A réz és a salétromsav reakciói példák az oxidációs-redukciós reakciókra, ahol az elektronok megszerzése az egyik elemet redukálja, a veszteségük pedig a másikat. A salétromsav nemcsak erős sav, hanem oxidálószer is. Ezért oxidálhatja a rézt Cu + 2-vá. Ha ezeket a reakciókat tervezi kísérletezni, fontos megjegyezni, hogy mérgező, káros füstöket bocsátanak ki.
Megoldáskoncentráció
A réz salétromsavval kombinálva két reakció egyikén mehet keresztül, az oldat koncentrációjától függően. Ha a salétromsav híg, a réz oxidálódik, és melléktermékként nitrogén-oxiddal réz-nitrátot képez. Ha az oldatot töményítjük, a réz oxidálódva melléktermékként nitrogén-dioxiddal réz-nitrátot képez. A nitrogén-oxid és a nitrogén-dioxid egyaránt káros és magas szinten potenciálisan mérgező; a nitrogén-dioxid az a csúnya barna gáz, amely sok városban jelen van a szmog párában.
Reakcióegyenletek
A két lehetséges reakció egyenlete a következő:
Cu + 4 HNO3 -> Cu (NO3)2 + 2 NEM2 + 2 H2O, amely nitrogén-dioxidot és
3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (NO3)2 + 2 NO + 4 H2O, amely nitrogén-monoxidot termel.
A tömény savval az oldat először zöldre, majd zöldesbarnára, végül vízzel hígítva kékre változik. Bármelyik reakció rendkívül exoterm és hő formájában energiát szabadít fel.
Oxidáció és redukció
A reakció megértésének másik módja az, ha két félreakcióra bontjuk, az egyik az oxidációra (elektronveszteség), a másik a redukcióra (az elektronnyereség). A félreakciók a következők: Cu -> Cu2+ + 2 e-, vagyis a réz két elektronot veszít, és 2 e- + 4 HNO3 > 2 NEM31- + 2 H2O, ami azt mutatja, hogy két elektron került át a termékekbe. A reakció sebessége a réz felületétől függ; a rézdrót gyorsabban reagál, mint például a rézrudak.
Egyéb szempontok
Az oldat színe megváltozik a víz miatt. A réz szilárd anyagtól eltérően az oldatban lévő rézionok egyfajta interakciót képezhetnek, amelyet koordinációs komplexnek neveznek a vízmolekulákkal, és ezek a komplexek kék színt kölcsönöznek az oldatnak. Az olyan ásványi savak, mint a sósav, nem oxidálják a rézt ugyanúgy, mint a salétromsav, mert nem erős oxidálószerek. A kénsav azonban erős oxidálószer. Megfelelő körülmények között a rézzel reagálva kén-dioxid-gáz szabadul fel.