Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Typen af ​​reaktioner med kobber og salpetersyre

Reaktionerne mellem kobber og salpetersyre er eksempler på oxidationsreduktionsreaktioner, hvor opnåelse af elektroner reducerer et element og taber dem oxiderer det andet. Salpetersyre er ikke kun en stærk syre, det er et oxidationsmiddel. Derfor kan det oxidere kobber til Cu + 2. Hvis du planlægger at eksperimentere med disse reaktioner, er det vigtigt at huske at de frigiver giftige, skadelige dampe.

Koncentration

Kobber kan gennemgå en af ​​to reaktioner, når de kombineres med salpetersyre, afhængigt af opløsningens koncentration. Hvis salpetersyren er fortyndet, vil kobberet blive oxideret til dannelse af kobbernitrat med nitrogenoxid som et biprodukt. Hvis opløsningen er koncentreret, vil kobberet blive oxideret til dannelse af kobbernitrat med nitrogendioxid som et biprodukt. Både nitrogenoxid og kvælstofdioxid er skadelige og potentielt giftige på høje niveauer; kvælstofdioxid er den grimme brune gas, der er til stede i smogsvagten i mange byer.

Reaktionsligninger

Ligningerne for de to reaktioner, der kan finde sted, er: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2N02 + 2 H20, som frembringer nitrogendioxid og 3 Cu + 8 HNO3-> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, der producerer nitrogenoxid.

Med den koncentrerede syre bliver opløsningen først grøn, derefter grønbrun og endelig blå, når den er fortyndet med vand. Enhver reaktion er meget eksoterm og frigiver energi i form af varme.

Oxidations-reduktion

En anden måde at forstå denne reaktion på er at bryde den ned i to halv-reaktioner, en til oxidation ( tab af elektroner) og den anden for reduktion (forstærkning af elektroner). Halvreaktionerne er: Cu -> Cu + 2 + 2-e, hvilket betyder at kobber mister to elektroner og 2 e + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, hvilket viser at to elektroner er blevet overført til produkterne. Hastigheden af ​​denne reaktion afhænger af overfladearealet af kobberet; kobbertråd vil reagere hurtigere end kobberstænger, for eksempel.

Overvejelser

Løsningen ændrer farve på grund af vandet. I modsætning til det faste kobber kan kobberionerne i opløsningen danne en form for interaktion kaldet et koordineringskompleks med vandmolekylerne, og disse komplekser giver opløsningen en blå farve. Mineralsyrer som saltsyre oxiderer ikke kobber på samme måde som salpetersyre, fordi de ikke er stærke oxidationsmidler. Svovlsyre er imidlertid et stærkt oxidationsmiddel. Under de rette forhold vil det reagere med kobber for at frigive svovldioxidgas