कॉपर और नाइट्रिक एसिड के साथ प्रतिक्रियाओं के प्रकार

कॉपर और नाइट्रिक एसिड के बीच की प्रतिक्रियाएं ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं के उदाहरण हैं, जहां इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने से एक तत्व कम हो जाता है और उन्हें खोने से दूसरे का ऑक्सीकरण हो जाता है। नाइट्रिक एसिड न केवल एक मजबूत एसिड है, यह एक ऑक्सीकरण एजेंट है। इसलिए, यह तांबे को Cu+2 में ऑक्सीकरण कर सकता है। यदि आप इन प्रतिक्रियाओं के साथ प्रयोग करने की योजना बना रहे हैं, तो यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि वे जहरीले, हानिकारक धुएं को छोड़ते हैं।

समाधान की सांद्रता के आधार पर, नाइट्रिक एसिड के साथ संयुक्त होने पर कॉपर दो प्रतिक्रियाओं में से एक से गुजर सकता है। यदि नाइट्रिक एसिड तनु है, तो कॉपर का ऑक्सीकरण होकर कॉपर नाइट्रेट बन जाएगा और नाइट्रिक ऑक्साइड एक उपोत्पाद के रूप में होगा। यदि समाधान केंद्रित है, तो तांबे को नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के साथ उपोत्पाद के रूप में कॉपर नाइट्रेट बनाने के लिए ऑक्सीकरण किया जाएगा। नाइट्रिक ऑक्साइड और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड दोनों ही उच्च स्तर पर हानिकारक और संभावित रूप से विषाक्त हैं; नाइट्रोजन डाइऑक्साइड कई शहरों में धुंध की धुंध में मौजूद बदसूरत भूरे रंग की गैस है।

दो प्रतिक्रियाओं के समीकरण जो हो सकते हैं वे हैं:

घन + 4 एचएनओ₃ -> घन (नहीं₃)₂ + 2 नहीं₂ + 2 एच₂O, जो नाइट्रोजन डाइऑक्साइड पैदा करता है और

3 घन + 8 एचएनओ₃ --> 3 Cu (NO)₃)₂ + 2 नहीं + 4 एच₂O, जो नाइट्रिक ऑक्साइड उत्पन्न करता है।

सांद्र एसिड के साथ, घोल पहले हरा, फिर हरा-भूरा और अंत में नीला हो जाएगा, जब पानी से पतला हो जाएगा। या तो प्रतिक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती है और ऊष्मा के रूप में ऊर्जा छोड़ती है।

इस प्रतिक्रिया को समझने का एक और तरीका यह है कि इसे दो अर्ध-प्रतिक्रियाओं में तोड़ दिया जाए, एक ऑक्सीकरण (इलेक्ट्रॉनों की हानि) और दूसरी कमी (इलेक्ट्रॉनों का लाभ) के लिए। अर्ध-प्रतिक्रियाएँ हैं: Cu -> Cu²⁺ + 2 ई-, जिसका अर्थ है कि तांबा दो इलेक्ट्रॉनों को खो देता है, और 2 ई- + 4 एचएनओ₃ > 2 नहीं₃^1- + 2 एच₂O, जो दर्शाता है कि दो इलेक्ट्रॉनों को उत्पादों में स्थानांतरित 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 तेजी से प्रतिक्रिया करेंगे।

पानी के कारण घोल का रंग बदल जाता है। कॉपर सॉलिड के विपरीत, सॉल्यूशन में कॉपर आयन पानी के अणुओं के साथ एक कोऑर्डिनेशन कॉम्प्लेक्स नामक एक प्रकार का इंटरैक्शन बना सकते हैं, और ये कॉम्प्लेक्स सॉल्यूशन को नीला रंग देते हैं। हाइड्रोक्लोरिक एसिड जैसे खनिज एसिड नाइट्रिक एसिड की तरह तांबे का ऑक्सीकरण नहीं करते हैं क्योंकि वे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट नहीं हैं। हालांकि, सल्फ्यूरिक एसिड एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। सही परिस्थितियों में, यह सल्फर डाइऑक्साइड गैस को छोड़ने के लिए तांबे के साथ प्रतिक्रिया करेगा।