Obsah
Reakcie medzi meďou a kyselinou dusičnou sú príkladmi redoxných reakcií, pri ktorých zosilnenie elektrónov redukuje jeden prvok a strata oxiduje druhý. Kyselina dusičná nie je len silná kyselina, je to oxidačné činidlo. Preto môže spôsobiť oxidáciu medi na Cu +2. Ak máte v úmysle tieto reakcie zažiť, je dôležité mať na pamäti, že uvoľňujú toxické a škodlivé plyny.
Koncentrácia
Meď môže byť podrobená jednej z dvoch reakcií, keď je kombinovaná s kyselinou dusičnou, v závislosti od koncentrácie roztoku. Ak sa kyselina dusičná zriedi, meď sa oxiduje na dusičnan meďnatý s oxidom dusnatým ako vedľajším produktom. Ak je roztok koncentrovaný, meď sa oxiduje na dusičnan meďnatý s oxidom dusičitým ako vedľajším produktom. Oxid dusnatý a oxid dusičitý sú na vysokej úrovni škodlivé a potenciálne toxické; oxid dusičitý je škaredý hnedý plyn, ktorý je prítomný v opare dymu v mnohých mestách.
Reakčné rovnice
Rovnice pre dve reakcie, ktoré môžu nastať, sú: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, ktoré produkujú oxid dusičitý a 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, pri ktorom sa vytvára oxid dusnatý.
Pri koncentrovanej kyseline má roztok po zriedení vo vode najskôr zelenú farbu, potom zelenohnedú farbu a nakoniec modrú farbu. Akákoľvek reakcia je vysoko exotermická a uvoľňuje energiu vo forme tepla.
Oxidácia
Ďalším spôsobom, ako porozumieť tejto reakcii, je rozdeliť ju na dve poloreakcie, jednu pre oxidáciu (strata elektrónov) a druhú pre redukciu (zisk elektrónov). Semireakcie sú: Cu -> Cu +2 + 2 e-, čo znamená, že meď stráca dva elektróny, a 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, čo ukazuje, že dva elektróny boli prevedené na výrobky. Rýchlosť tejto reakcie závisí od povrchu medi; medené vodiče budú napríklad reagovať rýchlejšie ako medené tyče.
Úvahy
Roztok mení farbu kvôli vode. Na rozdiel od tuhej medi môžu ióny medi v roztoku vytvárať určitý druh interakcie nazývaný koordinačný komplex s molekulami vody a tieto komplexy dávajú roztoku modrý odtieň. Minerálne kyseliny, ako je kyselina chlorovodíková, neoxidujú meď rovnako ako kyselina dusičná, pretože nie sú silnými oxidačnými činidlami. Kyselina sírová je však silné oxidačné činidlo. Za správnych podmienok bude reagovať s meďou za uvoľňovania plynného oxidu siričitého.
