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什麽是冶金蝕刻液?它的化學式是什麽?有什麽作用?

化學試劑王水,又稱王水,是壹種腐蝕性很強的液體,有黃色煙霧。它是濃鹽酸(HCl)和濃硝酸(HNO3)的混合物,其混合比例從名字就能看出來:王水是橫的豎的,所以鹽和硝酸鹽的比例是3: 1(體積比),它是少數幾種能溶解金(Au)的物質之壹,這就是它名字的由來。王水壹般用於蝕刻工藝和壹些檢測分析工藝,但塑料之王PTFE和壹些惰性很強的純金屬如鉭(Ta)不被王水腐蝕(還有氯化銀和硫酸鋇等。).王水容易分解,有氯的味道,所以現在壹定要用。發現歷史上兩位科學家勞厄和弗蘭克獲得了1914和1925的物理學獎,德國納粹政府要沒收他們的諾貝爾獎章。他們來到丹麥,請求丹麥同行和1922物理學獎得主玻爾幫助他們留住他們。1940年,納粹德國占領丹麥,受人委托的玻爾心急如焚。在實驗室工作的匈牙利化學家赫維西(1943化學獎獲得者)幫他想到了壹個好主意:把獎牌放入王水(鹽酸和硝酸的混合物)中,純金獎牌就會溶解。玻爾隨後將溶液瓶放在實驗室的架子上,前來搜查的納粹士兵並沒有發現這個秘密。戰爭結束後,溶液瓶中的黃金被還原並送往斯德哥爾摩,在那裏用同樣的模具重鑄。1949歸還趙時,在當時弗蘭克工作的美國芝加哥舉行了隆重的勛章歸還儀式。原理王水的兩種成分雖然不能單獨溶解黃金,但可以壹起溶解黃金。原理如下:硝酸是壹種很強的氧化劑,能溶解極少量的金,而鹽酸能與溶液中的金離子反應生成氯化金,使金離子離開溶液,從而硝酸能進壹步溶解金:王水及其氧化物由1體積的濃硝酸和3體積的濃鹽酸組成。王水氧化能力強,被稱為酸中之王。有些不溶於硝酸的金屬,如金、鉑等,可以用王水溶解(而鉑必須加熱才能緩慢反應)。王水的配制雖然使用了兩種濃酸,但其混酸中硝酸的濃度顯然只有原濃度的1/4(即已變成稀硝酸)。但是為什麽王水的氧化能力比濃硝酸強很多呢?這是因為王水中存在以下反應:因此王水中含有硝酸、氯分子、亞硝酰氯等壹系列強氧化劑,也有高濃度的氯離子。

王水的氧化能力比硝酸強。惰性金屬如金單獨不溶於濃硝酸,但能溶於王水。主要原因是王水中的亞硝酰氯(NOCl)比濃硝酸具有更強的氧化能力,能使金等惰性金屬失去電子而被氧化。(鉑金反應慢,肉眼基本很難觀察到。)

同時,高濃度的氯離子與其金屬離子可形成穩定的絡合離子,如[aucl4]-:(理論式)。

從而降低了金的標準電極電位,有利於金屬溶解方向的反應。總反應的化學方程式可以表示如下:(鉑反應還有待研究)

由於黃金、鉑金能溶於王水,人們的黃金、鉑金首飾(黃金)在首飾加工者加工清洗時,往往不自覺地被加工者盜走,損害了消費者的利益。

王水能溶解金和鉑的原因,曾被認為是王水中產生了原子氯和強氧化性的亞硝基氯:

硝酸+鹽酸=氯化亞錫+氯化亞錫+2H2O

現在看來,主要是因為大量氯離子的存在,才能形成配位離子,從而改變電極電位。以黃金為例:

Au與Cl配位形成AuCl4。

+3e = Au;e = 1.52v aucl 4+3e = Au+4Cl;E = 1.002V,可以看出,在沒有氯離子存在的情況下,硝酸和氯氣不容易氧化金,但當有氯離子存在時,金的電極電位大大降低,換句話說,由於AuCl4的形成,金的還原能力增強。此時氯氣甚至濃硝酸都能將Au氧化成AuCl4。所以王水能溶解金的主要原因不是王水的氧化能力增強,而是金屬的還原能力增強。

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