Propiedades físicas y químicas de aqua regia (8007-56-5)
Aqua regia
Mezcla concentrada de ácido nítrico/ácido clorhídrico utilizada en disolución especializada de metales, grabado y procesos analíticos; altamente corrosiva y fuertemente oxidante, requiere manejo controlado y equipos resistentes a la corrosión.
| Número CAS | 8007-56-5 |
| Familia | Mezcla de ácidos clorhídrico y nítrico (mezcla de ácidos inorgánicos) |
| Forma típica | Líquido amarillento que emite vapores |
| Grados comunes | EP |
Aqua regia es una mezcla de ácidos inorgánicos compuesta principalmente por ácido clorhídrico concentrado y ácido nítrico concentrado. Se clasifica funcionalmente como un ácido fuerte y una mezcla oxidante potente más que como una sustancia molecular discreta; la mezcla contiene múltiples especies moleculares e iónicas reactivas (incluyendo especies reportadas como cloruro nitrosilo y cloro libre) que en conjunto producen una química de cloración oxidativa capaz de disolver metales nobles. Estructuralmente, este material es no estequiométrico y se describe mejor como un sistema ácido-oxidante formado al mezclar \(\mathrm{HCl}\) y \(\mathrm{HNO_3}\); las representaciones moleculares simples (por ejemplo, una fórmula molecular única) reflejan una composición agregada en lugar de una estructura covalente única.
Electrónicamente, aqua regia combina la acidez protónica de \(\mathrm{HCl}\) y \(\mathrm{HNO_3}\) con equivalentes oxidantes que permiten halogenación y reacciones de abstracción electrónica. La química resultante es altamente oxidante y fuertemente ácida: clora y oxida metales y sustratos orgánicos, generando a menudo productos gaseosos (cloro, cloruro nitrosilo, óxidos de nitrógeno) y calor. La mezcla es polar y fuertemente hidrofílica; se disuelve en agua con evolución de calor y emite vapores corrosivos e irritantes. Debido a que sus especies oxidantes activas se producen in situ, propiedades como la fuerza oxidante y el comportamiento de vaporización varían con la proporción de formulación y la temperatura.
Prácticamente, aqua regia se prepara inmediatamente antes del uso mezclando ácido nítrico concentrado (\(\mathrm{HNO_3}\)) con ácido clorhídrico concentrado (\(\mathrm{HCl}\)) en proporciones volumétricas típicas de aproximadamente 1:3 o 1:4 (\(\mathrm{HNO_3}:\mathrm{HCl}\)). Se usa ampliamente donde se requiere química clorante oxidante agresiva—principalmente para disolver oro y metales del grupo del platino, en recuperación y refinación de metales, y en operaciones específicas de grabado o limpieza en laboratorio—porque la combinación de agentes clorantes basados en cloro y la oxidación nítrica permite reacciones inaccesibles para cualquiera de los ácidos por separado. Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: EP.
Resumen y composición
Composición cualitativa
Aqua regia es una mezcla de ácido nítrico concentrado y ácido clorhídrico concentrado, típicamente preparada combinando una parte de \(\mathrm{HNO_3}\) con tres o cuatro partes de \(\mathrm{HCl}\). La composición es no estequiométrica: la reacción entre los dos ácidos produce un equilibrio dinámico de especies, incluyendo oxidantes clorantes como cloruro nitrosilo y cloro molecular además de protones solvados e iones cloruro. La composición agregada introducida se representa por la fórmula molecular calculada Cl3H4NO3 y descriptores agregados derivados de la mezcla; estos reflejan el número combinado de átomos de los ácidos componentes más que una molécula discreta.
Identificadores reportados y descriptores calculados asociados con la composición agregada incluyen: - Fórmula molecular: Cl3H4NO3 - Peso molecular: 172.39 - Cadena tipo IUPAC calculada: 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
(Estos descriptores son representaciones agregadas/computacionales para el sistema mixto y deben interpretarse como identificadores a nivel de mezcla.)
Apariencia y forma típica
Aqua regia aparece típicamente como un líquido que desprende vapores con colores reportados en el rango amarillo, rojo o dorado, dependiendo de la composición y concentración. Emite un olor fuerte y penetrante; los vapores son irritantes para los ojos y las membranas mucosas. El líquido es altamente corrosivo para metales y tejido orgánico. Es miscible con agua, y la disolución en agua es exotérmica; el contacto con aire húmedo produce vapores.
Propiedades químicas
Reactividad y comportamiento corrosivo
Aqua regia es tanto una mezcla de ácido fuerte como un agente oxidante fuerte. Sus características de reactividad incluyen: - Disolución de metales elementales, incluyendo oro y platino, a través de vías de cloración oxidativa; la disolución progresa mediante la formación de cloro-complejos solubles de metales nobles. - Comportamiento oxidante que puede iniciar o catalizar la descomposición y polimerización de compuestos orgánicos susceptibles. - Generación de gases corrosivos y tóxicos durante reacciones o descomposición (notablemente cloruro nitrosilo, cloro y óxidos de nitrógeno). - Reacciones exotérmicas en dilución o reacción con bases; es soluble en agua con liberación de calor y generará vapores al exponerse al aire.
Propiedades computadas/agregadas seleccionadas (reportadas para la representación de la mezcla): - Peso molecular: 172.39 - Masa exacta: 170.925676 - Masa monoisotópica: 170.925676 - Área superficial polar topológica (TPSA): 66.1 - Número de donantes de enlaces de hidrógeno: 4 - Número de aceptores de enlaces de hidrógeno: 3 - Número de enlaces rotables: 0 - Número de átomos pesados: 7 - Carga formal: 0 - Complejidad: 24.8 - Número de unidades covalentemente enlazadas: 4
(Nota: estos valores son descriptores computacionales para la representación agregada y sirven para describir la polaridad y capacidad de formación de enlaces de hidrógeno de las especies ácidas constituyentes.)
