Eau régale

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Eau régale
Aqua regia in NMR tubes.jpg
Eau régale utilisée pour le nettoyage de tubes RMN
Identification
Synonymes

aqua regia,
eau royale

No CAS 8007-56-5
SMILES
InChI
Apparence liquide jaune à rouge-brun[1]
Propriétés chimiques
Formule brute HNO3 + 3 HCl
Propriétés physiques
fusion −42 °C [1]
ébullition 108 °C [1]
Solubilité miscible avec l’eau[1]
Masse volumique 1,01 g·cm-3 à 1,21 g·cm-3 [1]
Pression de vapeur saturante 21 mbar (20 °C)[1]
Précautions
Directive 67/548/EEC[1]
Corrosif
C
Comburant
O



Transport[1]
-
   1798   
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L’eau régale ou eau royale (aqua regia en latin) est un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique concentrés dans une proportion de 2 à 4 volumes d’acide chlorhydrique pour 1 d’acide nitrique. Elle est appelée ainsi parce qu’elle est capable de dissoudre certains métaux nobles tels le platine, l'or ou le tantale insolubles dans ces acides seuls ou dans tout autre acide simple concentré[réf. nécessaire].

Applications[modifier | modifier le code]

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

L'eau régale est aussi utilisée comme agent de gravure et pour certaines analyses chimiques. Elle est aussi utilisée dans certains laboratoires pour nettoyer la verrerie des composés organiques et des particules de métal. Cette méthode est d'ailleurs préférée pour le nettoyage des tubes RMN à la méthode « traditionnelle » du bain dans l'acide chromique, cette dernière pouvant laisser des traces de chrome pouvant perturber le spectre de l'analyse suivante[2]. 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[3].

Fonctionnement[modifier | modifier le code]

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

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

Au(s) + 3 NO3-(aq) + 6 H+(aq) \to Au3+(aq) + 3 NO2(aq) + 3 H2O(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 ions chlorures (Cl-) qui permettent le déplacement de l'équilibre par la formation des anions chloraurates (AuCl4-) :

Au3+(aq) + 4 Cl-(aq) \to AuCl4-(aq)

la réaction d'oxydation est donc :

Au(s) + 3 NO3-(aq) + 6 H+(aq) + 4 Cl-(aq) \to AuCl4-(aq) + 3 NO2(aq) + 3 H2O(l)

La réaction avec le platine est un peu plus complexe, mais similaire. La réaction initiale produit un mélange d'acide chloroplateux (H2PtCl4) et de chlorure nitrosoplatinique ((NO)2PtCl4). Le chlorure nitrosoplatinique est un solide qui peut être redissout par lavage à l'acide chlorhydrique concentré.

Pt(s) + 2 HNO3(aq) + 4 HCl(aq) \to (NO)2PtCl4(s) + 3 H2O(l) + 1/2 O2(g)
(NO)2PtCl4(s) + 2 HCl(aq) \to H2PtCl4(aq) + 2 NOCl(g)

Décomposition[modifier | modifier le code]

L'eau régale n'est pas très stable, elle se décompose rapidement par formation de chlorure de nitrosyle et de chlore :

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

Le chlorure de nitrosyle se décompose par la suite :

2 NOCl (g) \to 2 NO (g) + Cl2 (g)

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

Histoire[modifier | modifier le code]

L'eau régale fut découverte au XIIIe siècle par l'alchimiste Pseudo-Geber [4]. Le mélange fut nommé « eau régale » (eau royale) par les alchimistes car il pouvait dissoudre les métaux nobles comme l'or.

Anecdote historique[modifier | modifier le code]

Pendant la Seconde Guerre mondiale, au moment de la conquête du Danemark par le troisième Reich, George de Hevesy, un chimiste hongrois, voulut éviter le vol par les Nazis du prix Nobel en or de Max von Laue et James Franck. Il réalisa la dissolution des deux médailles et la solution résultante fut gardée dans un laboratoire à l’institut Niels Bohr. George de Hevesy récupéra la solution après la guerre. La précipitation d'un sel d’or fut provoquée et la société Nobel refondit la distinction à partir de l’or du premier prix.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e, f, g et h Entrée de « Aqua regia » dans la base de données de produits chimiques GESTIS 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. Hoffman, R., How to make an NMR sample, Hebrew University, 10 Mar 2005. Accessed 31 Oct 2006.
  3. (en) American Industrial Hygiene Association, Laboratory Incidents: Explosions, 8 Dec 2004. Accédé le 31 octobre 2006.
  4. http://www.1911encyclopedia.org/Alchemy