Aqua regia (8007-56-5) Physikalische und chemische Eigenschaften
Aqua regia
Ein konzentriertes Gemisch aus Salpetersäure und Salzsäure, das in spezialisierten Metallauflösungen, Ätz- und analytischen Verfahren verwendet wird; hochgradig korrosiv und stark oxidierend, weshalb ein kontrollierter Umgang und korrosionsbeständige Geräte erforderlich sind.
| CAS-Nummer | 8007-56-5 |
| Familie | Salzsäure–Salpetersäure-Gemisch (anorganische Säuremischung) |
| Typische Form | Gelbe rauchende Flüssigkeit |
| Übliche Qualitäten | EP |
Aqua regia ist eine anorganische Säuremischung, die hauptsächlich aus konzentrierter Salzsäure und konzentrierter Salpetersäure besteht. Funktional wird sie als starke Säure und kraftvolles Oxidationsmittel klassifiziert, nicht als einzelner molekularer Stoff; das Gemisch enthält mehrere reaktive molekulare und ionische Spezies (einschließlich solcher, die als Nitrosylchlorid und elementares Chlor beschrieben werden), welche zusammen eine oxidative Chlorierungschemie erzeugen, die Edelmetalle auflösen kann. Strukturell ist dieses Material nicht stöchiometrisch und lässt sich am besten als ein Säure–Oxidationsmittel-System beschreiben, das durch Mischen von \(\mathrm{HCl}\) und \(\mathrm{HNO_3}\) gebildet wird; einfache molekulare Darstellungen (z. B. eine einzelne Summenformel) spiegeln eine Gesamtzusammensetzung wider und nicht eine einzige kovalente Struktur.
Elektronisch vereint Aqua regia die Protonensäure der \(\mathrm{HCl}\) und \(\mathrm{HNO_3}\) mit oxidativen Äquivalenten, die Halogenierungs- und Elektronenentzugreaktionen ermöglichen. Die resultierende Chemie ist hochoxidativ und stark sauer: sie chloriert und oxidiert Metalle sowie organische Substrate, wobei häufig gasförmige Produkte (Chlor, Nitrosylchlorid, Stickoxide) und Wärme entstehen. Das Gemisch ist polar und stark hydrophil; es löst sich unter Wärmeentwicklung in Wasser und setzt dabei korrosive, reizende Dämpfe frei. Da die aktiven oxidierenden Spezies in situ gebildet werden, variieren Eigenschaften wie Oxidationskraft und Rauchemissionen mit Mischungsverhältnis und Temperatur.
Praktisch wird Aqua regia unmittelbar vor Gebrauch durch Mischen von konzentrierter \(\mathrm{HNO_3}\) mit konzentrierter \(\mathrm{HCl}\) in üblichen Volumenverhältnissen von ca. 1:3 oder 1:4 (\(\mathrm{HNO_3}:\mathrm{HCl}\)) hergestellt. Es wird breit eingesetzt, wo aggressive oxidative Chloridchemie benötigt wird – insbesondere zum Auflösen von Gold und Platingruppenmetallen, in der Metallrückgewinnung und Raffination sowie bei speziellen Laborätz- oder Reinigungsprozessen – da die Kombination von chlorbasierten Chlorierungsmitteln und Salpetersäure-Oxidation Reaktionen ermöglicht, die durch eine einzelne Säure nicht erreichbar sind. Übliche kommerzielle Qualitäten für diesen Stoff umfassen: EP.
Übersicht und Zusammensetzung
Qualitative Zusammensetzung
Aqua regia ist ein Gemisch aus konzentrierter Salpetersäure und konzentrierter Salzsäure, das typischerweise durch Kombination eines Teils \(\mathrm{HNO_3}\) mit drei oder vier Teilen \(\mathrm{HCl}\) hergestellt wird. Die Zusammensetzung ist nicht stöchiometrisch: Reaktionen zwischen den beiden Säuren erzeugen ein dynamisches Gleichgewicht von Spezies, einschließlich chlorierender Oxidationsmittel wie Nitrosylchlorid und molekularem Chlor zusätzlich zu solvatisierten Protonen und Chloridionen. Die Eingangs-Gesamtzusammensetzung wird durch die berechnete Summenformel Cl3H4NO3 und darauf basierende Gesamtbeschreibungen des Gemischs wiedergegeben; diese spiegeln die summierte Atomanzahl der Komponentensäuren wider und nicht ein diskretes Molekül.
