Nước cường toan là một dung dịch đặc biệt được sử dụng trong cuộc sống. Hãy cùng kienthucmaymoc.com tìm hiểu nước cường toan là gì, thành phần nước cường toan cùng những ứng dụng của nó trong cuộc sống nhé.
Contents
Nước cường toan là gì?
Nước cường toan (nước cường thuỷ) là chất ăn mòn mạnh, ở dạng lỏng, màu vàng, rất dễ bay hơi.

Nước cường toan là hỗn hợp gồm dung dịch axit nitric đậm đặc trộn lẫn dung dịch axít clohiđric đậm đặc, tối ưu ở tỉ lệ mol 1:3. Nước cường toan để làm gì? Vàng và bạch kim hòa tan trong nước cường toan chính vì vậy mà nó được sử dụng trong việc khắc bằng axít và cả trong những thủ tục phân tích. Do có sự hình thành các chất dễ bay hơi là nitrozyl chloride (NOCl) cùng với khí clo, nước cường toan sẽ nhanh chóng mất tác dụng cho nên nó chỉ được pha chế khi cần sử dụng.
Một số phương trình phản ứng nước cường toan
Các axít riêng biệt trong nước cường toan tự nó sẽ không thể hòa tan được vàng. Khi kết hợp với nhau tạo thành nước cường toan + Au thì mỗi axít lại thực hiện một nhiệm vụ khác nhau.

Axít nitric (là chất oxy hóa mạnh) sẽ hòa tan một lượng nhỏ vàng, tạo ra những ion vàng (Au3+). Axit clohiđric cung cấp những ion clo (Cl–), các ion này sẽ kết hợp với ion vàng để tạo các anion clorua rat (AuCl4–). Vì phản ứng với axit clohiđric là phản ứng hoàn toàn, các ion vàng sẽ kết hợp hết với các ion clo, sự oxy hóa vàng tiếp tục diễn ra. Cứ như vậy, vàng bị hòa tan hết. Thêm vào đó, vàng có thể sẽ bị oxy hóa bởi clo tự do. Các phương trình của những phản ứng vừa rồi được biểu diễn như sau:
Au (rắn) + 3NO3– (dd) + 6H+ (dd) → Au3+ (dd) + 3NO2 (khí) + 3H2O (lỏng)
Au3+ (dd) + 4Cl– (dd) → AuCl4– (dd)
Phản ứng oxy hóa trong trường hợp sản phẩm tạo ra là nitơ monoxit thay vì nitơ dioxide:
Au (rắn) + NO3– (dd) + 4H+ (dd) → Au3+ (dd) + NO (khí) + 2H2O (lỏng)
Chuỗi phản ứng hòa tan Pt trong nước cường toan:
Pt (rắn) + 4NO3– (dd) + 8H+ (dd) → Pt4+ (dd) + 4NO2 (khí) + 4H2O (lỏng)
Pt (rắn) + NO3– (dd) + H+ (dd) → Pt4+ (dd) + NO (khí) + H2O (lỏng)
Ion bạch kim Pt sau khi bị oxy hóa lại phản ứng với ion clo sẽ tạo thành ion cloroplatinat.
Pt4+ (dd) + 6Cl– (dd) → PtCl62- (dd)
Trong thực tế, phản ứng của bạch kim Pt với nước cường toan phức tạp hơn. Những phản ứng ban đầu tạo ra hỗn hợp của axit cloro platin (H2PtCl4) và nitroso platinic chloride ((NO)2PtCl4). Nitrosoplatinic chloride là một chất rắn. Nếu muốn hòa tan hoàn toàn bạch kim, thì phản ứng kết tủa nitrosoplatinic chloride dư với axít clohiđric đậm đặc phải được thực hiện nhiều lần.
Pt (rắn) + 2HNO3 (dd) + 4HCl (dd) → (NO)2PtCl4 (kết tủa) + 3H2O (lỏng) + 1/2 O2 (khí)
(NO)2PtCl4 (kết tủa) + 2HCl (dd) → H2PtCl4 (dd) + NOCl (khí)
Axit cloroplatinơ có thể oxy hóa thành axít chloroplatinic khi phản ứng với khí clo trong điều kiện nóng.
H2PtCl4 (dd) + Cl2 (khí) → H2PtCl6 (dd)
Công thức nước cường toan
Cách pha nước cường toan là trộn lẫn dung dịch axít nitric đậm đặc và dung dịch axít clohiđric đậm đặc thì các phản ứng hóa học bắt đầu xảy ra. Những phản ứng này tạo ra các chất rất dễ bay hơi là nitrozyl chloride (NOCl) và khí clo, dẫn đến sự bốc khói tự nhiên của nước cường toan. Màu vàng của các chất này còn làm cho nước cường toan có màu vàng đặc trưng. Vì các chất tạo thành dễ bay hơi khỏi dung dịch, nên nước cường toan sẽ hết hiệu nghiệm.

HNO3 (dd) + 3HCl (dd) → NOCl (khí) + Cl2 (khí) + 2H2O (lỏng)
Nitrozyl chloride có thể phân ly thành nitơ monoxit và khí clo. Đó là quá trình phân ly không hoàn toàn, khói bốc lên từ nước cường toan chứa nitrozyl chloride, nitơ monoxit và khí clo.
Công thức: 2NOCl (khí) → 2NO (khí) + Cl2 (khí)
Lịch sử dung dịch nước cường toan
Axit clohidric được phát hiện lần đầu tiên vào những năm 800 bởi nhà giả kim người Hồi giáo Jabir Ibn Hayyan, bằng cách trộn muối ăn với axít sunfuric. Phát minh của Jabir về nước cường toan gồm axít clohiđric và axít nitric, đã đóng góp vào sự cố gắng tìm kiếm loại đá tạo vàng của những nhà giả kim thuật.

Khi Đức xâm lược Đan Mạch trong Thế chiến thứ II, nhà hóa học Hungary George de Hevesy đã hòa tan những huân chương Nobel làm bằng vàng của Max von Laue và James Franck vào nước cường toan để ngăn không cho phát xít ăn cắp chúng. Ông đã cất giữ dung dịch sau phản ứng trong phòng thí nghiệm của mình tại Viện Niels Bohr. Sau chiến tranh, ông trở lại, thấy dung dịch không hề suy chuyển đã tiến hành kết tủa, tách vàng từ nước cường toan để thu lại vàng ra khỏi axít. Số vàng này đã được hoàn trả về Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia của Thụy Điển và đúc lại những huân chương mới cho Laue và Franck.
Vừa rồi là những nội dung cơ bản về nước cường toan là gì, thành phần, tính chất và ứng dụng của dung dịch này. Nếu thấy bài viết của kienthucmaymoc.com là hữu ích, hãy chia sẻ cho mọi người cùng tham khảo nhé.