Химия и Химики № 5 2012. Концентрированная азотная кислота и металлы

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Медь и концентрированная азотная кислота

После реакции азотной кислоты с магнием большая часть кислоты осталась неиспользованной. Чтобы "добро не пропадало" проведем реакцию этой же кислоты с медью. Вместо чистой меди мы решили воспользоваться "желтыми" украинскими монетами 10 и 25 копеек. Такие монеты делают из алюминиевой бронзы - сплава меди и алюминия [1]. Поскольку добавка алюминия сравнительно небольшая (порядка 5%) [K1], для нашего демонстрационного эксперимента это не имеет значения.

Итак, в стакан с 10 мл кислоты бросили "медную" монету 10 коп. Быстро началось выделение бурого газа (особенно эффектно выглядели бурые пузырьки в еще бесцветной жидкости). Все пространство над жидкостью стало бурым, из стакана вовсю валили бурые пары. Раствор окрасился в зеленый цвет. Реакция постоянно ускорялась и была, пожалуй, не менее бурной, чем в случае магния. Но в отличие от магния, медная монета не всплыла, а осталась на дне - вероятно, сказалась более высокая плотность меди.

Примерно через полминуты раствор стал синим, а через две минуты реакция начала замедляться. Монета полностью не растворилась, но сильно потеряла в толщине (ее можно было изогнуть пальцами).

Зеленая окраска раствора в начальной стадии реакции, по-видимому, обусловлена продуктами восстановления азотной кислоты. Аналогичная окраска наблюдается при реакции ртути и даже - цинка с концентрированной азотной кислотой. Стоит также вспомнить, что жидкий диоксид азота, если он содержит примеси воды, окрашен в изумрудно-зеленый цвет.

______________________________________________
¹ Сначала "желтые" украинские монеты делали из латуни (сплав меди и цинка), теперь - из алюминиевой бронзы.

Смотреть Видео (86 Мб, .avi )

Теперь для чистоты эксперимента возьмем 10 мл "свежей" концентрированной азотной кислоты (60%) и опустим в нее монету 25 коп. Реакция началась значительно менее резко по сравнению с первым опытом. Газ выделялся несильно, и можно было четко разглядеть, как раствор над монеткой становится зеленым. Первые пузырьки не выглядели бурыми, хотя пространство над кислотой постепенно окрашивалось в бурый цвет.

Скорость реакции постепенно нарастала, но чтобы реакция стала бурной, понадобилась почти минута. После этого содержимое стакана начало бурлить, а бурых паров выделилось столько, что пришлось убрать подальше фотоаппарат.

Как и в первом случае, зеленая окраска раствора сменилась синей, потом - интенсивно-синей. Реакция продолжалась несколько минут.

Смотреть Видео (68 Мб, .avi )

Комментарии

^К1 Строго говоря, такой состав (95% меди и 5% алюминия) имеет алюминиевая бронза, из которой изготавливали монеты СССР номиналом 1, 2, 3 и 5 копеек (в 1926-1957 годах). Точный состав алюминиевой бронзы монет Украины найти не удалось, но для данного опыта это не имеет большого значения. Важно, что основной металл сплава - медь. Добавка алюминия влияет на внешний вид монеты (желтый вместо красноватого, как у меди), но не на ход опыта.