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Eau régale

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Eau régale
Image illustrative de l’article Eau régale
Identification
Synonymes

🜇,aqua regia,
eau royale,
acide nitrohydrochlorique,
acide nitro-muriatique

No CAS8007-56-5
PubChem90477010
SMILES
[N+](O)(=O)[O-].Cl
PubChem,vue 3D
InChI
InChI :vue 3D
InChI=1/ClH.HNO3/c;2-1(3)4/h1H;(H,2,3,4)
Apparenceliquide jaune à rouge-brun[1]
Propriétés chimiques
FormuleHNO3 + 3 HCl
Propriétés physiques
T° fusion−42 °C[1]
T° ébullition108 °C[1]
Solubilitémiscible avec l’eau[1]
Masse volumique1,01 à1,21 g cm−3[1]
Pression de vapeur saturante21 mbar (20 °C)[1]
Précautions
SGH
SGH03 : ComburantSGH05 : Corrosif
Danger
H270,H290 etH314
H270 : Peut provoquer ou aggraver un incendie ; comburant
H290 : Peut être corrosif pour les métaux
H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires
NFPA 704
Directive 67/548/EEC[1]
Corrosif
C
Comburant
O
Symboles :
C :Corrosif
O :Comburant

Phrases R :
R8 : Favorise l’inflammation des matières combustibles.
R35 : Provoque de graves brûlures.

Phrases S :
S23 : Ne pas respirer les gaz/fumées/vapeurs/aérosols [terme(s) approprié(s) à indiquer par le fabricant].
S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste.
S36 : Porter un vêtement de protection approprié.
S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette).


Transport[1]
-
Numéro ONU :
1798 : ACIDE CHLORHYDRIQUE ET ACIDE NITRIQUE EN MÉLANGE
Classe :
8
Étiquette :
pictogramme ADR 8
8 : Matières corrosives
Emballage :
Groupe d'emballageI : matières très dangereuses ;

Selon le chapitre 2.2.8.2, cette matière n'est pas autorisé au transport par l'
ADR
« ADR 2021 Vol 1 »[PDF], Nations unies,(ISBN 978-92-1-139177-0, consulté le),p. 232

Unités duSI etCNTP, sauf indication contraire.
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Eau régale utilisée pour le nettoyage de tubesRMN.

L’eau régale oueau royale (aqua regia enlatin) est unmélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique concentrés dans une proportion de deux à quatre volumes (idéalement trois) d’acide chlorhydrique pour un d’acide nitrique. Elle est appelée ainsi parce qu’elle est capable de dissoudre certainsmétaux nobles tels leplatine, l'or ou letantale insolubles dans cesacides seuls ou dans tout autre acide simple concentré[2].

Applications

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L'eau régale est avant tout utilisée dans la production d'acide chloraurique, l'électrolyte utilisé dans leprocédé Wohlwill. Ce procédé est utilisé pour le raffinage d'or de très grande pureté (99,999 %).

L'eau régale est aussi utilisée comme agent degravure et pour certainesanalyses chimiques. Elle est aussi utilisée dans certains laboratoires pour nettoyer laverrerie descomposés organiques et des particules de métal. Cette méthode est d'ailleurs préférée pour le nettoyage destubes RMN (en) à la méthode « traditionnelle » du bain dans l'acide chromique, cette dernière pouvant laisser destraces dechrome susceptibles de perturber le spectre de l'analyse suivante[3]. De plus, les bains d'acides chromiques sont dangereux du fait de la haute toxicité du chrome et des risques d'explosion. Cependant l'eau régale est elle-même très corrosive, et a été à l'origine de nombreuses explosions dues à de mauvaises manipulations[4].

Réactions chimiques

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Dissolution de l'or

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Chaque constituant de l'eau régale joue un rôle dans ladissolution de l'or.

L'acide nitrique est un puissantoxydant, mais pas assez pour permettre l'oxydation de quantités significatives d'or :

Au(m)+3NO3(aq)+6H+Au(aq)3++3NO2(g)+3H2O(l){\displaystyle {\ce {{Au_{(m)}}+3{NO_{3(aq)}^{-}}+6H^{+}<<=>{Au_{(aq)}^{3+}}+3{NO_{2(g)}}+3H2O_{(l)}}}}

Cette réaction est en effet un équilibre, qui n'est pas déplacé dans le sens de la formation de l'ion aurique.

L'acide chlorhydrique fournit des ionschlorure (Cl{\displaystyle {\ce {Cl^-}}}) qui permettent le déplacement de l'équilibre d'oxydoréduction par lacomplexation des ions auriques (formation des anions chlorauratesAuCl4{\displaystyle {\ce {AuCl_{4}^{-}}}}, très stables) :

Au(aq)3++4Cl(aq)AuCl4(aq){\displaystyle {\ce {{Au_{(aq)}^{3+}}+4{Cl_{(aq)}^{-}}<=>>AuCl_{4(aq)}^{-}}}}

La réaction d'oxydation est donc :

Au(m)+3NO3(aq)+6H++4Cl(aq)AuCl4(aq)+3NO2(g)+3H2O(l){\displaystyle {\ce {{Au_{(m)}}+3{NO_{3(aq)}^{-}}+6{H^{+}}+4{Cl_{(aq)}^{-}}<=>>{AuCl_{4(aq)}^{-}}+3{NO_{2(g)}}+3H2O_{(l)}}}}

Dissolution de l'or par l'eau régale.
État initial de la transformation.
État intermédiaire de la transformation.
État final de la transformation.

