Ца́рская во́дка (лат.Aqua Regia, Aqua Regis, A.R.) — смесь концентрированных азотной HNO3 (65—68 % масс.) и соляной HCl (32—35 % масс.)[1]кислот, взятых в соотношении 1:3 по объёму (массовое соотношение, в пересчёте на чистые вещества, — около 1:2)[2].
Название не имеет отношения к спиртным напиткам и происходит от устаревшего значения слова «водка» (вода) и уникальной способности смеси растворять «царя металлов» — золото.
В сочинениях Альберта Великого она называется aqua secunda («вторичная водка», а «первичная водка» — aqua prima — азотная кислота), у других алхимиков — aqua regia. В 1270 году Бонавентура указал на применяемый им собственный метод получения растворением нашатыря в «крепкой водке» (aqua fortis, азотная кислота)[4]. Бонавентура также установил, что азотная кислота растворяет серебро, отделяя его от золота; используя царскую водку, он установил её способность растворять «царя металлов» — золото, которое считалось до некоторых пор не подверженным изменению. Таким образом появилось название aqua regia (также aqua regis, A.R.)[5]. Алхимический символ царской водки был составлен из знака воды и прописной буквы R. Позднее царская водка описана Псевдо-Гебером, неизвестным алхимиком, трактаты которого стали распространяться в Европе в XIV веке.
Приготовление царской водки смешением концентрированных соляной и азотной кислот впервые описывается в «Алхимии» Андреаса Либавия (1597)[6]. Установление факта растворения благородных металлов в царской водке рассматривалось алхимиками как решение одной из важнейших задач алхимии: приготовление алкагеста — универсального растворителя. Использование царской водки в алхимической практике привело к существенному росту знаний о веществах и химических реакциях[7] и способствовало становлению пробирного анализа и технической химии.
В России её называли королевской водкой (М. В. Ломоносов, 1742 г.), царской водкой (М. Парпуа, 1796 г.), селитро-соляной кислотой (В. В. Петров, 1801 г.), азотноводохлорной кислотой (Г. И. Гесс, 1831 г.); известны и другие названия[8]. Слово «водка» первоначально появилось в русском языке примерно в XIII—XIV веках как уменьшительное от слова «вода» и имело таковое значение как основное вплоть до середины XIX века. Крепкий спиртной напиток, именуемый сейчас водкой, тогда называли «хлебным вином», «горячим вином», «зелено-вином» и так далее. Значение «спиртной напиток» слово «водка» приобрело где-то между XIV и XIX веками первоначально как диалектное, и лишь в конце XIX — начале XX века стало обозначать единственно «крепкий спиртной напиток»[9].
Свойства
Растворение платины в царской водке
Представляет собой жидкость жёлто-оранжевого цвета с сильным запахом хлора и диоксида азота. Только что приготовленная царская водка бесцветна, однако быстро приобретает оранжевый цвет.
При взаимодействии HCl и HNO3 образуется сложная смесь высокоактивных продуктов, в том числе ассоциатов, диоксида азота, хлора и нитрозилхлорида (хлористого нитрозила). Наличие среди продуктов взаимодействия хлорида нитрозила NOCl и хлора в сильнокислой среде делает царскую водку одним из сильнейших окислителей. Смесь готовят непосредственно перед её применением: при хранении она разлагается с образованием газообразных продуктов (образование диоксида азота и нитрозилхлорида придаёт царской водке окраску).
Эффективность царской водки как окислителя в значительной степени связана с уменьшением потенциала окисления металлов вследствие образования хлоридных комплексных соединений.
Комплексообразование в сильнокислой окислительной среде делает возможным растворение уже при комнатной температуре даже таких малоактивных металлов, как золото, платина и палладий:
Скорость растворения (травления) золота в царской водке составляет примерно 10 мкм/мин. Рутений растворяется в царской водке только в присутствии кислорода воздуха, образуя комплексное соединение — гексахлорорутениевую кислоту[10]. Родий и иридий в компактном состоянии устойчивы, но растворяются при нагревании в виде высокодисперсных порошков (черни)[10].
Царская водка применяется как реактив в химических лабораториях, для очистки стеклянной посуды от следов органических веществ (например, в ЯМР-спектроскопии), в пробирном анализе благородных металлов и их сплавов, при аффинажезолота и платины, получении хлоридов металлов и другого.
Юникод
В Юникоде есть 2 алхимических символа царской водки (лат.Aqua regia).
После окончания войны Хевеши выделил золото из раствора и передал его Шведской королевской академии наук и Нобелевскому фонду[11]. Из него изготовили новые медали, которые были возвращены фон Лауэ и Франку[12].
Примечания
↑Указаны массовые доли кислот в исходных растворах.
↑Краткий справочник химика / сост. В. И. Перельман. — М.: Госхимиздат, 1956. — С. 430.
↑Анонимный трактат «О красном и белом» / Цит. по Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. — М.: Наука, 1979. — 269 с. (С. 55)
↑Азимов А. Краткая история химии: Развитие идей и представлений в химии — от алхимии до ядерной бомбы. — М.: Амфора, 2002.
↑Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. — М.: Наука, 1979.
↑Манолов К. Великие химики. — В 2 томах. Т. I. — Пер. с болг. — 3-е изд. испр., доп. — М.: Мир, 1985. — 465 с., ил.
↑Что означает слово «водка», имеется ли оно в других древнеславянских языках и когда оно впервые зафиксировано в русском языке / Похлёбкин В. В. История водки. — М: Центрполиграф, 2005. — ISBN 5-9524-1895-3
.svg){kind=small}
![{\displaystyle {\mathsf {Au+4HCl+HNO_{3}\longrightarrow H[AuCl_{4}]+NO\uparrow +2H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cde5aa7861cd8164a69a4d46c3b0b4e1f46f9bba)
![{\displaystyle {\mathsf {3Pt+18HCl+4HNO_{3}\longrightarrow 3H_{2}[PtCl_{6}]+4NO\uparrow +8H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c8f0a55aa4b040fa747685471989597c45f79e78)
.svg){kind=small}