Berichtete Identifikatoren und berechnete Beschreibungen, die mit der Gesamtsumme der Zusammensetzung assoziiert sind, umfassen: - Summenformel: Cl3H4NO3 - Molekulargewicht: 172.39 - Berechnete IUPAC-ähnliche Bezeichnung: nitric acid;trihydrochloride - SMILES: N+(O)[O-].Cl.Cl.Cl - InChI: InChI=1S/3ClH.HNO3/c;;;2-1(3)4/h3*1H;(H,2,3,4) - InChIKey: NICDRCVJGXLKSF-UHFFFAOYSA-N
(Diese Beschreibungen sind aggregierte bzw. rechnerische Repräsentationen für das Mischsystem und sollten als gemischspezifische Identifikatoren interpretiert werden.)
Aussehen und typische Form
Aqua regia erscheint typischerweise als rauchende Flüssigkeit mit Farben im Bereich von gelb, rot oder gold, abhängig von Zusammensetzung und Konzentration. Es verströmt einen starken, stechenden Geruch; Dämpfe und Rauch sind reizend für Augen und Schleimhäute. Die Flüssigkeit ist stark korrosiv gegenüber Metallen und organischem Gewebe. Es ist mit Wasser mischbar, dabei exotherm; Kontakt mit feuchter Luft führt zu Dampfentwicklung.
Chemische Eigenschaften
Reaktivität und korrosives Verhalten
Aqua regia ist sowohl ein starkes Säuregemisch als auch ein starkes Oxidationsmittel. Seine Reaktivitätsmerkmale umfassen: - Auflösung von elementaren Metallen, einschließlich Gold und Platin, über oxidative Chlorierungswege; die Auflösung erfolgt durch Bildung löslicher Chlorkomplexe der Edelmetalle. - Oxidierendes Verhalten, das die Zersetzung und Polymerisation empfindlicher organischer Verbindungen initiieren oder katalysieren kann. - Entstehung von korrosiven und toxischen Gasen während der Reaktionen oder Zersetzung (insbesondere Nitrosylchlorid, Chlor und Stickoxide). - Exotherme Reaktionen bei Verdünnung oder Reaktion mit Basen; es ist in Wasser löslich unter Wärmefreisetzung und raucht bei Kontakt mit Luft.
Ausgewählte berechnete/aggregierte Eigenschaften (wie für die Gemischrepräsentation angegeben): - Molekulargewicht: 172.39 - Exakte Masse: 170.925676 - Monoisotopische Masse: 170.925676 - Topologische polare Oberfläche (TPSA): 66.1 - Anzahl der Wasserstoffbrückendonoren: 4 - Anzahl der Wasserstoffbrückenakzeptoren: 3 - Anzahl der rotierbaren Bindungen: 0 - Anzahl der schweren Atome: 7 - Formalladung: 0 - Komplexität: 24.8 - Anzahl der kovalent gebundenen Einheiten: 4
(Hinweis: Diese Werte sind rechnerische Beschreibungen für die Gesamtrepräsentation und dienen zur Charakterisierung der Polarität und Wasserstoffbrückenbindungsfähigkeit der enthaltenen Säurespezies.)
Verträglichkeit und Unverträglichkeiten
Aqua regia reagiert heftig oder gefährlich mit einer großen Bandbreite von Stoffen. Wichtige Unverträglichkeiten und Reaktionspartner umfassen: - Starke Basen und anorganische Hydroxide – exotherme Neutralisation mit Wärme- und Salzbildung. - Cyanidverbindungen – Reaktionen können Blausäuregas freisetzen. - Sulfit-, Nitrit-, Thiosulfat- und Dithionitverbindungen – können toxische Gase wie Schwefeloxide und Schwefelwasserstoff sowie weitere gasförmige Produkte erzeugen. - Carbonate und Bicarbonate – schnelle CO2-Entwicklung und Schaumbildung. - Organische Materialien (einschließlich reduzierender organischer Stoffe, Mercaptane, Dithiocarbamate, Isocyanate, Nitrile und viele weitere) – können heftige Oxidation, Polymerisation oder Bildung toxischer und brennbarer Gase durchlaufen. - Metalle außer Edelmetallen – Korrosion und bei Kontakt mit reaktiven Metallen Entstehung von brennbarem Wasserstoffgas; Behälter und Trägermaterialien müssen hochkorrosionsbeständig sein. - Einige Löschschaumstoffe und Materialien können mit dem Stoff reagieren und korrosive oder toxische Gase freisetzen.
Aqua regia ist chemisch über die Zeit instabil; reaktive Halogenspezies entwickeln sich und die oxidierende Kraft verändert sich bei Lagerung. Behälter sollten chemisch beständig und trocken sein; Kontamination mit Wasser in Lagertanks oder mit unverträglichen Materialien kann zu heftigen oder gefährlichen Reaktionen führen.
