Lúčavka kráľovská

Džábir ibn Haján, objaviteľ lúčavky kráľovskej.

Lúčavka kráľovská (lat. aqua regia) je zmes koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej (HCl) a koncentrovanej kyseliny dusičnej (HNO₃) (lat. aqua fortis), zvyčajne v objemovom pomere 3:1. Obrátená lúčavka kráľovská (1:3) - Lefortova lúčavka, má podobné účinky.

Vlastnosti

Je to žltkastá, dymová kvapalina, mimoriadne silné oxidačné činidlo. Charakteristická pre lúčavku kráľovskú je jej krátka doba účinnosti. Po čase sa začne rozkladať a stráca účinok.

Rozpúšťa mnoho ušľachtilých kovov vrátane zlata a platiny, ale napr. tantal a irídium sú voči nej odolné.

Princíp rozpúšťania

Zmes kyseliny dusičnej a kyseliny chlorovodíkovej rozpúšťa vzácne kovy, pretože každá z kyselín plní odlišnú funkciu. Kyselina dusičná je silné oxidačné činidlo, ktoré rozpustí nepatrné množstvo zlata za vzniku zlatitých katiónov (Au³⁺).

Au + 3 NO₃⁻ + 6 H⁺ → Au³⁺ + 3 NO₂ + 3 H₂O    (1)

Tie reagujú s chloridovým aniónom za vzniku tetrachloridozlatitanového aniónu:

Au³⁺ + 4 Cl⁻ → AuCl₄⁻   (2)

Rovnováha tejto reakcie je silne posunutá vpravo, pretože chloridové anióny odoberajú zlatité katióny z prostredia, čím opätovne posúvajú rovnováhu reakcie (1) doprava a prebieha tak ďalšia oxidácia Au→Au³⁺.

Rozklad lúčavky kráľovskej

Pri zmiešavaní koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej a koncentrovanej kyseliny dusičnej začne reakcia, pri ktorej začne unikať chlór a chlorid nitrozylu, ktorý spôsobuje zoslabenie účinkov kyseliny. Žltá farba, ktorá vzniká pri reakcii, je charakteristická pre túto kyselinu. Keď sa prchavé produkty uvoľňujú zo zmesi, aqua regia stráca schopnosť rozpúšťadla. Únik plynu spôsobuje, že rovnováha reakcie je neustále posúvaná v smere vzniku produktov.

HNO₃ (l) + 3 HCl (l) → NOCl (g) + Cl₂ (g) + 2 H₂O (l)

Chlorid nitrozylu sa rozpadá na oxid dusnatý a chlór.

2 NOCl (g) → 2 NO (g) + Cl₂ (g)

Preto lúčavka kráľovská dymí, t. j. vystupujú z nej pary chlóru a chloridu nitrozylu, ktorý sa ďalej rozkladá na chlór a pary oxidu dusnatého.

História

V roku 800 objavil arabský alchymista Džábir Ibn Hajjan (Geber) kyselinu chlorovodíkovú pomocou zmiešania kuchynskej soli (chlorid sodný) a vitriolu (kyselina sírová). Džábirov objav zlúčeniny, ktorá rozpúšťa zlato, aqua regia, prispel k úsiliu alchymistov nájsť kameň mudrcov.

Keď nacistické vojská počas druhej svetovej vojny napadli Dánsko, maďarský chemik György Hevesy rozpustil Laueho a Franckovu zlatú medailu Nobelovej ceny, aby predišiel krádeži. Rozpustený roztok umiestnil na poličku v Inštitúte Nielsa Bohra. Po vojne sa Hevesy vrátil do inštitútu, kde našiel roztok nedotknutý, vyzrážal zlato a vrátil ho Nobelovej nadácii. Tá vyrobila pre Laueho a Francka novú medailu.

Chemický portál