Vsebina
Reakcije med bakrom in dušikovo kislino so primeri redoks reakcij, pri katerih dobiček z elektroni zmanjša en element, izguba pa oksidira drugega. Dušikova kislina ni samo močna kislina, temveč tudi oksidacijsko sredstvo. Zato lahko povzroči oksidacijo bakra do Cu +2. Če nameravate doživeti te reakcije, je pomembno vedeti, da sproščajo strupene in škodljive pline.
Koncentracija
Baker je lahko v kombinaciji z dušikovo kislino izpostavljen eni od dveh reakcij, odvisno od koncentracije raztopine. Če dušikovo kislino razredčimo, se baker oksidira, da nastane bakrov nitrat z dušikovim oksidom kot stranskim produktom. Če je raztopina koncentrirana, bo baker oksidiran, da nastane bakrov nitrat z dušikovim dioksidom kot stranskim produktom. Dušikov oksid in dušikov dioksid sta pri visokih koncentracijah škodljiva in potencialno strupena; dušikov dioksid je grd rjavi plin, ki je prisoten v meglici dima v mnogih mestih.
Reakcijske enačbe
Enačbe za dve reakciji, ki se lahko pojavita, so: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, ki tvori dušikov dioksid in 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, ki proizvaja dušikov oksid.
Pri koncentrirani kislini raztopina najprej postane zelena, nato zelenkasto rjava in na koncu modra, če jo razredčimo v vodi. Vsaka reakcija je zelo eksotermna in sprošča energijo v obliki toplote.
Oksidacija
Drugi način za razumevanje te reakcije je tako, da jo razdelimo na dve polovični reakciji, eno za oksidacijo (izguba elektronov) in drugo za redukcijo (pridobivanje elektronov). Polreakcije so: Cu -> Cu +2 + 2 e-, kar pomeni, da baker izgubi dva elektrona in 2 e- + 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, na primer.
Premisleki
Raztopina zaradi vode spremeni barvo. Za razliko od bakrene trdne snovi lahko bakrovi ioni v raztopini tvorijo vrsto interakcije, imenovano koordinacijski kompleks, z molekulami vode in ti kompleksi dajo raztopini modri odtenek. Mineralne kisline, kot je klorovodikova kislina, bakra ne oksidirajo enako kot dušikova kislina, ker niso močne oksidativne snovi. Žveplova kislina pa je močno oksidacijsko sredstvo. V pravih pogojih bo reagiral z bakrom, da sprosti plin iz žveplovega dioksida.
