Reactie tussen koper en salpeterzuur

1.Onderzoeksvraag

Wat neem je waar als je aan koperen krullen  een vrij geconcentreerde salpeterzuuroplossing toevoegt? Welke redoxreactie treedt hierbij op?

2. Voorbereiding

a. Materiaal + stoffen

• • MATERIAAL
    • gegradueerde pipet van 10ml
    • rubberen peer
    • erlenmeyer van 250 ml met stop

    STOFFEN

    • koperkrullen (Cu)
    • salpeterzuuroplossing 4,0 mol/l HNO₃

3.Uitvoeren

a.Werkwijze

• 1. • Breng enkele koperkrullen in de erlenmeyer.
     • Voeg daarna voorzichtig 10ml salpeterzuur toe in de maatbeker met koperkrullen.
     • Laat de stoffen een aantal minuten reageren. Zet een stop op de erlenmeyer om de reactie duidelijk waar te nemen.

b.Waarneming en besluit (+ foto’s)

1. 3 Cu + 2 NO₃⁻ + 8 H₃O⁺ ⇋ 3 Cu²⁺ + 2 NO + 12 H₂O

   In de reactie treedt koper op als reductor, de nitraationen als oxidator.

   De reactie die gevormd is : 3 Cu + 8 HNO₃ –> 3 Cu(NO₃)₂ + 4 H₂O + 2 NO

   De standaardreductiepotentialen van de redoxkoppels zijn:

   Cu²⁺ + 2 e⁻ ⇋ Cu                                                           E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V

   NO₃⁻ + 3 e⁻ + 4 H₃O⁺ ⇋ NO + 6 H₂O                         E°(NO₃⁻/NO)= +0,96 V

   Vermits E°(NO₃⁻/NO) > E°(Cu²⁺/Cu) ligt het evenwicht van de reactie naar rechts:

   De vorming van NO₂ uit NO gebeurt als volgt: 2 NO + O₂  ⇋  2 NO₂

   Dat deze reactie optreedt is duidelijk als je naar de reactieproducten kijkt.

   Enerzijds ontstaat een groen-blauwe oplossing wat duidt op de vorming van koper(II)nitraat.

   Anderzijds ontstaat een bruine damp wat duidt op de vorming van stikstofdioxide. Het stikstofdioxide staat in evenwicht met het distikstoftetra-oxide (zie evenwichtsreacties)