Slāpekļskābe izšķīdina zeltu. Reaģenti un zelta šķīdināšanas procesa gaita. Aqua regia izmantošana

Zelta attīrīšana ir dzeltena dārgmetāla attīrīšanas process no dažādiem piemaisījumiem, kā rezultātā it kā ir iespējams iegūt tīru dārgmetālu. Zelta rafinēšanu var veikt mājās un laboratorijā. Šī procesa specifika un iezīmes ir atkarīgas no tā īstenošanas metodēm un vietas. Mēs aicinām jūs iepazīties ar alternatīvām zelta attīrīšanas metodēm mājās un laboratorijā.

Rafinētu (tīru) zeltu var iegūt ar elektrolītiskiem vai ķīmiskiem līdzekļiem. Juvelierizstrādājumu ražošanā parasti tiek izmantota ķīmiskā attīrīšanas metode, jo elektrolītiskās metodes izmantošanas lietderība izpaužas tikai ar lielu dārgmetālu daudzumu un regulāru lietošanu, tas ir, lielās produkcijās.

Kopumā eksperti parasti nosauc trīs alternatīvus veidus, kā attīrīt zeltu no piemaisījumiem:

• slapjš (ķīmisks);
• sauss (apstrāde ar hloru);
• elektrolītisks.

Ķīmiskā metode paredzēti tikai to dārgmetālu (tostarp zelta) apstrādei, kuru piemaisījumi var saturēt ne tikai citus metālus, bet arī to savienojumus vai dabiskos sakausējumus.

Zelta attīrīšanas metodes un metodes izvēle galvenokārt ir atkarīga no sakausējuma vai savienojuma sastāva.

Ja sakausējums satur liels skaits sudrabs, kas, kā zināms, neļauj tam izšķīst ūdeņos, veidojot skābē nešķīstošu slāni, vara parasti pievieno šādam sakausējumam kā "cepamais pulveris".

Ir svarīgi, lai sudraba procentuālais daudzums šādā sakausējumā būtu vismaz pieci procenti no tā kopējās masas.

Pēc tam komponenti tiek izšķīdināti slāpekļskābē, kas palīdz noņemt nevēlamās sudraba daļiņas, un nogulsnējušos metālus oksidē, izmantojot ūdens regiju, pēc tam tos atjauno. Zelta gadījumā šis reducētājs būs alvas hlorīds.

Zelta attīrīšana, izmantojot hloru sastāv no metāla sakausējuma sasmalcināšanas pulverī un hlora gāzes izvadīšanas caur šo uzkarsēto pulveri. Šīs reakcijas rezultāts ir šāds: veidojas metāla sāls (zelta gadījumā zelta hlorīds).

Ja piemaisījumā ir citi metāli, tad jums ir svarīgi zināt sekojošo: ar lielu karsēšanu augšpusē koncentrējas sudraba hlorīds, bet citu metālu sāļi ir zemāki.

Elektrolītiskā metode sastāv no dārgmetālu nogulsnēšanas uz elektroda. Tas ietver divus posmus:

1. Viena elektroda izšķīšana ūdeņos vai sālsskābē, kas notiek strāvas ietekmē.
2. Dārgmetālu nogulsnēšanās uz otrā elektroda, kas notiek slāņu veidā, no kuriem pirmais pārstāvēs cēlāko metālu.

Lai iegūtu zeltu ar elektrolītisko attīrīšanu, nepieciešams izmantot zeltu ar smalkumu vismaz 950. Tikai no šāda materiāla rezultātā var iegūt Fine Gold ar 999,9 smalkumu.

Citas metodes zelta rafinēšanai mājās un laboratorijā tiks detalizēti aplūkotas turpmāk.

Ar cinku

Lai attīrītu zeltu no piemaisījumiem, tas vispirms jāsajauc ar cinku. Lai veiktu šo darbību, jums būs nepieciešami šādi rīki:

• tīģelis;
• lielas un izturīgas pincetes;
• tērauda spieķis;
• divus līdz trīs milimetrus bieza titāna nūja;
• ugunsizturīga stikla kolba;
• elektriskā plīts;
• vāciņš ar caurumu apakšā;
• aparāti metāla kausēšanai.

Materiāli, kas nepieciešami rafinēšanai:

1. Tīrs boraks (ideālā gadījumā - aptieka).
2. Slāpekļskābe (65-70%).
3. Sālsskābe (36-38%).
4. Cinka cepamais pulveris.

Tas ir svarīgi! Uz katriem desmit gramiem zelta lūžņu jāizmanto desmit grami cinka.

Sākumā tīģelis jāizžāvē un jāuzsilda uz elektriskās plīts. Pēc tam mēs pievienojam boraksu tīģeļa padziļinājumā. Izmantojot pinceti, nolaidiet lauzni tīģelī un karsējiet līdz apsārtumam. Nākamais solis ir apkaisīt lūžņus ar boraksa šķipsniņu.

