Reaksi antara tembaga dan asam nitrat adalah contoh reaksi oksidasi-reduksi, di mana mendapatkan elektron mengurangi satu elemen dan kehilangan mereka mengoksidasi yang lain. Asam nitrat bukan hanya asam kuat, tetapi juga merupakan zat pengoksidasi. Oleh karena itu, dapat mengoksidasi tembaga menjadi Cu+2. Jika Anda berencana untuk bereksperimen dengan reaksi ini, penting untuk diingat bahwa mereka melepaskan asap beracun dan berbahaya.
Konsentrasi Solusi
Tembaga dapat mengalami salah satu dari dua reaksi bila dikombinasikan dengan asam nitrat, tergantung pada konsentrasi larutan. Jika asam nitrat encer, tembaga akan teroksidasi untuk membentuk tembaga nitrat dengan oksida nitrat sebagai produk sampingan. Jika larutan terkonsentrasi, tembaga akan teroksidasi untuk membentuk tembaga nitrat dengan nitrogen dioksida sebagai produk sampingan. Baik oksida nitrat dan nitrogen dioksida berbahaya dan berpotensi beracun pada tingkat tinggi; nitrogen dioksida adalah gas coklat jelek yang ada dalam kabut asap di banyak kota.
Persamaan Reaksi
Persamaan untuk dua reaksi yang dapat berlangsung adalah:
Cu + 4 HNO3 --> Cu (TIDAK3)2 + 2 TIDAK2 + 2 H2O, yang menghasilkan nitrogen dioksida dan
3 Cu + 8 HNO3 --> 3 Cu (TIDAK3)2 + 2 TIDAK + 4 H2O, yang menghasilkan oksida nitrat.
Dengan asam pekat, larutan pertama-tama akan berubah menjadi hijau, kemudian coklat kehijauan, dan akhirnya menjadi biru setelah diencerkan dengan air. Kedua reaksi tersebut sangat eksotermik dan melepaskan energi dalam bentuk panas.
Oksidasi dan Reduksi
Cara lain untuk memahami reaksi ini adalah dengan memecahnya menjadi dua setengah reaksi, satu untuk oksidasi (kehilangan elektron) dan yang lainnya untuk reduksi (perolehan elektron). Setengah reaksinya adalah: Cu --> Cu2+ + 2 e-, artinya tembaga kehilangan dua elektron, dan 2 e- + 4 HNO3 > 2 TIDAK31- + 2 H2O, yang menunjukkan bahwa dua elektron telah ditransfer ke produk. Kecepatan reaksi ini tergantung pada luas permukaan tembaga; kawat tembaga akan bereaksi lebih cepat daripada batangan tembaga, misalnya.
Pertimbangan lainnya
Larutan berubah warna karena air. Tidak seperti padatan tembaga, ion tembaga dalam larutan dapat membentuk jenis interaksi yang disebut kompleks koordinasi dengan molekul air, dan kompleks ini memberikan warna biru pada larutan. Asam mineral seperti asam klorida tidak mengoksidasi tembaga dengan cara yang sama seperti asam nitrat karena mereka bukan oksidator kuat. Asam sulfat, bagaimanapun, adalah agen pengoksidasi kuat. Di bawah kondisi yang tepat, ia akan bereaksi dengan tembaga untuk melepaskan gas belerang dioksida.