Содержание
Реакции между медью и азотной кислотой являются примерами окислительно-восстановительных реакций, в которых усиление электронов снижает один элемент, а потеря окисляет другой. Азотная кислота - это не только сильная кислота, это окислитель. Следовательно, он может вызвать окисление меди до Cu +2. Если вы намереваетесь испытать эти реакции, важно помнить, что они выделяют токсичные и вредные газы.
Концентрация
Медь может подвергаться одной из двух реакций при соединении с азотной кислотой, в зависимости от концентрации раствора. Если азотная кислота разбавлена, медь окисляется с образованием нитрата меди с оксидом азота в качестве побочного продукта. Если раствор концентрированный, медь будет окисляться с образованием нитрата меди с диоксидом азота в качестве побочного продукта. Оксид азота и диоксид азота вредны и потенциально токсичны при высоких уровнях; диоксид азота - уродливый коричневый газ, который присутствует в дымке многих городов.
Уравнения реакции
Уравнения для двух возможных реакций: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, что дает диоксид азота и 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, образующий оксид азота.
В случае концентрированной кислоты раствор сначала приобретает зеленый цвет, затем зеленовато-коричневый цвет и, наконец, синий цвет при разбавлении водой. Любая реакция очень экзотермична и выделяет энергию в виде тепла.
Окисление
Другой способ понять эту реакцию - разделить ее на две полуреакции, одну для окисления (потеря электронов), а другую для восстановления (получение электронов). Полуреакции: Cu -> Cu +2 + 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 в продукты. Скорость этой реакции зависит от площади поверхности меди; медные провода будут реагировать быстрее, чем, например, медные шины.
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 оттенок. Минеральные кислоты, такие как соляная кислота, не окисляют медь так же, как азотная кислота, поскольку они не являются сильными окислителями. Однако серная кислота является сильным окислителем. При правильных условиях он будет реагировать с медью с выделением газообразного диоксида серы.
