תוֹכֶן
התגובות בין נחושת וחומצה חנקתית הן דוגמאות לתגובות חמצון, כאשר רווח האלקטרון מפחית אלמנט אחד והאובדן מתחזק. חומצה חנקתית היא לא רק חומצה חזקה, הוא סוכן חמצון. לכן, זה יכול לגרום חמצון של נחושת Cu +2. אם אתם מתכוונים לחוות את התגובות הללו, חשוב לזכור כי הם משחררים גזים רעילים ומזיקים.
ריכוז
נחושת יכול להיות נתון לאחד משני תגובות כאשר בשילוב עם חומצה חנקתית, בהתאם לריכוז של הפתרון. אם חומצה חנקתית הוא מדולל, נחושת יהיה מחומצן להיווצרות של חנקתי נחושת עם תחמוצת החנקן כתוצר לוואי. אם הפתרון הוא מרוכז, נחושת יהיה חמצון להיווצרות של חנקתי נחושת עם דו תחמוצת חנקן כתוצר לוואי. תחמוצת החנקן ודו תחמוצת החנקן מזיקים ורעילים פוטנציאליים ברמות גבוהות; דו תחמוצת החנקן הוא גז חום ומכוער כי קיים ערפל של עשן על פני ערים רבות.
משוואות תגובה
המשוואות עבור שתי התגובות שעלולות להתרחש הן: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, המייצר דו תחמוצת חנקן ו -3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, המייצר תחמוצת החנקן.
עם חומצה מרוכזת, הפתרון הראשון מציג צבע ירוק, ולאחר מכן צבע חום ירקרק, ולבסוף, צבע כחול, כאשר מדולל במים. כל תגובה היא אקסותרמית מאוד ומשחרר אנרגיה בצורה של חום.
חמצון
דרך נוספת להבין את התגובה היא על ידי חלוקתה לשתי תגובות למחצה, אחת לחמצון (אובדן אלקטרונים) ואחת להפחתה (רווח של אלקטרונים). חצי התגובות הן: Cu + Cu +2 + 2, כלומר, נחושת מאבדת שני אלקטרונים, ו -2 - 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, אשר מראה כי שני אלקטרונים הועברו למוצרים. המהירות של תגובה זו תלויה בשטח של נחושת; חוטי הנחושת יגיבו מהר יותר מאשר ברים נחושת, למשל.
שיקולים
הפתרון משתנה צבע בגלל מים. שלא כמו מוצקים נחושת, יונים נחושת בפתרון עשוי ליצור סוג של אינטראקציה שנקרא קומפלקס תיאום עם מולקולות המים, ואת אלה מתחמי לתת את הפתרון צבע כחול. חומצות מינרליות כגון חומצה הידרוכלורית לא לחמצן נחושת באותו אופן כמו חומצה חנקתית כי הם לא חזקים סוכנים. חומצה גופרתית, לעומת זאת, הוא סוכן חמצון חזק. בתנאים הנכונים, הוא יגיב עם הנחושת לשחרר את דו תחמוצת הגופרית.