विषय
तांबा और नाइट्रिक एसिड के बीच प्रतिक्रियाएं रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का उदाहरण हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉन लाभ एक तत्व को कम करता है और नुकसान दूसरे को ऑक्सीकरण करता है। नाइट्रिक एसिड न केवल एक मजबूत एसिड है, यह एक ऑक्सीकरण एजेंट है। इसलिए, यह तांबे के ऑक्सीकरण को Cu +2 कर सकता है। यदि आप इन प्रतिक्रियाओं का अनुभव करना चाहते हैं, तो यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि वे विषाक्त और हानिकारक गैसों को छोड़ते हैं।
एकाग्रता
समाधान की एकाग्रता के आधार पर नाइट्रिक एसिड के साथ संयुक्त होने पर कॉपर को दो प्रतिक्रियाओं में से एक के अधीन किया जा सकता है। यदि नाइट्रिक एसिड पतला है, तो तांबे को नाइट्रिक ऑक्साइड के साथ कॉपर नाइट्रेट बनाने के लिए ऑक्सीकरण किया जाएगा। यदि समाधान केंद्रित है, तो तांबे को नाइट्राइड को नाइट्रोजन-डाइऑक्साइड के साथ उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीकरण किया जाएगा। नाइट्रिक ऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड उच्च स्तर पर हानिकारक और संभावित रूप से विषाक्त हैं; नाइट्रोजन डाइऑक्साइड बदसूरत ब्राउन गैस है जो कई शहरों में धुएं की धुंध में मौजूद है।
प्रतिक्रिया समीकरण
हो सकने वाली दो प्रतिक्रियाओं के समीकरण हैं: Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O, जो नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और 3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3) 2 + का उत्पादन करता है। 2 NO + 4 H2O, जो नाइट्रिक ऑक्साइड का उत्पादन करता है।
केंद्रित एसिड के साथ, समाधान पहले एक हरा रंग, फिर एक हरा भूरा रंग और अंत में एक नीला रंग दिखाई देता है जब पानी में पतला होता है। कोई भी प्रतिक्रिया अत्यधिक उष्माक्षेपी होती है और ऊष्मा के रूप में ऊर्जा छोड़ती है।
ऑक्सीकरण
इस प्रतिक्रिया को समझने का दूसरा तरीका यह है कि इसे दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया जाए, एक ऑक्सीकरण (इलेक्ट्रॉनों का नुकसान) के लिए और दूसरा कमी (इलेक्ट्रॉनों की प्राप्ति) के लिए। अर्ध-प्रतिक्रियाएं हैं: Cu -> Cu +2 + 2 e-, जिसका अर्थ है कि तांबा दो इलेक्ट्रॉनों को खो देता है, और 2 e- + 4 HNO3 ---> 2 NO3 -1 + 2 H2O, जो दिखाता है कि दो इलेक्ट्रॉन उत्पादों को हस्तांतरित कर दिया गया है। इस प्रतिक्रिया की गति तांबे के सतह क्षेत्र पर निर्भर करती है; उदाहरण के लिए, तांबे के तार तांबे की सलाखों की तुलना में अधिक तेज़ी से प्रतिक्रिया करेंगे।
विचार
पानी के कारण समाधान रंग बदलता है। कॉपर सॉलिड के विपरीत, घोल में कॉपर आयन एक प्रकार का इंटरैक्शन बना सकते हैं जिसे पानी के अणुओं के साथ एक समन्वय परिसर कहा जाता है, और ये कॉम्प्लेक्स समाधान को एक नीली रंग देते हैं। मिनरल एसिड जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड तांबे को नाइट्रिक एसिड की तरह ही ऑक्सीकरण नहीं करते हैं, क्योंकि वे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट नहीं हैं। सल्फ्यूरिक एसिड, हालांकि, एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। सही परिस्थितियों में, यह सल्फर डाइऑक्साइड गैस को छोड़ने के लिए तांबे के साथ प्रतिक्रिया करेगा।
