Indhold
Reaktioner mellem kobber og salpetersyre er eksempler på oxidationsreaktioner, hvor elektrongevinsten reducerer et element og tab oxiderer den anden. Salpetersyre er ikke kun en stærk syre, det er et oxidationsmiddel. Derfor kan det forårsage oxidation af kobber til Cu +2. Hvis du har til hensigt at opleve disse reaktioner, er det vigtigt at huske at de frigiver giftige og skadelige gasser.
koncentration
Kobber kan udsættes for en af to reaktioner, når de kombineres med salpetersyre, afhængigt af opløsningens koncentration. Hvis salpetersyre fortyndes, kobber oxideres til dannelsen af kobbernitrat med nitrogenoxid som et biprodukt. Hvis opløsningen er koncentreret, kobber kobber til dannelsen af kobbernitrat med nitrogendioxid som et biprodukt. Nitrogenoxid og kvælstofdioxid er skadelige og potentielt giftige på høje niveauer; Kvælstofdioxid er den brune og grimme gas, der er til stede i tågen af røg over mange byer.
Reaktionsligninger
Ligningerne for de to reaktioner, der kan forekomme, er: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, der producerer nitrogendioxid og 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, som producerer nitrogenoxid.
Med den koncentrerede syre præsenterer opløsningen først en grøn farve, derefter en grønlig-brun farve og endelig en blå farve, når den er fortyndet i vandet. Enhver reaktion er yderst eksoterm og frigiver energi i form af varme.
Oxidation-Reduktion
En anden måde at forstå denne reaktion på er at dividere den i to halvreaktioner, en til oxidation (tab af elektroner) og en anden til reduktion (gevinst for elektroner). Halvreaktionerne er: Cu + Cu +2 + 2, hvilket betyder at kobber mister to elektroner og 2 - + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, hvilket viser at to elektroner blev overført til produkterne. Hastigheden af denne reaktion afhænger af overfladearealet af kobber; kobberledningerne vil reagere hurtigere end kobberstængerne, for eksempel.
overvejelser
Opløsningen ændrer farve på grund af vand. I modsætning til kobberfaststoffer kan kobberionerne i opløsningen danne en form for interaktion kaldet et koordineringskompleks med vandmolekylerne, og disse komplekser giver opløsningen en blå farve. Mineralsyrer, såsom saltsyre, oxiderer ikke kobber på samme måde som salpetersyre, fordi de ikke er stærke oxidationsmidler. Svovlsyre er imidlertid et stærkt oxidationsmiddel. Under de rette forhold vil det reagere med kobberet for at frigive svovldioxidgassen.