Kušanas temperatūrai jābūt šādai:

• 999 tests - 1068 grādi pēc Celsija;
• sakausējumi ar sudrabu un varu 500 un zem testa - 900 grādi pēc Celsija.

Kad zelts ir pilnībā izkusis un ir izveidojusies šķidra bumbiņa, pievienojiet nelielus cinka gabaliņus, optimālais izmērs kas ir 6x6x6 milimetri. Nākamo cinka gabalu var pievienot tikai tad, kad iepriekšējais ir izšķīdis.

Šādā veidā iegūtais sakausējums ir jāsadrupina javā, pēc tam, kad tas ir pārklāts ar audumu.

Šādā veidā iegūtais pulveris jāievieto stikla kolbā un jāuzliek uz elektriskās plīts. Kolbā ielej sešdesmit līdz septiņdesmit mililitrus koncentrētas slāpekļskābes. Kad reakcija ir beigusies, jāpievieno vēl četrdesmit līdz piecdesmit mililitri skābes. Atkārtojiet procedūru divas vai trīs reizes.

Tas ir svarīgi! Kopējais skābes tilpums nedrīkst pārsniegt divus simtus mililitrus.

Kad reakcija ir pagājusi, kolba ar šķīdumu jānovieto uz plīts un uz lēnas uguns jāuzvāra.

Tālāk mēs mazgājam nogulsnes, kolbā atdzesētajam šķīdumam pievienojot tīru aukstu ūdeni, kura tilpumam jābūt pusei no kolbas tilpuma. Sakratiet šķīdumu un pagaidiet, līdz zelta pārslas nogulsnējas apakšā. Šķidrumu uzmanīgi notecina, lai nogulsnes paliktu kolbā. Nogulsnes mazgā, līdz ūdens ar nogulsnēm kļūst dzidrs.

Kopā ar nogulsnēm mēs atstājam kolbā nelielu daudzumu ūdens. Ņemam dziļu bļodu, tās dibenu pārklājam ar marli, pārējo lejam trauciņos. Uz marles palikušos nosēdumus bagātīgi pārkaisa ar boraksu, sasien ciešā mezglā, nosusina ar filtrpapīru un ievieto tīģelī.

Mezglu un tīģeli vēlreiz apkaisa ar boraksu un novieto uz elektriskās plīts, tīģeli pārklāj ar vāciņu. Ir nepieciešams karsēt, līdz marle sairst un boraks izkūst. Nogulsnes salips kopā nelielā kunkulī, pēc tam var noņemt vāciņu un izkausēt zeltu. Tā rezultātā tīģeļa apakšā jāveidojas sarkanai bumbiņai.

Apturēt procesu var tikai tad, ja, pārtraucot karsēšanu, zelts dažu sekunžu laikā sāk sacietēt un tā virsma kļūst tīra un spīdīga.

Tīģeļa apakšā sacietējušais metāls nekavējoties jāizņem, jāattīra no boraksa, vārot balinātāja šķīdumā, kura sastāvs ir šāds:

• puslitru ūdens;
• desmit mililitri slāpekļskābes;
• divdesmit mililitrus sālsskābes.

Vārīšanās laiks - piecas minūtes kolbā.

Izskalojiet stieņu tīrā ūdenī.

Elektrolīze

Elektrolītiskā zelta rafinēšanas metode mūsdienās ir visvienkāršākā un efektīvākā.

Lai to izmantotu, ir nepieciešams piepildīt lielu vannu ar zelta hlorīda un sālsskābes maisījumu.

Elektrolītisko vannu anodi šādas attīrīšanas procesā tiek atlieti no zelta, kas ir jāattīra., un katodi ir veidoti no īpašas šķiedru zelta plāksnes.

Elektroķīmiskā reakcija notiek, pateicoties sprieguma padevei vannā uz elektrodiem, kā rezultātā tīrs zelts nosēžas uz alvas, kuras paraugs bieži sasniedz 999,9.

Šādas attīrīšanas procesā vannas apakšā veidojas nogulsnes, kas satur visus papildu piemaisījumus, kas bija sakausējumā pirms procesa sākuma.

tintes akmens

Ja izstrādājumā esošais zelts ir dzeltena dārgmetāla hlorīds, kas izšķīdināts "aqua regia", šāda izstrādājuma attīrīšanai jāizmanto dzelzs sulfāta šķīdums.

Dzelzs sulfāts tiek izšķīdināts ūdenī, sulfāta un ūdens proporcijas ir šādas: viens pret divi. Ja šķīdums kļūst duļķains (tas notiek notiekošā oksidēšanās procesa dēļ), šķīdumā jāievieto tīras dzelzs naglas. Proporcijas ir šādas: pieci grami naglu uz simts gramiem šķīduma.

Pirmais rafinēšanas posms ir slāpekļskābes pārpalikuma iztvaicēšana zem velkmes pārsega. Lai to izdarītu, "karaliskais degvīns" kombinācijā ar zelta hlorīdu ir jāuzsilda porcelāna bļodā, pievienojot nātrija hlorīdu, kas palīdzēs novērst zelta hlorīda sadalīšanos.

