Königswasser, dass Wasser was Metalle trennt....

 

Der Name Königswasser (lat. aqua regis oder aqua regia ‚königliches Wasser‘) leitet sich von der Fähigkeit dieser Mischung ab, die „königlichen“ Edelmetalle Gold und Platin zu lösen. Aus Gold entsteht dabei Tetrachloridogold(III)-säure, aus Platin Platin(IV)-chlorid aus der entstehenden Hexachloridoplatinsäure.

 

Chemische Wirkung auf andere Materialien

Für die Aggressivität von Königswasser sind nicht die Säuren an sich verantwortlich, sondern das Reaktionsprodukt, das entsteht, wenn beide Säuren vermischt werden.

 

HNO3 + 3 HCl ---> NOCl + 2 Clnasc. + 2 H2O

 

Es entstehen naszierendes Chlor und Nitrosylchlorid (NOCl),[3] welche Gold und andere Edelmetalle wie Platin und Palladium zu oxidieren vermögen. Silber wird nicht aufgelöst, da dieses durch die Bildung einer unlöslichen Silberchloridschicht vor weiterem Angriff passiviert ist. Die hohe Konzentration von Chloridionen steigert die Löslichkeit der Edelmetalle, diese werden in Form von anionischen Chlorido-Komplexen gelöst; hier gezeigt am Beispiel der Umsetzung von Gold zu Tetrachloridogoldsäure:

 

NOCl (Nitrosylchlorid) und das naszierende Chlor sind für das außergewöhnliche Verhalten von Königswasser den Edelmetallen gegenüber verantwortlich. Neben Gold reagiert das aqua regis auch mit Palladium oder Platin. Ausnahme ist Silber, dessen Oxidationsschicht das Metall vor der Wirkung des Königswassers schützt.

 

Zirconium, Hafnium, Niob, Tantal, Titan, Ruthenium und Wolfram widerstehen aufgrund von Passivierung dem Angriff von Königswasser bei Raumtemperatur.

 

Königswasser zerfällt von selbst, wobei Chlor als Radikal, Nitrosylchlorid und nitrose Gase frei werden. Es wird daher üblicherweise unmittelbar vor Gebrauch aus den beiden Säuren frisch hergestellt.

 

Königswasser als Gemisch von Salpetersäure und Salzsäure hat im Gefahrgutrecht die UN-Nummer UN 1798. Seine Beförderung auf europäischen Straßen ist gemäß dem Europäischen Übereinkommen über die Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße verboten.

 

Gold ist ein Edelmetall, dessen Wertschätzung und der Ruf, krisensicher zu sein, nicht von ungefähr kommen. Auf der einen Seite ist Gold ein relativ seltenes Edelmetall. Pro Tonne Erz sind in der Regel nur wenige Gramm Gold enthalten, man spricht hier von ppm (parts per million) und redet vom ein- bis niedrigen zweistelligen Bereich (Bsp.: Olympic Dam/Australien enthält nur ca. 0,5 Gramm Gold pro Tonne).

Andererseits gilt Gold als reaktionsträge und ist unempfindlich gegenüber Säuren. Das Edelmetall Gold gilt nicht umsonst als unverwüstlich. Allerdings mit einer Ausnahme. Königswasser lässt Gold im wahrsten Sinn des Wortes einfach verschwinden.

 

Königswasser ist aber keine Magie oder Hokuspokus, sondern einfache Chemie. Das Besondere: Königswasser besteht zu je einem Teil aus konzentrierter Salpetersäure und drei Teilen ebenfalls konzentrierter Salzsäure. Erst dieses Gemisch und dessen besondere Eigenschaften machen es möglich, Gold aufzulösen. Aus der oxidierenden Salpetersäure und der nicht-oxidativen Salzsäure entstehen Chlorverbindungen.

 

Heute lässt sich die Zusammensetzung von Metallen auf unterschiedliche Art und Weise prüfen. Früher war dies nicht so. Königswasser blieb lange eine der wenigen Möglichkeiten, den Feingehalt zu prüfen. Eine Anwendung, die die Mischung aus Salpeter- und Salzsäure immer noch erfüllt. Gleichzeitig taucht es nach wie vor in Chemielaboratorien auf, um Proben aufzuschließen.

