Русская Википедия:Царская водка
Шаблон:Другие значения Шаблон:Вещество Ца́рская во́дка (Шаблон:Lang-la) — 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 золото, Шаблон:Нет АИ 2.
История исследования и использования
Задолго до открытия соляной кислоты в латинских текстах, приписываемых арабско-персидскому алхимику Геберу (Джабиру ибн Хайян) (VIII век), изложен способ получения царской водки путём сухой перегонки смеси селитры, медного купороса, квасцов и нашатыря в стеклянном, хорошо замазанном сосуде, снабжённом стеклянной крышкой или колпаком[3].
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, считавшегося до некоторых пор неподверженным изменению. Таким образом появилось название aqua regia (также aqua regis, A.R.)[5]. Алхимический символ царской водки был составлен из знака воды Файл:Water symbol (alchemical).svg 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 работах Лавуазье царская водка именовалась «нитромуриевой кислотой», в соответствии с представлениями о том, что выделяющийся газ (хлор) не что иное, как оксид элемента мурия, дефлогистированная соляная кислота.
В России
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 основным вплоть до середины XIX века. Крепкий спиртной напиток, именуемый сейчас водкой, тогда называли «хлебным вином», «горячим вином», «зелено-вином» и так далее. В 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
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).
- <math>\mathsf{3HCl+HNO_3\longrightarrow Cl_2 + NOCl + 2H_2O};</math>
- <math>\mathsf{2NOCl \rightarrow 2NO + Cl_2}</math>
- <math>\mathsf{2NO + O_2 \longrightarrow 2NO_2}</math>
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:
- <math>\mathsf{Au+4HCl+HNO_3\longrightarrow H[AuCl_4]+NO\uparrow+2H_2O}</math>
- <math>\mathsf{3Pt+18HCl+4HNO_3\longrightarrow 3H_2[PtCl_6]+4NO\uparrow+8H_2O}</math>
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].
Серебро не растворяется в царской водке из-за пассивации поверхности образующейся плёнкой хлорида серебра. Пассивация поверхности металла кислотоустойчивыми оксидами является причиной устойчивости к царской водке хрома, титана, тантала, циркония, гафния и ниобия. Царская водка не растворяет фторопласт-4 (тефлон).
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 аффинаже золота и платины, получении хлоридов металлов и другого.
Юникод
В Юникоде есть 2 алхимических символа царской водки (Шаблон:Lang-la).
| Графема | Unicode | HTML | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Код | Название | Шестнадцатеричное | Десятичное | Мнемоника | |
| 🜆 Файл:U+1F706.svg | U+1F706 | ALCHEMICAL SYMBOL FOR AQUA REGIA | 🜆
|
🜆
|
— |
| 🜇 Файл:U+1F707.svg | U+1F707 | ALCHEMICAL SYMBOL FOR AQUA REGIA-2 | 🜇
|
🜇
|
— |
Интересные факты
В нацистской Германии было запрещено принятие Нобелевской премии после того, как в 1935 году премию мира присудили противнику национал-социализма Карлу фон Осецкому. Немецкие физики Макс фон Лауэ и Джеймс Франк доверили хранение своих золотых медалей Нильсу Бору. Когда в апреле 1940 года немцы оккупировали Копенгаген, во избежание возможной конфискации сотрудник Института Нильса Бора химик Дьёрдь де Хевеши растворил эти медали в царской водке (сам Хевеши был удостоен Нобелевской премии по химии в 1943 году). Банка с раствором тетрахлорозолотой кислоты благополучно простояла среди сотен других вплоть до завершения оккупации Дании.
После окончания войны Хевеши выделил золото из раствора и передал его Шведской королевской академии наук и Нобелевскому фонду. Из него изготовили новые медали, которые были возвращены фон Лауэ и Франку[11].
Примечания
Ссылки
- Aqua Regia // Видео из серия «The Periodic Table of Videos» (Ноттингемский университет)Шаблон:Ref-en
- ↑ Указаны массовые доли кислот в исходных растворах.
- ↑ Краткий справочник химика / сост. В. И. Перельман. — Шаблон:М.: Госхимиздат, 1956. — С. 430.
- ↑ Анонимный трактат «О красном и белом» / Цит. по Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. — Шаблон:М.: Наука, 1979. — 269 с. (С. 55)
- ↑ Европейская алхимия / Левченков С. И. Краткий очерк истории химии. — Ростов н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 2006. — 112 с.
- ↑ Джуа М. История химии. — Шаблон:М.: Мир, 1966.
- ↑ Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии. — Шаблон:М.: Амфора, 2002.
- ↑ Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. — Шаблон:М.: Наука, 1979.
- ↑ Манолов К. Великие химики. — В 2-х томах. Т. I. — Пер. с болг. — 3-е изд. испр., доп. — Шаблон: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
- ↑ 10,0 10,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
Шаблон:Выбор языка Шаблон:Алхимия
.svg){kind=link}