Starp šādu krūzi un atklātu uguni ir nepieciešams novietot dzelzs sietu ar azbesta pārklājumu. Šķīdums karsēšanas laikā jāsamaisa ar stikla stieni. un pārmaiņus pievienojiet tam nelielu daudzumu sālsskābes.

Tas ir svarīgi! Ir nepieciešams panākt šķidruma sabiezēšanu līdz sīrupa stāvoklim, pēc kura tas ir jāatdzesē. Kad šķidrums ir atdzisis, jums jāpievieno sālsskābe un šķidrums jāfiltrē.

Filtrātam pievieno piesātinātu dzelzs sulfāta šķīdumu. Pateicoties šādām manipulācijām, zelts nogulsnēs un iegūs sarkanbrūna smaga pulvera formā, kas veidojas trauka apakšā.

Šādas nogulsnes arī jāfiltrē, jāmazgā ar ūdeni un jāsavāc uz papīra filtra, ko pēc tam sadedzina. Šādā veidā iegūtais metāls nav nekas cits kā tīrs zelts.

Visu aprakstīto manipulāciju pareizība garantē augstākā līmeņa tīra zelta saņemšanu.

Video par zelta attīrīšanu ar dzelzs sulfātu

Hlora alva

Rafinēšanas procesa unikalitāte, izmantojot alvas hlorīdu, ir tāda, ka:

• viegli izmantot;
• nav kaitīgs veselībai;
• tikai zelts nogulsnējas.

Pats process ir šāds:

Ir nepieciešams ņemt alvas hlorīda pulveri, kam pievienot vienu daļu ūdens un vienu daļu sālsskābes.

Zeltu saturošajam šķīdumam nepieciešams pievienot alvas hlorīdu. Zelta klātbūtnē notiks reakcija.

Ja ir notikusi reakcija, šķīdums jāatstāj divpadsmit līdz divdesmit četras stundas.

Nogulsnes nokritīs uz leju. Tas jāvāra sālsskābē, kā dēļ tas iegūs dzeltenīgu krāsu.

Sīkāk process ir aprakstīts tālāk esošajā videoklipā.

Video par zelta attīrīšanu ar alvas hlorīdu

Rafinēšanas būtība

Zelta attīrīšanas process pēc būtības nav tik sarežģīts, kā varētu šķist no pirmā acu uzmetiena.

Tas ir diezgan vienkārši izdarāms ne tikai laboratorijas apstākļos un ar īpašām zināšanām, bet arī mājās, ar minimālu daudzumu reaģentu.

Zelta šķīdinātāji ir vielas, kas spēj iedarboties uz dārgmetālu un kādu laiku pārveidot elementu. Daudziem var rasties jautājums, kāpēc izšķīdināt zeltu? Šis process galvenokārt paredzēts dārgmetālu attīrīšanai no piemaisījumiem un efektīvai atkritumu apstrādei.

Zelta šķīdināšana akva regia

Izšķīšanas process

Izšķīdinot zeltu, ar turpmāko procesu palīdzību ir iespējams sasniegt augstāko standartu, tas ir, palielināt dārgmetālu daudzumu sakausējumā. Process notiek trīs posmos:

1. Zelta šķīdināšana ar piemaisījumiem.
2. Iztvaikošana.
3. Dārgmetālu nogulsnēšana.

Pirmajā posmā ir nepieciešami šķīdinātāji. Bet ne katra spēcīga viela ir piemērota šādiem mērķiem. Zelts ir cēlmetāls, kas nozīmē, ka viela ir inerta attiecībā pret daudziem reaģentiem. Bet tajā pašā laikā ir skābes vai maisījumi, kas var izšķīdināt zeltu.

Šķīdināšana ir sarežģīts process, taču to var izdarīt mājās. Piemēram, pirms lūžņu tīrīšanas vai dārgmetālu iegūšanas no radio komponentiem. Bet pirms reaģentu pievienošanas produktiem ir vērts attīrīt lūžņus no piemaisījumiem. Piemēram, izmantojot magnētu, lai atbrīvotos no feromagnētiem. Pēc tam lūžņus var nolaist slāpekļskābē, lai uzreiz atbrīvotos no dažiem metāliem.

Reaģenti (vielas) pirmajam attīrīšanas posmam

Starp reaģentiem, kas var izšķīdināt zeltu, slavenākais un izmantotais ir aqua regia jeb Aqua Regia. Viela ir ļoti populāra, skolā to mācās pat ķīmijas stundās. Mājas eksperimentētājus uztrauc jautājums, kā izšķīdināt zeltu ūdens regijā. Pēc sastāva ūdens regija ir koncentrētas slāpekļskābes un sālsskābes maisījums proporcijā 1:3 pēc tilpuma un 1:2 pēc svara. Apmēram 65-67% ir slāpekļskābe pēc svara un 33-36% ir sālsskābe.

