Le reazioni tra rame e acido nitrico sono esempi di reazioni di riduzione dell'ossidazione, in cui il guadagno di elettroni riduce un elemento e la loro perdita ossida l'altro. L'acido nitrico non è solo un acido forte, è un agente ossidante. Pertanto, può ossidare il rame in Cu + 2. Se pensate di sperimentare queste reazioni, è importante ricordare che rilasciano fumi tossici e nocivi.

Concentrazione

Il rame può subire una delle due reazioni quando combinato con acido nitrico, a seconda di la concentrazione della soluzione. Se l'acido nitrico è diluito, il rame sarà ossidato per formare nitrato di rame con ossido di azoto come sottoprodotto. Se la soluzione è concentrata, il rame sarà ossidato per formare nitrato di rame con biossido di azoto come sottoprodotto. Sia l'ossido di azoto che il biossido di azoto sono nocivi e potenzialmente tossici a livelli elevati; il biossido di azoto è il brutto gas marrone presente nella nebbia di smog su molte città.

Equazioni di reazione

Le equazioni per le due reazioni che possono avvenire sono: Cu + 4 HNO3 - > Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, che produce biossido di azoto e 3 Cu + 8 HNO3 - > 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, che produce ossido nitrico.

Con l'acido concentrato, la soluzione diventerà prima verde, poi verde-bruno e infine blu una volta diluita con acqua. Entrambe le reazioni sono altamente esotermiche e rilasciano energia sotto forma di calore.

Riduzione dell'ossidazione

Un altro modo per capire questa reazione è scomposizione in due mezze reazioni, una per l'ossidazione ( perdita di elettroni) e l'altro per riduzione (guadagno di elettroni). Le mezze reazioni sono: Cu - > Cu + 2 + 2 e-, significa che il rame perde due elettroni e 2 e- + 4 HNO3 --- > 2 NO3 -1 + 2 H2O, che mostra che due elettroni sono stati trasferiti ai prodotti. La velocità di questa reazione dipende dalla superficie del rame; il filo di rame reagirà più rapidamente delle barre di rame, ad esempio.

Considerazioni

La soluzione cambia colore a causa dell'acqua. A differenza del solido di rame, gli ioni di rame in soluzione possono formare un tipo di interazione chiamato complesso di coordinazione con le molecole d'acqua, e questi complessi conferiscono alla soluzione un colore blu. Gli acidi minerali come l'acido cloridrico non ossidano il rame allo stesso modo dell'acido nitrico perché non sono forti agenti ossidanti. L'acido solforico, tuttavia, è un forte agente ossidante. Nelle giuste condizioni, reagirà con il rame per liberare il biossido di zolfo.