Química Integral: ENEM - Água Régia - Características e ação sobre Pt e Au

domingo, 12 de julho de 2015

ENEM - Água Régia - Características e ação sobre Pt e Au

A água régia (do latim “aqua regia” que significa “água real” ) é uma mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico concentrados, geralmente na proporção de 1 para 3. É um líquido altamente corrosivo de coloração amarela. É uma das poucas substâncias que pode dissolver o ouro e a platina. E tem este nome de “água régia” devido a propriedade de dissolver os metais nobres (“regios”), embora o tantálio, irídio e outros metais extremamente inertes possam suportar o seu ataque. A invenção da água régia é atribuída ao alquimista árabe Geber e era muito empregada por outros alquimistas e, ainda hoje, é utilizada em diversos procedimentos analíticos.

Mesmo que a água régia ataque o ouro, nenhum dos seus ácidos constituintes pode atacá-lo isoladamente. Cada ácido executa uma tarefa diferente. O ácido nítrico é um potente oxidante, que pode dissolver uma quantidade minúscula (praticamente indetectável) de ouro, formando íons de ouro. O ácido clorídrico, por sua vez, proporciona íons cloreto, que reagem com os íons de ouro, retirando o ouro da dissolução. Isto permite que o ouro adicional continue se oxidando.

A mistura perde a sua força rapidamente, por isso deve ser utilizada imediatamente após o preparo.

Reação com metais nobres

Metais considerados nobres, como o ouro e a platina, são pouquíssimo reativos, geralmente inertes em presença da maioria dos compostos e elementos químicos. Ocorre, entretanto, de uma pequeníssima quantidade do metal nobre (ouro, por exemplo) reagir com o ácido nítrico, oxidando o metal. Se a reação acontece apenas com o ácido nítrico, depois dessa pequeníssima quantidade de metal dissolvida, logo se estabelece o equilíbrio e a reação cessa.

$\begin{equation*} \ce{Au_{(s)} + NO3^{-}_{(aq)} + 6H^{+}_{(aq)} -> Au^{3+}_{(aq)} + NO2_{(g)} + H2O_{(l)}} \end{equation*}$

O papel do ácido clorídrico é sequestrar da solução esses íons $\ce{Au^{3+}}$ impedindo que se estabeleça o equilíbrio e criando a possibilidade de mais íons de ouro serem formados (às custas do metal sólido, é claro):

$\begin{equation*} \ce{Au^{3+}_{(aq)} + 4Cl^{-}_{(aq)} -> AuCl4^{-}_{(aq)}} \end{equation*}$

Ou seja: resumidamente, o ácido nítrico concentrado dissolve pequenas porções do metal nobre e essas pequenas porções são capturadas pelo ácido clorídrico, abrindo espaço para que mais pequenas porções possam se dissolver até que o metal inteiro se consuma.

Decomposição da água régia

Pela mistrura de ácido clorídrico e ácido nítrico concentrados, ocorrem reações químicas. As reações resultam em produtos voláteis como o cloreto de nitrosilo ( $\ch{NOCl}$ ) e o cloro, como pode ser evidenciado pela natureza fumegante e coloração amarela da água régia resultante. Uma vez que os produtos voláteis escapam da solução a água régia começa a perder potência:

$\begin{equation*} \ce{HNO3_{(aq)} + 3HCl_{(aq)} -> NOCl_{(g)} + 2Cl_{(g)} + 2H2O} \end{equation*}$

O cloreto de nitrosilo pode, ainda, se decompor em óxido nítrico e cloro. Como essa dissossiação é controlada pelo equilíbrio da reação, os vapores fumegantes da água régia contém óxido nítrico:

$\begin{equation*} \ce{2NOCl_{(g)} -> 2NO_{(g)} + Cl2_{(g)}} \end{equation*}$