Viņi sauca par cara reaģentu, jo tas varēja izšķīdināt "metālu karali", bet degvīns sākotnēji bija šķidra viela. Daudz vēlāk šī vārda nozīme tika saistīta ar alkoholiskais dzēriens. No ķīmijas viedokļa reakcijas rezultātā tiek iegūta viela - hloraurīnskābe jeb ūdens tetrahlorāts.

Procesa formula izskatās šādi: Au + HNO3 + 4 HCl = HAuCl4 + NO + 2 H2O. Tāpēc, pamatojoties uz vienādojumu, ir nepieciešami 5 mililitri Aqua Regia, lai izšķīdinātu 1 gramu zelta. Reakcijā sālsskābe ir šķīdinātājs, un slāpekļskābe darbojas kā katalizators, tas ir, paātrina procesu un kompensē reakciju.

Tāpēc šķīdināšanas procesā vislabāk ir ņemt 3,75 mililitrus sālsskābes uz gramu zelta lūžņu. Kad sākas redzama reakcija, iemērciet metālu šķīdumā līdz 5 minūtēm un noteciniet skābi, pēc tam piepildiet to ar jaunu vielas daļu. Pēc tam uz plīts uzlieciet trauku ar lūžņiem un skābi un uzkarsējiet maisījumu, ielejot tajā slāpekļskābi proporcijā 1,25 mililitri uz 1 gramu metāla.

Jāaprēķina visi reaģenti, īpaši slāpekļskābe. Tieši no šīs vielas būs jāiznīcina filtrēšanas un nokrišņu procesā. Pēc metāla izšķīdināšanas šķīdumam nepievienojiet slāpekļskābi. Pēc šķīdināšanas procesa pabeigšanas iegūtais maisījums jāuzsilda apmēram 30 minūtes.

Nākamais solis būs zelta filtrēšana, kas notiek jau ar citu vielu palīdzību. Filtrēšana ir divpakāpju process. Pirms filtrēšanas pēc izšķīdināšanas šķīdums ir jāiztur apmēram dienu, jo šajā laikā skābes, kas ir ūdens regijas sastāvā, iztvaiko. Pati viela ir nestabila, kas atvieglo turpmāko dārgmetāla attīrīšanu.

Zelta nokrišņi

No visām esošajām vielām ne tikai degvīns tiek galā ar cēlmetāla šķīšanas procesiem. Zelts ir pakļauts:

• Ozons. Rezultātā veidojas oksīds Au2O3 Brūna krāsa. Normālos apstākļos reakcija nav iespējama, nepieciešams liels daudzums koncentrēta ozona.
• Gāzveida fluors, broms, jods, hlors karsējot izšķīdina arī zeltu. Procesa rezultātā veidojas AuF3 fluorīds, AuCl3 sarkanais hlorīds, AuBr3 brūnais bromīds un AuI3 tumši zaļais jodīds. Tāpēc, ja jums ir zeltītas rotaslietas, labāk izvairīties no saskares ar joda tinktūru. Dārgmetāls spēj izšķīst šķidrā bromā, un tas istabas temperatūrā reaģē ar hlora ūdeni, veidojot HAuCl4.
• Zelts izšķīst arī koncentrētā karstā selēnskābē. Reakcijas laikā skābe tiek reducēta līdz selēnam. Ķīmiķi šo paņēmienu raksta šādi: 2Au + 6H2SeO4 \u003d Au2 (SeO4) 3 + 3H2Se03 + 3H20.
• Lai izšķīdinātu dārgmetālu, karstai sērskābei jāpievieno oksidētājs. Kā oksidētājs tiek izmantots nitrāts, permanganāts, hromskābe, mangāna dioksīds.
• Jūs varat veikt procesu, izmantojot sārmu un sārmzemju metālu cianīdus. Reakcija notiek pat tad, kad normāla temperatūra ar piekļuvi skābeklim. Bet rezultātā zelta savienojumi ar cianīdu ir ļoti spēcīgi, tāpēc rūpnieciskos nolūkos metode tiek izmantota iegūtā zelta attīrīšanai no rūdām. 4Au + 8KN + 2H2O + O2 \u003d 4K [Au (CN) 2] + 4KOH - tā izskatās reakcija. To atklāja un pētīja krievu zinātnieks-inženieris Bagrations. Procesu sauca par cianizāciju.
• KOH sārmā notiek arī zelta anodiska izšķīšana, kurā dārgmetāls veido kālija aurātu un anoda nogulsnes.

Zelta cēlums no mūsdienu ķīmijas viedokļa joprojām nav tik ideāls, kā mēs vēlētos. Protams, šīs reakcijas ir bīstami veikt mājās, taču laboratorijās un rūpnīcās tās ir iespējams novērot. Šīs reakcijas ļauj ekonomiskāk apstrādāt izejvielas zelta veidā, kā arī padarīt dārgmetālu tīrāku. Pirms reakciju veikšanas pārliecinieties, ka visi reaģenti ir pareizi sagatavoti un ir ievēroti visi drošības pasākumi.