Anwendung und Sicherheit
Industrielle und kommerzielle Einsatzbereiche
Aqua regia wird überall dort eingesetzt, wo aggressive oxidierend-chlorierende Chemie erforderlich ist. Typische Anwendungen umfassen: - Auflösung und Verarbeitung von Edelmetallen (Gold, Platingruppenmetalle) für die analytische Probenvorbereitung, Metallraffination und Rückgewinnung. - Laborätzungen, Reinigung und Aufschluss von feuerfesten Metallproben vor der Analyse. - Spezielle Reinigungsprozesse, bei denen eine starke oxidative Entfernung von Metallfilmen oder organischen Substanzen notwendig ist.
In der Praxis wird der Stoff für Aufgaben ausgewählt, die seine kombinierte Säurewirkung und oxidativ-chlorierende Kapazität ausnutzen; Handhabung und Prozessgestaltung müssen Dämpfe, Korrosivität und Gasentwicklung berücksichtigen.
Gefahren und Handhabungshinweise
Gefahren - Korrosiv: verursacht schwere Hautverätzungen und Augenschäden; korrosiv gegenüber Metallen und vielen Materialien. - Giftige Dämpfe: Einatmen von Dämpfen (Chlor, Nitrosylchlorid, Stickoxide) kann schwere Atemwegsreizungen, Lungenschäden oder toxische Pneumonitis verursachen. - Reaktiv: setzt bei Verdünnung Wärme frei und kann bei Reaktion mit inkompatiblen Substanzen giftige/entflammbare Gase freisetzen. - Nicht brennbar, kann jedoch beim Erhitzen zerfallen und korrosive sowie toxische Dämpfe freisetzen; Kontakt korrosiver Säuren mit Metallen kann brennbares Wasserstoffgas erzeugen.
Sichere Handhabung und Lagerung (übergeordnete Hinweise) - Verwendung in einem chemischen Abzug oder vergleichbarer Absaugung zur Dämpfekontrolle; Ansammlung von Dämpfen in engen Räumen vermeiden. - Geeignete persönliche Schutzausrüstung verwenden: chemikalienbeständige Handschuhe, Vollgesichtsschutz oder Gesichtsschutzschild, säurebeständige Schutzkleidung und Schürze; bei Notfällen oder Verschüttungen ggf. Atemschutzgeräte mit Überdruck (SCBA) und chemikalienschutzanzüge erforderlich. - Lagerung in kompatiblen, korrosionsbeständigen Behältern in einem kühlen, gut belüfteten Bereich; Kontamination mit Wasser, Basen, organischen Stoffen oder inkompatiblen Feststoffen vermeiden. Nicht in Behältern aufbewahren, die reagieren könnten (z. B. reaktive Metalle). - Frische Lösungen bei Bedarf herstellen; keine großen Mengen über längere Zeit lagern aufgrund von Zersetzung und Gasentwicklung.
Notfallmaßnahmen und Erste Hilfe (kurz gefasst) - Bei Haut- oder Augenkontakt: sofort mit reichlich Wasser mindestens 20–30 Minuten spülen und umgehend ärztliche Hilfe suchen; kontaminierte Kleidung und Schuhe während des Spülens ausziehen. - Bei Einatmen: betroffene Person an die frische Luft bringen; bei Atembeschwerden Sauerstoff verabreichen; sofort medizinische Hilfe anfordern. - Bei Verschüttungen: Bereich evakuieren und absperren; Windrichtung beachten und Ableitung in Gewässer und Abflüsse verhindern; trockene, inert absorbierende Materialien (trockenes Erdreich oder Sand) zur Aufnahme kleiner Verschüttungen verwenden und in geeignete Behälter zur Entsorgung geben; Wasser vermeiden, da es das verschüttete Material verbreiten oder reagieren kann. - Brandbekämpfung: Material ist nicht brennbar, kann beim Erhitzen jedoch toxische Dämpfe entwickeln. Bei kleinen Bränden CO₂, Trockenchemikalien oder trockenen Sand verwenden; bei größeren Bränden Wassernebel oder Sprühwasser und Kühlung der Behälter aus maximal sicherer Entfernung einsetzen. Kontakt von Löschwasser mit Abflüssen vermeiden; Auffangmaßnahmen für späteres Entsorgen treffen.
Transport- und behördliche Kennzeichnungen (Auswahl) - CAS: 8007-56-5 - Europäische Gemeinschaft (EG) Nummer: 690-364-2 - UN-Nummer (Transport): UN1798 - UNII: X3TT5X989E
Für detaillierte, produktspezifische Gefahren-, Transport- und behördliche Informationen konsultieren Sie vor Beschaffung, Verwendung, Lagerung oder Transport das jeweilige Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die geltenden lokalen Vorschriften.
