تیزآب سلطانی (Aqua regia) مخلوطی از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک است که به طور بهینه به نسبت مولی ۱:۳ ترکیب میشود. یک مایع بخارزا است و اگر تازه تهیه شده بیرنگ است، اما پس از مدتی به علت تشکیل نیتروزیل کلرید (NOCl) و دیاکسید نیتروژن (NO2) به رنگ زرد، نارنجی یا قرمز درمیآید. این نام توسط کیمیاگران به این محلول داده شد، زیرا میتواند فلزات نجیب مانند طلا و پلاتین را حل کند، هرچند نمیتواند همه فلزات را حل کند.
از آنجایی که اجزای آن سریع واکنش میدهند و منجر به تجزیه آن میشوند، تیزآب سلطانی به سرعت اثربخشی خود را از دست میدهد اما همچنان یک اسید قوی باقی میماند، بنابراین اجزای آن معمولاً بلافاصله قبل از استفاده مخلوط میشوند.
اسید سلطانی برای اولین بار در کتاب “در کشف حقیقت” توسط شبه-جابر (پس از حدود سال ۱۳۰۰) ظاهر شد. او آن را با افزودن نمک آمونیوم کلرید به اسید نیتریک تولید کرد. تهیه اسید سلطانی با مخلوط کردن مستقیم اسید کلریدریک با اسید نیتریک تنها پس از کشف فرآیندی در اواخر قرن شانزدهم که با آن میتوان اسید کلریدریک آزاد تولید کرد، ممکن شد.
آنتوان لاووازیه در سال 1789 اسید سلطانی را اسید نیترو-موریاتیک نامید.
در جنگ جهانی دوم وقتی آلمان به دانمارک حمله کرد، شیمیدان مجارستانی جورج دو هویزی مدالهای طلای نوبل فیزیکدانان آلمانی ماکس فون لائو (۱۹۱۴) و جیمز فرانک (۱۹۲۵) را در اسید سلطانی حل کرد تا از مصادره آنها توسط نازیها جلوگیری کند.
تیزاب سلطانی یک اسید بسیار قوی و خورنده است که از ترکیب اسید نیتریک (HNO₃) و اسید هیدروکلریک به نسبت ۱ به ۳ تشکیل میشود. این اسید توانایی حل کردن طلا و پلاتین را دارد و کاربردهای زیادی در شیمی، استخراج فلزات گرانبها و آزمایشگاههای شیمیایی دارد.
اسید سلطانی در حکاکی و روشهای تحلیلی خاص استفاده میشود و همچنین در برخی از آزمایشگاهها برای تمیز کردن ظروف شیشهای از ترکیبات آلی و ذرات فلزی استفاده میشود. این روش در مقایسه با روش سنتی حمام اسید کرومیک برای تمیز کردن لولههای NMR ترجیح داده میشود، زیرا هیچ اثری از کروم پارامغناطیس باقی نمیماند که میتواند طیفها را خراب کند. در حالی که حمامهای اسید کرومیک به دلیل سمیت بالای کروم توصیه نمیشوند. خود اسید سلطانی بسیار خورنده است و در اثر استفاده نادرست میتواند باعث انفجار شود.
مهمترین کاربرد تیزاب سلطانی که در صنعت نیز از آن استفا ه میشود، توانایی حل کردن فلزاتی مانند طلا ، پلاتین ، پالادیوم و… است.
تیزآب سلطانی طلا را در خود حل میکند، اگرچه هیچ یک از اسیدهای تشکیل دهنده آن به تنهایی قادر به انجام این کار نیستند. اسید نیتریک یک اکسیدکننده قوی است که مقدار بسیار کمی طلا را حل میکند و یونهای طلای (+Au³) را تشکیل میدهد. اسید هیدروکلریک یک منبع آماده از یونهای کلرید (–Cl) را فراهم میکند که با یونهای طلا واکنش میدهند و آنیونهای تتراکلروئورات [–AuCl₄] را نیز در محلول تشکیل میدهند. این فرایند منجر به حذف یونهای طلا از محلول میشود و اجازه میدهد اکسیداسیون بیشتر طلا صورت گیرد. علاوه بر این، طلا ممکن است توسط کلر موجود در آب سلطانی نیز حل شود.
برای تولید اسید کلرواوریک استفاده میشود که الکترولیت در فرآیند “ووهلو” برای تصفیه طلا با بالاترین خلوص (۹۹.۹۹۹٪) است. در صنعت جواهرسازی از تیزاب سلطانی برای حل کردن طلا و بازیابی آن از ضایعات استفاده میشود. در صنایع الکترونیک از تیزاب سلطانی برای استخراج طلا از قطعات الکترونیکی قدیمی بهره میگیرند.
شواهد تجربی نشان میدهند که واکنش پلاتین با تیزآب سلطانی به طور قابل توجهی پیچیدهتر است. واکنشهای اولیه منجر به تولید مخلوطی از اسید کلروپلاتینوس (H₂[PtCl₄]) و کلرید نیتروسوپلاتینیک (NO]₂[PtCl₄]]) میشوند. کلرید نیتروسوپلاتینیک یک محصول جامد است. اگر انحلال کامل پلاتین مطلوب است، باید استخراجهای مکرر از جامدات باقیمانده با اسید هیدروکلریک غلیظ انجام شود.
