Зміст
Реакції між міддю та азотною кислотою є прикладами окисно-відновних реакцій, коли приріст електронів зменшує один елемент, а втрати окислюють інший. Азотна кислота - це не тільки сильна кислота, це окислювач. Отже, це може спричинити окислення міді до Cu +2. Якщо ви маєте намір зазнати таких реакцій, важливо пам’ятати, що вони виділяють токсичні та шкідливі гази.
Концентрація
Мідь може бути піддана одній з двох реакцій, коли вона поєднується з азотною кислотою, залежно від концентрації розчину. Якщо азотну кислоту розбавити, мідь буде окислюватися, утворюючи нітрат міді з оксидом азоту як побічним продуктом. Якщо розчин концентрується, мідь окиснюється, утворюючи нітрат міді з діоксидом азоту як побічним продуктом. Оксид азоту та діоксид азоту шкідливі та потенційно токсичні при високому рівні; діоксид азоту - потворний коричневий газ, який присутній у серпанку диму у багатьох містах.
Рівняння реакцій
Рівняння для двох реакцій, які можуть відбутися, є: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, що утворює діоксид азоту та 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, який утворює оксид азоту.
З концентрованою кислотою розчин спочатку має зелений колір, потім зеленувато-коричневий колір і, нарешті, синій колір при розведенні у воді. Будь-яка реакція сильно екзотермічна і виділяє енергію у вигляді тепла.
Окислення
Інший спосіб зрозуміти цю реакцію - розділити її на дві напівреакції, одну для окислення (втрата електронів) та іншу для відновлення (приріст електронів). Напівреакціями є: Cu -> Cu +2 + 2 e-, що означає, що мідь втрачає два електрони, і 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, що показує, що два електрони були передані до продуктів. Швидкість цієї реакції залежить від площі поверхні міді; мідні дроти реагуватимуть швидше, ніж мідні прутки, наприклад.
Міркування
Розчин змінює колір через воду. На відміну від твердої речовини міді, іони міді в розчині можуть утворювати такий тип взаємодії, який називається координаційним комплексом з молекулами води, і ці комплекси надають розчину синій відтінок. 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. За належних умов він реагуватиме з міддю, виділяючи газ діоксид сірки.
