science >> Wetenschap >  >> Chemie

Type reacties met koper en salpeterzuur

De reacties tussen koper en salpeterzuur zijn voorbeelden van oxidatiereducerende reacties, waarbij het verkrijgen van elektronen het ene element vermindert en het verliezen ervan het andere oxideert. Salpeterzuur is niet alleen een sterk zuur, het is een oxidatiemiddel. Daarom kan het koper oxideren tot Cu + 2. Als u van plan bent om met deze reacties te experimenteren, is het belangrijk om te onthouden dat ze giftige, schadelijke dampen afgeven.
Concentratie van oplossingen

Koper kan een van twee reacties ondergaan in combinatie met salpeterzuur, afhankelijk van de concentratie van de oplossing. Als het salpeterzuur verdund is, wordt het koper geoxideerd om kopernitraat te vormen met stikstofoxide als bijproduct. Als de oplossing geconcentreerd is, wordt het koper geoxideerd om kopernitraat te vormen met stikstofdioxide als bijproduct. Zowel stikstofoxide als stikstofdioxide zijn schadelijk en potentieel giftig op hoge niveaus; stikstofdioxide is het lelijke bruine gas dat aanwezig is in de smognevel in veel steden.
Reactievergelijkingen

De vergelijkingen voor de twee reacties die kunnen plaatsvinden zijn:

Cu + 4 HNO < sub> 3 -> Cu (NO 3) 2 + 2 NO 2 + 2 H 2O, die stikstofdioxide produceert en

3 Cu + 8 HNO < sub> 3 -> 3 Cu (NO <3) <2> 2 + 2 NO + 4 H <2>, dat stikstofoxide produceert.

Met het geconcentreerde zuur zal de oplossing eerst wordt groen, vervolgens groenachtig bruin en uiteindelijk blauw, eenmaal verdund met water. Beide reacties zijn zeer exotherm en geven energie vrij in de vorm van warmte.
Oxidatie en reductie

Een andere manier om deze reactie te begrijpen, is door deze op te splitsen in twee halve reacties, één voor oxidatie (verlies van elektronen) ) en de andere voor reductie (versterking van elektronen). De halfreacties zijn: Cu -> Cu 2+ + 2 e-, wat betekent dat koper twee elektronen verliest en 2 e- + 4 HNO 3 ---> 2 NO 3 < sup> 1- + 2 H Andere overwegingen

De oplossing verandert van kleur vanwege het water. In tegenstelling tot de vaste koper, kunnen de koperionen in oplossing een type interactie vormen dat een coördinatiecomplex met de watermoleculen wordt genoemd, en deze complexen geven de oplossing een blauwe kleur. Minerale zuren zoals zoutzuur oxideren koper niet op dezelfde manier als salpeterzuur omdat het geen sterke oxidatiemiddelen zijn. Zwavelzuur is echter een sterk oxidatiemiddel. Onder de juiste omstandigheden reageert het met koper om zwaveldioxidegas vrij te geven