Царская водка – вода царей — Aqua Regia на латыни – смесь двух кислот, соединенных вместе. Азотная и соляная кислоты берутся в пропорции один к трем. Это баланс по массе, при пересчете на чистые вещества один к двум. Издает неприятный хлорный запах. Уникальная особенность состава – возможность растворять ряд драгоценных металлов – золота, платины и др. Используется для очищения золота от примесей путем фильтрования и осаждения металла.
Царская водка: история названия, пропорция кислот и химические свойства
Свойства Aqua Regia была описаны еще до того момента, как была открыта соляная кислота в 14 веке. Состав получил широкое распространение и свое название в эпоху расцвета алхимии на Европейском континенте. Алхимик из Германии Альберт Великий (Кельнский), который был наставником Фомы Аквинского, назвал ее aqua secunda как производное от aqua prima, азотной кислоты.
В переводе с латыни «вторичная водка» и «первичная водка».
Представители алхимической когорты начали именовать ее царской тогда, когда кардинал Бонавентура, относимый католичеством к отцам церкви, установил, что вещество, которое объединило две кислоты способно растворять «царя металлов». Ранее этого момента считалось, что благородный металл не может быть ничем изменен. Взаимодействие царской водки и золота доказало обратное. В России М.В Ломоносов называл раствор «королевской водкой».
Символ Aqua Regia, принятый у алхимиков: ▽R. перевернутый треугольник — знак воды.
Химические продукты, соединяясь, взаимодействуют и образуют состав продуктов, который отличается высокой активностью. Это проявляется в сильном запахе с оттенками хлора и диоксида азота. Газообразная двуокись азота желтого цвета напоминает дым такого тона.
Сначала царская водка не имеет цвета, но постепенно приобретает желто-оранжевый оттенок, становясь очень сильным окислителем. Если ее хранить некоторое время, постепенно разлагается, выделяя газообразные вещества.
Скорость травления, то есть окисления, или уровня растворимости, золота — около 10 мкм/мин. Другие благородные металлы требуют для прохождения реакции нагрева до определенных температур. Это относится к родию и иридию. Иными свойствами отличается такой металл, как серебро. Растворение в Aqua Regia не наступает, на поверхности образуется слой AgCl, хлорида драгоценного металла.
Какой состав царской водки для растворения золота и какая реакция в домашних условиях возможна
Точный взвешенный состав двух кислот описывается как 65-68% по массе HNO3 и 32-36% HCl. Уравнение реакции, которая происходит при травлении золотого металла в двойном растворе кислот:
Au + HNO3 + 4 HCl = HAuCl4 + NO + 2 H2O
Итог: тетрахлораурат водорода (золотохлористоводородная кислота), оксид азота, вода.
По составу Тетрахлораурата водорода понятно, что соединение происходит между золотом и соляной кислотой. Азотная кислота присутствует в процессе, как катализатор со свойствами окислителя.
Весь процесс проходит за три стадии:
- Растворение золота в царской водке.
- Фильтрование полученного раствора.
- Процесс осаждения золота после выпаривания.
Правила безопасности при работе с химическими реагентами
Домашняя химическая лаборатория для аффинажных процессов похожих на алхимические процедуры, требует максимальной осторожности и собранности.
Очистка золота такими сложными реагентами, как высокоактивные кислоты предъявляет серьезные требования к соблюдению правил безопасности. Процесс длится несколько часов, по ходу выпариваются ядовитые газы NOCl, Cl2, NO, NO2. Это означает, что все должно происходить либо на открытом воздухе, либо в помещении, которое хорошо проветривается, либо организована мощная система вытяжной вентиляции.
Необходимо защищать глаза специальными очками, лицо – респиратором, тело – соответствующей защитной одеждой. Ни один реактив не должен попасть на части тела и лицо.
Важность соблюдения сроков и пропорций
Для того, чтобы реакция прошла успешно, необходимо соблюсти правильные пропорции: 65-68% HNO3, к 32-35% HCl.
Для получения 1 г золота потребуется порядка 5 г реактива или 3,75 миллилитра соляной кислоты. Эта пропорция вытекает из химической формулы получения тетрахлораурата водорода. Работая с ломом драгметалла для соблюдения пропорций, следует прежде, чем опускать его в кислотный раствор, пройтись по нему магнитом, что позволит удалить частицы металлов, обладающих ферромагнитными свойствами.
Дальнейшая обработка сырья проходит химическими методами.
Предварительная очистка золота в азотной кислоте
Один из методов очистки золотого лома или изделий, содержащих благородный металл — очистка азотной кислотой. Она удаляет почти все накопленные примеси.
После этого происходит растворение золота с применением соляной кислоты.
Процедура растворения металла в кислотах и их постепенное выпаривание
Механизм реакции травления срабатывает при подогревании смесового раствора и добавлении азотной кислоты, катализирующей процесс. Когда весь металл растворился, ее больше не добавляют, а переходят к отстаиванию — выдерживают состав такого вида около получаса. Вслед за этим наступает этап фильтрации. Для этих целей пригодится фильтровальная бумага различного качества. К фильтру нередко добавляют сульфид железа – FeS.
После этого смеси дают «отдохнуть» на протяжении получаса. За это время часть летучих элементов уйдет, и можно приступать к процессу выпаривания. Он проходит под воздействием серной кислоты. Ее добавляют таким образом, чтобы на ее 5 частей приходилось 100 мл раствора.
Кислота обеспечивает осаживание серебра, свинца, алюминия и цинка, если они еще остаются после фильтрования, и удаление азотной кислоты.
