Conţinut
Reacțiile dintre cupru și acid azotic sunt exemple de reacții redox, în care câștigul de electroni reduce un element și pierderea îl oxidează pe celălalt. Acidul azotic nu este doar un acid puternic, ci este un agent oxidant. Prin urmare, poate provoca oxidarea cuprului la Cu +2. Dacă intenționați să experimentați aceste reacții, este important să vă amintiți că eliberează gaze toxice și dăunătoare.
Concentraţie
Cuprul poate fi supus uneia dintre cele două reacții, atunci când este combinat cu acid azotic, în funcție de concentrația soluției. Dacă acidul azotic este diluat, cuprul va fi oxidat pentru a forma azotat de cupru cu oxid nitric ca produs secundar. Dacă soluția este concentrată, cuprul va fi oxidat pentru a forma azotat de cupru cu dioxid de azot ca produs secundar. Oxidul nitric și dioxidul de azot sunt nocive și potențial toxice la niveluri ridicate; dioxidul de azot este gazul maro urât care este prezent în ceața de fum din multe orașe.
Ecuații de reacție
Ecuațiile pentru cele două reacții care pot apărea sunt: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, care produce dioxid de azot și 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, care produce oxid nitric.
Cu acid concentrat, soluția apare mai întâi o culoare verde, apoi o culoare maro verzuie și, în cele din urmă, o culoare albastră atunci când este diluată în apă. Orice reacție este extrem de exotermă și eliberează energie sub formă de căldură.
Oxidare
O altă modalitate de a înțelege această reacție este împărțind-o în două semi-reacții, una pentru oxidare (pierderea de electroni) și alta pentru reducere (câștig de electroni). Semi-reacțiile sunt: Cu -> Cu +2 + 2 e-, ceea ce înseamnă că cuprul pierde doi electroni și 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, ceea ce arată că doi electroni au fost transferate către produse. Viteza acestei reacții depinde de suprafața cuprului; firele de cupru vor reacționa mai repede decât barele de cupru, de exemplu.
Considerații
Soluția își schimbă culoarea din cauza apei. Spre deosebire de solidul de cupru, ionii de cupru din soluție pot forma un tip de interacțiune numit complex de coordonare cu moleculele de apă, iar acești complexi conferă soluției o nuanță albastră. Acizii minerali precum acidul clorhidric nu oxidează cuprul în același mod ca acidul azotic, deoarece nu sunt agenți de oxidare puternici. Cu toate acestea, acidul sulfuric este un agent oxidant puternic. În condițiile potrivite, acesta va reacționa cu cuprul pentru a elibera dioxidul de gaz gazos.