2Pt(s) + 2HNO3(aq) + 8HCl(aq) → [NO]2[PtCl4](s) + H2[PtCl4](aq) + 4H2O(l)
حل کردن جامدات پلاتین در تیزآب سلطانی منجربه کشف فلزات سنگینتر مانند ایریدیوم و اوسمیوم، بود که هر دو در سنگ معدن پلاتین یافت میشوند و توسط آب سلطانی حل نمیشوند، بلکه بهعنوان پودر فلزی نامحلول (ایریدیوم و اوسمیوم عنصری) در ته ظرف جمع میشوند.
در آزمایشگاههای شیمی، تیزاب سلطانی به عنوان یک عامل تحلیلی برای تجزیه و تحلیل ترکیبات پیچیده ونمونههای فلزی استفاده میشود. با استفاده از این ترکیب ، میتوان فلزات را به صورت یونهای محلول درآورد و سپس با استفاده از روشهای مختلفی مانند طیفسنجی جذب اتمی (AAS) یا طیفسنجی جرمی (ICP-MS)، عناصر موجود در نمونه را شناسایی کرد.
تیزاب سلطانی در تولید برخی از کاتالیزورهای شیمیایی خصوصا کاتالیزورهای پایه پلاتین کاربرد دارد. این کاتالیزورها در فرایندهای شیمیایی مختلف، مانند تولید داروها و مواد شیمیایی خاص، نقش مهمی ایفا میکنند.
قبل از دفع، تیزاب سلطانی باید خنثی شود. این کار با استفاده از مواد قلیایی مانند بیکربنات سدیم (جوش شیرین) یا هیدروکسید سدیم انجام میشود. مراحل خنثیسازی شامل:
محلول تیزاب سلطانی را به آرامی در ظرفی مقاوم به خوردگی بریزید. به تدریج بیکربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم را به محلول اضافه کنید و به آرامی هم بزنید. واکنش خنثیسازی ممکن است گاز تولید کند، بنابراین از تهویه مناسب استفاده کنید. pH محلول را تا حدی که نزدیک به 7 باشد (خنثی) کنترل کنید.
تیزاب سلطانی به دلیل خواص خورندگی بسیار بالا و تولید گازهای سمی، در هنگام استفاده نیازمند رعایت شدید ایمنی است. استفاده از لباسهای محافظ، شامل دستکش، عینک و ماسک محافظ، برای جلوگیری از تماس با پوست و چشم الزامی است. همچنین، استفاده در محیطهای با تهویه مناسب برای جلوگیری از استنشاق گازهای خطرناک بسیار حیاتی است. نگهداری تیزاب سلطانی باید در ظروف مقاوم به خوردگی و دور از مواد قابل اشتعال انجام شود.
تیزاب سلطانی با توجه به خواص منحصر به فرد خود، یک ابزار قدرتمند در صنایع مختلف و تحقیقات علمی به شمار میرود. کاربردهای گسترده این محلول در حل کردن فلزات نجیب، تصفیه و بازیافت فلزات قیمتی، تجزیه و تحلیل شیمیایی و تولید کاتالیزورها از جمله ویژگیهای برجسته آن هستند. با این حال، به دلیل خورندگی و خطرات بالای این محلول، استفاده از تیزاب سلطانی نیازمند رعایت دقیق نکات ایمنی و احتیاطات لازم است.
سیلیکاژل یا همان رطوبت گیر یکی از مواد شیمیایی می باشد که به دلیل کاربردهای بالای آن برای مصارف مختلفی استفاده می شود. مصارف و کاربرد های سیلیکاژل بسیار می باشد از این رو پس از مقاله انواع سیلیکاژل سعی کردیم به طور جداگانه به کاربرد های سیلیکاژل به پردازیم. شرکت تماد کالا با توجه به فروش […]
EDTA (اتیل دی آمین تترا استیک اسید) یک عامل کیلیتکننده پرکاربرد در صنایع مختلف از جمله صنایع دارویی، آرایشی بهداشتی، کاغذسازی و پالپ، غذایی، کشاورزی است که به دلیل توانایی آن در ایجاد کمپلکس با یونهای فلزی (مانند روی، آهن، مس، سرب، آرسنیک، کادمیوم، آلومینیوم و…) و جلوگیری از تأثیرات منفی آنها، مورد استفاده قرار […]
سختی چیست به مقاومت هر ماده در برابر تغییر شکل پلاستیک، سختی گفته می شود. سختی، میزان مقاومت سطح ماده در برابر تغییر شکل دائم یا پلاستیک است. از آنجایی که در هنگام تست میزان سختی ماده، نفوذکننده به سطح فشار داده میشود، سختی را میتوان به عنوان میزان مقاومت ماده در برابر نیروی فشاری […]
محیط کشت های بلاد آگار و شکلات آگار جزوه معروفترین و پر استفاده ترین محیط کشت های در حال حاضر هستند. با این وجود، بسیاری از افراد تفاوت این دو محیط کشت را نمیدانند. در مقاله پیش رو قصد داریم که به معرفی این محیط های کشت و تفاوت های آنها با یکدیگر بپردازیم. برای […]