تیزاب سلطانی یا Aqua regia یکی از شناخته شده ترین و قوی ترین محلول های شیمیایی است که از جایگاه ویژه ای در شیمی و صنعت طلا برخوردار است. این محلول از ترکیب اسید نیتریک غلیظ و اسید هیدروکلریک به وجود می آید. تیزاب سلطانی که دارای رنگ زرد مایل به قرمز است، بسیار خورنده و دودزا بوده و توانایی حل کردن فلزات گرانبهایی مانند طلا، پلاتین و پالادیوم را دارد. این ویژگی منحصر به فرد باعث شده در طول تاریخ از این محلول در جهت رفع برخی از نیاز های مهم در صنعت طلا استفاده شود.
طبق پژوهش های صورت گرفته تیزاب سلطانی نخستین بار حدود قرن نهم میلادی توسط کیمیاگران کشف شد و از آن زمان تاکنون این محلول توانسته علاوه بر کاربردهای پژوهشی، به صورت گسترده در عیار سنجی طلا و استخراج طلا نقش مهمی ایفا کند. در این مقاله قرار است که با حل شوندگی طلا در تیزاب سلطانی و نحوه ی جداسازی طلا از تیزاب سلطانی بیشتر آشنا شوید. اما بیایید ابتدا کاربردهای سود آوری که امروزه این محلول دارد را دقیق تر بررسی کنیم.
بیشتر بدانید :
نحوه تشخیص طلا در سنگ و خاک | تکنیک‌ها و نکات کلیدی
کاربردهای تیزاب سلطانی
تیزاب سلطانی به دلیل قدرت خورندگی بسیار بالا و توانایی انحلال فلزات مقاوم، امروزه در حوزه‌های تخصصی مختلفی کاربرد دارد. این محلول، برخلاف بسیاری از اسیدهای دیگر، به‌راحتی میتواند برخی از فلزات نجیب مانند طلا، پلاتین و پالادیوم را در خود حل کند. به همین دلیل، هر زمان که نیاز به حل کردن و بازیابی طلا وجود داشته باشد، تیزاب سلطانی به کار بسیاری از صنایع می‌آید. کاربردهای تیزاب سلطانی شامل موارد زیر است:
استخراج و خالص‌سازی طلا و پلاتین: یکی از روش های اصلی در بازیافت طلا از جواهرات قدیمی، ضایعات صعنتی و قطعات الکتریکی(مانند CPU، رم و بردهای مدار چاپی) استفاده از تیزآب سلطانی است. این روش همچنان کاربرد دارد و برای اینکه طلا و پلاتین موجود در نمونه های ذکر شده را استخراج کنند از محلول تیزاب سلطانی استفاده می کنند. پس از حل شدن نمونه ها، امکان جداسازی و بازیابی طلا و پلاتین از محلول فراهم می شود.
عیارسنجی طلا: در آزمایشگاه های عیار سنجی طلا و صنف زرگری برای تعیین میزان خلوص طلا و پلاتین از تیزاب سلطانی استفاده می کنند و این روش یکی از دقیق ترین روش ها برای عیار سنجی فلزات گرانبها است. همچنین در برخی از مواقع هنگام استفاده از سنگ محک برای اینکه به عیار دقیق طلا نزدیک شوند به خط طلا که روی سنگ محک حاصل می شود چند قطره تیزاب سلطانی اضافه می کنند.
حکاکی روی فلزات: در صنایع و هنرهای فلزی که اقدام به ایجاد طراحی های ظریف و دقیق بر روی سطوح طلا و برخی از فلزات مقاوم می کنند از این محلول استفاده می شود.
تمیزکاری شیشه‌آلات آزمایشگاهی: یکی از کاربردهای فرعی این محلول، پاک سازی آلودگی های سرسخت فلزی و آلی از ظروف آزمایشگاهی است.
- آماده‌سازی نمونه‌های شیمیایی: در برخی از روش‌های آنالیز در آزمایشگاه‌ها، مانند طیف‌سنجی جذب اتمی (AAS)، از این محلول برای حل کردن نمونه‌های فلزی پیش از اندازه‌گیری غلظت فلزات استفاده می‌شود.
