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王水（/ ˈreɪɡiə , ˈriːdʒiə / 、ラテン語の「王家の水」または「王家の水」に由来）は、硝酸と塩酸の混合物で、最適なモル比は1 : 3です。[ b ]王水は発煙性の液体です。調製したばかりの王水は無色ですが、塩化ニトロシルクと二酸化窒素の生成により、数秒以内に黄色、オレンジ色、または赤色に変化します。錬金術師は、金やプラチナなどの貴金属を溶解する一方で、他の多くの金属には影響を与えないことから、王水をそのように名付けました。王水は、現代に至るまで、金の加工や隠匿に使用されてきました。
濃塩酸と濃硝酸を混合すると化学反応が起こります。これらの反応により、揮発性生成物である塩化ニトロシルクと塩素ガスが発生します。[ 1 ]
王水が発煙性で特徴的な黄色であることからもわかるように、揮発性物質が溶液から放出されると、王水はその効力を失います。塩化ニトロシルク（NOCl）はさらに分解して一酸化窒素（NO）と単体塩素（Cl₂ ）になります。
この解離は平衡律速である。したがって、王水上で発生するガスには、塩化ニトロシルクと塩素に加えて、一酸化窒素（NO）も含まれる。一酸化窒素は大気中の酸素と容易に反応するため、生成されるガスには二酸化窒素（NO₂、赤色ガス）も含まれる。
王水は主に、最高純度（99.999％）の金を精製するためのウォールウィル法における電解質である塩化金酸の製造に使用されます。
王水はエッチングや特定の分析手順にも使用されます。また、一部の研究室では、ガラス器具から有機化合物や金属粒子を除去するためにも使用されます。この方法は、 NMR チューブの洗浄において、より伝統的なクロム酸浴よりも多くの人に好まれています。これは、スペクトルを損なう常磁性クロムの痕跡が残らないためです。 [ 2 ]クロム酸浴は、クロムの毒性が高く爆発の可能性があるため推奨されませんが、王水自体も非常に腐食性が高く、取り扱いミスによる爆発事故がいくつか報告されています。[ 3 ]
王水は成分が速やかに反応して分解するため、その効力はすぐに失われます（ただし、強酸であることに変わりはありません）。そのため、通常は使用直前に成分を混合します。
王水は金を溶解しますが、構成酸のどちらも単独では溶解しません。硝酸は強力な酸化剤であり、ごく少量の金を溶解して金(III)イオン( Au 3+ )を生成します。塩酸は塩化物イオン( Cl − )を豊富に供給し、これが金イオンと反応してテトラクロロ金酸(III)アニオン( [ AuCl 4 ] − )を溶液中に生成します。塩酸との反応は平衡反応であり、テトラクロロ金酸(III)アニオンの生成が優先されます。これにより、溶液から金イオンが除去され、金のさらなる酸化が起こります。金は溶解して塩化金酸になります。さらに、金は王水に含まれる塩素によって溶解されることもあります。適切な反応式は次のとおりです。
または
固体のテトラクロロ金酸は、過剰な王水を蒸発させ、残留硝酸を塩酸を加えて溶液を繰り返し加熱することで分離できます。このステップにより硝酸が還元されます（王水の分解を参照）。元素金が必要な場合は、二酸化硫黄、ヒドラジン、シュウ酸などの還元剤で選択的に還元できます。[ 4 ]酸化金（Au 3+ ）を二酸化硫黄（SO 2 ）で還元する式は次のとおりです。
同様の式は白金についても記述できる。金の場合と同様に、酸化反応は窒素酸化物生成物として一酸化窒素または二酸化窒素のいずれかを用いて記述できる。
酸化された白金イオンは塩化物イオンと反応し、クロロ白金酸イオンを生成する。
