Царская водка

Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.{{#if: Водка | }} Шаблон:Вещество Ца́рская во́дка (лат. Aqua Regia, Aqua Regis, A.R.) — смесь концентрированных азотной HNO₃ (65—68 % масс.) и соляной HCl (32—35 % масс.)<ref>Указаны массовые доли кислот в исходных растворах.</ref> кислот, взятых в соотношении 1:3 по объёму (массовое соотношение, в пересчёте на чистые вещества, — около 1:2)<ref>Краткий справочник химика / сост. В. И. Перельман. — Шаблон:М.: Госхимиздат, 1956. — С. 430.</ref>.

Название не имеет отношения к спиртным напиткам и происходит от устаревшего значения слова «водка» (вода) и уникальной способности смеси растворять «царя металлов» — золото.

История исследования и использования

Файл:Musaeum Hermeticum 1678 p 398 III. Clavis AQ27.tif

Лиса — алхимический образ царской водки на гравюре из «Книги двенадцати ключей» Василия Валентина, Musaeum Hermeticum, 1678

Задолго до открытия соляной кислоты в латинских текстах, приписываемых арабско-персидскому алхимику Геберу (Джабиру ибн Хайян) (VIII век), изложен способ получения царской водки путём сухой перегонки смеси селитры, медного купороса, квасцов и нашатыря в стеклянном, хорошо замазанном сосуде, снабжённом стеклянной крышкой или колпаком<ref>Анонимный трактат «О красном и белом» / Цит. по Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. — Шаблон:М.: Наука, 1979. — 269 с. (С. 55)</ref>.

В сочинениях Альберта Великого она называется aqua secunda («вторичная водка», а «первичная водка» — aqua prima — азотная кислота), у других алхимиков — aqua regia. В 1270 году Бонавентура указал на применяемый им собственный метод получения растворением нашатыря в «крепкой водке» (aqua fortis, азотная кислота)<ref>Европейская алхимия Шаблон:Wayback / Левченков С. И. Краткий очерк истории химии. — Ростов н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 2006. — 112 с.</ref>. Бонавентура также установил, что азотная кислота растворяет серебро, отделяя его от золота; используя царскую водку, он установил её способность растворять «царя металлов» — золото, которое считалось до некоторых пор не подверженным изменению. Таким образом появилось название aqua regia (также aqua regis, A.R.)<ref>Джуа М. История химии. — Шаблон:М.: Мир, 1966.</ref>. Алхимический символ царской водки был составлен из знака воды Файл:Water symbol (alchemical).svg и прописной буквы R. Позднее царская водка описана Псевдо-Гебером, неизвестным алхимиком, трактаты которого стали распространяться в Европе в XIV веке.

Приготовление царской водки смешением концентрированных соляной и азотной кислот впервые описывается в «Алхимии» Андреаса Либавия (1597)<ref>Азимов А. Краткая история химии: Развитие идей и представлений в химии — от алхимии до ядерной бомбы. — Шаблон:М.: Амфора, 2002.</ref>. Установление факта растворения благородных металлов в царской водке рассматривалось алхимиками как решение одной из важнейших задач алхимии: приготовление алкагеста — универсального растворителя. Использование царской водки в алхимической практике привело к существенному росту знаний о веществах и химических реакциях<ref>Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. — Шаблон:М.: Наука, 1979.</ref> и способствовало становлению пробирного анализа и технической химии.

В работах Лавуазье царская водка именовалась «нитромуриевой кислотой», в соответствии с представлениями о том, что выделяющийся газ (хлор) есть не что иное, как оксид элемента мурия, дефлогистированная соляная кислота.

В России

В России её называли королевской водкой (М. В. Ломоносов, 1742 г.), царской водкой (М. Парпуа, 1796 г.), селитро-соляной кислотой (В. В. Петров, 1801 г.), азотноводохлорной кислотой (Г. И. Гесс, 1831 г.); известны и другие названия<ref>Манолов К. Великие химики. — В 2 томах. Т. I. — Пер. с болг. — 3-е изд. испр., доп. — Шаблон:М.: Мир, 1985. — 465 с., ил.</ref>. Слово «водка» первоначально появилось в русском языке примерно в XIII—XIV веках как уменьшительное от слова «вода» и имело таковое значение как основное вплоть до середины XIX века. Крепкий спиртной напиток, именуемый сейчас водкой, тогда называли «хлебным вином», «горячим вином», «зелено-вином» и так далее. Значение «спиртной напиток» слово «водка» приобрело где-то между XIV и XIX веками первоначально как диалектное, и лишь в конце XIX — начале XX века стало обозначать единственно «крепкий спиртной напиток»<ref>Что означает слово «водка», имеется ли оно в других древнеславянских языках и когда оно впервые зафиксировано в русском языке / Похлёбкин В. В. История водки. — М: Центрполиграф, 2005. — ISBN 5-9524-1895-3</ref>.

