เนื้อหา
ปฏิกิริยาระหว่างทองแดงและกรดไนตริกเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาออกซิเดชั่นซึ่งการที่อิเล็กตรอนได้รับจะลดองค์ประกอบหนึ่งและการสูญเสียออกซิไดซ์อีกตัวหนึ่ง กรดไนตริกไม่เพียง แต่เป็นกรดแก่ แต่เป็นตัวออกซิไดซ์ ดังนั้นจึงสามารถทำให้เกิดออกซิเดชันของทองแดงเป็น Cu +2 หากคุณต้องการสัมผัสปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าพวกเขาปล่อยก๊าซพิษและเป็นอันตราย
สมาธิ
ทองแดงสามารถอยู่ภายใต้หนึ่งในสองปฏิกิริยาเมื่อรวมกับกรดไนตริกขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารละลาย หากกรดไนตริกเจือจางทองแดงจะถูกออกซิไดซ์ไปสู่การก่อตัวของคอปเปอร์ไนเตรตโดยมีไนตริกออกไซด์เป็นผลพลอยได้ หากสารละลายมีความเข้มข้นทองแดงจะถูกออกซิไดซ์ไปสู่การก่อตัวของคอปเปอร์ไนเตรตโดยมีไนโตรเจนไดออกไซด์เป็นผลพลอยได้ ไนตริกออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์เป็นอันตรายและอาจเป็นพิษในระดับสูง ไนโตรเจนไดออกไซด์เป็นก๊าซสีน้ำตาลและน่าเกลียดที่มีอยู่ในหมอกของควันมากกว่าหลายเมือง
สมการปฏิกิริยา
สมการสำหรับสองปฏิกิริยาที่สามารถเกิดขึ้นได้คือ: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 +2 NO2 + 2 H2O ซึ่งสร้างไนโตรเจนไดออกไซด์และ 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O ซึ่งผลิตไนตริกออกไซด์
ด้วยกรดเข้มข้นวิธีการแก้ปัญหาแรกนำเสนอสีเขียวจากนั้นเป็นสีน้ำตาลอมเขียวและในที่สุดก็เป็นสีฟ้าเมื่อเจือจางในน้ำ ปฏิกิริยาใด ๆ คือคายความร้อนสูงและปล่อยพลังงานในรูปของความร้อน
ออกซิเดชันลด
อีกวิธีหนึ่งในการทำความเข้าใจปฏิกิริยานี้คือการแบ่งออกเป็นสองครึ่งปฏิกิริยาหนึ่งสำหรับออกซิเดชัน (สูญเสียอิเล็กตรอน) และอีกวิธีหนึ่งสำหรับการลด (กำไรของอิเล็กตรอน) ครึ่งปฏิกิริยาคือ: Cu + Cu +2 + 2 ซึ่งหมายความว่าทองแดงสูญเสียอิเล็กตรอนสองตัวและ 2 - + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O ซึ่งแสดงว่าอิเล็กตรอนสองตัว ถูกโอนไปยังผลิตภัณฑ์ ความเร็วของปฏิกิริยานี้ขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของทองแดง ตัวอย่างเช่นสายทองแดงจะตอบสนองเร็วกว่าแท่งทองแดง
การพิจารณา
วิธีแก้ปัญหาเปลี่ยนสีเนื่องจากน้ำ ซึ่งแตกต่างจากของแข็งทองแดงไอออนทองแดงในการแก้ปัญหาอาจเป็นรูปแบบของการโต้ตอบที่เรียกว่าการประสานงานที่ซับซ้อนกับโมเลกุลของน้ำและคอมเพล็กซ์เหล่านี้ให้การแก้ปัญหาสีฟ้า กรดแร่เช่นกรดไฮโดรคลอริกไม่ออกซิไดซ์ทองแดงในลักษณะเดียวกับกรดไนตริกเพราะพวกมันไม่ใช่ตัวออกซิไดซ์ที่แรง อย่างไรก็ตามกรดซัลฟูริกเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมมันจะทำปฏิกิริยากับทองแดงเพื่อปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์