왕수

3. 화학적 성질

왕수는 질산과 염산의 반응으로 생성되며, 염화 니트로실(NOCl), 염소(Cl₂), 물(H₂O)이 생성된다. 반응식은 다음과 같다.

: HNO_3(aq) + 3 HCl_(aq) → NOCl_(g) + Cl_2(g) + 2 H₂O_(l)

염화 니트로실은 매우 강력한 산화제로 작용하여 금, 백금 등의 귀금속을 녹일 수 있다. 왕수를 100°C 이상으로 가열하면 염화 니트로실에 의해 이리듐, 로듐, 탄탈럼마저 녹여버릴 수 있을 정도로 매우 강력한 산화 용해성을 지닌다.

하지만 시간이 지나면서 염화 니트로실이 증발함에 따라 왕수는 그 효력을 잃기 때문에, 사용할 때마다 새로 조제해서 사용한다.

3. 1. 제조

3. 2. 금과의 반응

3. 3. 백금과의 반응

3. 4. 주석과의 반응

4. 용도

왕수는 주로 최고 순도(99.999%)의 금을 정제하는 볼휠 공정의 전해질인 염화 금산을 제조하는 데 사용된다.^[14] 또한 식각 및 특정 분석 절차에 사용되며, 일부 실험실에서는 유리 기구의 유기 화합물 및 금속 입자를 세척하는 데 사용된다. 이는 NMR 튜브 세척에 사용되는 크롬산 용액의 단점인 크롬의 높은 독성과 폭발 가능성을 보완하는 대안으로 선호된다.^[1][2] 백금 광석에서 주로 산출되는 오스뮴과 이리듐을 분리하는데 사용된다.

왕수는 그 구성 요소들이 빠르게 반응하여 분해되므로, 사용 직전에 혼합하는 것이 일반적이다.^[14]

5. 안전성

왕수는 강산성이며 부식성이 매우 강하므로 취급에 주의해야 한다.^[34][35] 유리 실험도구에 넣어 사용하며, 일부 실험실에서는 유리관 내벽에 붙어있는 유기 화합물 및 금속 입자를 제거하는 데 사용된다. 핵자기 공명(NMR) 튜브를 세척할 때 크로뮴산 용액보다 선호되는데, 이는 크로뮴산의 독성과 폭발 가능성 때문이다. 그러나 왕수 자체도 부식성이 강하고 폭발 위험이 있으므로 주의해야 한다.^[33]

왕수는 성분 간 반응으로 인해 시간이 지나면 빠르게 분해되어 효과를 잃기 때문에 사용 직전에 제조해야 한다. 왕수를 폐기할 때는 염기성 용액으로 중화하여 처리해야 하며, 금속 오염이 있을 경우 별도로 수거해야 한다.^[34][35]

대한민국에서는 독극물 및 유해물질 관리법에 의거, 왕수의 취급 및 관리에 특별한 주의가 요구된다.

6. 일화

제2차 세계 대전 중 독일이 덴마크를 침공했을 때, 헝가리 화학자 죄르지 헤베시는 나치가 몰수하는 것을 막기 위해 막스 폰 라우에와 제임스 프랑크의 노벨 물리학상 메달을 왕수에 용해시켰다.^[36][37] 독일 정부는 1935년 카를 폰 오시에츠키가 노벨 평화상을 수상한 이후 독일인이 노벨상을 받는 것을 금지했었다.^[12][13] 헤베시는 닐스 보어 연구소 선반에 용액을 보관했고, 나치는 이를 다른 화학 약품으로 생각하고 무시했다. 전쟁 후 헤베시는 용액에서 금을 침전시켜 스웨덴 왕립 과학 아카데미와 노벨 재단에 반환했고, 메달은 다시 주조되어 라우에와 프랑크에게 수여되었다.^[12][13]

왕수는 1300년경 가짜 게베르의 저서 "진리의 발견에 관하여"에 처음 등장한다.^[6] 그는 질산에 염화암모늄을 첨가하여 왕수를 만들었다. 염산과 질산을 직접 혼합하는 방식은 16세기 후반 염산 생산 방법이 발견된 이후에 가능해졌다.^[8]