Свойства

Файл:Platin löst sich in heißem Königswasser.jpg

Растворение платины в царской водке

Представляет собой жидкость жёлто-оранжевого цвета с сильным запахом хлора и диоксида азота. Только что приготовленная царская водка бесцветна, однако быстро приобретает оранжевый цвет.

При взаимодействии HCl и HNO₃ образуется сложная смесь высокоактивных продуктов, в том числе ассоциатов, диоксида азота, хлора и нитрозилхлорида (хлористого нитрозила). Наличие среди продуктов взаимодействия хлорида нитрозила NOCl и хлора в сильнокислой среде делает царскую водку одним из сильнейших окислителей. Смесь готовят непосредственно перед её применением: при хранении она разлагается с образованием газообразных продуктов (образование диоксида азота и нитрозилхлорида придаёт царской водке окраску).

<math>\mathsf{3HCl+HNO_3\longrightarrow Cl_2 + NOCl + 2H_2O};</math>

<math>\mathsf{2NOCl \rightarrow 2NO + Cl_2}</math>

<math>\mathsf{2NO + O_2 \longrightarrow 2NO_2}</math>

Эффективность царской водки как окислителя в значительной степени связана с уменьшением потенциала окисления металлов вследствие образования хлоридных комплексных соединений. Комплексообразование в сильнокислой окислительной среде делает возможным растворение уже при комнатной температуре даже таких малоактивных металлов, как золото, платина и палладий:

<math>\mathsf{Au+4HCl+HNO_3\longrightarrow H[AuCl_4]+NO\uparrow+2H_2O}</math>

<math>\mathsf{3Pt+18HCl+4HNO_3\longrightarrow 3H_2[PtCl_6]+4NO\uparrow+8H_2O}</math>

Скорость растворения (травления) золота в царской водке составляет примерно 10 мкм/мин. Рутений растворяется в царской водке только в присутствии кислорода воздуха, образуя комплексное соединение — гексахлорорутениевую кислоту<ref name="luch">Шаблон:Cite web</ref>. Родий и иридий в компактном состоянии устойчивы, но растворяются при нагревании в виде высокодисперсных порошков (черни)<ref name="luch"/>.

Серебро не растворяется в царской водке из-за пассивации поверхности образующейся плёнкой хлорида серебра. Пассивация поверхности металла кислотоустойчивыми оксидами является причиной устойчивости к царской водке хрома, титана, тантала, циркония, гафния и ниобия. Царская водка не растворяет фторопласт-4 (тефлон).

Царская водка применяется как реактив в химических лабораториях, для очистки стеклянной посуды от следов органических веществ (например, в ЯМР-спектроскопии), в пробирном анализе благородных металлов и их сплавов, при аффинаже золота и платины, получении хлоридов металлов и другого.

Юникод

В Юникоде есть 2 алхимических символа царской водки (лат. Aqua regia).

Кодировка по Unicode и HTML
Графема	Unicode		HTML
Графема	Код	Название	Шестнадцатеричное	Десятичное	Мнемоника
🜆 Файл:U+1F706.svg	U+1F706	ALCHEMICAL SYMBOL FOR AQUA REGIA	`🜆`	`🜆`	—
🜇 Файл:U+1F707.svg	U+1F707	ALCHEMICAL SYMBOL FOR AQUA REGIA-2	`🜇`	`🜇`	—

Интересные факты

В нацистской Германии было запрещено принятие Нобелевской премии после того, как в 1935 году премию мира присудили противнику национал-социализма Карлу фон Осецкому. Немецкие физики Макс фон Лауэ и Джеймс Франк доверили хранение своих золотых медалей Нильсу Бору. Когда в апреле 1940 года немцы оккупировали Копенгаген, во избежание возможной конфискации сотрудник Института Нильса Бора химик Дьёрдь де Хевеши растворил эти медали в царской водке (сам Хевеши был удостоен Нобелевской премии по химии в 1943 году). Банка с раствором тетрахлорозолотой кислоты благополучно простояла среди сотен других вплоть до завершения оккупации Дании.

После окончания войны Хевеши выделил золото из раствора и передал его Шведской королевской академии наук и Нобелевскому фонду<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Из него изготовили новые медали, которые были возвращены фон Лауэ и Франку<ref>Шаблон:Cite web</ref>.