Air raja yang baru dibuat untuk melarutkan deposit garam logamAir raja yang baru dibuat tak berwarna, tetapi berubah menjadi jingga dalam beberapa detik. Di sini, air raja segar ditambahkan ke dalamtabung NMR untuk menghilangkan semua bahan organik renik.
Air raja (bahasa Latin:aqua regia) adalah larutan yang dibuat dari percampuranasam klorida pekat (HCl) danasam nitrat pekat (HNO) dengan perbandingan 3:1.[1] Larutan ini bersifat sangat korosif mengeluarkanuap berwarna kuning. Hanya larutan inilah yang sanggup melarutkanraksa,timbal,emas danplatina (logam-logam yang palingmulia menurutderet Volta), oleh karena itulah disebut sebagaiaqua regia atau "air raja". Karena sifatnya yang kurang stabil, maka larutan ini baru dibuat jika akan dipakai.
Air raja juga digunakan dalametsa dan dalamprosedur analisis kimia. Air raja juga digunakan dalam laboratorium untuk mencuciperalatan gelas untuksenyawa organik dan partikel logam. Metode ini lebih disukai dibandingkan penangasasam kromat untuk mencucitabung NMR, karena tidak ada residukrom yang bersifat paramagnetik yang dapat mengganggu spektrum.[2] Sementara penangasasam kromat kurang disukai karena toksisitas kromium yang tinggi dan berpotensi ledakan, air raja sangat korosif dan bertanggung jawab pada beberapa ledakan akibat salah penanganan.[3]
Oleh karena reaksi antar komponennya menyebabkandekomposisi, air raja cepat kehilangan efektivitasnya (meski tetap asam kuat), sehingga komponen-komponennya biasanya dicampur segera sebelum digunakan.
Meskipun peraturan lokal bervariasi, air raja dapat dinetralisasi dengan hati-hati sebelum dibuang ke saluran pembuangan. Jika ada kontaminasi oleh logam terlarut, larutan hasil netralisasi harus dikumpulkan untuk dibuang.[4][5]
Endapan emas murni hasil proses pemurnian kimia menggunakan air raja
Air raja melarutkanemas, meski asam penyusunnya tidak dapat melakukannya jika berdiri sendiri, karena, dalam kombinasi, masing-masing asam melakukan tugas yang berbeda. Asam nitrat adalah oksidator kuat, yang melarutkan sejumlah emas yang hampir tidak terdeteksi, membentukion emas (Au). Asam klorida menyediakan pasokan ion klorida (Cl), yang bereaksi dengan ion emas menghasilkananion tetrakloroaurat(III), juga dalam larutan. Reaksi dengan asam hidroklorida adalah reaksi kesetimbangan yang disertai pembentukan anion kloroaurat (AuCl). Hal ini menyebabkan pengangkatan ion emas dari larutannya dan memungkinkan terjadinya oksidasi emas lebih lanjut. Emas larut menjadiasam kloroaurat. Selain itu, emas dapat dilarutkan oleh klor bebas yang terdapat dalam air raja.Persamaan yang sesuai adalah:
Au + 3 HNO + 4 HCl [AuCl' Too many ('"; + 3 [NO' Too many ('"; + [H' Too many ('"; + 2 H
atau
Au + HNO + 4 HCl [AuCl' Too many ('"; + [NO] + [H' Too many ('"; + H
Jika larutan air raja hanya mengandung emas,asam tetrakloroaurat padat dapat dibuat dengan merebus kelebihan air raja, dan menghilangkan sisa asam nitrat dengan pemanasan berulang-ulang menggunakan asam klorida. Langkah tersebut mereduksi asam nitrat (lihatdekomposisi air raja). Jika diinginkan emas elemental, ia dapat direduksi secara selektif menggunakanbelerang dioksida,hidrazin,asam oksalat, dll.[6]Persamaan yang sesuai adalah, sebagai contoh:
Persamaan serupa dapat ditulis untukplatina. Seperti emas, reaksi oksidasi dapat ditulis dengan nitrogen oksida atau nitrogen dioksida sebagai produk oksida nitrogen.
Ion platina yang teroksidasi kemudian bereaksi dengan ion klorida menghasilkan ion kloroplatinat.
Pt(aq) + 6Cl−(aq) → PtCl(aq)
Bukti eksperimental menunjukkan bahwa reaksi platina dengan air raja jauh lebih kompleks. Reaksi awal menghasilkan campuran asam kloroplatina(II) (H) dan nitrosoplatinat klorida ((NO)). Nitrosoplatinat klorida berupa padatan. Jika diinginkan pelarutan platina secara total, harus dilakukan ekstraksi padatan residu secara berulang dengan asam klorida pekat.
Asam kloroplatina(II) dapat dioksidasi menjadiasam kloroplatinat dengan cara menjenuhkan larutan dengan klorin saat pemanasan.
H(aq) + Cl(g) → H(aq)
Melarutkan platina dalam air raja adalah cara untuk mendapatkan logam yang paling padat,iridium danosmium, keduanya ditemukan dalam bijih platina dan tidak dapat larut dalam asam, sehingga mengendap di dasar bejana.
