为什么王水比制出它的盐酸、硝酸强得多?

 

王水(aqua regia) ,又称王酸、硝基盐酸,是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体。王水可以溶解绝大多数金属、大部分盐,而高级烷烃则无能为力。

王水

逆王水(又称反王水、勒福特王水)则更强,它可以溶解王水溶解不了的金属,甚至还可以溶解酸性氧化物 SO2

逆王水

 

它们的配制方式分别为:1倍浓硝酸、3倍浓盐酸3倍浓硝酸、1倍浓盐酸(不要尝试)


为什么它们有如此强的酸性?

在初中,我们初步了解了酸的通性,而酸具有腐蚀性的原因就是可以电离出氢离子,而强酸是可以完全电离的,也就拥有了更强的腐蚀性。但真的是这样吗?我们都知道,稀硫酸和浓硫酸有着不同的性质。来看以下两条反应:

Zn+HX2SOX4()=ZnSOX4+HX2
Zn+2HX2SOX4()=ZnSOX4+SOX2+2HX2O

其实,后者可以理解为分两步进行的反应:

Zn+HX2SOX4=ZnO+HX2O+SOX2
ZnO+HX2SOX4=ZnSOX4+HX2O

 

我们常说,浓硫酸具有强氧化性,其实,可以理解为在反应时,它会将另一种物质氧化为氧化物,再与其反应。那么,为什么只有浓度高时才会体现出氧化性?这是因为 H2SO4强电解质,在稀硫酸中,完全电离为氢离子和硫酸根离子,而在浓硫酸中,由于水很少,仍然存在大量的 H2SO4 分子,而 H2SO4 中硫的化合价为+6,是最高价态,只具有氧化性,所以氧化性很强。

所以,王水、逆王水的腐蚀性来自于它们中存在的某种分子


那么到底发生了什么?

在配置王水时,会发生以下反应:

HNOX3+3HCl=NOCl+ClX2+2HX2O

 

其中 NOCl 是最关键的物质,它叫做氯化亚硝酰,是一种具有比浓硝酸还强的氧化性的物质。

所以在溶解金时,它能发生以下反应:

NOCl+ClX2+Au=AuClX3+NO

( Cl2 为溶质 )

有了氧化产物 AuCl3,反应就更容易进行:

AuClX3+HCl=H[AuClX4]

当然这个反应不太常见,它的反应原理是:

AuClX3+ClX=AuClX4X

这种离子称为络离子,它的结构更加稳定。

至于逆王水,存在以下反应:

3HNOX3+HCl=HX2[(NX3OX8)Cl]=[(NX3OX8)Cl]X2+2H

其中 [(N₃O₈)Cl]₂ 是一种络合酸,氧化性极强。

 

在结尾再说一遍:不要尝试

 


参考资料:

王水(化学物质)_百度百科 (baidu.com)

勒福特王水_百度百科 (baidu.com)

氯化亚硝酰_360百科 (so.com)