Koningswater
Ook: Aqua regia
Koningswater is een sterk oxiderend zuurmengsel van geconcentreerd zoutzuur en salpeterzuur (3:1), dat als enig vloeibaar reagens in staat is de edelmetalen goud en platina op te lossen.
Koningswater (Latijn aqua regia, „koninklijk water") is een vers bereid mengsel van drie volumedelen geconcentreerd zoutzuur (HCl, 37 %) en één volumedeel geconcentreerd salpeterzuur (HNO₃, 65 %). De naam stamt uit de middeleeuwse alchemie en verwijst ernaar dat dit mengsel de „koningen der metalen" – goud en platina – kan oplossen, wat noch zoutzuur noch salpeterzuur alleen lukt.
Chemisch mechanisme
De uitzonderlijke reactiviteit ontstaat door het samenspel van beide zuren: het salpeterzuur werkt als sterk oxidatiemiddel en oxideert het metaal, terwijl de chloride-ionen van het zoutzuur stabiele chloorcomplexen vormen die het geoxideerde metaal uit het evenwicht trekken en zo de oplossing aandrijven.
Voor goud luidt de netto reactievergelijking:
Au + 4 HCl + HNO₃ → HAuCl₄ + NO↑ + 2 H₂O
Het gevormde tetrachloridoauraat(III) (HAuCl₄) is wateroplosbaar en vormt de basis voor de natchemische goudwinning en -raffinage. Platina reageert analoog tot hexachloridoplatinaat(IV) (H₂PtCl₆).
Belangrijk: vers gemengd koningswater ontleedt binnen enkele uren door interne redoxreacties tot nitrosylchloride (NOCl) en verdere afbraakproducten. Het moet daarom steeds vers worden aangemaakt.
Welke metalen lossen op – en welke niet?
| Metaal | Gedrag in koningswater |
|---|---|
| Goud (Au) | Lost volledig op → HAuCl₄ |
| Platina (Pt) | Lost volledig op → H₂PtCl₆ |
| Palladium (Pd) | Lost op |
| Rhodium (Rh) | Lost zeer langzaam op (pas heet) |
| Iridium (Ir) | Lost nauwelijks op (zeer bestendig) |
| Zilver (Ag) | Lost niet op – AgCl-deklaag passiveert |
| Wolfraam (W) | Lost niet op |
| Tantaal (Ta) | Lost niet op |
Zilver vormt onmiddellijk een onoplosbare zilverchloride-beschermlaag en is daardoor bestand tegen koningswater. Dit is een belangrijk verschil met de zuurtest met salpeterzuur, waarbij zilver wél reageert.
Toepassingen in de edelmetaalbranche
- Scheiding en raffinage: scheidingsinstellingen gebruiken koningswater om goudschroot, doré-baren en legeringen te ontsluiten. Het opgeloste goud wordt vervolgens door reductiemiddelen (bijv. zwaveldioxide of natriumsulfiet) als fijngoud neergeslagen.
- Analyse: in de natchemie en spectroscopie dient koningswater voor de volledige ontsluiting van ertsmonsters en secundair materiaal (recycling, elektronisch schroot) vóór de kwantitatieve bepaling van de edelmetaalgehalten.
- Echtheidscontrole: professionele echtheidscontroles van goudmunten en -baren gebruiken koningswater als eenduidig bewijs: echt goudschroot lost op, vergulding op basismetaal reageert anders of helemaal niet. Aanvullend biedt de smeltwaardeberekening een snelle rekenkundige aannemelijkheidscontrole.
- Katalysator-recycling: bij de terugwinning van platinagroepmetalen uit autokatalysatoren is koningswater een standaardreagens, omdat het selectief Pt, Pd en Rh uit keramische dragers oplost.
Veiligheidsaanwijzingen
Koningswater is uiterst agressief en produceert bij het mengen giftige stikstofoxiden (NOₓ) alsook sporen chloorgas. Het mag uitsluitend in de zuurkast en met geschikte beschermingsmiddelen (nitrilhandschoenen, veiligheidsbril, zuurbestendige schort) worden gehanteerd. Voor leken is het gebruik niet aan te raden; professionele scheidingsinstellingen beschikken over de benodigde infrastructuur.
Kort onthouden
Koningswater is de chemische sleutelstof van de edelmetaalchemie: alleen dit zuurmengsel lost goud en platina betrouwbaar op en maakt daarmee zowel de nauwkeurige analyse als de grootschalige raffinage van deze waardevolle metalen mogelijk. Wie de actuele goudprijs of platinaprijs als waarderingsbasis voor oud metaal kent, kan samen met een professionele koningswater-analyse de werkelijke materiaalwaarde exact bepalen.