Eau régale

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L’eau régale (latin, aqua regia, eau royale) est un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique concentrés (3 volumes d’acide chlorhydrique pour 1 d’acide nitrique) capable de dissoudre certains métaux nobles tels le platine, l'or ou le tantale insolubles dans ces acides seuls ou, tout autre acide simple concentré.

[modifier] Histoire

L'eau régale fut découverte au IX^e siècle par le chimiste et alchimiste arabo-yéménite Jabir ibn Hayyan qui découvrit aussi l'acide chlorhydrique. Le mélange fut nommé « eau régale » (eau royale) par les alchimistes car il pouvait dissoudre les métaux nobles comme l'or.

Lors de l'invasion du Danemark par l'Allemagne pendant la Seconde Guerre mondiale, le chimiste hongrois George de Hevesy dissolut avec de l'eau régale le prix Nobel en or de Max von Laue et James Franck afin d'éviter son vol par les Nazis. Il garda la solution obtenue sur une étagère de son laboratoire à l'institut Niels Bohr qu'il récupéra après la guerre. Il provoqua la précipitation de l'or et la société du prix Nobel put refondre le prix à partir de l'or original.

[modifier] Comment ça marche ?

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 quantité significatives d'or :

Au_(s) + 3NO₃^-_(aq) + 6H⁺_(aq) ⇔ Au³⁺_(aq) + 3NO_2(aq) + 3H₂O_(l)

Cette réaction est en effet un équilibre, qui n'est pas déplacé dans le sens de la formation de l'ion aurifère.

L'acide chlorhydrique fournit des ions chlorures ((Cl^-)) qui permettent le déplacement de l'équilibre par la formation des anions chloraurate (AuCl₄^-) :

Au³⁺_(aq) + 4Cl^-_(aq) ⇔ AuCl_{4 (aq)}^-

la réaction d'oxydation est donc :

Au_(s) + 3NO₃^-_(aq) + 6H⁺_(aq) + 4Cl^-_(aq) ⇔ AuCl_{4 (aq)}^- + 3NO_2(aq) + 3H₂O_(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 chlorydrique concentré.

Pt (s) + 2 HNO₃ (aq) + 4 HCl (aq) → (NO)₂PtCl₄ (s) + 3 H₂O (l) + 1/2 O₂ (g)

(NO)₂PtCl₄ (s) + 2 HCl (aq) → H₂PtCl₄ (aq) + NOCl (g)

[modifier] Décomposition

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) → NOCl (g) + Cl₂ (g) + 2 H₂O (l)

Le chlorure de nitrosyle se décompose par la suite :

2 NOCl (g) → 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.