Acqua regia
L’acqua regia è una miscela costituita da acido nitrico concentrato e acido cloridrico concentrato in rapporto tra volumi di 1:3.
Il nome di acqua regia fu dato a questa miscela dagli alchimisti in quanto era in grado di solubilizzare l’oro che era considerato il “re” dei metalli e altri metalli detti nobili in quanto sono in grado di essere resistenti alla ossidazione.
L’acqua regia è usata nell’ambito dell’analisi chimica qualitativa per via umida di un campione incognito solido che deve essere preventivamente solubilizzato.
Per mandare in soluzione il campione si procede dapprima all’attacco con acqua fredda e, in caso di insuccesso con acqua calda, poi con acqua acidulata.
Se tutti questi tentativi vanno a vuoto si usa l’acqua regia ed in caso di ulteriore insuccesso una miscela solfonitrica costituita da acido nitrico e acido solforico concentrati in rapporto di 1:3.
Usi
L’acqua regia è inoltre utilizzata per la dissoluzione di alcuni minerali di ferro, alcune rocce fosfatiche, alcune leghe ed in particolare della lega nichel–cromo e di solfuri poco solubili come quelli di mercurio, arsenico, cobalto e piombo.
L’acqua regia trova inoltre utilizzo per la pulizia della vetreria di laboratorio contaminata. In particolare è usata per la pulizia di tubi per NMR e preferita alla miscela cromica in quanto l’uso di quest’ultima può comportare la presenza di tracce di ioni cromo che presentano paramagnetismo e possono inficiare gli spettri. L’acqua regia va preparata sempre di fresco e dopo l’utilizzo deve essere smaltita neutralizzandola con sodio bicarbonato. Si deve evitare di conservare la miscela in un contenitore chiuso in quanto si possono verificare esplosioni.
Reazioni
Dalla reazione tra acido nitrico e acido cloridrico si forma infatti il cloruro di nitrosile che è un gas giallognolo peraltro tossico e cloro gassoso secondo la reazione:
HNO3(aq) + 3 HCl(aq) → NOCl(g) + Cl2(g) + 2 H2O(l)
Il cloruro di nitrosile può decomporsi in monossido di azoto e cloro secondo la reazione:
2 NOCl(g) → 2 NO(g) + Cl2(g)
Il monossido di azoto reagisce con l’ossigeno presente nell’aria per dare biossido di azoto:
2 NO(g) + O2(g) →2 NO2(g)
Se l’acqua regia viene conservata in un recipiente chiuso la formazione dei gas porta all’aumento di pressione all’interno dello stesso con il pericolo di un’esplosione.
La dissoluzione dell’oro in acqua regia è dovuta alla reazione:
Au + HNO3 + 3 HCl → HAuCl4 + NO + 2 H2O
a seguito della quale si ottiene l’acido cloroaurico il cui nome I.U.P.A.C. è acido tetracloroaurico. Quest’ultimo è un acido forte da cui si può ottenere oro puro tramite elettrolisi.
Storia
A molti elementi o composti è associato un periodo storico o un evento particolare a dimostrazione di come la chimica sia parte integrante della storia dell’umanità.
L’acqua regia e il suo fruttuoso utilizzo si collega al triste periodo storico dell’invasione nazista in Danimarca. I due fisici tedeschi Max von Laue, antinazista e vincitore del premio Nobel della fisica nel 1914 e James Franck di origini ebraiche vincitore del premio Nobel della fisica nel 1925 riuscirono a far recapitare le loro medaglie in Danimarca al collega Niels Bohr per salvarle dai nazisti.
Quando il 9 aprile 1940 avvenne l’occupazione della Danimarca da parte delle truppe tedesche i collaboratori di Bohr che nel frattempo di era rifugiato in Svezia compresero che le medaglie dovevano in qualche modo essere sottratte alle razzie naziste. Fu allora che intervenne il chimico ungherese George Charles de Hevesy dissolvendo le due medaglie in acqua regia. George Charles de Hevesy dopo tre anni ricevette il premio Nobel per la chimica per i suoi studi sui radioisotopi. La boccetta con il suo prezioso contenuto rimase per cinque anni nel laboratorio fin quando, a guerra finita, lo stesso de Hevesy ottenne nuovamente l’oro delle medaglie che inviò alla Nobel Foundation di Stoccolma che ricostituì le medaglie che furono rese ai grandi fisici.
Una storia finita bene grazie alla scienza, all’arguzia e al coraggio di un grande chimico.