Compatibilidad e incompatibilidades
Aqua regia reacciona vigorosa o peligrosamente con una amplia gama de sustancias. Las incompatibilidades clave y agentes reactivos incluyen: - Bases fuertes e hidróxidos inorgánicos — neutralización exotérmica que produce calor y sales. - Sólidos cianuros — la reacción puede liberar gas de cianuro de hidrógeno. - Sulfitos, nitritos, tiosulfatos, ditionitos — pueden generarse gases tóxicos como óxidos de azufre, sulfuro de hidrógeno y otros productos gaseosos. - Carbonatos y bicarbonatos — evolución rápida de CO2 y formación de espuma. - Materiales orgánicos (incluyendo orgánicos reductores, mercaptanos, ditiocarbamatos, isocianatos, nitrilos y muchos otros) — pueden sufrir oxidación violenta, polimerización o producir gases tóxicos/inflamables. - Metales distintos a metales nobles — corrosión y, en contacto con metales reactivos, evolución de gas hidrógeno inflamable; los contenedores/sustratos deben ser seleccionados por alta resistencia a la corrosión. - Algunas espumas y materiales para extinción de incendios pueden reaccionar con la sustancia liberando gases corrosivos o tóxicos.
Aqua regia es químicamente inestable con el tiempo; las especies halógenas reactivas evolucionan y la potencia oxidante cambia tras reposo. Los recipientes deben ser químicamente resistentes y secos; la contaminación con agua en recipientes de almacenamiento o con materiales incompatibles puede producir reacciones vigorosas o peligrosas.
Uso y Seguridad
Contextos de Uso Industrial y Comercial
El agua regia se utiliza siempre que se requiere química oxidante-clorante agresiva. Las aplicaciones típicas incluyen: - Disolución y procesamiento de metales nobles (oro, metales del grupo del platino) para la preparación de muestras analíticas, refining y recuperación de metales. - Grabado, limpieza y digestión en laboratorio de muestras de metales refractarios antes del análisis. - Operaciones de limpieza especializadas donde es necesaria la remoción oxidativa fuerte de películas metálicas u orgánicos.
En la práctica, la sustancia se selecciona para tareas que explotan su capacidad combinada de acidez y cloración oxidativa; el manejo y diseño del proceso deben tener en cuenta la formación de vapores, corrosividad y evolución gaseosa.
Peligros y Consideraciones para el Manejo
Peligros - Corrosivo: causa quemaduras severas en piel y daño ocular; corrosivo para metales y muchos materiales. - Vapores tóxicos: la inhalación de los vapores (cloro, cloruro nitrosilo, óxidos de nitrógeno) puede provocar irritación respiratoria severa, lesión pulmonar o neumonitis tóxica. - Reactivo: genera calor al diluirse y puede producir gases tóxicos/inflamables al reaccionar con sustancias incompatibles. - No combustible pero puede descomponerse al calentarse produciendo vapores corrosivos y tóxicos; el contacto de ácidos corrosivos con metales puede producir hidrógeno inflamable.
Manejo y almacenamiento seguros (orientación de alto nivel) - Usar en campana de extracción química o ventilación local equivalente para controlar los vapores; evitar acumulación de vapores en áreas confinadas. - Emplear equipo de protección personal adecuado: guantes resistentes a productos químicos, gafas de protección de rostro completo o pantalla facial, ropa y delantal resistentes a ácidos; para emergencias o respuesta a derrames puede ser necesario equipo autónomo de respiración con presión positiva (SCBA) y trajes protectores químicos. - Almacenar en recipientes compatibles, resistentes a la corrosión, en un área fresca y bien ventilada; evitar contaminación con agua, bases, compuestos orgánicos o sólidos incompatibles. No almacenar en recipientes que puedan reaccionar (p. ej., metales reactivos). - Preparar soluciones frescas según se requiera; no almacenar grandes volúmenes por períodos prolongados debido a descomposición y evolución gaseosa.
Respuesta ante emergencias y primeros auxilios (resumen) - En contacto con piel o ojos: lavar inmediatamente con abundante agua por al menos 20–30 minutos y buscar atención médica de urgencia; retirar ropa y calzado contaminados durante el enjuague. - Si se inhala: trasladar a la persona expuesta a aire fresco; administrar oxígeno si la respiración es dificultosa; buscar atención médica inmediata. - En caso de derrames: evacuar y aislar la zona; colocarse en sentido contrario al viento y evitar escurrimientos a vías fluviales y alcantarillado; usar absorbentes secos e inertes (tierra seca o arena) para contener y recolectar derrames pequeños y colocar en recipientes adecuados para su eliminación; evitar el uso de agua que pueda dispersar o reaccionar con el material derramado. - Extinción de incendios: el material no es combustible pero puede producir vapores tóxicos al calentarse. Para incendios pequeños usar CO2, químico seco o arena seca; para incendios mayores usar pulverización o niebla de agua y enfriamiento de recipientes desde distancia máxima segura. No permitir que el agua de extinción entre en desagües; construir diques para disposición posterior.
Identificadores de transporte y regulatorios (seleccionados) - CAS: 8007-56-5 - Número Comunidad Europea (EC): 690-364-2 - Número ONU (transporte): UN1798 - UNII: X3TT5X989E
Para información detallada, específica del producto sobre peligros, transporte y regulaciones, consulte la Ficha de Datos de Seguridad (SDS) del producto y la normativa local aplicable antes de la adquisición, uso, almacenamiento o transporte.
