Eau régale
Aussi : Aqua regia
L'eau régale est un mélange d'acides fortement oxydant, composé d'acide chlorhydrique concentré et d'acide nitrique concentré (3:1), et constitue le seul réactif liquide capable de dissoudre les métaux précieux que sont l'or et le platine.
L'eau régale (latin aqua regia, « eau royale ») est un mélange fraîchement préparé composé de trois volumes d'acide chlorhydrique concentré (HCl, 37 %) et d'un volume d'acide nitrique concentré (HNO₃, 65 %). Le nom provient de l'alchimie médiévale et fait référence à la capacité de ce mélange à dissoudre les « rois des métaux » — l'or et le platine — ce qu'aucun des deux acides seul ne parvient à accomplir.
Mécanisme chimique
La réactivité exceptionnelle de l'eau régale résulte de la synergie entre les deux acides : l'acide nitrique agit comme puissant oxydant et oxyde le métal, tandis que les ions chlorure de l'acide chlorhydrique forment des complexes chlorés stables qui retirent le métal oxydé de l'équilibre, entraînant ainsi sa dissolution.
L'équation de réaction globale pour l'or est la suivante :
Au + 4 HCl + HNO₃ → HAuCl₄ + NO↑ + 2 H₂O
Le tétrachloroaurate(III) d'hydrogène (HAuCl₄) ainsi formé est soluble dans l'eau et constitue la base de l'extraction et du raffinage de l'or par voie humide. Le platine réagit de façon analogue pour former l'hexachloroplatinate(IV) d'hydrogène (H₂PtCl₆).
Important : l'eau régale fraîchement préparée se décompose en quelques heures par des réactions redox internes, produisant du chlorure de nitrosyle (NOCl) et d'autres produits de dégradation. Elle doit donc toujours être préparée extemporanément.
Quels métaux se dissolvent — et lesquels résistent ?
| Métal | Comportement dans l'eau régale |
|---|---|
| Or (Au) | Se dissout entièrement → HAuCl₄ |
| Platine (Pt) | Se dissout entièrement → H₂PtCl₆ |
| Palladium (Pd) | Se dissout |
| Rhodium (Rh) | Se dissout très lentement (seulement à chaud) |
| Iridium (Ir) | Se dissout à peine (très résistant) |
| Argent (Ag) | Ne se dissout pas — passivation par une couche d'AgCl |
| Tungstène (W) | Ne se dissout pas |
| Tantale (Ta) | Ne se dissout pas |
L'argent forme immédiatement une couche protectrice de chlorure d'argent insoluble et résiste donc à l'eau régale. C'est une différence fondamentale avec le test à l'acide à l'acide nitrique, auquel l'argent réagit.
Applications dans le secteur des métaux précieux
- Coupellation et raffinage : les affineries utilisent l'eau régale pour mettre en solution les déchets d'or, les lingots dorés et les alliages. L'or dissous est ensuite précipité sous forme d'or fin par des agents réducteurs (par exemple le dioxyde de soufre ou le sulfite de sodium).
- Analyse chimique : en chimie humide et en spectroscopie, l'eau régale est employée pour la mise en solution complète d'échantillons de minerai et de matières secondaires (recyclage, déchets électroniques) avant la détermination quantitative des teneurs en métaux précieux.
- Vérification d'authenticité : les vérifications professionnelles de l'authenticité des pièces et lingots d'or utilisent l'eau régale comme test probant : les déchets d'or véritable se dissolvent, tandis que les dorures sur métal de base réagissent différemment ou pas du tout. Le calcul de la valeur de fusion offre en complément un contrôle de vraisemblance rapide par le calcul.
- Recyclage des catalyseurs : lors de la récupération des métaux du groupe du platine issus des catalyseurs automobiles, l'eau régale constitue un réactif de référence, car elle dissout sélectivement le Pt, le Pd et le Rh à partir des supports céramiques.
Consignes de sécurité
L'eau régale est extrêmement corrosive et dégage lors de sa préparation des oxydes d'azote (NOₓ) toxiques ainsi que des traces de chlore gazeux. Elle ne doit être manipulée qu'en hotte aspirante et avec les équipements de protection appropriés (gants en nitrile, lunettes de protection, tablier résistant aux acides). Son utilisation est déconseillée aux non-professionnels ; les affineries professionnelles disposent de l'infrastructure nécessaire.
À retenir
L'eau régale est la substance chimique clé de la chimie des métaux précieux : seul ce mélange acide dissout l'or et le platine de manière fiable, permettant ainsi aussi bien l'analyse précise que le raffinage industriel de ces métaux précieux. Connaître le prix de l'or ou du platine comme base d'évaluation pour les métaux de récupération permet, combiné à une analyse à l'eau régale réalisée par des professionnels, de déterminer avec exactitude la valeur matière réelle.