روش های جداسازی طلا از تیزاب سلطانی
در زمان جنگ جهانی دوم وقتی یک شیمیدان مجاری به نام جورج دو هویسی در دانمارک فعالیت می کرد، برای اینکه مدال های طلا جایزه نوبل را از دسترس آلمان ها خارج کند و مانع از مصادره شدن آن ها شود، اقدام به استفاده از تیزاب سلطانی کرد، او مدال های طلا را در تیزاب سلطانی حل کرد و در قفسه قرار داد. در این روش طلا به شکل یک محلول شیمیایی درآمده بود و کسی نمیتوانست آن را به عنوان طلا، آن هم مدال طلای نوبل شناسایی کند! پس از پایان جنگ مدال ها مجدداً بازیابی شد و پس از استخراج طلا از تیزاب سلطانی آن را دوباره به شکل مدال های طلا ساختند و به صاحبان اصلیشان که از برندگان جایزه نوبل بودند بازگردانده شد. اما به نظرتان جورج دو هویسی چگونه توانسته طلا را از تیزآب سلطانی جدا کند؟
پاسخ در استفاده از رسوب‌کننده‌های شیمیایی نهفته است که میتوانند طلا را از محلول تیزاب سلطانی رسوب دهند و جداسازی کنند…
رسوب کننده های طلا در تیزاب سلطانی
پس از حل شدن طلا در تیزاب سلطانی، می‌توان با استفاده از مواد شیمیایی مختلف، طلا را از محلول رسوب داد و جداسازی کرد:
سدیم متابی‌سولفیت: یکی از بهترین گزینه های برای رسوب دادن طلا موجود در محلول تیزاب سلطانی است که برای اینکه بتوانید طلا را از تیزآب سلطانی جدا کنید کافی است به مقدار کافی پودر سدیم متابی سولفیت به محلول اضافه کنید تا طلا از محلول به شکل رسوب جدا گردد.
سولفات آهن: این روش یکی از روش‌های ارزان و در دسترس برای جداسازی طلا از تیزاب سلطانی است. با حل کردن سولفات آهن در آب و افزودن آن به محلول تیزاب سلطانی، طلا به شکل رسوب از محلول جدا می‌شود.
گاز دی‌اکسید گوگرد: این گاز توانایی جداسازی طلا از تیزاب سلطانی را دارد و برای انجام این کار، گاز دی‌اکسید گوگرد باید به محلول حاوی طلا دمیده شود تا طلا به شکل پودر رسوب کند و از محلول جدا شود.
نیتریت سدیم: روشی ارزان و کارآمد است که این امکان را فراهم می کند که با اضافه کردن مقداری از پودر آن به محلول، طلا را به صورت رسوب شده از تیزآب سلطانی جدا کنید.
- اگزالیک اسید: استفاده از اگزالیک اسید به عنوان یک مرحله نهایی در جداسازی طلا از تیزاب سلطانی کاربرد دارد. در این روش طلا رسوب شده از روش های قبلی، با اگزالیک اسید و محلول سودسوزآور ترکیب می شود و تحت حرارت قرار می گیرد. در نهایت طلا به صورت بسیار خالص تر بازیابی می شود. این روش برای تولید طلا با عیار بالا کاربرد دارد و به دلیل هزینه بالا و زمان بر بودن معمولا به عنوان یک روش نهایی برای تولید طلا با خلوص بالا کاربرد دارد. سایر روش ها مانند این روش نمیتوانند طلا را با خلوص بالا جدا سازی کنند.
خطرات استفاده از تیزاب سلطانی
استفاده از تیزاب سلطانی بدون داشتن شناخت کافی از آن میتواند خطرات زیادی را به همراه داشته باشد. همانطور که گفته شد این محلول بسیار خوردنده است و خطرات زیر از موارد احتمالی در حین استفاده از آن هستند:
- بخارات تیزاب سلطانی که حاوی کلر و نیتروزیل کلرید هستند بسیار سمی بوده و میتوانند باعث آسیب رساندن به ریه ها شوند و افراد را با تنگی نفس مواجه کنند.
- تماس پوستی با تیزاب سلطانی باعث سوختگی شیمیایی شدید و دردناک بر روی سطح پوست می شود زیرا این محلول بسیار خورنده است.
