濃硝酸と銅の反応は、酸化還元反応の代表例として化学の試験で非常によく問われるテーマです。 反応式Cu＋4HNO₃（濃）→Cu (NO₃)₂＋2NO₂＋2H₂Oを正確に書けるかどうかが、得点を左右する重要なポイントのひとつ。. この式から、 銅 (Cu)が濃硝酸 (HNO₃)と反応して、硝酸銅 (II) (Cu (NO₃)₂)、二酸化窒素 (NO₂)、水 (H₂O)が生成 されることが分かります。 赤褐色の気体の正体が二酸化窒素 (NO₂)です。この気体は有毒であり、特徴的な刺激臭を持っているため、実験では換気に十分注意する必要があります。 反応.
硝酸銅(II)（しょうさんどう(II)、Copper(II) nitrate）は、化学式がCu(NO3)2の無機化合物である。単に硝酸銅といえばこの硝酸銅(II)を指す。無水物の外見は青色の結晶。水和物も青色で、学校などでダニエル電池の演示実験に用いられる。
構造と性質
無水物と水和物の違いは結晶水の効果によって説明される。
無水物
鮮やかな青色の揮発性の固体で、真空中では昇華する。気相ではCu中心が4個の酸素原子に囲まれた平面四角形構造をとり、凝縮させるとポリマー化する。
水和物
Cu(NO3)2(H2O)2.5はCu中心が水と硝酸イオンに囲まれた正八面体構造をとる。この水和物は約170℃で酸化銅(II)と二酸化窒素と酸素に分解する。
2
Cu
(
NO
3
)
2
⟶
2
CuO
+
4
NO
2
+
O
2
{\displaystyle {\ce {2Cu(NO3)2 -> 2CuO\ + 4NO2\ + O2}}}
合成と反応
Cu(NO3)2は金属銅を四酸化二窒素で処理することによって得られる。
Cu
+
2
N
2
O
4
⟶
Cu
(
NO
3
)
2
+
2
NO
{\displaystyle {\ce {Cu\ + 2N2O4 -> Cu(NO3)2\ + 2NO}}}
水和物は無水物の加水分解か、金属銅を硝酸銀水溶液または希硝酸で処理することによって得られる。
Cu
+
4
HNO
3
⟶
Cu
(
NO
3
)
2
+
2
H
2
O
+
2
NO
2
{\displaystyle {\ce {Cu\ + 4HNO3 -> Cu(NO3)2\ + 2H2O\ + 2NO2}}}
硝酸銅を熱することによって発生した気体を水に通すことによって硝酸が生成する。これはオストワルト法の最終段階に似ている。
2
Cu
(
NO
3
)
2
⟶
2
CuO
+
4
NO
2
+
O
2
{\displaystyle {\ce {2Cu(NO3)2 -> 2CuO\ + 4NO2\ + O2}}}
3
NO
2
+
H
2
O
⟶
2
HNO
3
+
NO
{\displaystyle {\ce {3NO2\ + H2O -> 2HNO3\ + NO}}}
脚注
外部リンク
- National Pollutant Inventory – Copper and compounds fact sheet
- ICSC Copper and compounds fact sheet
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