Innhold
Reaksjonene mellom kobber og salpetersyre er eksempler på redoksreaksjoner, der elektronforsterkning reduserer det ene elementet og tap oksyderer det andre. Salpetersyre er ikke bare en sterk syre, det er et oksidasjonsmiddel. Derfor kan det føre til kobberoksidasjon til Cu +2. Hvis du har tenkt å oppleve disse reaksjonene, er det viktig å huske at de frigjør giftige og skadelige gasser.
Konsentrasjon
Kobber kan bli utsatt for en av to reaksjoner, kombinert med salpetersyre, avhengig av konsentrasjonen av løsningen. Hvis salpetersyren blir fortynnet, vil kobber oksideres for å danne kobbernitrat med nitrogenoksid som et biprodukt. Hvis løsningen er konsentrert, vil kobber oksideres for å danne kobbernitrat med nitrogendioksyd som biprodukt. Nitrogenoksid og nitrogendioksid er skadelige og potensielt giftige ved høye nivåer; nitrogendioksid er den stygge brune gassen som er tilstede i tåken av røyk over mange byer.
Reaksjonsligninger
Likningene for de to reaksjonene som kan oppstå er: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, som produserer nitrogendioksid og 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, som produserer nitrogenoksid.
Med konsentrert syre vises løsningen først i en grønn farge, deretter en grønnbrun farge og til slutt en blå farge når den er fortynnet i vann. Enhver reaksjon er svært eksoterm og frigjør energi i form av varme.
Oksidasjon
En annen måte å forstå denne reaksjonen på er å dele den i to halvreaksjoner, en for oksidasjon (tap av elektroner) og en annen for reduksjon (gevinst av elektroner). Halvreaksjonene er: Cu -> Cu +2 + 2 e-, noe som betyr at kobber mister to elektroner, og 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, som viser at to elektroner har blitt overført til produktene. Hastigheten på denne reaksjonen avhenger av overflaten til kobberet; kobbertråder vil reagere raskere enn kobberstenger, for eksempel.
Hensyn
Løsningen skifter farge på grunn av vannet. I motsetning til kobberfaststoffet kan kobberionene i løsningen danne en type interaksjon kalt et koordinasjonskompleks med vannmolekyler, og disse kompleksene gir løsningen en blå fargetone. Mineralsyrer som saltsyre oksyderer ikke kobber på samme måte som salpetersyre, fordi de ikke er sterke oksidasjonsmidler. Svovelsyre er imidlertid et sterkt oksidasjonsmiddel. Under de rette forholdene vil den reagere med kobberet for å frigjøre svoveldioksydgassen.
