Vsebina
Reakcije med bakrom in dušikovo kislino so primeri oksidacijskih reakcij, kjer pridobitev elektrona zmanjša en element, izguba pa oksidira drugo. Dušikova kislina ni samo močna kislina, je oksidacijsko sredstvo. Zato lahko povzroči oksidacijo bakra na Cu +2. Če nameravate doživeti te reakcije, je pomembno vedeti, da sproščajo strupene in škodljive pline.
Koncentracija
Pri kombinaciji z dušikovo kislino se lahko bakra izpostavi eni od dveh reakcij, odvisno od koncentracije raztopine. Če razredčimo dušikovo kislino, bomo bakrov oksidirali do nastanka bakrovega nitrata z dušikovim oksidom kot stranskim produktom. Če je raztopina koncentrirana, se baker oksidira do nastanka bakrovega nitrata z dušikovim dioksidom kot stranskim proizvodom. Dušikov oksid in dušikov dioksid sta škodljiva in potencialno strupena na visoki ravni; dušikov dioksid je rjavi in grdi plin, ki je prisoten v megli dima v mnogih mestih.
Reakcijske enačbe
Enačbi za obe reakciji, ki se lahko pojavita, sta: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, ki proizvaja dušikov dioksid in 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, ki proizvaja dušikov oksid.
Pri koncentrirani kislini raztopina najprej dobi zeleno obarvanost, nato zelenkasto rjavo obarvanje in končno modro obarvanje, ko se razredčita v vodi. Vsaka reakcija je zelo eksotermna in sprosti energijo v obliki toplote.
Oksidacija
Drug način za razumevanje te reakcije je, da jo delimo na dve pol-reakciji, eno za oksidacijo (izgubo elektronov) in drugo za zmanjšanje (pridobitev elektronov). Pol-reakcije so: Cu + Cu + 2 + 2, kar pomeni, da baker izgubi dva elektrona in 2 - + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, kar kaže, da dva elektrona so bili preneseni na izdelke. Hitrost te reakcije je odvisna od površine bakra; bakrene žice bodo reagirale hitreje kot bakrene palice.
Premisleki
Raztopina spremeni barvo zaradi vode. Za razliko od bakrovih trdnih delcev lahko bakreni ioni v raztopini tvorijo vrsto interakcije, imenovano koordinacijski kompleks z vodnimi molekulami, in ti kompleksi dajejo raztopini modro obarvanje. Mineralne kisline, kot je klorovodikova kislina, ne oksidirajo bakra na enak način kot dušikova kislina, ker niso močni oksidanti. Žveplova kislina pa je močno oksidacijsko sredstvo. Pod ustreznimi pogoji bo reagiral z bakrom, da bo sprostil plin žveplovega dioksida.