Концентрированная серная кислота (H₂SO₄) может реагировать с медью (Cu), хотя медь не реагирует с разбавленной серной кислотой. Реакция происходит в результате окислительно-восстановительного процесса. В этой реакции медь окисляется, а сера восстанавливается. Итак, давайте составим молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнения для этой реакции.
Молекулярное уравнение
Когда медь реагирует с концентрированной серной кислотой, образуются сульфат меди (CuSO₄), диоксид серы (SO₂) и вода (H₂O):
[ \text{Cu (s)} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 (\text{conc}) \rightarrow \text{CuSO}_4 (\text{aq}) + \text{SO}_2 (\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O} (\text{l}) ]
Полное ионное уравнение
Для составления полного ионного уравнения необходимо учитывать, что сульфат меди растворим в воде и диссоциирует на ионы:
[ \text{Cu (s)} + 2\text{H}^+ (\text{aq}) + \text{SO}_4^{2-} (\text{aq}) \rightarrow \text{Cu}^{2+} (\text{aq}) + \text{SO}_4^{2-} (\text{aq}) + \text{SO}_2 (\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O} (\text{l}) ]
Сокращенное ионное уравнение
В сокращенном ионном уравнении исключаются ионы, которые не участвуют в реакциях (они же ионы-наблюдатели). В данном случае, ионы сульфата ((\text{SO}_4^{2-})) присутствуют и в левой, и в правой части уравнения, поэтому они исключаются:
[ \text{Cu (s)} + 2\text{H}^+ (\text{aq}) \rightarrow \text{Cu}^{2+} (\text{aq}) + \text{SO}_2 (\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O} (\text{l}) ]
Таким образом, молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнения позволяют детально описать химическую реакцию между концентрированной серной кислотой и медью, подчеркивая процессы окисления и восстановления, которые происходят в ходе этой реакции.