Königswasser

Aqua regia - das Königswasser - ist chemisch gesehen eine Mischung der beiden Mineralsäuren Salzsäure und Salpetersäure. Den Namen erhielt es auf Grund seiner Eigenschaften, auch die sonst so widerstandsfähigen königlichen Edelmetalle Gold und Platin aufzulösen zu können.

Bezeichnungen und Identifikatoren

Chemische Formeln

Brutto- bzw. Summenformel und Strukturformel der chemischen Verbindung Königswasser:

Daten und Eigenschaften

Übersicht über die (bekannten) chemischen und physikalischen Eigenschaften: Königswasser. Es gelten - soweit nicht anders angegeben - Raumumgebungsbedingungen (Normaldruck, 0 % Luftfeuchtigkeit, 20 °C).

Eigenschaften

Die Herstellung von Königswasser erfolgt durch vorsichtiges Mischen von drei Teilen 37 %iger Salzsäure HCl und einem Teil 65 %iger Salpetersäure HNO₃; es entsteht eine gelbe bis rötlich-braune, rauchende, stechend riechende Lösung. Die Verwendung weniger konzentrierter Säuren ist möglich.

In der stark ätzend wirkenden Mischung liegen die beiden Säuren sowie Wasser zunächst nebeneinander und unverändert vor. Das Königswasser ist jedoch nicht lange haltbar, da es sich durch Verunreinigungen der Säuren bzw. unter dem Einfluss der Gefäßwände langsam unter Freisetzung von Chlor, Nitrosylchlorid und nitrosen Gasen zersetzt.

Reaktionen

Die stark oxidierende Wirkung des Königswassers beruht nicht auf dem Zusammenspiel der beteiligten und ohnehin starken Säuren, sondern auf der Reaktion

HNO₃ + 3 HCl → NOCl + 2 Cl_nasc. + 2 H₂O,

in der neben Wasser die für die oxidierende Wirkung verantwortlichen Verbindungen Nitrosylchlorid (NOCl) und besonders nascierendes Chlor (vgl. Status nascendi) entstehen.

* Gold - Reaktion zu Tetrachlorogoldsäure:
2 Au + 2 NOCl + 6 Cl_nasc. + 2 HNO₃ → 2 HAuCl₄ + 4 NO₂.

* Platin - Bildung von Hexachloroplatin(IV)-säure (gelb), Reaktionsgleichung:
3 Pt + 4 HNO₃ + 18 HCl → 3 H₂(PtCl₆) + 4 NO + 8 H₂O.

* Zinn - Reaktion zu Zinntetrachlorid:
Sn + 2 HNO₃ + 4 HCl → SnCl₄ + NO₂ + NO + 3 H₂O.

Königswasser-Aufschluss

In der Analytischen Chemie nutzt man Königswasser zum Aufschluss anorganischer wie auch organischer Proben, wo andere Aufschlussverfahren versagen. Nach DIN EN 13346 findet der Königswasseraufschluss Anwendung bei der Bestimmung der Metalle Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb und Zn in Klärschlämmen und Böden.

Die Methode versagt bei einigen Metalloxiden und bei Metallen, die gegen Königswasser resistente Oxidschichten ausbilden: U. a. Siliciumdioxid (Sand), Ag (Silberchlorid-Schicht), Ir, Os, Rh, Nb, Ta. Ru löst sich in Anwesenheit von Sauerstoff.

Prozentuale und isotopische Zusammensetzung:

Massenbezogene elementare Zusammensetzung und Isotopen-Anteile der Verbindung Königswasser - Cl₃H₄NO₃ - berechnet auf Grundlage der Molekülmasse.

*) Die dritte Spalte führt die Atommassen bzw. Isotopenmassen der beteligten Elemente sowie - in eckigen Klammern - die natürliche Isotopenzusammensetzung auf.

Weitere berechnete Daten

Die molare Masse ist M = 172,386 Gramm pro Mol.

Die Stoffmenge von einem Kilogramm der Substanz ist n = 5,801 mol.

Die Stoffmenge von einem Gramm der Substanz ist n = 0,006 mol.

Monoisotopische Masse: 170,92567609005 Da - bezogen auf ³⁵Cl₃¹H₄¹⁴N¹⁶O₃.

Gefahren-Hinweise nach GHS

(Allgemeine Hinweise ohne Gewähr auf Richtigkeit und Vollständigkeit! Die Angaben ersetzen weder das Sicherheitsdatenblatt Chemikalien noch eine Gefährdungsbeurteilung, sondern geben eine allgemeine Übersicht hinsichtlich der Gefährdung durch den Gefahrstoff.)

Signalwort: Achtung

Gefahrenhinweise (H-Sätze):

• H272
  Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel.
  
• H314
  Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.
  

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Für Königswasser gilt ein allgemeines Transportverbot. Die Entsorgung sollte daher direkt im Labor unter dem Abzug durch vorsichtiges Verdünnen (Aufwärmung!) und Neutralisation mit Natronlauge (1 molar) erfolgen.

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Zur Kennzeichnung in der EU siehe ECHA Substance Infocard 100.217.476 sowie Informationen zu REACh unter ECHA Chem 100.217.476.

Zur Toxikologie und zum Arbeitsschutz beim Umgang mit Königswasser sowie Maßnahmen im Gefahrenfall siehe: Gefahrstoffinformationssystem GESTIS, ZVG-Nr. 531364.

Beförderung gefährlicher Güter (Gefahrgut-Kennzeichnung): UN-Nummer 1798.

Externe Informationsquellen

Hersteller und Bezugsquellen

In der nachfolgenden Tabelle sind Produzenten und Lieferanten von Königswasser als kommerzielle Chemikalie für Labor, Forschung, Industrie und Produktion mit den entsprechenden Kontaktdaten verzeichnet.

Literatur und Quellen

[0] - Fach- und Forschungsartikel in wissenschaftlichen Zeitschriften via PubMed: Aqua_regia.

[1] - Sir Humphry Davy:
Über das Königswasser.
In: Annalen der Physik, (1817), DOI 10.1002/andp.18170571104.

[2] - NN:
Das Wirksame im Königswasser, oder die Chlorstickstoffsäure.
In: Archiv der Pharmazie, (1844), DOI 10.1002/ardp.18440870316.

[3] - A. Baudrimont:
Untersuchung über das Königswasser und ein besonderes Product, dem es seine Eigenschaften verdankt.
In: Justus Liebigs Annalen der Chemie, (1846), DOI 10.1002/jlac.18460590113.

[4] - Gay-Lussac:
Über das Königswasser.
In: Justus Liebigs Annalen der Chemie, (1848), DOI 10.1002/jlac.18480660208.

[5] - NN:
Über die Löslichkeit des Schwefels in Königswasser.
In: Archiv der Pharmazie, (1870), DOI 10.1002/ardp.18701910111.

[6] - C. J. van Nieuwenburg, J. W. L. van Ligten:
Analyse des in Königswasser unlöslichen Restes.
In: Qualitative Chemische Analyse, (1959), DOI 10.1007/978-3-7091-7647-4_8.

Letzte Änderung am 29.03.2024.

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