaları geri döndürdü.

Kaynak

www.wikizero.com

www.britannica.com

www.chemistryworld.com

Kral suyu neyi eritmez?

Kimya alanında pek çok asit bulunur. Bu asitler, platin ve altın gibi maddeleri çözemez. Kral suyu, altın ve platin gibi oldukça güçlü metallerle etkileşime girebilir.

Kral suyu gümüşü çözer mi?

Kral suyu öylesine aşındırıcıdır ki çözemeyeceği metal neredeyse yoktur.

Hidroklorik asit Hangi metalle tepkimeye girer?

Hidroklorik asit, suya damlatıldığında H+ iyonu vermektedir. Hidroklorik asit tipik bir asit özelliği olarak çinko, demir, magnezyum ya da alüminyum gibi birçok metale etki ederek, hidrojen açığa çıkarır. Bakır, bu asitle ancak havanın oksijeni eşliğinde tepkimeye girer; ama hidrojen açığa çıkmaz.

Kral suyunu ne çökertir?

Kral suyunda yıkama, bir miktar volatil arsenik ve antimon kaybıyla sonuçlanabilir. Sülfür sülfat şeklinde oksitlenince, çözünmez baryum ve kurşun sülfatlar çökebilir.