Реакције између бакра и азотне киселине су примери реакција редукције оксидације, где добијање електрона смањује један елемент, а губитак их оксидира други. Азотна киселина није само јака киселина, она је оксидационо средство. Због тога може да оксидира бакар до Цу + 2. Ако планирате да експериментишете са овим реакцијама, важно је запамтити да оне ослобађају токсичне, штетне испарења.
Концентрација раствора
Бакар може проћи једну од две реакције када се комбинује са азотном киселином, у зависности од концентрације раствора. Ако се азотна киселина разблажи, бакар ће се оксидирати дајући бакар нитрат са азотним оксидом као нуспроизводом. Ако је раствор концентрован, бакар ће се оксидисати, формирајући бакар нитрат са азот-диоксидом као нуспродуктом. И азотни оксид и азот-диоксид су штетни и потенцијално токсични у високим нивоима; азот-диоксид је ружни смеђи гас присутан у магли смога у многим градовима.
Једначине реакција
Једначине за две реакције које се могу одвијати су:
Цу + 4 ХНО3 -> Цу (НЕ3)2 + 2 НЕ2 + 2 Х.2О, који производи азот-диоксид и
3 Цу + 8 ХНО3 -> 3 Цу (НЕ3)2 + 2 НО + 4 Х.2О, који производи азотни оксид.
Са концентрованом киселином, раствор ће прво постати зелени, затим зеленкасто-смеђи и на крају плави након што се разблажи водом. Било која реакција је врло егзотермна и ослобађа енергију у облику топлоте.
Оксидација и редукција
Други начин да се разуме ова реакција је растављањем на две полуреакције, једну за оксидацију (губитак електрона) и другу за редукцију (добитак електрона). Полуреакције су: Цу -> Цу2+ + 2 е-, што значи да бакар губи два електрона, а 2 е- + 4 ХНО3 > 2 НЕ31- + 2 Х.2О, што показује да су два електрона пренесена у производе. Брзина ове реакције зависи од површине бакра; бакарна жица ће реаговати брже од бакарних шипки, на пример.
Остала разматрања
Раствор мења боју због воде. За разлику од чврсте супстанце бакра, јони бакра у раствору могу формирати врсту интеракције која се назива координациони комплекс са молекулима воде, а ови комплекси дају раствору плаву боју. Минералне киселине попут хлороводоничне киселине не оксидирају бакар на исти начин као азотна киселина, јер нису снажни оксиданти. Сумпорна киселина је, међутим, јако оксидационо средство. Под правим условима, реаговаће са бакром да би ослободио гас сумпор-диоксида.