Un, lai pasargātu savu zelta izstrādājumu no negatīvām reakcijām, labāk nesazināties ar joda tinktūru. Īpaši no vielu iedarbības ir jāaizsargā rotaslietas ar zemāku dārgmetāla sastāvu, jo ligatūra ātrāk reaģē uz ķīmiskajiem reaģentiem.

Bieži vien ir nepieciešams attīrīt zeltu no citiem metāliem, kas atrodas sakausējumā vai lūžņos. Kad zeltu iegūst cianidējot, rūdas izšķīdināšana kālija cianīda šķīdumā, galaproduktā arī zelts bieži vien izrādās sajaukts ar sudrabu un varu.

Ja ir nepieciešams izgatavot augstas kvalitātes zeltu no zemas kvalitātes zelta, rodas tas pats uzdevums - attīrīt dārgmetālu no pavadošajiem piemaisījumiem. Klasisks veids, kas ļauj vienkārši notīrīt, izšķīdināt zeltu ūdens regijā.

Zelta izšķīšana

Pašdarināts maisījums

Aqua regia jeb Aqua Regia ir koncentrētas slāpekļskābes un sālsskābes maisījums proporcijā 1:3 pēc tilpuma un aptuveni 1:2 pēc svara. Precīzāk, 65-68% no svara slāpekļskābes (HNO3) un 32-35% sālsskābes (HCl). Tik dīvainu nosaukumu šim maisījumam deva alķīmiķi: tikai šim “degvīnam” bija spēja izšķīdināt “metālu karali” - zeltu (pats vārds “degvīns” krievu zinātniskajā valodā nozīmēja ķīmisko “ūdeni” - šķidrumu reaģents; stiprajam alkoholiskajam dzērienam šis termins jau ir noteikts daudz vēlāk).

Metāliskā zelta reakcijas rezultātā ar ūdens regiju veidojas komplekss savienojums - hloraurīnskābe jeb ūdeņraža tetrahlorāts. Šajā gadījumā notiek šāda reakcija:

Au + HNO3 + 4 HCl = HAuCl4 + NO + 2 H2O.

Pamatojoties uz šo ķīmisko vienādojumu un ūdens regijas blīvumu, izrādās, ka ir nepieciešami vismaz 5 ml reaģenta, lai izšķīdinātu 1 gramu zelta. Faktiski šajā gadījumā zelts izšķīst tikai sālsskābē. Hloraurīnskābē nav ne slāpekļa, ne skābekļa. Slāpekļskābe darbojas tikai kā oksidētājs, katalizējot zelta iekļūšanu reakcijā. Šajā sakarā izšķīdināšanas procesu vislabāk var veikt šādi.

Pirmkārt, ja mums ir darīšana ar metāllūžņiem, kas satur zeltu, mums ir jānoņem feromagnētiskās daļiņas, izmantojot magnētu. Pēc tam zeltu var pēc iespējas vairāk attīrīt no piemaisījumiem ar citu skābju, galvenokārt tīras slāpekļskābes, palīdzību. Tikai tad var sākties zelta šķīšanas process.

Vispirms jums jāizmēra 3,75 ml sālsskābes uz katru gramu zeltu saturoša metāla un jāpiepilda tikai ar viņu. Ja tajā pašā laikā sākas vairāk vai mazāk pamanāma reakcija, tas nozīmē, ka daži piemaisījumi jau ir sākuši šķīst. Ir nepieciešams gaidīt procesa beigas, iztukšojiet šķīdumu un piepildiet metālu ar jaunu sālsskābes daļu. Tagad jums jāsāk karsēt trauku ar reaģentu, pakāpeniski pievienojot slāpekļskābi ar ātrumu 1,25 ml uz 1 gramu metāla.

Galvenais ir nepārspīlēt ar slāpekļskābi, jo, kad zelts tiek nogulsnēts no šķīduma, no tā būs jāatbrīvojas viskonsekventāk. Tiklīdz viss metāls ir izšķīdis, nekavējoties jāpārtrauc tā pievienošana šķīdumam. Turklāt ne visa sākotnējā viela noteikti izšķīst: sudrabs, atšķirībā no zelta, tiek pasivēts ūdens regijā, jo uz virsmas veidojas blīva hlorīda plēve. Kad šķīdināšana ir beigusies, šķīdumu karsē apmēram pusstundu.

Šķīduma filtrēšana

Tagad ir pienācis laiks filtrēt risinājumu. Lai gan filtru var izmantot diezgan rupju, smalkāka tīrīšana notiks vēlāk.

