Nước cường toan là hợp chất được sử dụng trong quá trình tinh chế vàng. Vậy đây là loại nước gì, tính chất hóa học như thế nào, hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn sau đây nhé!
Contents
Nước cường toan là gì?
Nước cường toan (hay Cường toan thủy, Vương thủy) là chất ăn mòn mạnh tồn tại ở thể lỏng, màu vàng, dễ bay hơi. Nước cường toan là hỗn hợp gồm dung dịch axit nitric đậm đặc (HNO3) với dung dịch axit clohiđric đậm đặc (HCl) theo tỷ lệ mol 1:3. Đây là một trong số ít thuốc thử có khả năng hòa tan vàng và bạch kim.
Nước có tên Hán Việt là 強酸水, tên Latin là aqua regia nghĩa là “nước hoàng gia” bởi đặc tính có thể hòa tan các kim loại quý. Sản phẩm được sử dụng trong quá trình khắc kim loại bằng axit.
Phản ứng tách vàng từ nước cường toan
Các axit riêng biệt có trong nước cường toan không thể tự nó hòa tan được vàng. Chỉ khi kết hợp với nhau, mỗi axit sẽ thực hiện một nhiệm vụ riêng. Trong đó:
- Axit nitric (chất oxy hóa mạnh): hòa tan một lượng rất nhỏ vàng, tạo thành những ion Au3+.
- Axit clohiđric: có các ion Cl- kết hợp với Au3+ để tạo thành anion cloraurat AuCl4-.
Vì phản ứng với axit clohiđric là phản ứng hoàn toàn nên các ion vàng sẽ kết hợp hết với ion clo, cho phép sự oxy hóa tiếp tục diễn ra. Nhờ đó mà vàng sẽ được hòa tan hết.
Thêm vào đó, vàng có thể sẽ bị oxy hóa bởi các gốc clo tự do.
Các phương trình phản ứng cho quá trình trên như sau:
Au (rắn) + 3 NO3- (dung dịch) + 6 H+ (dung dịch) → Au3+ (dung dịch) + 3 NO2 (khí) + 3 H2O (lỏng)
Au3+ (dung dịch) + 4 Cl- (dung dịch) → AuCl4- (dung dịch)
Trường hợp sản phẩm tạo thành là nitơ monoxit thay vì nitơ dioxide sẽ có phản ứng như sau:
Au (rắn) + NO3- (dung dịch) + 4 H+ (dung dịch) → Au3+ (dung dịch) + NO (khí) + 2 H2O (lỏng)
Phản ứng hòa tan bạch kim (Platin) trong nước cường toan (tương tự như quá trình nước cường toan hòa tan vàng):
Pt (rắn) + 4 NO 3- (dung dịch) + 8 H+ (dung dịch) → Pt4+ (dung dịch) + 4 NO2 (khí) + 4 H2O (lỏng)
Pt (rắn) + NO 3- (dung dịch) + H+ (dung dịch) → Pt4+ (dung dịch) + NO (khí) + H2O (lỏng)
Ion bạch kim sau khi bị oxy hóa sẽ tiếp tục phản ứng với ion clo tạo thành ion cloroplatinat:
Pt4+ (dung dịch) + 6 Cl- (dung dịch) → PtCl62- (dung dịch)
Trên thực tế, phản ứng với bạch kim sẽ phức tạp hơn so với vàng. Những phản ứng ban đầu sẽ tạo ra hỗn hợp axit cloroplatinat (H2PtCl4) và nitroso platinic chloride ((NO)2PtCl4). Nitroso platinic chloride là chất rắn kết tủa. Nếu muốn bạch kim hòa tan hoàn toàn, phản ứng tạo nitroso platinic chloride dư với axit clohiđric đậm đặc cần được thực hiện lặp đi lặp lại nhiều lần. Trong khi đó, axit cloroplatinat có thể bị oxy hóa thành axit cloroplatinic khi phản ứng với khí Clo trong điều kiện nhiệt độ cao.
Pt (rắn) + 2 HNO3 (dung dịch) + 4 HCl (dung dịch) → (NO)2PtCl4 (kết tủa) + 3 H2O (lỏng) + 1/2 O2 (khí)
(NO)2PtCl4 (kết tủa) + 2 HCl (dung dịch) → H2PtCl4 (dung dịch) + NOCl (khí)
H2PtCl4 (dung dịch) + Cl2 (khí) → H2PtCl6 (dung dịch)
Tìm hiểu về kỹ thuật tách vàng từ nước cường toan
Quy trình phân kim thủy phân thường được sử dụng để phân kim hợp kim vàng bằng hỗn hợp axit và hóa chất – Aqua regia. Quá trình thực hiện phân kim sẽ được tiến hành qua các bước sau:
- Phân tích lượng vàng được phân kim, lưu ý vàng trong thí nghiệm phải được cán mỏng hoặc đổ dưới dạng mỏng.
- Phân kim là quá trình tách và thu hồi muối Bạc Clorua → tạo thành kết tủa vàng → sau đó lọc và rửa bột vàng.
- Phân tích lượng vàng đã được phân kim và thực hiện nấu vàng theo mẫu yêu cầu.
