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Las reacciones entre el cobre y el ácido nítrico son ejemplos de reacciones redox, en las que la ganancia de electrones reduce un elemento y la pérdida oxida el otro. El ácido nítrico no es solo un ácido fuerte, es un agente oxidante. Por tanto, puede provocar la oxidación del cobre a Cu +2. Si tiene la intención de experimentar estas reacciones, es importante recordar que liberan gases tóxicos y nocivos.
Concentración
El cobre se puede someter a una de dos reacciones, cuando se combina con ácido nítrico, dependiendo de la concentración de la solución. Si se diluye el ácido nítrico, el cobre se oxidará para formar nitrato de cobre con óxido nítrico como subproducto. Si la solución se concentra, el cobre se oxidará para formar nitrato de cobre con dióxido de nitrógeno como subproducto. El óxido nítrico y el dióxido de nitrógeno son dañinos y potencialmente tóxicos en niveles elevados; El dióxido de nitrógeno es el feo gas marrón que está presente en la neblina de humo sobre muchas ciudades.
Ecuaciones de reacción
Las ecuaciones para las dos reacciones que pueden ocurrir son: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, que produce dióxido de nitrógeno y 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + 2 NO + 4 H2O, que produce óxido nítrico.
Con ácido concentrado, la solución aparece primero de color verde, luego de un color marrón verdoso y finalmente un color azul cuando se diluye en agua. Cualquier reacción es altamente exotérmica y libera energía en forma de calor.
Oxidación
Otra forma de entender esta reacción es dividiéndola en dos semirreacciones, una para la oxidación (pérdida de electrones) y otra para la reducción (ganancia de electrones). Las semirreacciones son: Cu -> Cu +2 + 2 e-, lo que significa que el cobre pierde dos electrones, y 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, que muestra que dos electrones han sido transferidos a los productos. La velocidad de esta reacción depende del área de superficie del cobre; Los alambres de cobre reaccionarán más rápidamente que las barras de cobre, por ejemplo.
Consideraciones
La solución cambia de color a causa del agua. A diferencia del sólido de cobre, los iones de cobre en la solución pueden formar un tipo de interacción llamada complejo de coordinación con moléculas de agua, y estos complejos dan a la solución un tinte azul. Los ácidos minerales como el ácido clorhídrico no oxidan el cobre de la misma manera que el ácido nítrico, porque no son agentes oxidantes fuertes. El ácido sulfúrico, sin embargo, es un fuerte agente oxidante. En las condiciones adecuadas, reaccionará con el cobre para liberar el gas de dióxido de azufre.
