Obsah
Reakce mezi mědí a kyselinou dusičnou jsou příklady oxidačních reakcí, kde elektronový zisk snižuje jeden prvek a ztrátu oxiduje druhé. Kyselina dusičná není jen silná kyselina, je to oxidační činidlo. Proto může způsobit oxidaci mědi na Cu + 2. Pokud chcete tyto reakce zažít, je důležité si uvědomit, že uvolňují toxické a škodlivé plyny.
Koncentrace
Měď může být podrobena jedné ze dvou reakcí, když je kombinována s kyselinou dusičnou, v závislosti na koncentraci roztoku. Pokud se kyselina dusičná zředí, měď se oxiduje na tvorbu dusičnanu měďnatého s oxidem dusnatým jako vedlejším produktem. Pokud je roztok koncentrován, měď bude oxidována na tvorbu dusičnanu měďnatého s vedlejším produktem oxidu dusičitého. Oxid dusnatý a oxid dusičitý jsou na vysoké úrovni škodlivé a potenciálně toxické; oxid dusičitý je hnědý a ošklivý plyn, který je přítomen v mlze kouře v mnoha městech.
Reakční rovnice
Rovnice pro dvě reakce, které mohou nastat, jsou: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, který produkuje oxid dusičitý a 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H20, která produkuje oxid dusnatý.
S koncentrovanou kyselinou roztok nejprve zbarví zeleně, poté zelenkavě hnědým zbarvením a konečně modrým zbarvením, když se zředí ve vodě. Každá reakce je vysoce exotermická a uvolňuje energii ve formě tepla.
Oxidace
Jiným způsobem, jak tuto reakci pochopit, je její rozdělení na dvě poloviční reakce, jedna na oxidaci (ztráta elektronů) a druhá na redukci (zisk elektronů). Poloviční reakce jsou: Cu + Cu +2 + 2, což znamená, že měď ztrácí dva elektrony a 2 - + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, což ukazuje, že dva elektrony byly převedeny na produkty. Rychlost této reakce závisí na povrchu mědi; měděné dráty budou reagovat například rychleji než měděné tyče.
Úvahy
Roztok mění barvu kvůli vodě. Na rozdíl od pevných látek z mědi mohou ionty mědi v roztoku tvořit typ interakce nazývaný koordinační komplex s molekulami vody a tyto komplexy dávají roztoku modré zbarvení. Minerální kyseliny, jako je kyselina chlorovodíková, neoxidují měď stejným způsobem jako kyselina dusičná, protože nejsou silnými oxidačními činidly. Kyselina sírová je však silným oxidačním činidlem. Za správných podmínek bude reagovat s mědí a uvolňovat plynný oxid siřičitý.