高中化學的濃硝酸及稀硝酸之氧化力強弱問題 有請高手

2011-05-31 8:21 am
翰林版 無敵高中化學 二下用書(建國中學 鄭文正 編著)的305頁的某一段落:
(4)硝酸的氧化力受溫度、濃度及還原劑性質影響:
1.溫度愈高,氧化力愈強。
2.濃度越大,硝酸被還原的程度愈小。→"濃硝酸氧化力大於稀硝酸,只是還原成度不同 "
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我的問題來了
我知道濃硝酸加銅會產生二氧化氮氣體,稀硝酸加銅則會產生一氧化氮氣體。
但是,濃硝酸與稀硝酸到底哪個的氧化力強呢?
根據我手上那本自修 氧化力:濃>稀
可是我上知識+上卻有很多人說氧化力:稀>濃
這到底是怎麼回事呢?煩請高手詳細說明!
更新1:

我問一個比較極端的例子: 1M硝酸與0.000001M濃度的硝酸哪個氧化力會比較強呢? 依然是濃度低的那個嗎?

回答 (4)

2011-06-04 12:18 am
✔ 最佳答案
先搞清楚, 你所說/別人所說/書上所說的"氧化力" 是甚麼意思.
現在能看出, 所謂的"氧化力" 最少有兩個意思:
1.
正如乖寶寶 同學所說的"當量", 也就是每摩爾硝酸能氧化多少摩爾的還原劑; 或者說, 每一摩爾的硝酸能提供多少摩爾的電子.
能提供越多的電子, 代表有越多的還原劑(例如各種金屬) 能被氧化.

不過, 我認為乖寶寶 同學寫的化學有點奇怪, 因為式子裡有些硝酸分子不是氧化劑, 而是提供離子用的. 寫出離子方程的話:
濃硝酸: 2NO3(-) + 4H(+) + Cu ------> 2NO2 + 2H2O + Cu(2+)
稀硝酸: 2NO3(-) + 8H(+) + 3Cu ------> 2NO + 4H2O + 3Cu(2+)
每1當量的濃硝酸, 只能氧化0.5當量的銅, 1:0.5 = 2:1;
每1當量的稀硝酸, 卻能氧化1.5當量的銅, 1:1.5 = 2:3.

1.5.
單說當量就是這樣的算法; 但平常使用硝酸時, 不是一個兩個當量的用,
而是以體積計算.
例如一杯18M 濃硝酸有18當量的硝酸分子, 能氧化9當量的銅;
一杯1M 稀硝酸有1當量的硝酸分子, 能氧化3當量的銅.
在這個意義下, 濃酸酸自然當比稀硝酸氧化更多的物質了.


2.
不考慮當量, 而是考慮作為半電池的還原電勢.

硝酸作為氧化劑, 是有三種路徑的:
濃: NO3(-) + 2H(+) + e- ------> NO2 + H2O E = +0.78V
稀: NO3(-) + 4H(+) + 3e- ------> NO + 2H2O E = +0.96V
極稀: 2H(+) + 2e- ------> H2 E = 0.00V

還原電勢數值越大, 代表氧化能力越高.
例如在標準環境下, 如果只憑標準還原電勢的數字來看, 稀硝酸能氧化金屬鈀(Pd, E = +0.92V), 而濃硝酸卻不能.
單憑這樣的數字, 可以估計稀硝酸的氧化力比濃硝酸高.

不過, 這都是標準狀態的事; 反應物濃度有升降時, 還要用Nernst Equation 去計算還原電勢的轉變.

我粗略的估算過, 1M 的稀硝酸, 電勢 = +0.96V ;
而18M 的濃硝酸, E = +1.00V .
換言之, 其氧化力很接近.

還有一點: 發生反應時, 濃硝酸的濃度要下降得比稀硝酸的慢,
故其氧化力在反應的進程中也是下降得比稀硝酸的慢.
在使用硝酸的份不多時, 這個效應尤其明顯.


因此, 我仍會(小心地)認為, 濃硝酸的氧化力比稀硝酸的高.
不過, 我建議你先問清楚/搞明白, 所謂的"氧化力" 是指甚麼, 又是在甚麼條件下去判斷/量度.
2014-08-18 6:40 am
這有類似的

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2013-11-30 5:23 am
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2011-05-31 6:30 pm
Cu(s) + 4HNO3(aq)(濃) → Cu(NO3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l) (一)
3Cu(s) + 8HNO3(aq)(稀) → 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l) (二)

濃硝酸與銅產生紅棕色的二氧化氮如式(一)、
稀硝酸與銅產生無色的一氧化氮如式(二)

可以看出硝酸上的氮(N)氧化數為+5,而二氧化氮上氮氧化數為+4,一氧化氮上的氮氧化數為+2。式(一)4當量的硝酸可氧化1當量的銅是因為4個氮裡面有2個氮進行了氧化還原,而且每一個氮只提供了一個氧化數(+5→+4);式(二)則8當量的硝酸可氧化3當量的銅,因為8個氮裡面只有2個氮進行了氧化還原,但每一個氮提供了3個氧化數(+5→+2)

因此氧化力:稀硝酸 > 濃硝酸


收錄日期: 2021-04-20 00:43:18
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110531000010KK00225

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