Sisältö
Kuparin ja typpihapon väliset reaktiot ovat esimerkkejä redoksireaktioista, joissa elektronin vahvistus vähentää yhtä elementtiä ja häviö hapettaa toisen. Typpihappo ei ole vain vahva happo, se on myös hapettava aine. Siksi se voi aiheuttaa kuparin hapettumisen Cu +2: ksi. Jos aiot kokea nämä reaktiot, on tärkeää muistaa, että ne vapauttavat myrkyllisiä ja haitallisia kaasuja.
Keskittyminen
Kuparille voidaan tehdä yksi kahdesta reaktiosta yhdistettynä typpihapon kanssa liuoksen konsentraatiosta riippuen. Jos typpihappo laimennetaan, kupari hapetetaan muodostaen kuparinitraatti typpioksidin kanssa sivutuotteena. Jos liuos konsentroidaan, kupari hapetetaan muodostaen kuparinitraatti sivutuotteena typpidioksidin kanssa. Typpioksidi ja typpidioksidi ovat haitallisia ja mahdollisesti myrkyllisiä korkeilla tasoilla; typpidioksidi on ruma ruskea kaasu, jota on savun sameudessa monissa kaupungeissa.
Reaktioyhtälöt
Kahden mahdollisen reaktion yhtälöt ovat: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, joka tuottaa typpidioksidia ja 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, joka tuottaa typpioksidia.
Väkevällä hapolla liuos näyttää ensin vihreältä, sitten vihertävän ruskealta ja lopulta siniseltä vedellä laimennettuna. Kaikki reaktiot ovat erittäin eksotermisiä ja vapauttavat energiaa lämmön muodossa.
Hapetus
Toinen tapa ymmärtää tämä reaktio on jakamalla se kahteen puolireaktioon, yksi hapetukseen (elektronihäviö) ja toinen pelkistykseen (elektronien vahvistus). Puolireaktiot ovat: Cu -> Cu +2 + 2 e-, mikä tarkoittaa, että kupari menettää kaksi elektronia, ja 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, mikä osoittaa, että kaksi elektronia on siirretty tuotteisiin. Tämän reaktion nopeus riippuu kuparin pinta-alasta; kuparilangat reagoivat nopeammin kuin esimerkiksi kuparitangot.
Huomioita
Liuos muuttaa väriä veden takia. Toisin kuin kuparikiinteä aine, liuoksessa olevat kupari-ionit voivat muodostaa vuorovaikutustyypin, jota kutsutaan koordinaatiokompleksiksi vesimolekyylien kanssa, ja nämä kompleksit antavat liuokselle sinisen sävyn. Mineraalihapot, kuten suolahappo, eivät hapeta kuparia samalla tavalla kuin typpihappo, koska ne eivät ole vahvoja hapettimia. Rikkihappo on kuitenkin vahva hapetin. Oikeissa olosuhteissa se reagoi kuparin kanssa rikkidioksidikaasun vapauttamiseksi.
