Por John Brennan Actualizado el 24 de marzo de 2022
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Las reacciones entre el cobre y el ácido nítrico son ejemplos de reacciones de oxidación-reducción, donde la ganancia de electrones reduce un elemento y su pérdida oxida el otro. El ácido nítrico no es sólo un ácido fuerte, es un agente oxidante. Por tanto, puede oxidar el cobre a Cu+2. Si planea experimentar con estas reacciones, es importante recordar que liberan vapores tóxicos y nocivos.
El cobre puede sufrir una de dos reacciones cuando se combina con ácido nítrico, dependiendo de la concentración de la solución. Si el ácido nítrico se diluye, el cobre se oxidará para formar nitrato de cobre con óxido nítrico como subproducto. Si la solución se concentra, el cobre se oxidará para formar nitrato de cobre con dióxido de nitrógeno como subproducto. Tanto el óxido nítrico como el dióxido de nitrógeno son nocivos y potencialmente tóxicos en niveles elevados; El dióxido de nitrógeno es el feo gas marrón presente en la neblina de smog que cubre muchas ciudades.
Las ecuaciones para las dos reacciones que pueden tener lugar son:
Cu + 4 HNO3 –> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O, que produce dióxido de nitrógeno y
3 Cu + 8 HNO3 –> 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O, que produce óxido nítrico.
Con el ácido concentrado, la solución primero se volverá verde, luego marrón verdoso y finalmente azul una vez diluida con agua. Cualquiera de las reacciones es altamente exotérmica y libera energía en forma de calor.
Otra forma de entender esta reacción es dividiéndola en dos medias reacciones, una de oxidación (pérdida de electrones) y otra de reducción (ganancia de electrones). Las semireacciones son:Cu –> Cu2+ + 2 e- , lo que significa que el cobre pierde dos electrones, y 2 e- + 4 HNO3 —> 2 NO3 1- + 2 H2O, lo que muestra que se han transferido dos electrones a los productos. La velocidad de esta reacción depende de la superficie del cobre; El alambre de cobre reaccionará más rápidamente que las barras de cobre, por ejemplo.
La solución cambia de color debido al agua. A diferencia del cobre sólido, los iones de cobre en solución pueden formar un tipo de interacción llamada complejo de coordinación con las moléculas de agua, y estos complejos le dan a la solución un color azul. Los ácidos minerales como el ácido clorhídrico no oxidan el cobre de la misma manera que el ácido nítrico porque no son agentes oxidantes fuertes. El ácido sulfúrico, sin embargo, es un fuerte agente oxidante. En las condiciones adecuadas, reaccionará con el cobre para liberar gas dióxido de azufre.
