Sadržaj
Reakcije između bakra i dušične kiseline primjeri su redoks reakcija, u kojima dobitak elektrona smanjuje jedan element, a gubitak oksidira drugi. Dušična kiselina nije samo jaka kiselina, ona je oksidacijsko sredstvo. Stoga može uzrokovati oksidaciju bakra do Cu +2. Ako namjeravate doživjeti ove reakcije, važno je zapamtiti da one oslobađaju otrovne i štetne plinove.
Koncentracija
Bakar se može podvrgnuti jednoj od dvije reakcije, kada se kombinira s dušičnom kiselinom, ovisno o koncentraciji otopine. Ako se dušična kiselina razrijedi, bakar će se oksidirati dajući bakreni nitrat s dušikovim oksidom kao nusproizvodom. Ako je otopina koncentrirana, bakar će se oksidirati dajući bakreni nitrat s dušikovim dioksidom kao nusproizvodom. Dušikov oksid i dušikov dioksid su štetni i potencijalno toksični u visokim razinama; dušikov dioksid ružni je smeđi plin koji je prisutan u izmaglici dima u mnogim gradovima.
Jednadžbe reakcija
Jednadžbe za dvije reakcije koje se mogu dogoditi su: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, koji stvara dušikov dioksid i 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, koji stvara dušikov oksid.
Uz koncentriranu kiselinu, otopina prvo izgleda zelene boje, zatim zelenkasto smeđe boje i na kraju plave boje kada se razrijedi u vodi. Svaka reakcija je vrlo egzotermna i oslobađa energiju u obliku topline.
Oksidacija
Drugi način da se razumije ova reakcija je dijeljenjem u dvije polureakcije, jednu za oksidaciju (gubitak elektrona) i drugu za redukciju (dobitak elektrona). Polureakcije su: Cu -> Cu +2 + 2 e-, što znači da bakar gubi dva elektrona i 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, što pokazuje da dva elektrona su preneseni na proizvode. Brzina ove reakcije ovisi o površini bakra; bakrene žice reagirat će brže od bakrenih šipki, na primjer.
Razmatranja
Otopina mijenja boju zbog vode. Za razliku od krutine bakra, bakarni ioni u otopini mogu stvoriti vrstu interakcije koja se naziva koordinacijski kompleks s molekulama vode, a ti kompleksi daju otopini plavu boju. Mineralne kiseline poput klorovodične kiseline ne oksidiraju bakar na isti način kao dušična kiselina, jer nisu jaka oksidirajuća sredstva. Sumporna kiselina je, međutim, jako oksidacijsko sredstvo. Pod pravim uvjetima, reagirat će s bakrom kako bi se oslobodio plin sumpor-dioksida.
