Reakcije med bakrom in dušikovo kislino so primeri reakcij redukcije oksidacije, kjer pridobivanje elektronov zmanjša en element, izguba le-tega pa drugega. Dušikova kislina ni samo močna kislina, temveč tudi oksidacijsko sredstvo. Zato lahko baker oksidira do Cu + 2. Če nameravate eksperimentirati s temi reakcijami, je pomembno vedeti, da sproščajo strupene, škodljive hlape.
Koncentracija raztopine
Baker lahko v kombinaciji z dušikovo kislino doživi eno od dveh reakcij, odvisno od koncentracije raztopine. Če se dušikova kislina razredči, se baker oksidira, da nastane bakrov nitrat z dušikovim oksidom kot stranskim produktom. Če je raztopina koncentrirana, bo baker oksidiran, da nastane bakrov nitrat z dušikovim dioksidom kot stranskim produktom. Dušikov oksid in dušikov dioksid sta pri visokih koncentracijah škodljiva in potencialno strupena; dušikov dioksid je grd rjavi plin, ki je prisoten v meglici smoga v mnogih mestih.
Reakcijske enačbe
Enačbe za dve reakciji, ki se lahko zgodita, so:
Cu + 4 HNO3 -> Cu (ŠT3)2 + 2 NE2 + 2 H2O, ki proizvaja dušikov dioksid in
3 Cu + 8 HNO3 -> 3 Cu (ŠT3)2 + 2 NO + 4 H2O, ki proizvaja dušikov oksid.
S koncentrirano kislino raztopina najprej postane zelena, nato zelenkasto rjava in na koncu modra, ko se razredči z vodo. Vsaka reakcija je zelo eksotermna in sprošča energijo v obliki toplote.
Oksidacija in redukcija
Drug način za razumevanje te reakcije je razčlenitev na dve polovični reakciji, eno za oksidacijo (izguba elektronov) in drugo za redukcijo (pridobivanje elektronov). Polovične reakcije so: Cu -> Cu2+ + 2 e-, kar pomeni, da baker izgubi dva elektrona in 2 e- + 4 HNO3 > 2 NE31- + 2 H2O, kar kaže, da sta bila v izdelke prenesena dva elektrona. Hitrost te reakcije je odvisna od površine bakra; bakrena žica bo reagirala hitreje kot bakrene palice, na primer.
Drugi premisleki
Raztopina zaradi vode spremeni barvo. Za razliko od bakrene trdne snovi lahko bakrovi ioni v raztopini tvorijo vrsto interakcije, imenovano koordinacijski kompleks, z molekulami vode in ti kompleksi dajejo raztopini modro barvo. Mineralne kisline, kot je klorovodikova kislina, ne oksidirajo bakra na enak način kot dušikova kislina, ker niso močne oksidativne snovi. Žveplova kislina pa je močno oksidacijsko sredstvo. V pravih pogojih bo reagiral z bakrom, da sprosti plin iz žveplovega dioksida.