左岸科學咖啡館

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王水真得很可怕嗎?

在報紙上最常出現的化學品就是"王水"
而且是出現在社會新聞版中,讓"王水"變得惡名昭彰。
有許多人誤以為王水可以溶解任何物質,只因為它可以溶解"黃金",
這是一種錯誤的推論,一般而言,黃金(Au)的活性非常的小,不容易與其他物質反應。
而王水這種混合溶液卻可溶解黃金,造成大家覺得王水應該可以溶解許多物質才對。

王水是由濃硝酸與濃鹽酸配製而成的,體積比為1:3。
請看下列王水溶金的影片。


一般金屬常可與酸作用,釋放出氫氣。例如,鋅和硫酸的反應是:

Zn+H2SO4 Zn2++SO42-+H2

其中鋅失去電子氧化成鋅離子,酸中的氫離子還原成氫。
只要金屬的標準氧化電位高於氫,或標準還原電位低於氫
(氫的標準氧化電位及標準還原電位都定為0)
,此金屬可以溶在酸中,如鋅即是。反之,如銅、銀則不溶在一般酸中。

然而,硝酸本身具有強氧化力,本身還原分解成一氧化氮:
NO3-+4H++3e-→NO↑+2H2O 
銀、銅等金屬標準還原電位比它小,故可受氧化而溶解,
因為硝酸稱為「強水」,表示比一般酸為「強有力」。
3Ag+NO3-+4H+NO↑+3Ag++2H2O 
但金及鉑在酸中氧化電位極低,還原電位極高,如
AuAu++e-  
Au+Au3++2e-  

硝酸也無法與之反應。若硝酸與鹽酸混合,則有氯離子存在,
金與鉑的氧化電位因形成錯離子而提高,例如:
Au+4Cl-  AuCl4- +3e- 
已和硝酸相差無幾,反應即可進行:
Au+4H++4Cl-+NO3- AuCl4-+NO+2H2O

硝酸、鹽酸混合物因可溶解金屬之王──金,故稱為「王水」。

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