Dissolution du platine

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La réaction avec leplatine est un peu plus complexe, mais similaire. La réaction initiale produit un mélange d'acide chloroplatineux (H2PtCl4) et de chlorure nitrosoplatinique ((NO)2PtCl4). Ce dernier est un solide qui peut être redissous par lavage à l'acide chlorhydrique concentré.

Pt(s) + 2 HNO3(aq) + 4 HCl(aq){\displaystyle \to } (NO)2PtCl4(s) + 3 H2O(l) + ½ O2(g)
(NO)2PtCl4(s) + 2 HCl(aq){\displaystyle \to } H2PtCl4(aq) + 2 NOCl(g)
Dissolution du platine par l'eau régale.
État initial de la transformation.
État intermédiaire de la transformation.
État final de la transformation.

Décomposition

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L'eau régale n'est pas très stable, elle sedécompose rapidement par formation dechlorure de nitrosyle et dedichlore :

HNO3(aq) + 3 HCl(aq){\displaystyle \to } NOCl(g) + Cl2(g) + 2 H2O(l)

Le chlorure de nitrosyle se décompose par la suite :

2 NOCl(g){\displaystyle \to } 2 NO(g) + Cl2(g)

Lesproduits de ces réactions n'ont pas le pouvoir oxydant de l'acide nitrique, donc avec le temps l'eau régale perd ses propriétés. Elle doit donc être préparée juste avant utilisation.

Histoire

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La troisième clef desDouze Clefs de philosophie (1599) évoquant l'eau régale.

L'eau régale fut mentionnée pour la première fois dans une œuvre dePseudo-Geber datée d'environ 1300[5].

En 1599, la troisième desDouze Clefs de philosophie (livre d'alchimie) deBasilius Valentinus montre un dragon au premier plan et, au second plan, mangeant un coq, un renard, lui-même attaqué par un coq. Le coq symbolise l'or (de son association avec le lever du soleil et l'association du soleil avec l'or), et le renard représente l'eau régale. La dissolution répétitive, le chauffage et la nouvelle dissolution (le coq qui mange le renard qui mange le coq) entraînent l'accumulation de chlore gazeux dans le ballon de l'alchimiste. L'or se cristallise alors sous forme de chlorure d'or(III), dont les cristaux rouges étaient connus sous le nom de sang de dragon[citation nécessaire].

L'eau régale est constamment évoquée par le philosopheJohn Locke tout au long sonEssai sur l'entendement humain (1690) pour illustrer l'idée de propriété essentielle[pas clair] (en l'occurrence, celle de l'or)[réf. nécessaire].

Dans sonTraité élémentaire de chimie (1789),Antoine Lavoisier la renomme en acide nitro-muriatique[6].

La réaction n'a pas été rapportée de nouveau dans la littérature chimique avant 1890[5].

Cette capacité à dissoudre l'or fut utilisée pendant laSeconde Guerre mondiale, au moment de laconquête du Danemark par letroisième Reich, par le chimiste hongroisGeorge de Hevesy. Il voulait éviter le vol par les Nazis duprix Nobel en or deMax von Laue etJames Franck en dissolvant les deux médailles dans de l'eau régale. La solution résultante fut gardée dans un laboratoire à l’institut Niels Bohr, où George de Hevesy la récupéra après la guerre. George de Hevesyprécipita le sel d’or, et récupéra l'or. La société Nobel le refondit, et refabriqua la médaille[7].

Notes et références

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  1. abcdefg ethEntrée « Aqua regia » dans la base de données de produits chimiquesGESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand,anglais), accès le 16 juillet 2010(JavaScript nécessaire).
  2. EncyclopædiaUniversalis, « EAU RÉGALE », surEncyclopædia Universalis(consulté le)
  3. Hoffman, R.,How to make an NMR sample, Hebrew University, 10 mars 2005 (consulté le 31 octobre 2006).
  4. (en) American Industrial Hygiene Association,Laboratory Incidents: Explosions, 8 décembre 2004 (consulté le 31 octobre 2006).
  5. a etbLawrence M.Principe,The secrets of alchemy, Chicago, University of Chicago Press,, 281 p.(ISBN 978-0-226-68295-2 et0-226-68295-1,lire en ligne).
  6. « Traité élémentaire de chimie/Partie 2/Tableau 19 : Tableau des combinaisons de l’acide nitro-muriatique », surwikisource.org
  7. Hevesy, George (1962),Adventures in radioisotope research, 1, New York, Pergamon press,p. 27.
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