Tartalom
A réz és a salétromsav közötti reakciók példák a redox-reakciókra, amelyekben az elektronnyereség az egyik elemet csökkenti, a veszteség pedig a másikat oxidálja. A salétromsav nemcsak erős sav, hanem oxidálószer is. Ezért réz oxidációját okozhatja Cu +2-re. Ha ezeket a reakciókat kívánja tapasztalni, fontos megjegyezni, hogy mérgező és káros gázokat bocsátanak ki.
Koncentráció
A réz salétromsavval kombinálva két reakció egyikének vethető alá, az oldat koncentrációjától függően. Ha a salétromsavat hígítjuk, a réz oxidálódik, és melléktermékként nitrogén-oxiddal réz-nitrátot képez. Ha az oldatot bepároljuk, a réz oxidálódva melléktermékként nitrogén-dioxiddal réz-nitrátot képez. A nitrogén-oxid és a nitrogén-dioxid magas szinten káros és potenciálisan mérgező; a nitrogén-dioxid az a csúnya barna gáz, amely a füst ködében jelen van sok városban.
Reakcióegyenletek
A két lehetséges reakció egyenlete a következő: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, amely nitrogén-dioxidot és 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, amely nitrogén-monoxidot termel.
Koncentrált savval az oldat először zöld színű, majd zöldesbarna, végül vízzel hígítva kék színű. Bármely reakció erősen exoterm és hő formájában energiát szabadít fel.
Oxidáció
A reakció megértésének másik módja az, ha két félreakcióra osztjuk, az egyik az oxidációra (elektronveszteség), a másik pedig a redukcióra (az elektronnyereség). A félreakciók a következők: Cu -> Cu +2 + 2 e-, ami azt jelenti, hogy a réz két elektronot veszít, és 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, ami azt mutatja, hogy két elektron átkerültek a termékekbe. A reakció sebessége a réz felületétől függ; a rézhuzalok gyorsabban reagálnak, mint például a rézrudak.
Megfontolások
Az oldat színe megváltozik a víz miatt. A réz szilárd anyagtól eltérően az oldat rézionjai egyfajta kölcsönhatást képezhetnek, amelyet vízmolekulákkal koordinációs komplexnek neveznek, és ezek a komplexek kék színárnyalatot adnak az oldatnak. Az ásványi savak, például a sósav, nem oxidálják a rézt ugyanúgy, mint a salétromsav, mert nem erős oxidálószerek. A kénsav azonban erős oxidálószer. Megfelelő körülmények között a rézzel reagálva felszabadul a kén-dioxid gáz.
