As reações entre o cobre e o ácido nítrico são exemplos de reações de redução da oxidação, onde o ganho de elétrons reduz um elemento e a perda deles oxida o outro. O ácido nítrico não é apenas um ácido forte, é um agente oxidante. Portanto, ele pode oxidar cobre para Cu + 2. Se você planeja experimentar essas reações, é importante lembrar que elas liberam vapores tóxicos e nocivos.

Concentração

O cobre pode sofrer uma de duas reações quando combinado com ácido nítrico, dependendo a concentração da solução. Se o ácido nítrico for diluído, o cobre será oxidado para formar nitrato de cobre com óxido nítrico como subproduto. Se a solução estiver concentrada, o cobre será oxidado para formar nitrato de cobre com dióxido de nitrogênio como subproduto. Tanto o óxido nítrico quanto o dióxido de nitrogênio são nocivos e potencialmente tóxicos em níveis elevados; O dióxido de azoto é o gás castanho feio presente no nevoeiro de smog em muitas cidades.

Equações de reacção

As equações para as duas reacções que podem ocorrer são: Cu + 4 HNO3 - > Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, que produz dióxido de nitrogênio e 3 Cu + 8 HNO3 - > 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, que produz óxido nítrico.

Com o ácido concentrado, a solução irá primeiro ficar verde, depois marrom esverdeado e, finalmente, azul, uma vez diluído com água. Ou a reação é altamente exotérmica e libera energia na forma de calor.

Redução da Oxidação

Outra maneira de entender essa reação é dividindo-a em duas meias reações, uma para oxidação ( perda de elétrons) e outro para redução (ganho de elétrons). As semi-reações são: Cu - > Cu + 2 + 2 e-, significando que o cobre perde dois elétrons e 2 e- + 4 HNO3 --- > 2 NO3 -1 + 2 H2O, que mostra que dois elétrons foram transferidos para os produtos. A velocidade dessa reação depende da área da superfície do cobre; fio de cobre reagirá mais rapidamente que barras de cobre, por exemplo.

Considerações

A solução muda de cor por causa da água. Ao contrário do sólido de cobre, os íons de cobre em solução podem formar um tipo de interação chamado complexo de coordenação com as moléculas de água, e esses complexos conferem à solução uma cor azul. Os ácidos minerais, como o ácido clorídrico, não oxidam o cobre da mesma forma que o ácido nítrico, porque não são agentes oxidantes fortes. O ácido sulfúrico, no entanto, é um forte agente oxidante. Sob as condições certas, ele reagirá com o cobre para liberar gás de dióxido de enxofre.