硝酸と銅の反応について質問があります。

質問

硝酸と銅の反応について質問があります。
希硝酸と銅、濃硝酸と銅を反応させたとき結果はそれぞれ違いますよね。
この反応の違いについて酸化還元の観点から説明するとどのようになりますか？

よろしくおねがいします。

回答No.2

htms42 · ベストアンサー

濃硝酸　Ｃｕ＋４ＨＮＯ３　→　Ｃｕ(ＮＯ３)２＋２ＮＯ２＋２Ｈ２Ｏ　　（１）
希硝酸　３Ｃｕ＋８ＨＮＯ３　→　Ｃｕ(ＮＯ３)2＋２ＮＯ＋４Ｈ２Ｏ　　（２）

Ｃｕを酸化する仕組みに違いがあるかも知れません。その場合は酸化・還元電位に違いが出てくるでしょう。

そういう事は考えずに形式的に考えたものを書いてみます。
（どういう物質が生じるかということに関してはこれで十分だと思います。）
ＨＮＯ３の反応は常に
ＨＮＯ３＋Ｈ^+　＋　ｅ^-　→　ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ
であるとします。
このＮＯ２が周囲にある水と反応します。
３ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ→２ＮＯ＋ＨＮＯ３　　（３）
周囲にある水が十分多ければ発生したＮＯ２は全てＮＯに変わってしまいます。
（（１）で生じたＮＯ２が（３）で全てＮＯに変わってしまうとすると（２）が出てきます。）
少なければＮＯ２のままで出て行きます。
（硝酸は水にＮＯ２を溶かして作ります。　限界まで溶かしたものが濃硝酸です。）

希硝酸と銅の反応では無色の気体が発生して溶液の色は青くなります。濃硝酸と銅の反応では溶液の色が（濁った）緑になり黄褐色の気体が発生します。反応中の溶液に水を加えると濁りが消えて透明な青い溶液に変わります。２～３倍にうすめるだけで起こります。濁った緑色に見えるのは緑色の物質が生じているのではなくて青い水溶液の中から黄褐色の気体の泡が出ているからです。青+黄＝緑です。濃硝酸にはＮＯ２が溶け込んでいくということが出来ないので泡になって出て行きます。

希硝酸というと１ｍｏｌ／Ｌ付近のものを考えます。市販の濃硝酸はほぼ１６ｍｏｌ／Ｌです。
１０ｍｏｌ／Ｌ程度以下であればもうＮＯ２の発生はありません。
ＮＯ２の発生がなければ濃度が普通の希硝酸よりも濃い場合でも反応式は希硝酸の式になります。

上のように考えてもいいのかどうかについてはc80s3xxx様のご意見がもらえるだろうと思います。

回答No.3

htms42

＃２です。
反応式が間違っています。
申し訳ありません。
＞希硝酸　３Ｃｕ＋８ＨＮＯ３　→　Ｃｕ(ＮＯ３)2＋２ＮＯ＋４Ｈ２Ｏ　　（２）
希硝酸　３Ｃｕ＋８ＨＮＯ３　→　３Ｃｕ(ＮＯ３)2＋２ＮＯ＋４Ｈ２Ｏ　　（２）
ですね。

回答No.1

c80s3xxx

単純に酸化剤がめちゃくちゃたくさんあるときと，ぎりぎりしかないときの違い．たくさんあれば，個々の酸化剤は一杯一杯まで還元されなくても銅は溶けていくけど，ちょっとしかないと一杯まで還元されると．