- برخورد تیزاب سلطانی به چشم میتواند بسیار خطر آفرین باشد و مشکلات جبران ناپذیری مانند کوری و از دست دادن چشم را به همراه داشته باشد.
- واکنش‌پذیری تیزاب سلطانی با مواد آلی، فلزات پودری، بازها و عوامل کاهنده بسیار بالاست و میتواند خطرات جدی ایجاد کند.
نکات مهم هنگام استفاده از تیزاب سلطانی
برای اینکه خطرات مربوط به استفاده از تیزآب سلطانی را تا حد زیادی کاهش دهید باید به این نکات توجه کنید و تمامی آن ها را به خوبی رعایت کنید، در صورتی که نسبت به این موارد توجه کافی صورت نگیرد خطرات جبران ناپذیری برای شما به وجود می آید:
- برای کار با تیزاب سلطانی از ظروف شیشه‌ای استفاده کنید، زیرا این محلول پلاستیک‌ها را به‌راحتی ذوب می‌کند و باعث خوردگی بیشتر فلزات می‌شود.
- محلول را هرگز ذخیره نکنید و از نگه داری آن در ظروف دربسته خود داری کنید، زیرا تیزاب سلطانی یک محلول ناپایدار است و به سرعت خاصیت خود را از دست می‌دهد. همچنین واکنش بین اجزای محلول میتواند گازهایی تولید کند که باعث انفجار ظرف می‌شوند. بنابراین باید از این محلول به صورت تازه و به میزان مورد نیاز استفاده شود.
- حتماً هنگام کار با تیزآب سلطانی از عینک، محافظ صورت، دستکش و لباس مخصوص استفاده کنید تا خطرات احتمالی را به حداقل برسانید. سهل انگاری و رعایت نکردن این موارد شما را در معرض خطر قرار می دهد.
- کار را به کاردان بسپارید! برای اینکه چالش ها و ریسک های مربوط به این کار را از بین ببرید توصیه می کنیم به آزمایشگاه های معتبر مراجعه کنید یا از تجربه افراد متخصص استفاده کنید.
رسوب طلا پس از جداسازی از تیزاب سلطانی چه رنگی است؟
پس از اینکه طلا در محلول تیزآب سلطانی حل می شود و مواد شیمیایی مختلفی که ذکر شدند به آن برای ایجاد رسوب طلا اضافه می شوند. یکی از مهم ترین پرسش ها به وجود می آید که یافتن پاسخ آن بسیار حائز اهمیت است: رنگ رسوب طلا پس از جداسازی از تیزاب سلطانی چه رنگی است؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که رسوب طلا جدا شده از تیزاب سلطانی در حالت طبیعی قهوه ای رنگ است و در نهایت باید با همین رنگ حاصل شود.
در انتها باید گفت طلا همواره یکی از پرسود ترین فلزات گرانبها بوده که در زندگی روزمره و اهداف سرمایه گذاری افراد به صورت شمش طلا یا زیورآلات طلا حضور پر رنگی داشته است. همچنین طلا در فرم های دیگری مانند سکه و طلا آب شده نیز تولید می شود که هر کدام مزایا و معایب مربوط به خود را دارند. علاوه بر این طلا در تجهیزات الکتریکی و در بسیاری از جواهرات قدیمی مشاهده می شود و برای استخراج طلا موجود در این موارد از تیزاب سلطانی برای حل کردن و سپس بازیابی طلا از طریق افزودن مواد شیمیایی استفاده می شود، تا طلا موجود در محلول به صورت رسوب شده جدا گردد.
سوالات متداول
علت رسوب نکردن طلا از تیزاب چیست؟
درصورتی که میزان طلا کم باشد و نمونه ی حل شده در تیزاب سلطانی ناخالصی زیادی داشته باشد طلا در محلول رسوب نمی کند. همچنین یکی از دلایل این موضوع میتواند خنثی نبودن اسید نیتریک باشد.
رنگ طلا در محلول تیزاب سلطانی چیست؟
وقتی طلا خالص با تیزاب سلطانی واکنش دهد رنگ محلول زرد مایل به فسفری خواهد بود. اما در صورت ناخالص بودن طلا، محلول به رنگ نارنجی در می آید.
