馒头老妖:《黄金大劫案》之王水溶金最佳解决方案

黄金大劫案

最近,动作大片《黄金大劫案》隆重上映,剧中高潮是一辆满载王水的车子冲向金库,8吨黄金迅速化为溶液,顺着下水道哗啦啦流进了河里,挫败了日本人的阴谋。这看起来的确是一个既有效又快速地方法,不过,身为一名科学死理性派,我们就把“王水溶金”这个话题单独挑出来稍作分析,并且在这里给几位身处二战时期的主人公几点也许更加“有效”的建议吧!

王水哪里来?

救国会成员们面临的第一个难题,就是去哪里搞硝酸。所谓王水,通常指的就是用盐酸和硝酸按照3:1的比例(体积比)混合起来的物质。这两种东西都是强腐蚀性物品,在今天依然受到严格的法律管制,而在抗战时期难度就更大了一点:不好买啊。

国内最早开始生产硝酸的是范旭东与著名化学家侯德榜创建的永利宁厂,首次生产出硝酸是在1937年,但因为战争爆发而不到半年即停产,直到抗战胜利之后才恢复生产。所以那时的大侠们,恐怕只有去买进口货了。但这玩意的运输十分不便,千里迢迢运到国内,价钱一定会很昂贵吧。而且硝酸可以用来生产硝化纤维、硝酸甘油等重要的军用物资,因此在二战期间被各国普遍视为战略物资,个人要购买这么多硝酸一定会被怀疑,总不能说:“哦,我买来洗厕所”的吧?

王水怎么运?

等到硝酸和盐酸好不容易都入手之后,一个难题就是用什么东西把它们运到金库去。什么,不是有油罐车吗?呃,运送盐酸和硝酸,可不是普通的油罐车就能胜任的。它们的腐蚀性实在都太强了,普通钢板制成的罐体可挡不住呀,得在罐体内壁加上橡胶或玻璃钢内衬,这在二战期间可都是稀罕货。

 黄金大劫案

运送硝酸和盐酸需要特制的油罐车。

王水是一种非常不稳定的东西,配制之后很容易分解,因而必须现配现用。对此,编剧特别提到,油罐车内部是分成两块,将盐酸和硝酸分开保存,然后设置两个出水口,到现场了再混合到一起。这样的设计是很用心的,但制造那个槽罐车就更加麻烦了,出水口的大小也得按照3:1来设计,否则溶解效果就没那么好了。

实际上,如果换一种思路,问题也许会简单很多:将浓盐酸、浓硝酸都装到大陶瓷坛子里,按照3坛盐酸、1坛硝酸的比例分别码放在大车上,拖到金库门口再一股脑倒进去,效果应该也差不多。

“作案”时如何防护?

主角们在倒王水时,千万别忘记戴上防毒面具,再不济也得搞个加厚、浸泡过碱水的口罩备着。因为从盐酸、硝酸刚倒出来那一瞬间开始,附近就会形成浓密的酸雾,周围根本呆不住人。

当两者混合成王水,再去溶解黄金时,还会附带生成一氧化氮,再迅速变成二氧化氮,这是一种极其呛人而且毒性很大的刺激性气体,呈红棕色的雾状,人体吸入之后会出现严重的中毒症状,轻者咳嗽不止,重则可能导致肺水肿,那可是要命的事。另外,“小东北”最好再穿上胶鞋、戴上皮手套,王水溅到身上可不是闹着玩的,立即会造成严重的灼伤。

另外,为了达到将黄金充分化成水流走的目的,当王水倒进金库之后,给小东北打掩护的“丐帮”可能要在外头多坚持一会儿。因为王水对黄金的溶解速度并不算快,即便在煮沸的情况下,王水也需要10-20分钟才能充分溶解黄金,在室温下速率就更慢了。加上金砖是一块一块整齐的叠放起来的,真正能接触到王水的表面积很有限,反应速率就更加受限。没办法,尽量拖延时间吧……具体要坚持多久还真不好预测,但相信有这么个大半天应该就够啦。

另外,还得确保那个下水道口不会被太快的打开,否则还没等到黄金溶解完毕,王水都流淌光了。

到底要多少王水?

一般认为,王水溶解黄金,实际上是形成了AuCl4-的配合物,从化学计量比看,每溶掉1克黄金,大约需要1.72毫升盐酸和0.57毫升硝酸,也就是大概2.86克王水。因此,溶掉这8吨黄金,从理论上说22.9吨王水就够啦。考虑到还有一些王水会被金库的墙壁、地板给消耗掉,大侠们准备个25吨王水是比较保险的。

黄金

这么多黄金,王水少不了。

这个运输量,对于现代的槽罐车而言是绰绰有余,但二战时的卡车有没这么强劲的马力就不好说了。相比之下,大坛子方案的优势就显现出来了:多找几辆卡车分别装运不就解决了嘛!

不得不说的是,尽管主角们是为了抗战而非个人利益才想出这个王水溶金的主意,但这次行动的后果却有点糟糕,嗯,是说环境污染的后果。二十多吨强酸性、强氧化性的废水,其中还含有好几吨的金离子,排放到河流里不夸张的说就是一场环境灾难。河水中的鱼虾等生物几乎可以肯定会迅速死亡,水体迅速富营养化,重金属离子也会沉积下来,最终的效果就是让这条河流变成一条又臭又黑的死河,这对当地居民而言肯定不是一件高兴的事情。

而且,这8吨黄金白白浪费掉多可惜啊。如果主角们事先能策划得再周密一点,在下水管道中的某个地方秘密改道,把王水都引到事先挖好的一个大蓄水池里(一个人深、两分地大的坑即可),那就是一个皆大欢喜的结局了:先把含有黄金的王水稀释,再将十几吨锌粉(Zn)倒进去充分搅拌,等过几天处理掉废水,池底沉降下来的那就都是海绵状的金粉啦,只要捞起来用稀盐酸稍加洗涤,烘干重铸之后就又变回闪闪发光的大金锭了。这其中的原理,是化学上的置换反应。

还记得电影结尾那个金光闪闪的大船锚吗?那就是制造船锚的铁(Fe),与含有金离子的溶液反应,将其中的金置换出来并吸附在船锚表面了。只可惜这样做相当于镀金,因为铁锚的表面被金覆盖后就不能再继续置换金离子了,所以船锚只有外表面上是薄薄的一层金子(通常厚度不会超过一微米),全刮下来也没几两重。

但用锌粉就不同了,粉末的表面积大,锌的反应活性也比铁要高,至少可以将其中大部分金给重新弄出来,那可是好大好大一笔财富呢!实际上,这种方法叫“湿法冶金”,《天工开物》中就记载了用铁制铜的方法:“曾青得铁则化为铜”。今天,它来也是工业上回收废弃物、矿渣中的贵金属的一种常见方法,在拆解、回收废弃电脑主板的“金手指”时是有实际应用价值的。

什么,去哪找锌粉?肯定找得到啦,连20多吨王水都能搞到手的主角,锌粉显然不在话下啊。如果“小东北”可以按照这个方案操作的话,不但可以挫败敌人的阴谋,还能缴获一大批黄金,以后的抗战活动就可以搞出更大动静啦!