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從顏色變化到神秘氣體：為何“皇家水”如此引人入勝？
在化學界，有一種獨特的混合酸被稱為“皇家水”（Aqua Regia），其名稱源自拉丁文，意指“皇家水”或“貴族水”。這種神秘的液體是由硝酸和鹽酸以最佳的1:3比例混合而成。新鮮製作的皇家水初時是無色的，但在幾秒鐘內便會因產生了二氧化氮和亞硝酸鹽而變成黃色、橙色或紅色。為什麼這種液體如此迷人呢？
皇家水因其能夠溶解貴金屬如金和鉑而獲得了這個名稱，儘管並不是所有金屬都能被其溶解。
製備與分解
皇家水的製備過程並非簡單的混合，而是伴隨著多重化學反應的進行。當濃硝酸與濃鹽酸混合時，會產生一系列揮發性產物如亞硝基氯和氯氣：HNO3 + 3 HCl → NOCl + Cl2 + 2 H2O。這些反應的結果使得皇家水具有特殊的氣味和顏色，但隨著揮發產物的釋放，皇家水的效能也會逐漸降低。
用途與應用
皇家水廣泛應用於化學領域，特別是在生產氯金酸（chloroauric acid）方面，這是沃爾維爾工藝中用來提煉99.999%純金的電解液。除此之外，皇家水也被用於刻蝕、分析程序，以及一些實驗室的清洗工作。許多實驗室選擇使用皇家水清潔玻璃器皿，因為與氬酸浴相比，皇家水不會留下任何參雜的參量金屬。
然而，雖然皇家水的效果卓越，但由於其腐蝕性強，處理不當也曾導致多起爆炸事件。
化學反應：溶解黃金與鉑
對於黃金的溶解，皇家水提供了一種非常特效的方式，因為其獨特的化學反應組合使得黃金的溶解成為可能。當皇家水中的硝酸作為強氧化劑時，可以較小量將金的金屬離子轉化為金(III)離子（Au3+）。而鹽酸則提供氯離子（Cl−），這些氯離子將與金離子反應生成四氯金酸陰離子（[AuCl4]−），使得金金屬形成氯金酸。整個過程中的平衡反應有助於持續地去除金離子，促進進一步的金氧化反應。
皇家水的反應非常複雜，特別是對鉑的溶解反應，在研究中顯示鉑的氧化反應可以生成混合物，包括氯鉑酸。
歷史背景
皇家水的背後也有著悠久的歷史，其首次被記載於假杰特的著作《真理的發現》中，至於直接將鹽酸與硝酸結合以製備皇家水，則是在16世紀末期才得以實現。這一過程不僅是對化學的探索，也是與金屬反應過程的發現相互交織的歷程之一。
值得注意的是，在第二次世界大戰期間，匈牙利化學家喬治·德·赫維西為了防止納粹分子查獲德國物理學家所獲得的諾貝爾獎，將這些金獎項溶於皇家水中，最終巧妙地保存了這些獎項。
結論
皆因其化學特性與歷史背景的交相輝映，皇家水依然在化學領域扮演著重要角色。難道這一切只是化學的一個巧合，還是隱藏著更深層的秘密呢？
