Зміст
Реакції між міддю та азотною кислотою є прикладами реакцій окислення, де посилення електрона зменшує один елемент, а втрати окислюють інший. Азотна кислота не тільки сильна кислота, вона є окислювачем. Тому він може викликати окислення міді до Cu +2. Якщо ви маєте намір відчути ці реакції, важливо пам'ятати, що вони виділяють токсичні та шкідливі гази.
Концентрація
Мідь може бути піддана одній з двох реакцій при комбінуванні з азотною кислотою в залежності від концентрації розчину. Якщо азотна кислота розбавляється, мідь окислюється до утворення нітрату міді з оксидом азоту як побічного продукту. Якщо розчин концентрується, мідь окислюється до утворення нітрату міді з діоксидом азоту як побічного продукту. Оксид азоту та діоксид азоту є шкідливими і потенційно токсичними на високих рівнях; Діоксид азоту - це коричневий і потворний газ, який присутній у тумані диму в багатьох містах.
Рівняння реакції
Рівняннями для двох реакцій, які можуть виникати, є: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, який продукує діоксид азоту та 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, який виробляє оксид азоту.
При концентрованій кислоті розчин спочатку має зелену забарвлення, потім зеленувато-коричневе забарвлення і, нарешті, синю забарвлення при розведенні у воді. Будь-яка реакція сильно екзотермічна і виділяє енергію у вигляді тепла.
Окислення
Іншим способом зрозуміти цю реакцію є поділ її на дві напівреакції, одну для окислення (втрату електронів) та іншу для відновлення (посилення електронів). Половина реакцій: Cu + Cu +2 + 2, що означає, що мідь втрачає два електрони, а 2 - + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, що показує, що два електрони були передані на продукти. Швидкість цієї реакції залежить від площі поверхні міді; мідні дроти будуть реагувати швидше, ніж мідні прутки, наприклад.
Міркування
Розчин змінює колір через воду. На відміну від твердих речовин міді, іони міді в розчині можуть утворювати тип взаємодії, який називається координаційним комплексом з молекулами води, і ці комплекси дають розчину синю забарвлення. Мінеральні кислоти, такі як соляна кислота, не окислюють мідь так само, як азотна кислота, оскільки вони не є сильними окислювачами. Сірчана кислота, однак, є сильним окислювачем. У відповідних умовах вона реагує з міддю, щоб вивільнити газоподібний діоксид сірки.