実験結果から、白金と王水の反応ははるかに複雑であることが明らかになった。初期反応では、クロロ白金酸（H₂ [ PtCl₄ ]）とニトロソ白金酸塩化物（[ NO] ₂ [ PtCl₄ ] ）の混合物が生成される。ニトロソ白金酸塩化物は固体生成物である。白金を完全に溶解させたい場合は、残留固体を濃塩酸で繰り返し抽出する必要がある。
そして
クロロ白金(II)は、加熱しながら溶液を分子状塩素(Cl₂)で飽和させることにより、クロロ白金(II)に酸化することができる。
王水に白金固体を溶解させる方法は、最も密度の高い金属であるイリジウムとオスミウムの発見方法であった。これらの金属はどちらも白金鉱石中に含まれており、王水では溶解せず、容器の底に不溶性の金属粉末（元素状のIr、Os）として沈殿する。
実際問題として、白金族金属を王水に溶解して精製する場合、金（一般的に白金族金属と関連している）は塩化鉄(II)で処理することにより沈殿する。濾液中の白金はヘキサクロロ白金(IV)として存在し、塩化アンモニウムを加えることによりヘキサクロロ白金アンモニウムに変換される。このアンモニウム塩は極めて不溶性であり、濾過によって除去することができる。これを強熱すると白金金属に変換できる。[ 5 ]
未沈殿のヘキサクロロプラチナ(IV)は元素亜鉛で還元され、同様の方法は実験室の残渣からプラチナを小規模に回収するのに適している。[ 6 ]
王水はスズと反応して、最高酸化状態のスズを含む塩化スズ(IV)を生成する。
英国の科学史家ジョセフ・ニーダムによると、王水の製造に硝酸塩が使用されたという記録は、西暦660年までに『新書』に登場するという。[ 7 ]
ヨーロッパでは、王水は偽ゲーベル（1300年頃以降）の『真理の発見について』（De inventione veritatis ）に初めて登場し、硝酸に塩化アンモニウムを加えることで製造したと記されている。 [ 8 ] [ d ]塩酸と硝酸を直接混合して王水を製造することが可能になったのは、16世紀後半に遊離塩酸を製造する方法が発見されてからのことである。[ 10 ]
バジル・バレンタインの鍵図の3番目（1600年頃）には、前景に龍、背景に鶏を食べる狐が描かれている。鶏は金（日の出との関連、太陽と金との関連から）を象徴し、狐は王水を表している。溶解、加熱、再溶解（鶏が鶏を食べる狐を食べる）を繰り返すことで、フラスコ内に塩素ガスが蓄積される。すると金は塩化金(III)の形で結晶化し、その赤い結晶をバジルは「我々の師のバラ」や「赤い龍の血」と呼んだ。[ 11 ]この反応は1895年まで化学文献に再び報告されることはなかった。[ 12 ]
アントワーヌ・ラヴォアジエは1789年に王水を硝酸と呼んだ。[ 13 ]
第二次世界大戦中、ドイツがデンマークに侵攻した際、ハンガリーの化学者ジョージ・デ・ヘヴェシーは、ドイツの物理学者マックス・フォン・ラウエ（1914年）とジェームズ・フランク（1925年）のノーベル金メダルを王水に溶かし、ナチスによる没収を防いだ。1935年に投獄された平和活動家カール・フォン・オシエツキーがノーベル平和賞を受賞したことを受け、ドイツ政府はドイツ人がノーベル賞を受け取ったり保持したりすることを禁じていた。デ・ヘヴェシーは、出来上がった溶液をニールス・ボーア研究所の自身の研究室の棚に置いた。棚に並んでいた数百個の瓶のうちの1つであるこの瓶には、一般的な化学薬品が入っていると考えたナチスは、その後この溶液を無視した。戦後、デ・ヘヴェシーが再び研究室を訪れると、溶液はそのまま残っており、彼は酸から金を沈殿させた。金はスウェーデン王立科学アカデミーとノーベル財団に返還され、両機関はメダルを鋳造し直し、ラウエとフランクに再び贈呈した。[ 14 ] [ 15 ]
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