Выпаривание проводят неспешно с медленным нагреванием, не допуская закипания. Происходит добавление HCl до исходного состояния, а затем H2О, пропорция 1 к 1. Затем состав стоит 24 часа для того, чтобы пошел процессе осаждения серебра на дно емкости.
Химическое уравнение для расчета пропорций кислот: азотной, соляной и серной
В процессе травления необходимо выдерживать постоянно пропорции содержания кислот. Для получения 1 гр. золота потребуется порядка 5 гр. реактива или 3,75 миллилитра соляной кислоты. Добавление азотной кислоты по соотношению к соляной проводится как два к одному.
Серная кислота добавляется на этапе выпаривания 5 мл на 100 мл раствора.
Точного уравнения не существует, так как условия каждого этапа процесса растворения, фильтрации и выпаривания могут несколько различаться.
Осаждение золота с применением различных реактивов в течение суток
После этапа выпаривания наступает время осадить золотой металл из раствора. Оно проводится с применением одного из химических реагентов:
ТОП5 веществ для осаждения золота
- гидразин сильный растворитель, не очень пригодный для домашней лаборатории, если все же применяют, добавляют по каплям, иначе возможен взрыв;
- железный купорос; FeSO4, его добавляют водным раствором, соотношение 1 к 2.
- щавелевая кислота не очень подходит для первичного осаждения, но успешно проводит вторичное;
- пиросульфит натрия подходит для вторичного осаждения, добавляют в чистом виде, требует осторожности: если что-то сделать не так – произойдет выделение вредных газообразных веществ;
- перекись водорода должна иметь высокую концентрацию, чтобы процесс пошел.
Если процедуры проведены правильно золото будет осаждаться как красный или оранжевый тяжелый осадок. Он будет концентрироваться на дне емкости.
Формула реакции с железным купоросом (НАuСl4 + 3FеSО4 = Fе2 (SО4) 3 + FеСl3 + НСl + Аu)
Осаждение золота из царской водки на основе добавления железного купороса, описывается формулой:
HAuCl4+ 3FeSO4 = Fe2 (SO4)3 + FeCl3 + HCl + Au
Сульфата двухвалентного железа требуется не меньше, чем 13 г на 1 гр. металла, который планируют получить. Наблюдают за реакцией: раствор должен помутнеть, если этого не происходит, и при этом раздается шипение – это признак не удаленной до конца азотной кислоты. Тогда процесс выпаривания повторяют с добавлением большего количества сернокислого соединения железного купороса. Таким безопасным способом на этапе восстановления устраняются следы азотной кислоты.
Вещества, которые могут навредить процессу восстановления золота
Наряду с описанными реагентами, способствующими осаждению золота, есть еще несколько таких, которые могут быть эффективны в отдельных, особых, случаях, но при стандартном аффинаже не помогут или окажут вредное воздействие.
Это:
- цианид калия работает только, если нужно восстановить металл из хлорида золота;
- гидрат аммиака и карбонат аммония являются опасными для здоровья человека, а кроме этого, получается «гремучее золото», которое может взорваться;
- нитрат ртути чреват опасными для здоровья и жизни парами;
- цитрат, тартрат, ацетат калия бесполезны для получения золотого материала с помощью царской водки.
Экспериментировать с этими веществами не стоит.
Окончательное промывание золотого осадка в кислоте и растворе аммиака
Когда золото осело на дне в виде кусочков, крупных капель, песка, раствор аккуратно сливают. Металлический материал промывают сначала соляной кислотой, а затем нашатырным спиртом. Эти процедуры нужны, чтобы убрать остатки меди.
В самом конце горячая вода устранит частицы гидроксида аммония и приведет золото в надлежащий вид.
Переплавка золотого песка в тигле для получения золота 999 пробы
Полученная россыпь золотых кусочков может быть приведена доведена до состояния гранул или выплавлена как слиток или брусок. Для этого пригодится тигель, который перед нагреванием обрабатывают тетрокарбонатом натрия. Это будет способствовать лучшему стеканию золота по стенкам наряду с очисткой емкости от окислов.
Температура плавления драгоценного металла — 1063 градусов С. Поскольку горелка обеспечивает меньшую температуру горения, емкость и сам материал обрабатывают бораксом. Он снижает уровень необходимого для плавления теплового воздействия.
Это способ получения 24-х каратного золота из лома или золотосодержащих изделий.
Видео: много ли золота в вашем золоте. Извлечение золота химическим путем
Рубрика вопрос — ответ
Как сделать царскую водку для растворения золота?
Чем осадить золото из царской водки в домашних условиях?
- железный купорос; FeSO4 добавляют водным раствором, пропорция 1 к 2;
- щавелевая кислота успешно может использоваться при вторичном осаждении;
- пиросульфит натрия подходит для вторичного осаждения, добавляют в чистом виде, в водном растворе, требует осторожности: если что-то сделать не так – произойдет выделение вредных газообразных веществ;
- перекись водорода должна иметь высокую концентрацию, чтобы процесс пошел.
- гидразин — сильный растворитель, не очень пригодный для домашних условий, если его применять, необходимо добавлять малыми каплями, поскольку, если действовать неаккуратно, может произойти взрыв.
Как восстановить золото из царской водки?
Умельцы предлагают еще один способ добычи золота из различных радиодеталей – транзисторов и прочих. Он заключается в использовании «бедной» царской водки без кислот. Этот метод основан на технологии, в которой действующими компонентами выступают аккумуляторный электролит, железный купорос и аммиачная селитра. Получается небольшой выход золота, крупинки которого можно взвесить на электронных весах, чтобы понять каково его количество.
