Innehåll
Reaktioner mellan koppar och salpetersyra är exempel på oxidationsreaktioner, där elektronförstärkningen minskar ett element och förluster oxiderar den andra. Salpetersyra är inte bara en stark syra, det är ett oxidationsmedel. Därför kan det orsaka oxidation av koppar till Cu +2. Om du tänker uppleva dessa reaktioner är det viktigt att komma ihåg att de släpper ut giftiga och skadliga gaser.
koncentration
Koppar kan utsättas för en av två reaktioner i kombination med salpetersyra, beroende på lösningens koncentration. Om salpetersyra utspätts, oxideras koppar till bildandet av kopparnitrat med kväveoxid som en biprodukt. Om lösningen är koncentrerad, kopplas koppar till bildandet av kopparnitrat med kvävedioxid som biprodukt. Kväveoxid och kvävedioxid är skadliga och potentiellt giftiga vid höga halter; kvävedioxid är den bruna och fula gasen som finns i rökens dimma över många städer.
Reaktionsekvationer
Ekvationerna för de två reaktioner som kan uppstå är: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, vilket ger kvävedioxid och 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, som producerar kväveoxid.
Med den koncentrerade syran presenterar lösningen först en grön färgning, sedan en grönbrun färgning och slutligen en blå färgning, när den spätts ut i vattnet. Vilken reaktion som helst är extremt exoterm och frigör energi i form av värme.
Oxidation-reduktion
Ett annat sätt att förstå denna reaktion är att dela den i två halvreaktioner, en för oxidation (förlust av elektroner) och en annan för reduktion (förstärkning av elektroner). Halva reaktionerna är: Cu + Cu +2 + 2, vilket innebär att koppar förlorar två elektroner och 2 - + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, vilket visar att två elektroner överfördes till produkterna. Hastigheten för denna reaktion beror på ytan av koppar; Kopparledningarna kommer att reagera snabbare än kopparstängerna, till exempel.
överväganden
Lösningen ändrar färg på grund av vatten. Till skillnad från kopparfastämnen kan kopparjonerna i lösningen bilda en typ av interaktion som kallas ett koordineringskomplex med vattenmolekylerna, och dessa komplex ger lösningen en blå färgning. Mineralsyror, såsom saltsyra, oxiderar inte koppar på samma sätt som salpetersyra eftersom de inte är starka oxidationsmedel. Svavelsyra är emellertid ett starkt oxidationsmedel. Under de rätta förhållandena kommer det att reagera med kopparet för att släppa ut svaveldioxidgasen.