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硝酸と銅の反応について質問があります。
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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。
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