الماء الملكي (Aqua Regia)

طريقة تفصيلية  لتحضير الماء الملكي (Aqua Regia) وطريقة  اختبار الأحماض  

 

🔹 مقدمة

يُعَدّ الماء الملكي (Aqua Regia) من أشهر وأقوى المخاليط الكيميائية المعروفة في الكيمياء غير العضوية. وهو عبارة عن مزيج شديد التفاعل يتكون من حمض النيتريك (HNO₃) و حمض الهيدروكلوريك (HCl) بنسبة حجمية تقليدية تساوي (1:3) على التوالي.

اكتسب الماء الملكي تسميته المميزة من قدرته الفريدة على إذابة المعادن النبيلة مثل الذهب (Au) والبلاتين (Pt)، والتي تُعرف بمقاومتها الشديدة للتفاعلات الكيميائية ومعظم الأحماض المنفردة. ويعود ذلك إلى التآزر الكيميائي بين الحمضين: إذ يعمل حمض النيتريك كعامل مؤكسد، بينما يوفّر حمض الهيدروكلوريك أيونات الكلوريد اللازمة لتكوين معقدات مستقرة قابلة للذوبان.

ورغم فعاليته الكبيرة، فإن الماء الملكي يتميز بخصائص خطرة للغاية، حيث يُطلق أثناء التفاعل أبخرة سامة من ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂)، كما أنه غير مستقر ويفقد قوته سريعًا، مما يفرض تحضيره واستخدامه مباشرة قبل أي تجربة. لذلك، يُعد من المواد التي تتطلب أعلى درجات الحذر والالتزام الصارم بقواعد السلامة المخبرية.

👉 من هنا تأتي أهمية معرفة كيفية تحضير الماء الملكي بشكل صحيح، والتأكد من فعالية الأحماض الداخلة في تكوينه، بالإضافة إلى إدراك مخاطره وطرق التعامل الآمن معه.

✅ أدنى التراكيز الفعّالة لتحضير الماء الملكي

لضمان فعالية الماء الملكي في إذابة المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين، يجب استخدام أحماض بتركيزات لا تقل عن التالي:

الحمض	التركيز الأدنى الفعّال	التركيز المثالي (موصى به)
حمض النيتريك (HNO₃)	≥ 50%	68%
حمض الهيدروكلوريك (HCl)	≥ 30%	33%

 

⚠️ تحذيرات هامة قبل البدء:

• لا تُحضّر الماء الملكي مسبقًا – يجب تحضيره قبل الاستخدام مباشرة.
• لا تخزن الماء الملكي – فهو غير مستقر وقد ينفجر عند التخزين.
• قم بالتحضير في مكان مفتوح جيد التهوية أو تحت شفاط الأبخرة.
• ارتدِ كامل معدات السلامة الشخصية.

---

🧪 طريقة التحضير خطوة بخطوة:

1. التحضير المسبق:

• ارتدِ ملابس الأمان (نظارات، قفازات).
• جهّز كأس زجاجي نظيف

2. إضافة الحمض الأول:

• ضع كمية حمض الهيدروكلوريك (HCl) أولاً في الكأس (مثلاً 300 مل).

3. إضافة الحمض الثاني ببطء:

• أضف حمض النيتريك (HNO₃) ببطء شديد إلى الحمض السابق (مثلاً 100 مل)، وليس العكس!
• قم بالتحريك برفق إذا لزم الأمر.

4. مراقبة التفاعل:

• ستلاحظ تصاعد غازات بنية (غاز NO₂ السام) – لذلك وجب وجود تهوية.
• يصبح لون المحلول أصفر مائل للبني.

5. الاستخدام الفوري:

• استخدمه مباشرة في إذابة المعادن النبيلة مثل الذهب أو البلاتين.

📌 ملاحظات إضافية:

• لا تستخدم أواني معدنية في التحضير.
• لا تقترب من الأبخرة المتصاعدة – فهي شديدة السمية.
• لا تخلط الماء الملكي مع مواد عضوية أو مؤكسدة أخرى.

 

---

اختبار الأحماض :

✅ أولاً: تحديد فعالية حمض النيتريك (HNO₃)

🧪 1. اختبار النحاس (Cu Test) – بسيط وفعال:

ضع قطعة صغيرة من النحاس النقي (مثل سلك أو شريحة) في كمية قليلة من الحمض.

إذا كان حمض النيتريك فعّالًا:

سيتحول لون المحلول إلى أزرق (بسبب تكوّن نترات النحاس Cu(NO₃)₂).

وتتصاعد أبخرة بنية اللون (NO₂).

إذا لم يحدث تفاعل أو كان ضعيفًا، فالحمض مخفف جدًا أو فقد فعاليته.

🧪 2. قياس pH:

استخدم ورق pH أو جهاز pH meter.

حمض النيتريك المركز يجب أن يكون له pH بين 0 و1.

إذا كان pH > 2، فهو مخفف جدًا ولن يعمل في الماء الملكي.

---

✅ ثانيًا: تحديد فعالية حمض الهيدروكلوريك (HCl)

🧪 1. اختبار التفاعل مع كربونات الصوديوم (Na₂CO₃):

أضف كمية صغيرة من بيكربونات أو كربونات الصوديوم إلى الحمض.

سيحدث فوران قوي بسبب إطلاق CO₂.

كلما زاد الفوران، زاد تركيز الحمض.

إذا كان التفاعل ضعيفًا جدًا، فالحمض ضعيف التركيز.

🧪 2. قياس الكثافة (Densitometry):

باستخدام ميزان دقيق ومخبار مدرج:

خذ 100 مل من الحمض، وازنه.

🔹 المعادلة العامة لحساب الكثافة:

$$\text{الكثافة (جم/مل)}=\frac{\text{الوزن بالجرام }}{\text{الحجم بالملليلتر}}$$

🔹 مثال عملي (حمض HCl بتركيز 33%):

• الحجم = 100 مل
• الوزن = 115 جم (تقريبًا حسب الجداول العلمية لحمض HCl 33%)

$$\text{الكثافة}=\frac{100}{115}=1.15$$

إذن: حمض الهيدروكلوريك بتركيز 33% كثافته تقريبًا 1.15 جم/مل.

قارنها بالجداول التالية👇

جدول تقريبي للكثافة مقابل التركيز:

حمض الهيدروكلوريك	الكثافة (جم/مل)
37%	1.19
30%	1.15
20%	1.10

حمض النيتريك	الكثافة (جم/مل)
65%	1.41
55%	1.35
40%	1.30

✅ إذا كانت الكثافة أقل بكثير من القيم أعلاه، فهذا يعني أن الحمض مخفف ولن يعمل بكفاءة في الماء الملكي.

---

✅ ثالثًا: اختبار فعالية الماء الملكي نفسه

بعد خلط الحمضين، يمكن اختبار فعالية الماء الملكي مباشرة:

🧪 1. اختبار إذابة الذهب:

استخدم شريحة صغيرة جدًا من ذهب نقي (مثلاً قشور أو مسحوق).

أضفها إلى الماء الملكي:

إذا بدأت الفقاعات تتصاعد واختفى الذهب خلال دقائق → الماء الملكي فعال.

إذا بقي الذهب كما هو → الماء الملكي ضعيف أو غير فعّال.

---

📌 نصيحة مخبرية:

إذا شككت في فعالية أحد الأحماض، أعد تحضيره من مصدر موثوق أو ركّزه بالتبخير الجزئي (بشروط أمان صارمة).

استخدم دائمًا حمض نيتريك ≥ 55% و حمض هيدروكلوريك ≥ 30% للحصول على نتائج جيدة.