Früher wurde Königswasser in verdünnter Form übrigens auch in der Medizin verwendet. Das in Königswasser gelöste Gold geht übrigens nicht verloren. Es lässt sich selbst nach Jahren wieder zurückgewinnen – wie die Nobelpreismedaillen der Physiker Max von Laue und James Franck beweisen, die während der Besetzung Dänemarks in Königswasser die Zeit überdauerten.

 

 

Anwendungen:

Mit Hilfe von Königswasser werden u. a. Edelmetallpräparate für die Porzellan- und Glasmalerei hergestellt. In der analytischen Chemie findet Königswasser Anwendung beim Aufschluss schwerlöslicher Stoffproben. (siehe auch Königswasseraufschluss).

In verschiedenen Konzentrationen dient es heutzutage noch dazu, die Karätigkeit (ein alter Begriff für Feingehalt) von Gold zu überprüfen. Dabei wird die Löslichkeit einer Abriebprobe in den verschiedenen Lösungen geprüft.

Früher wurde Königswasser (in starker Verdünnung) äußerlich angewandt:

„Im Winter von 1857 – 58 hatte ich einen Kranken auf meiner Abtheilung, welcher von einer Erfrierung der Füsse eine Anästhesie zurückbehielt, wogegen ich unter Anderem locale Bäder mit Königswasser anwendete.“

Rudolf Virchow: Die Cellularpathologie in ihrer Begründung auf physiologische und pathologische Gewebelehre. S. 199

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Hinweis:

Bei der Herstellung von Königswasser entstehen mitunter größere Mengen Nitrosylchlorid und, besonders beim Auflösen von Metallen, Stickstoffoxide. Ein Einatmen muss unter allen Umständen vermieden werden, daher sollte unter einem Abzug oder im Freien gearbeitet werden.
 

Durchführung

In dem Becherglas beliebigen Volumens werden Salpetersäure und Salzsäure im Verhältnis 1:3 (Salpetersäure:Salzsäure) vermischt.
Bei der Verwendung von verdünnter Salpetersäure sollte das Verhältnis ca 1:2 entsprechen.
Das fertige Gemisch kann nun, nach Bedarf, vorsichtig erhitzt werden.
 

Entsorgung:

Königswasser wird vorsichtig verdünnt und neutralisiert in den Ausguss gegeben.
 

Erklärung:

Durch die Vermischung von Salzsäure und Salpetersäure entstehen Nitrosylchlorid und nascierendes Chlor. Dieses nascierende Chlor ist derartig reaktiv, dass es imstande ist, Gold anzugreifen

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Salpetersäure (C, O)

 

Salzsäure (C)
 

Nitrosylchlorid (C, O, T)

Stickstoffdioxid (O, T+)
 

Historische Anekdote

Als deutsche Truppen im April 1940 im Zuge des Zweiten Weltkriegs die dänische Hauptstadt Kopenhagen besetzten, löste der im Labor von Niels Bohr arbeitende ungarische Chemiker George de Hevesy die goldenen Nobelpreis-Medaillen der deutschen Physiker Max von Laue und James Franck in Königswasser auf, um so den Zugriff durch die Nazis zu verhindern. Von Laue und Franck waren in Opposition zum Nationalsozialismus in Deutschland und hatten deshalb ihre Medaillen Niels Bohr anvertraut, um so eine Konfiszierung in Deutschland zu verhindern; die Hitlerregierung verbot allen Deutschen das Annehmen oder Tragen des Nobelpreises, nachdem der Nazigegner Carl von Ossietzky im Jahr 1935 den Friedensnobelpreis erhalten hatte. Nach Kriegsende extrahierte de Hevesy das im Königswasser „versteckte“ Gold und übergab es der Königlichen Schwedischen Akademie der Wissenschaften, die daraus neue Medaillen herstellte und wieder an von Laue und Franck übergab.

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Die Herstellung von Königswasser

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.

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