La reacción:
El cobre (Cu) reacciona con ácido nítrico (HNO₃) para producir nitrato de cobre (II) (Cu (NO₃) ₂), gas de dióxido de nitrógeno (NO₂) y agua (H₂O).
La ecuación química equilibrada es:
Cu + 4HNO₃ → CU (NO₃) ₂ + 2NO₂ + 2H₂O
Explicación:
* ácido nítrico como oxidante: El ácido nítrico actúa como un agente oxidante fuerte. Esto significa que acepta fácilmente electrones de otras sustancias, lo que hace que se oxiden.
* oxidación de cobre: El cobre se oxida de su estado elemental (Cu⁰) a iones de cobre (II) (Cu²⁺).
* Reducción de nitrógeno: El nitrógeno en el ácido nítrico se reduce del estado de oxidación de +5 en el estado de oxidación HNO₃ a +4 en el no₂.
* Formación de nitrato de cobre: Los iones de cobre (II) se combinan con iones de nitrato (NO₃⁻) para formar nitrato de cobre (II), un compuesto soluble.
* Evolución del dióxido de nitrógeno: Los átomos de nitrógeno reducidos del ácido nítrico forman gas de dióxido de nitrógeno, que es un gas tóxico y marrón rojizo.
Observaciones:
* Gas marrón: La reacción produce un gas marrón, que es dióxido de nitrógeno (NO₂).
* Solución azul: A medida que avanza la reacción, la solución se vuelve azul debido a la formación de nitrato de cobre (II).
* Producción de calor: La reacción es exotérmica, lo que significa que libera calor.
¿Por qué no una reacción de desplazamiento simple?
Puede pensar que el cobre desplazaría el hidrógeno del ácido nítrico como lo hace con otros ácidos. Sin embargo, el ácido nítrico es un agente oxidante fuerte, por lo que prefiere oxidar el cobre en lugar de ser reducido por él.
Notas adicionales:
* La concentración del ácido nítrico influye en la reacción. El ácido nítrico concentrado producirá más gas de dióxido de nitrógeno. El ácido nítrico diluido producirá gas óxido nítrico (NO).
* La reacción es bastante vigorosa, y los humos producidos deben manejarse con cuidado.
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