Água régia

Henrique
By Henrique novembro 15, 2013 16:16

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A água régia (do latim “aqua regia” que significa “água real” ) é uma mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico concentrados, geralmente na proporção de 1 para 3. É um líquido altamente corrosivo de coloração amarela. É uma das poucas substâncias que pode dissolver o ouro e a platina. E tem este nome de “água régia” devido a propriedade de dissolver os metais nobres (“regios”), embora o tantálio, irídio e outros metais extremamente inertes possam suportar o seu ataque. A invenção da água régia é atribuída ao alquimista árabe Geber e era muito empregada por outros alquimistas e, ainda hoje, é utilizada em diversos procedimentos analíticos.

Mesmo que a água régia ataque o ouro, nenhum dos seus ácidos constituintes pode atacá-lo isoladamente. Cada ácido executa uma tarefa diferente. O ácido nítrico é um potente oxidante, que pode dissolver uma quantidade minúscula (praticamente indetectável) de ouro, formando íons de ouro. O ácido clorídrico, por sua vez, proporciona íons cloreto, que reagem com os íons de ouro, retirando o ouro da dissolução. Isto permite que o ouro adicional continue se oxidando.

A mistura perde a sua força rapidamente, por isso deve ser utilizada imediatamente após o preparo.

Reação com metais nobres

Metais considerados nobres, como o ouro e a platina, são pouquíssimo reativos, geralmente inertes em presença da maioria dos compostos e elementos químicos. Ocorre, entretanto, de uma pequeníssima quantidade do metal nobre (ouro, por exemplo) reagir com o ácido nítrico, oxidando o metal. Se a reação acontece apenas com o ácido nítrico, depois dessa pequeníssima quantidade de metal dissolvida, logo se estabelece o equilíbrio e a reação cessa.

    \begin{equation*} \ce{Au_{(s)} + NO3^{-}_{(aq)} + 6H^{+}_{(aq)} -> Au^{3+}_{(aq)} + NO2_{(g)} + H2O_{(l)}} \end{equation*}

O papel do ácido clorídrico é sequestrar da solução esses íons \ce{Au^{3+}} impedindo que se estabeleça o equilíbrio e criando a possibilidade de mais íons de ouro serem formados (às custas do metal sólido, é claro):

    \begin{equation*} \ce{Au^{3+}_{(aq)} + 4Cl^{-}_{(aq)} -> AuCl4^{-}_{(aq)}} \end{equation*}

Ou seja: resumidamente, o ácido nítrico concentrado dissolve pequenas porções do metal nobre e essas pequenas porções são capturadas pelo ácido clorídrico, abrindo espaço para que mais pequenas porções possam se dissolver até que o metal inteiro se consuma.

Decomposição da água régia

Pela mistrura de ácido clorídrico e ácido nítrico concentrados, ocorrem reações químicas. As reações resultam em produtos voláteis como o cloreto de nitrosilo (\ch{NOCl}) e o cloro, como pode ser evidenciado pela natureza fumegante e coloração amarela da água régia resultante. Uma vez que os produtos voláteis escapam da solução a água régia começa a perder potência:

    \begin{equation*} \ce{HNO3_{(aq)} + 3HCl_{(aq)} -> NOCl_{(g)} + 2Cl_{(g)} + 2H2O} \end{equation*}

O cloreto de nitrosilo pode, ainda, se decompor em óxido nítrico e cloro. Como essa dissossiação é controlada pelo equilíbrio da reação, os vapores fumegantes da água régia contém óxido nítrico:

    \begin{equation*} \ce{2NOCl_{(g)} -> 2NO_{(g)} + Cl2_{(g)}} \end{equation*}

E, uma vez que o óxido nítrico reage prontamente com o \ch{O2} atmosférico, os gases também apresentam o dióxido de nitrogênio, \ch{NO2}:

    \begin{equation*} \ce{2NO_{(g)} + O2_{(g)} -> 2NO2_{(g)}} \end{equation*}

Adendo

Fico feliz que este artigo alcançou uma boa popularidade, então, decidi adicionar mais algumas informações relevantes sobre preparo e cuidados com a água régia:

Preparação

1 parte por volume de HNO3 concentrado + 3 partes por volume de HCl concentrado.

Ex.: 100 mL de HNO3 (1 M) + 300 mL de HCl (1 M)

Manuseio

  • Não prepare uma quantidade de água régia maior do que o necessário
  • Não manuseie grandes volumes de solução: trabalhe com o mínimo necessário para a sua tarefa
  • Não deposite a solução de água régia em recipientes fechados: a formação de gases pode gerar explosões.
  • Sempre trabalhe com água régia em capela
  • Uma vez que o trabalho com água régia terminar, lave a área onde o trabalho foi executado com água e sabão

Equipamento de proteção

  • Óculos de proteção, jaleco e luvas de neoprene.

Transporte e armazenamento

  • Nunca armazene água régia para uso posterior
  • Nunca deixe a água régia próxima a compostos orgânicos, pos trata-se de um agente oxidante forte
  • Nunca deixe um recipiente de água régia próxima a inflamáveis ou combustíveis

Em caso de acidente/contato/exposição

  • Contato com a pele: lave a área com quantidade abundante de água por 15 minutos e busque assistência médica;
  • Contato com os olhos: lave a área com quantidade abundante de água por 15 minutos e busque assistência médica. Pode causar dano irreversível aos olhos
  • Em caso de inalação: auxilie as pessoas conscientes para uma área ventilada, com ar fresco e não contaminado. Busque assistência médica no caso de irritação respiratória, tosse ou outro sintoma. Sintomas podem aparecer tardiamente.

Descarte

  • A água régia restante não deve ser despejada em pias e ralos
  • O descarte deve ser feito primeiro com uma diluição da solução e, depois, neutralização com Mg(OH)2

Este vídeo tem legendas em português.

Henrique
By Henrique novembro 15, 2013 16:16