De reacties tussen koper en salpeterzuur zijn voorbeelden van oxidation-reduction reacties, waar één element verkrijgen van elektronen vermindert en de andere verliezen ze oxideert. Salpeterzuur is niet alleen een sterk zuur, het is een oxidator. Daarom kan het koper aan Cu + 2 oxideren. Als u experimenteren met deze reacties wilt, is het belangrijk om te onthouden dat ze giftig, schadelijke dampen vrijkomen.
Concentratie
Koper kan ondergaan een van de twee reacties in combinatie met salpeterzuur, afhankelijk van de concentratie van de oplossing. Als de salpeterzuur verdund is, zal de koper worden geoxideerd tot formulier koperen nitraat met stikstofmonoxide als bijproduct. Als de oplossing geconcentreerd is, zal de koper worden geoxideerd tot formulier koperen nitraat met stikstofdioxide als bijproduct. Zowel stikstofmonoxide en stikstofdioxide zijn schadelijke en potentieel toxische op hoog niveau; stikstofdioxide is het lelijke bruine gas aanwezig in de smog waas over vele steden.
Reactie vergelijkingen
De vergelijkingen voor de twee reacties die kunnen plaatsvinden zijn: Cu + 4 HNO3--> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, die produceert stikstofdioxide en
3 cu + 8 HNO3--> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, die stikstofmonoxide produceert.
Met de geconcentreerde zuren, de oplossing zal eerst te zetten groen, dan groenbruin en tot slot blauw eenmaal verdund met water. Beide reactie is zeer exotherm en releases van energie in de vorm van warmte.
Oxidation-Reduction
Een andere manier om te begrijpen van deze reactie is door het bedrag verdeeld over twee half-reacties, één voor oxidatie (verlies van elektronen) en de andere voor vermindering (winst van elektronen). De half-reacties zijn: Cu--> Cu + 2 + 2 e-, wat betekent dat koper twee elektronen, en 2 verliest e- + 4 HNO3---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, waaruit blijkt dat er twee elektronen zijn overgedragen aan de producten. De snelheid van deze reactie hangt af van de oppervlakte van de koper; koperdraad zal sneller dan koperen staven, bijvoorbeeld reageren.
Overwegingen
De oplossing verandert van kleur vanwege het water. In tegenstelling tot de koperen solid, kunnen de koper-ionen in oplossing een soort interactie een complex van de coördinatie met de watermoleculen genoemd en deze complexen lenen de oplossing een blauwe kleur. Minerale zuren als zoutzuur doen niet oxideren koper op dezelfde manier als salpeterzuur, omdat ze geen sterke oxidatiemiddelen. Zwavelzuur, echter, is een sterke oxidator. Onder de juiste omstandigheden, zal het reageren met de koper om zwaveldioxide-gas vrij te geven.