바실 발렌타인의 바실 발렌타인의 열두 가지 열쇠 중 세 번째 열쇠(약 1600년)에는 용과 여우가 수탉을 먹는 그림이 있다. 수탉은 금을, 여우는 왕수를 나타낸다. 반복적인 용해, 가열, 재용해 과정을 통해 염소 가스가 축적되고, 금은 염화금(III) 형태로 결정화된다. 바실은 이 붉은 결정을 "붉은 용의 피"라고 불렀다.^[9] 이 반응은 1895년까지 화학 문헌에 다시 보고되지 않았다.^[10]

앙투안 라부아지에는 1789년에 왕수를 질산염산이라고 불렀다.^[11]

참조

_[1] 웹사이트 How to make an NMR sample http://chem.ch.huji.[...] 2006-10-31
_[2] 웹사이트 Laboratory Safety Incidents: Explosions https://web.archive.[...] American Industrial Hygiene Association 2010-09-08
_[3] Ullmann Gold, Gold Alloys, and Gold Compounds
_[4] 저널 Platinum Metals: A Survey of Productive Resources to industrial Uses http://www.platinumm[...]
_[5] 서적 Inorganic Syntheses
_[6] 저널 Vitriol in the History of Chemistry http://www.chemicke-[...]
_[7] 서적 Cultural contacts in building a universal civilisation: Islamic contributions http://www.history-s[...] O.I.C. Research Centre for Islamic History, Art and Culture
_[8] 서적 The Origins of Chemistry Oldbourne
_[9] 서적 The Secrets of Alchemy University of Chicago Press
_[10] 저널 The Dissociation of Chloride of Gold https://zenodo.org/r[...]
_[11] 서적 Elements of Chemistry,. in a New Systematic Order, Containing All the Modern Discoveries https://archive.org/[...] Edinburgh: William Creech 1790
_[12] 웹사이트 Adventures in radioisotope research https://archive.org/[...]
_[13] 웹사이트 The Nobel Prize Medals and the Medal for the Prize in Economics http://nobelprize.or[...] The Nobel Foundation
_[14] 저널 王水で金箔を溶かす https://doi.org/10.2[...] 日本化学会
_[15] 서적 Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Disposal of Chemicals http://www.nap.edu/c[...] National Academies Press
_[16] 웹사이트 Aqua Regia http://web.princeton[...] Princeton University 2012-09-08
_[17] Ullmann Gold, Gold Alloys, and Gold Compounds
_[18] 저널 Platinum Metals: A Survey of Productive Resources to industrial Uses https://web.archive.[...]
_[19] 저널 Recovery of Platinum from Laboratory Residues
_[20] 서적 Cultural contacts in building a universal civilisation: Islamic contributions http://www.history-s[...] O.I.C. Research Centre for Islamic History, Art and Culture
_[21] 서적 The secrets of alchemy University of Chicago Press
_[22] 서적 Elements of Chemistry, in a New Systematic Order, Containing All the Modern Discoveries https://archive.org/[...] Edinburgh: William Creech 1790
_[23] 웹사이트 Adventures in radioisotope research https://archive.org/[...]
_[24] 웹사이트 The Nobel Prize Medals and the Medal for the Prize in Economics https://www.nobelpri[...] The Nobel Foundation 2010-11-20
_[25] 일반
_[26] 서적 Gold, Gold Alloys, and Gold Compounds http://doi.wiley.com[...] Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA 2000-09-15
_[27] 저널 Production of Fine Iridium Fibre http://dx.doi.org/10[...] 2004-07-01
_[28] 서적 Recovery of Platinum from Laboratory Residues http://dx.doi.org/10[...] John Wiley & Sons, Inc. 2007-01-05
_[29] 저널 Islamic Technology: An Illustrated History http://dx.doi.org/10[...] 1988-07
_[30] 웹사이트 Encyclopedia Britannica 1911, ''Alchemy'' http://www.1911encyc[...] 2007-02-28
_[31] 서적 The secrets of alchemy http://worldcat.org/[...]
_[32] 서적 Elements of Chemistry
_[33] 저널 Articles Accessed in October 2005 http://dx.doi.org/10[...] 2006-01
_[34] 저널 Prudent Practices in the Laboratory http://dx.doi.org/10[...] 1995-08-16
_[35] 웹사이트 Aqua regia http://dx.doi.org/10[...] 2019-10-26
_[36] 서적 Adventures in radioisotope research http://www.archive.o[...]
_[37] 웹인용 The Nobel Prize Medals and the Medal for the Prize in Economics http://nobelprize.or[...] The Nobel Foundation