Iegūtās nogulsnes

Jāsaprot, ka pati aqua regia ir diezgan nestabila viela: sālsskābe un slāpekļskābe reaģē viena ar otru. Sākotnēji caurspīdīgs, tas drīz pārvēršas oranži brūnā slāpekļa oksīdu nokrāsā un pēc tam pilnībā zaudē savas oksidējošās īpašības. Šajā gadījumā notiek šādas reakcijas:

HNO3 + 3HCl = 2Cl + NOCl + 2H2O

Turklāt abas skābes vienkārši iztvaiko. Šajā sakarā šķīdumu šajā stadijā vēlams paturēt apmēram dienu, jo tas atvieglos turpmāko slāpekļskābes iztvaicēšanas procesu.

Iztvaicējot, šķīdumam jāpievieno neliels daudzums sērskābes, ne vairāk kā 50 ml uz litru. Tas palīdzēs nogulsnēt svina un sudraba hlorīda atlikumus (kas, kaut arī slikti šķīst, šķīdumā var būt nelielā daudzumā). Turklāt iztvaikošanas process noritēs ātrāk.

Sildīšana tiek veikta lēni un uzmanīgi. Šķīdumu iztvaicē līdz sīrupa konsistencei (ne vairāk!). To nav iespējams uzvārīt, jo šajā gadījumā nav iespējams izslēgt zelta nogulsnēšanos metāla nogulšņu veidā jau šajā posmā.

Pēc tam šķīdumam pievienojam sālsskābi līdz sākotnējam tilpumam un atkal iztvaicē līdz sīrupa stāvoklim. Procedūru atkārto trīs reizes. Pēc tam šķidrumu 2 reizes atšķaida ar aukstu ūdeni un atstāj uz dienu aukstumā. Šajā gadījumā sudraba hlorīda paliekām vajadzētu nogulsnēties: tas izšķīst tikai koncentrētā sālsskābē, un jo labāk, jo augstāka temperatūra. Attiecīgi, samazinoties koncentrācijai un temperatūrai, AgCl izgulsnējas. Tagad filtrēšana tiek veikta “pilnībā”: šķīdumā nedrīkst būt duļķainības.

Karaliskais degvīns ir koncentrētas sālsskābes un slāpekļskābes sastāvs proporcijā 1:3 pēc tilpuma. Šai sintēzei ir visspēcīgākā oksidējošā spēja, izšķīdinot pat zeltu. Bet kāpēc to tā sauc? Tas ir vienkārši, aqua regia spēj izšķīdināt "metālu karali", tas ir, zeltu un degvīnu no mājdzīvnieku ūdens. Alberta Lielā rakstos šī viela tika dēvēta par "aqua secunda" sekundāro degvīnu, vēlāk citi alķīmiķi savos rakstos to sauca par "aqua regia (regis)".

Aqua Regia vēsture

Pagrieziena punkts ķīmijas attīstībā bija 13. gadsimts, kad alķīmiķi atklāja spēcīgas minerālskābes, kas spēj izšķīdināt daudzas ūdenī nešķīstošas ​​vielas. Pirms tam pasaule zināja tikai par etiķskābi, kas pazīstama kopš seniem laikiem. Jaunatklātās skābes izrādījās miljons reižu stiprākas, kas alķīmiju pārcēla uz jaunu robežu, jo kļuva iespējams radīt daudzus ķīmiskus procesus un reakcijas. Tā drīz vien tika atklāta slāpekļskābe, saukta par "aqua fortis" – stipru ūdeni, kas sarūsēja visu, kas ar to bija saskarē, izņemot zeltu, visus tajā laikā zināmos metālus. Trīs gadsimtus vēlāk tika atklāts hlorūdeņradis (sālsskābe).

1597. gadā alķīmiķis Andreass Libavia pirmo reizi aprakstīja ūdens regijas pagatavošanu, sajaucot slāpekļskābes un sālsskābes koncentrātu. Pirms tam bija mēģinājumi iegūt alkahestu, sausā veidā destilējot salpetra, amonjaka, zilā vitriola un alauna maisījumus stikla traukā un pārklājot ar vāku vai vāciņu. Šo metodi XIV gadsimtā aprakstīja alķīmiķis Pseido-Gēbers, taču tā bija ļoti rūpīga un sarežģīta, turklāt šāds maisījums varēja tikt galā ar sudrabu, bet zelts bija ārpus viņa kontroles. Un 16. gadsimtā universāls šķīdinātājs tomēr tika atrasts, un "aqua regia" izgudrojums veicināja tehniskās ķīmijas attīstību un testu analīzes uzlabošanos.

No kādām skābēm sastāv ūdens regija?

Runājot par ūdens regijas sastāvu, izrādījās, ka sālsskābes un slāpekļskābes ķīmiskais maisījums, mijiedarbojoties ar tā sastāvdaļām, vairākas reizes uzlabo tā spējas. Maisījums izrādījās tik stiprs, ka tajā izšķīst zelts un pat platīns proporcijā 1:4 (sālsskābe, reaģējot ar slāpekļskābi, izdala hloru, savukārt šķīdums kļūst zaļš, un brīvā hlora daļiņas uzbrūk zeltam ).

