Реакции между медью и азотной кислотой являются примерами окислительно-восстановительных реакций, где получение электронов уменьшает один элемент, а потеря их окисляет другой. Азотная кислота - это не только сильная кислота, это окислитель. Следовательно, он может окислять медь до Cu + 2. Если вы планируете экспериментировать с этими реакциями, важно помнить, что они выделяют токсичные, вредные пары.

Концентрация раствора

Медь может подвергаться одной из двух реакций в сочетании с азотной кислотой, в зависимости от концентрации раствора. Если азотная кислота разбавлена, медь будет окисляться с образованием нитрата меди с оксидом азота в качестве побочного продукта. Если раствор концентрируется, медь будет окисляться с образованием нитрата меди с диоксидом азота в качестве побочного продукта. Как оксид азота, так и диоксид азота токсичны и потенциально токсичны при высоких уровнях; Диоксид азота - это уродливый коричневый газ, который присутствует в дымке смога во многих городах.

Уравнения реакции

Уравнения для двух реакций, которые могут иметь место:

Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, который производит диоксид азота и

3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, в результате чего образуется оксид азота.

С концентрированной кислотой раствор сначала станет зеленым, затем зеленовато-коричневым и, наконец, синим после разбавления водой. Любая реакция является сильно экзотермической и выделяет энергию в форме тепла.

Окисление и восстановление

Другой способ понять эту реакцию - разбить ее на две полуреакции: одну для окисления (потеря электронов) и другую для восстановления (выигрыш электронов). Половинные реакции: Cu -> Cu2 + + 2 e-, что означает, что медь теряет два электрона, и 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 1- + 2 H2O, что показывает, что два электрона были перенесены к продуктам. Скорость этой реакции зависит от площади поверхности меди; Например, медная проволока будет реагировать быстрее, чем медные слитки.

Другие соображения

Раствор меняет цвет из-за воды. В отличие от твердого вещества меди, ионы меди в растворе могут образовывать тип взаимодействия, называемый координационным комплексом с молекулами воды, и эти комплексы придают раствору синий цвет. Минеральные кислоты, такие как соляная кислота, не окисляют медь так же, как азотная кислота, поскольку они не являются сильными окислителями. Серная кислота, однако, является сильным окислителем. При правильных условиях он будет реагировать с медью с выделением газообразного диоксида серы.