Quá trình phân kim vàng diễn ra như sau:
- Sử dụng dung dịch xyanua cũ, hỏng, thu hồi vàng bằng bột nhôm hay bột kẽm để lấy kết tủa. Đối với kết tủa thu được sẽ cho HCl vào để hòa tan lượng nhôm hoặc kẽm dư.
- Gạn và rửa sạch, sau đó cho HNO3 vào hỗn hợp để hòa tan tạp chất đồng và bạc.
- Cuối cùng rửa sạch bột vàng, sau đó hòa tan trong nước cường toan để thu được kết tủa vàng clorua.
Nước cường toan mua ở đâu?
Thông thường, bạn sẽ không mua được trực tiếp nước cường toan, mà cần mua HNO3 và HCl về và pha chế. Bạn có thể vào bất cứ cửa hàng, đại lý mua bán hóa chất nào để mua axit với giá thành không hề cao.
Tuy nhiên vì đây là mặt hàng nguy hiểm, cần khai báo khi mua hàng để các cơ quan chức năng có thể nắm được các thông tin. Trong phiếu phải khai báo, người mua phải phải ghi cụ thể mục đích sử dụng, ngày giờ mua bán, các thành phần nguy hiểm, cách sử dụng và bảo quản, thông tin về độc tính sản phẩm, quy định về vận chuyển. Ngoài ra, khi mua cũng phải xuất trình chứng minh nhân dân xem đã đủ tuổi công dân hay chưa?
Lưu ý về an toàn khi pha chế và sử dụng nước cường toan
Việc chuẩn bị và sử dụng nước cường toan có liên quan đến phản ứng của hai loại axit mạnh, tạo ra nhiệt và hơi độc. Vì vậy, người dùng cần tuân thủ nghiêm chỉnh các quy trình an toàn khi pha và sử dụng loại nước này, bao gồm:
- Khi thao tác, thực hiện theo trình tự cho HNO3 (axit nitric) vào HCl (axit clohidric), tuyệt đối không thực hiện ngược lại. Dung dịch thu được sẽ là một loại chất lỏng có màu vàng bốc khói và có mùi clo nồng nặc.
- Chỉ thao tác và sử dụng dung dịch cường toan bên trong tủ hút, đậy nắp xuống càng nhiều càng tốt để hút hơi và bảo vệ con người khỏi bị thương trong trường hợp vỡ đồ thủy tinh hoặc bắn tung tóe.
- Chuẩn bị đủ khối lượng hai axit cần thiết cho ứng dụng.
- Đảm bảo rằng dụng cụ thủy tinh đã được khử trùng sạch sẽ. Tránh sử dụng bất kỳ dụng cụ thủy tinh nào có khả năng bị nhiễm hóa chất có chứa liên kết CH. Không sử dụng dung dịch đã hoàn thành trên bất kỳ vật liệu nào chứa chất hữu cơ để hạn chế tối đa việc tạo ra các phản ứng mạnh hoặc bạo lực.
- Đeo kính bảo hộ.
- Mặc áo khoác yêu cầu của phòng thí nghiệm.
- Đeo găng tay bảo hộ.
- Nếu bạn bị dính bất kỳ giọt axit nào trên da, hãy nhanh chóng lau sạch chúng ngay lập tức và rửa sạch với thật nhiều nước. Nếu không may làm đổ axit lên quần áo, hãy loại bỏ nó ngay lập tức. Trường hợp bị hít phải khí này, bạn hãy di chuyển ngay đến nơi có không khí trong lành. Sử dụng nước rửa mắt và tìm kiếm đội ngũ chăm sóc y tế khẩn cấp trong trường hợp bị tiếp xúc với mắt. Nếu nuốt phải, bạn hãy súc miệng bằng nước nhiều lần cho đến khi hết sạch dung dịch trong miệng.
- Sau khi sử dụng, vứt bỏ lượng nước thừa bằng cách đổ trực tiếp lên một lượng lớn đá. Dung dịch này có thể được trung hòa bằng dung dịch natri bicarbonat hoặc natri hydroxit 10%. Dung dịch sau trung hòa có thể xả thải an toàn.
- Bảo quản dung dịch ở nơi thoáng mát, không lưu trữ trong thời gian dài bởi nó có thể trở nên không ổn định. Tuyệt đối không cất giữ nước cường thủy trong bình có nắp đậy, vì áp suất tích tụ bên trong có thể gây vỡ bình chứa, gây nguy hiểm cho môi trường xung quanh.
Trên đây là toàn bộ những kiến thức về nước cường toan mà chúng tôi muốn gửi đến quý bạn đọc. Chúc bạn tìm được những thông tin cần thiết.
Tôi là Phạm Xuân Thanh – Tôi đã có kinh nghiệm hơn 3 năm review đánh giá về các loại máy móc công nghiệp, thiết bị vệ sinh công nghiệp, cách chăm sóc xe hơi. Tôi hy vọng những kiến thức mà tôi chia sẻ có thể giúp mọi người hiểu rõ hơn về các công dụng, chức năng của các loại thiết bị công nghiệp và các cách chăm sóc xe hơi này.