Secara praktis, ketika logam golongan platina dimurnikan melalui pelarutan dalam air raja, emas (umumnya dikaitkan dengan PGM) diendapkan melalui perlakuan denganbesi(II) klorida. Platina dalam filtrat, seperti heksakloroplatinat(VI), diubah menjadiamonium heksakloroplatinat dengan penambahanamonium klorida. Garam amonium ini sangat tidak larut, dan bisa disaring. Pengapian (pemanasan kuat) mengubahnya menjadi logam platina:[7]
3(NH' Too many ('"; → 3Pt + 2N + 2NH + 16HCl
Heksakloroplatinat(IV) yang tak mengendap direduksi dengan unsurzinc, dan metode serupa cocok untuk pemulihan platina dalam skala kecil dari residu laboratorium.[8]
Reaksi kimia terjadi saat pencampuran asam klorida pekat dan asam nitrat pekat. Reaksi ini menghasilkan produk volatilnitrosil klorida danklor yang dibuktikan dengan sifat dan karakteristik asap kuning air raja. Oleh karena produk volatil keluar dari larutan, air raja kehilangan potensinya.
HNO(aq) + 3HCl(aq) → NOCl(g) + Cl(g) + 2H(l)
Nitrosil klorida dapat terurai lebih lanjut menjadinitrogen monoksida dan klor. Disosiasi ini adalah kesetimbangan terbatas. Oleh karena itu, selain nitrosil klorida dan klorin, asap di atas air raja mengandung nitrogen monoksida.
2NOCl(g) → 2NO(g) +Cl2(g)
Oleh karena nitrogen monoksida mudah bereaksi denganoksigen atmosfer, gas yang dihasilkan juga mengandungnitrogen dioksida, NO.
Air raja pertama kali dibuat oleh Ibnu Al-Hayyan pada abad ke-8 dengan melarutkan amonium klorida ke dalam asam nitrat.
Rubah dalam Kunci Ketiga Basil Valentine merepresentasikan air raja,Musaeum Hermeticum, 1678
Air raja pertama kali muncul dalam karya ahli kimia EropaPseudo-Geber, yang berasal dari awal abad ke-14.[9] Kunci ketigaBasil Valentine menunjukkan naga di latar depan dan seekor rubah yang sedang memakan ayam jantan di latar belakang. Ayam jantan melambangkan emas (dari hubungannya dengan matahari terbit dan hubungan matahari dengan emas), dan rubah mewakili air raja. Pelarutan berulang, pemanasan, dan pelarutan kembali (ayam jantan yang memakan rubah memakan ayam jantan) menyebabkan penumpukan gas klor di dalam labu. Emas kemudian mengkristal dalam bentukemas(III) klorida, yang kristal merahnya dikenal sebagai darah naga. Reaksi tersebut tidak dilaporkan dalam literatur kimia modern hingga tahun 1890.[9]
Antoine Lavoisier menyebut air raja sebagai asam nitro-muriatat pada tahun 1789.[10] KetikaJerman menginvasi Denmark pada Perang Dunia II, kimiawan HungariaGeorge de Hevesy melarutkan emasHadiah Nobel milik fisikawan JermanMax von Laue (1914) danJames Franck (1925) dalam air raja untuk mencegah agar tidak disita Nazi. Pemerintah Jerman telah melarang warga Jerman untuk menerima atau menyimpan Hadiah Nobel apapun setelah aktivis perdamaian terpidanaCarl von Ossietzky menerima Hadiah Nobel Perdamaian pada tahun 1935. De Hevesy meletakkan larutan yang dihasilkan pada sebuah rak dalam laboratoriumnya diInstitut Niels Bohr. Hal itu kemudian diabaikan oleh Nazi yang menganggap botol—satu dari ratusan kemungkinan yang ada di atas rak—berisi bahan kimia umum. Setelah perang, Hevesy kembali menemukan larutannya yang tidak terganggu dan mengendapkan emas keluar dari asam. Emas itu dikembalikan keRoyal Swedish Academy of Sciences dan Yayasan Nobel. Mereka membuat ulang medali tersebut dan mempersembahkan kembali kepada Laue dan Frank.[11][12]
^Konsentrasi relatif kedua asam dalam air berbeda, nilainya berkisar 65% b/v untuk asam nitrat dan 35% b/v untuk asam klorida — artinya, perbandingan massa aktual HNO:HCl adalah kurang dari 1:2
^Committee on Prudent Practices for Handling, Storage, and Disposal of Chemicals in Laboratories, National Research Council (1995).Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Disposal of Chemicals(free fulltext). National Academies Press. hlm. 160–161.Pemeliharaan CS1: Menggunakan parameter penulis (link)
^Kauffman, George B.; Teter, Larry A.; Rhoda, Richard N. (1963). "Recovery of Platinum from Laboratory Residues".Inorg. Synth. Inorganic Syntheses.7: 232.doi:10.1002/9780470132388.ch61.ISBN9780470132388.