Mijiedarbības formula izskatās šādi:
Slāpekļskābe oksidē sālsskābi
HNO3 + 3HCl = NOCl + Cl2 + 2H2O.
Šajā procesā parādās divas aktīvās vielas: nitrozilhlorīds un hlors, kas spēj izšķīdināt zeltu:
Au + NOCl2 + Cl2 = AuCl3 + NO.

Zelta hlorīds acumirklī piestiprina sev HCl molekulu, un veidojas tetrahloraurīnskābe, ko tautā dēvē arī par “hlora zeltu”: AuCl3 + HCl = H (AuCl4).

Aqua Regia sagatavošana mājās jāveic, ievērojot visus drošības pasākumus un labi vēdināmā vietā.
Lai pagatavotu ūdens regiju, jums jāiegādājas divas galvenās sastāvdaļas: koncentrēta sālsskābe un slāpekļskābe.
Mēs arī stingri iesakām izmantot tikai stikla mēģenes (ar atzīmēm) un stikla stienīti, lai vienmērīgi samaisītu "sprādzienbīstamo maisījumu". Sākotnējais sastāvs ir divu skābju maisījums proporcijā 1:3. Samaisiet, izmantojot tikai vienu mēģeni, nemēriet skābes citos traukos, tādējādi samazinot skābes izliešanas iespēju.
Tagad jums atsevišķi jāapspriež tie komponenti, ar kuriem jūs saskarsities ūdens regia ražošanā.

Slāpekļskābe

Vienbāziskajai skābei, jutīgai pret gaismu, ir ļoti asa smacējoša smaka. Spēcīgā gaismā slāpekļskābe sadalīsies slāpekļa oksīdā un ūdenī. Šajā sakarā vienu no spēcīgākajām skābēm uzglabā tumšā vai necaurspīdīgā traukā. Koncentrēts slāpekļskābes šķīdums nešķīst alumīniju un dzelzi, tāpēc to droši var uzglabāt metāla traukā.

Vēlos atzīmēt, ka slāpekļskābe ir ļoti spēcīgs elektrolīts (tāpat kā lielākā daļa skābju) un oksidētājs. Augsti interesants fakts, ir tas, ka slāpekļskābe (piemēram, ozons) var veidoties atmosfērā spēcīgu zibens uzliesmojumu laikā. Atmosfēras gaisa sastāvs sastāv no 78% slāpekļa, kas reaģē ar atmosfēras skābekli. Šī reakcija rada slāpekļa oksīdu (NO). Pēc tam ar tālāku oksidēšanu ārā slāpekļa oksīds tiek pārveidots par slāpekļa dioksīdu (NO2 vai, kā to sauc arī par brūno gāzi). Atmosfēras mitrumam reaģējot ar slāpekļa dioksīdu, rodas slāpekļskābe. Koncentrācija šādos gadījumos ir minimāla, un tā nemaz nav bīstama cilvēkiem, dzīvniekiem un dabai.

Sālsskābe

Otra ūdens regija sastāvdaļa ir sālsskābe. Šī skābe ir bezkrāsaina, brīvā dabā izdala tvaikus "dūmu" veidā, ļoti spēcīgi kodīgs šķidrums (tehniski nozīmīgai sālsskābei var būt dzeltenīga nokrāsa, jo tajā atrodas dzelzs un hlora piemaisījumi).

Kad mēs runājam par fizikālās īpašības sālsskābe, šeit jāatzīmē tās stiprā puse, izšķīdinot visus metālus (kas atrodas spriegumu virknē līdz ūdeņradim), kamēr izdalās H2 un veidojas hlorīda sāļi). Lietojot šo skābi, jābūt ļoti uzmanīgiem, jāstrādā vai jāeksperimentē brīvā dabā vai labi vēdināmā telpā, jo skābei ir ļoti asa smaka un tā stipri kairina augšdaļas gļotādu. elpceļi cilvēka ķermenis.

Sālsskābes ražošana notiek, izšķīdinot gāzveida hlorūdeņradi parastajā ūdenī (H2O). Savukārt hlorūdeņradi var iegūt, nātrija hlorīdam reaģējot ar ļoti koncentrētu sērskābi.

Aqua regia izmantošana

Daudzas padomju un pēcpadomju ģimenes zināja no galvas ūdens regia sastāvu. To plaši izmanto zelta šķīdināšanai mājās, lai iegūtu tīru zeltu no mikroshēmām, tranzistoriem, rokas pulkstenis un citas nevajadzīgas ierīces, kuru sastāvā ir neliels daudzums zelta.

Galvenais aspekts, lai veiksmīgi pabeigtu jūsu plānoto ķīmisko eksperimentu ar aqua Regia, ir drošība. Izmantojiet individuālos aizsardzības līdzekļus, ievērojiet drošības noteikumus, esiet ārkārtīgi modrs un uzmanīgs, jūsu dzīvība un veselība būs apdraudēta.

