Reakcije između bakra i dušične kiseline primjeri su reakcija redukcije oksidacije, gdje dobivanje elektrona smanjuje jedan element, a gubitak ih oksidira drugi. Dušična kiselina nije samo jaka kiselina, ona je oksidacijsko sredstvo. Stoga može oksidirati bakar u Cu + 2. Ako planirate eksperimentirati s tim reakcijama, važno je zapamtiti da one oslobađaju otrovne, štetne pare.
Koncentracija otopine
Bakar može proći jednu od dvije reakcije u kombinaciji s dušičnom kiselinom, ovisno o koncentraciji otopine. Ako se dušična kiselina razrijedi, bakar će se oksidirati dajući bakreni nitrat s dušikovim oksidom kao nusproduktom. Ako je otopina koncentrirana, bakar će se oksidirati dajući bakreni nitrat s dušikovim dioksidom kao nusproduktom. I dušični oksid i dušikov dioksid su štetni i potencijalno toksični u visokim razinama; dušikov dioksid ružni je smeđi plin prisutan u magli smoga u mnogim gradovima.
Jednadžbe reakcija
Jednadžbe dviju reakcija koje se mogu odvijati su:
Cu + 4 HNO3 -> Cu (NE3)2 + 2 NE2 + 2 H2O, koji stvara dušikov dioksid i
3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NE3)2 + 2 NO + 4 H2O, koji proizvodi dušikov oksid.
S koncentriranom kiselinom, otopina će prvo postati zelena, zatim zelenkasto-smeđa i na kraju plava jednom razrijeđena vodom. Bilo koja reakcija je vrlo egzotermna i oslobađa energiju u obliku topline.
Oksidacija i redukcija
Drugi način da se razumije ova reakcija je rastavljanje na dvije polureakcije, jednu za oksidaciju (gubitak elektrona) i drugu za redukciju (dobitak elektrona). Polureakcije su: Cu -> Cu2+ + 2 e-, što znači da bakar gubi dva elektrona i 2 e- + 4 HNO3 > 2 NE31- + 2 H2O, što pokazuje da su dva elektrona prenesena u proizvode. Brzina ove reakcije ovisi o površini bakra; bakrena žica će brže reagirati od bakrenih šipki, na primjer.
Ostala razmatranja
Otopina mijenja boju zbog vode. Za razliku od krutine bakra, bakarni ioni u otopini mogu stvoriti vrstu interakcije koja se naziva koordinacijski kompleks s molekulama vode, a ti kompleksi daju otopini plavu boju. Mineralne kiseline poput klorovodične kiseline ne oksidiraju bakar na isti način kao dušična kiselina, jer nisu jaka oksidirajuća sredstva. Sumporna kiselina je, međutim, jako oksidacijsko sredstvo. Pod pravim uvjetima, reagirat će s bakrom i osloboditi plin sumpor-dioksida.
