漫谈王水

发布时间:2012-05-17

王有亮

持续了将近半年的“方韩大战”硝烟渐弱,不料近日随着电影《黄金大劫案》的上映,又掀起新的波澜。片尾,小东北拉着一油罐车的王水去撞银行,溶黄金,堪称全局高潮。但方舟子于4月28日凌晨,对这一情节不断在微博上提出质疑:“王水是浓硝酸和浓盐酸1:3的混合,很不稳定,会释放出大量的氯气,都是现配现用,不能运输,不能储存,没有成品。如果有人配了一油罐车的王水要去溶解黄金,周围的人都得被氯气毒死。更不要说油罐车先要被溶解掉。化学反应式:HNO3+3HCl→NOCl+Cl2+2H2O,2NOCl→2NO+Cl2。另,王水制成几秒钟后就变成橘色,而且王水溶解黄金速度很慢。”

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争议的焦点:运输王水的油罐车

 

提到王水,大家很容易会想起丹麦物理学家波尔智斗德国纳粹,用王水溶解诺贝尔纯金奖牌的故事。下面我们来介绍下引起争议的王水。约公元800年左右波斯人炼金术士贾比尔·伊本·哈杨(Jabir ibn Hayyan)将盐酸与硝酸混合在一起发明了能够溶解金的王水。王水,又称王酸、硝基盐酸,是一种腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体,是硝酸(HNO3)和盐酸(HCl)组成的混合物,其中混合比例为1:3(体积比),具有比浓硝酸或浓盐酸更为强烈的腐蚀作用,是少数能够溶解金和铂的物质之一。这也是它的名字的来源。不过塑料之王——聚四氟乙烯和一些非常惰性的金属如钽(Ta)、铑、钌、锇、铱、钛等则不受王水腐蚀。王水在冶金工业和化学分析用于溶解金属。

File:Aqua regia in Davenport Laboratories.jpg

实验室配制的王水

王水中含有硝酸、亚硝酰氯、氯等强氧化剂,王水中也含有高浓度的氯离子,能跟金属离子形成稳定的络离子,有利于向金、铂溶解方向进行。浓盐酸的加入并不是增强了硝酸的氧化性,而是增强了金属的还原能力。以金为例,

\rm \ Au^{3+}+3 {\mathit{e}}^- \rightarrow Au; \ \ E^{\ominus} = 1.52V

\rm \ AuCl_4^- + 3 {\mathit{e}}^- \rightarrow Au + 4Cl^-; \ \ E^{\ominus} = 1.002V

可以看出,在没有氯离子存在下,硝酸和氯都不易氧化金,但是当金在氯离子存在下时,它的电极电势降低很多,换句话讲,由于Au与Cl-配位形成AuCl4-,增强了金属的还原能力,这时氯甚至浓硝酸也能氧化Au成AuCl4-。所以,王水能溶解金的主要原因不是王水的氧化能力被增强,而是金属的还原能力被增强。另外,由于王水与银反应在银表面产生氯化银(AgCl)白色沉淀覆盖住银,而阻碍进一步反应,银几乎不溶于王水。

由于金和铂能溶解于王水中,人们的金铂首饰(黄金)在被首饰加工商加工清洗时,常会在不知不觉中被加工商用这种方法偷取,损害消费者的利益。另外王水不稳定,极易分解,因此必须在使用前才配制。