Video par Aqua Regia

Vietējais zelts, iespējams, bija pirmais cilvēkiem zināmais metāls. Kopš seniem laikiem zelta spožums ir salīdzināts ar saules spožumu, latīņu valodā - so1; līdz ar to šī metāla nosaukums krievu valodā. Angļu go1d, vācu Co1d, holandiešu goud, zviedru un dāņu guld (tātad, starp citu, guldeņi) Eiropas valodās ir saistīti ar indoeiropiešu sakni ghel un pat ar grieķu saules dievu Heliosu. Latīņu nosaukums zelta aurum nozīmē "dzeltens" un ir saistīts ar Aurora (Aurora) - rīta rītausmu. Gaišs dzeltens poētiskajos darbos saistīts ar zeltu: "Meži, kas ģērbti sārtumā un zeltā ..." (A. S. Puškins).

Alķīmiķu vidū zelts tika uzskatīts par metālu karali, tā simbols bija starojošā saule, bet sudraba simbols bija mēness (šajā sakarā interesanti, ka zelta un sudraba cenas attiecība g. Senā Ēģipte atbilst Saules gada attiecībai pret mēness mēnesis). Kad alķīmiķi atklāja ūdens regiju, sālsskābes un slāpekļskābes maisījumu, viņi bija pārsteigti, atklājot, ka tas izšķīdina zeltu. Tā radās simbolisks viduslaiku zīmējums: lauva (aqua regia), kas aprij sauli (zeltu). Mūsdienu apzīmējumā zelta šķīdināšanas process ūdens regijā izskatās nedaudz savādāk:

Au + 4HC1 + HNO 3 = HAuC1 4 + NO + 2H2O

Pēc rūpīgas šāda šķīduma iztvaicēšanas izceļas dzelteni kompleksās sālsskābes HAuCl 4 ∙3H 2 O kristāli.

Bet vai tikai ūdens regija spēj ietekmēt zeltu? Izrādās, ka zelts nespēj pretoties daudzu vielu un maisījumu iedarbībai. No vienkāršām vielām ozons iedarbojas uz zeltu (veidojas brūnais oksīds Au 2 O 3, kas, karsējot, reaģē ar gāzveida fluoru, hloru, bromu un jodu, veidojot trihalogenīdus: apelsīnu fluorīdu AuF 3, sarkano hlorīdu AuCl 3, brūno bromīdu AuBr. 3, un tumši zaļš AuI 3 jodīds, (tāpēc zelta gredzeni baidās no joda tinktūras; kā parādīja eksperiments, joda tinktūra ātri izšķīdina zelta pārklājumu no apzeltītiem elektriskiem kontaktiem). paaugstināta temperatūra atdala jodu, veidojot gaiši dzeltenus AuI 3 kristālus. Zelts reaģē ar hlora ūdeni jau istabas temperatūrā, veidojot HAuCl 4 . Zelts izšķīst arī šķidrā bromā.

Papildus ūdens regijai zelts izšķīst arī karstā koncentrētā selēnskābē H 2 SeO 4, kas pēc tam tiek reducēta līdz selēnam:

2Au + 6H 2 SeO 4 \u003d Au 2 (SeO 4) 3 + 3H 2 Se0 3 + 3H 2 0

Ja karstai sērskābei pievieno oksidētāju (nitrātu, permanganātu, hromskābi, mangāna dioksīdu u.c.), šāds šķīdums iedarbosies arī uz zeltu. Zelts daudz vieglāk izšķīst jau istabas temperatūrā (piekļūstot gaisam) sārmu un sārmzemju metālu cianīdu ūdens šķīdumos. Reakciju veicina ļoti spēcīgu kompleksu cianīdu veidošanās:

4Au + 8KSN + 2H 2O + O 2 → 4K [Au (CN) 2] + 4KOH

Šis process (cianidēšana), ko 1843. gadā atklāja krievu inženieris P. R. Bagrations, ir svarīgas rūpnieciskas metodes zelta ieguvei no rūdām pamatā. Un, zeltam anodiski izšķīdinot sārma šķīdumā (KOH), veidojas kālija aurāts K[AuO 2 ] un Au 2 O 3 anoda nogulsnes.

Kā redzat, zelts nebūt nav tik cēls, kā parasti tiek uzskatīts. Tas reaģē ar daudzām ķīmiskām vielām. Tiesa, ikdienā šo parādību, kā likums, var ignorēt. Galu galā ir grūti iedomāties, ka kāds iebāza pirkstu ar zelta gredzenu karstā koncentrētā selēnskābes šķīdumā. Lai gan labāk ir izvairīties no zelta priekšmetu saskares ar joda tinktūru - joda un kālija jodīda ūdens-spirta šķīdumu, kas iedarbojas uz zeltu: 2Аu + I 2 + 2КI \u003d 2K [AuI 2] (un vēl jo vairāk vara vai sudrabs, ar kuru sakausēts zelts). Bet cianīda un citu nozaru strādniekiem jārēķinās ar zelta izstrādājumu korozijas iespējamību!