תוֹכֶן
התגובות בין נחושת לחומצה חנקתית הן דוגמאות לתגובות חיזור, בהן רווח האלקטרונים מפחית יסוד אחד ואובדן מחמצן את השני. חומצה חנקתית היא לא רק חומצה חזקה, היא גם חומר מחמצן. לכן, זה יכול לגרום לחמצון נחושת ל- Cu +2. אם אתה מתכוון לחוות תגובות אלו, חשוב לזכור שהן משחררות גזים רעילים ומזיקים.
ריכוז
נחושת יכולה להיות נתונה לאחת משתי תגובות, בשילוב עם חומצה חנקתית, תלוי בריכוז התמיסה. אם החומצה החנקתית מדוללת, נחושת תחומצן ליצירת חנקת נחושת עם תחמוצת החנקן כתוצר לוואי. אם התמיסה מרוכזת, נחושת תחומצן ליצירת חנקת נחושת עם חנקן דו חמצני כתוצר לוואי. תחמוצת החנקן וחנקן דו חמצני מזיקים ועלולים להיות רעילים ברמות גבוהות; חנקן דו חמצני הוא הגז החום והמכוער שנמצא באובך העשן מעל ערים רבות.
משוואות תגובה
המשוואות לשתי התגובות שיכולות להתרחש הן: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, שמייצר חנקן דו חמצני ו- 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, המייצר תחמוצת החנקן.
עם חומצה מרוכזת, התמיסה מופיעה תחילה בצבע ירוק, ואז בצבע חום ירקרק, ולבסוף בצבע כחול כשהוא מדולל במים. כל תגובה היא אקסותרמית ביותר ומשחררת אנרגיה בצורת חום.
חִמצוּן
דרך נוספת להבין תגובה זו היא על ידי חלוקה לשתי תגובות חצי, אחת לחמצון (אובדן אלקטרונים) ואחת להפחתה (רווח אלקטרונים). התגובות למחצה הן: Cu -> Cu +2 + 2 e-, כלומר נחושת מאבדת שני אלקטרונים ו- 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, מה שמראה ששני אלקטרונים הועברו למוצרים. מהירות התגובה הזו תלויה בשטח הנחושת; חוטי נחושת יגיבו מהר יותר מאשר מוטות נחושת, למשל.
שיקולים
התמיסה משנה צבע בגלל המים. בניגוד למוצק הנחושת, יוני הנחושת בתמיסה יכולים ליצור סוג של אינטראקציה הנקראת קומפלקס תיאום עם מולקולות מים, ומתחמים אלה מעניקים לפתרון גוון כחול. חומצות מינרליות כמו חומצה הידרוכלורית אינן מחמצנות נחושת באותה צורה כמו חומצה חנקתית, מכיוון שהן אינן חומרים מחמצנים חזקים. חומצה גופרתית, לעומת זאת, היא חומר מחמצן חזק. בתנאים הנכונים הוא יגיב עם הנחושת כדי לשחרר את גז הגופרית הדו-חמצנית.
