Kungsvatten
Även: Aqua regia
Kungsvatten är en starkt oxiderande syrablandning av koncentrerad saltsyra och salpetersyra (3:1) som som enda flytande reagens förmår lösa upp ädelmetallerna guld och platina.
Kungsvatten (latinska aqua regia, "kungligt vatten") är en färsk beredd blandning av tre volymdelar koncentrerad saltsyra (HCl, 37 %) och en volymdel koncentrerad salpetersyra (HNO3, 65 %). Namnet härrör från medeltidens alkemi och antyder att blandningen förmår lösa upp "metallernas kungar" - guld och platina - vilket varken saltsyra eller salpetersyra klarar var för sig.
Kemisk mekanism
Den ovanliga reaktiviteten uppstår genom samspelet mellan båda syrorna: salpetersyran verkar som starkt oxidationsmedel och oxiderar metallen, medan saltsyrans kloridjoner bildar stabila klorokomplex som drar den oxiderade metallen ur jämvikt och på så sätt driver upplösningen.
För guld lyder nettoreaktionsformeln:
Au + 4 HCl + HNO3 -> HAuCl4 + NO(g) + 2 H2O
Det bildade tetraklorauratet(III) (HAuCl4) är vattenlösligt och utgör grunden för den våtkemiska guldutvinningen och -raffineringen. Platina reagerar analogt till hexakloroplatinat(IV) (H2PtCl6).
Viktigt: Färskt blandat kungsvatten bryts ned inom timmar genom interna redoxreaktioner till nitrosylklorid (NOCl) och övriga sönderfallsprodukter. Det måste därför alltid beredas färskt.
Vilka metaller löses upp - och vilka inte?
| Metall | Beteende i kungsvatten |
|---|---|
| Guld (Au) | Löses upp fullständigt -> HAuCl4 |
| Platina (Pt) | Löses upp fullständigt -> H2PtCl6 |
| Palladium (Pd) | Löses upp |
| Rodium (Rh) | Löses upp mycket långsamt (först het) |
| Iridium (Ir) | Löses knappt (mycket beständigt) |
| Silver (Ag) | Löses inte - AgCl-täckskikt passiverar |
| Volfram (W) | Löses inte |
| Tantal (Ta) | Löses inte |
Silver bildar omedelbart ett olösligt silverkloridskyddsskikt och är därför beständigt mot kungsvatten. Detta är en central skillnad mot syratestet med salpetersyra, där silver däremot reagerar.
Användningar i ädelmetallbranschen
- Skiljning och raffinering: Skiljeanstalter använder kungsvatten för att lösa upp guldskrot, dore-tackor och legeringar. Det upplösta guldet fälls sedan ut som finguld med hjälp av reduktionsmedel (t.ex. svaveldioxid eller natriumsulfit).
- Analytik: I våtkemi och spektroskopi används kungsvatten för fullständig upplösning av malmprover och sekundärmaterial (återvinning, elektronikskrot) före den kvantitativa bestämningen av ädelmetallhalter.
- Äkthetskontroll: Professionella äkthetskontroller av guldmynt och -tackor använder kungsvatten som entydigt bevis: äkta guldskrot löses upp, förgyllningar på basmetall reagerar annorlunda eller inte alls. Kompletterande erbjuder smältvärdesberäkningen en snabb räkenskaplig rimlighetskontroll.
- Katalysatoråtervinning: Vid återvinning av platinagruppens metaller ur bilkatalysatorer är kungsvatten ett standardreagens, eftersom det selektivt löser Pt, Pd och Rh ur keramiska bärare.
Säkerhetsanvisningar
Kungsvatten är ytterst aggressivt och alstrar vid blandning giftiga kväveoxider (NOx) samt klorgas i spår. Det får endast hanteras i dragskåp och med lämplig skyddsutrustning (nitrilhandskar, skyddsglasögon, syraskyddsförkläde). För lekmän är användning inte att rekommendera; professionella skiljeanstalter förfogar över den nödvändiga infrastrukturen.
Kort sammanfattat
Kungsvatten är ädelmetallkemins kemiska nyckelsubstans: bara denna syrablandning löser guld och platina tillförlitligt och möjliggör så väl den precisa analysen som den storskaliga raffineringen av dessa värdefulla metaller. Den som känner det aktuella guldpriset eller platinapriset som värderingsgrund för skrotmetall kan tillsammans med en professionell kungsvattenanalys exakt fastställa det faktiska materialvärdet.