Структура нитрата меди (Cu (NO3) 2), свойства, применение



нитрат меди (II) или нитрат меди, химическая формула которого Cu (NO)3)2, Это яркая неорганическая соль и привлекательные сине-зеленые цвета. Он синтезируется в промышленном масштабе в результате разложения медных руд, в том числе минералов герхардит и руаит..

Другие более выполнимые методы с точки зрения сырья и желаемых количеств соли состоят из прямых реакций с металлической медью и ее производными соединениями. Когда медь находится в контакте с концентрированным раствором азотной кислоты (HNO3) происходит окислительно-восстановительная реакция.

В этой реакции медь окисляется, а азот восстанавливается в соответствии со следующим химическим уравнением:

Cu (s) + 4HNO3(конц) => Cu (НЕТ3)2(ac) + 2H2O (l) + 2NO2(G)

Диоксид азота (НЕТ2) коричневый и ядовитый газ; Полученный водный раствор голубоватый. Медь может образовывать ион меди (Cu+) ион меди (Cu2+) или менее распространенный ион Cu3+; однако ион меди не поддерживается в водных средах многими электронными, энергетическими и геометрическими факторами..

Стандартный восстановительный потенциал для Cu+ (0,52 В) больше, чем для Cu2+ (0,34 В), что означает, что Cu+ он более нестабилен и имеет тенденцию приобретать электрон, чтобы стать Cu (s). Эта электрохимическая мера объясняет, почему CuNO не существует3 как продукт реакции или, по крайней мере, в воде.

индекс

  • 1 Физико-химические свойства
    • 1.1 Электронная конфигурация
  • 2 Химическая структура
  • 3 использования
  • 4 риска
  • 5 ссылок

Физико-химические свойства

Медная селитра встречается безводной (сухой) или гидратированной с различными пропорциями воды. Ангидрид представляет собой голубую жидкость, но после координации с молекулами воды, способными образовывать водородные связи, кристаллизуется в виде Cu (NO)3)2· 3Н2O или Cu (НЕТ3)2· 6H2О. Это три наиболее доступные формы соли на рынке.

Молекулярная масса для сухой соли составляет 187,6 г / моль, добавляя к этому значению 18 г / моль для каждой молекулы воды, включенной в соль. Его плотность равна 3,05 г / мл, и это уменьшается для каждой включенной молекулы воды: 2,32 г / мл для тригидратированной соли и 2,07 г / мл для гексагидратированной соли. Не имеет точки кипения, но сублимирует.

Три формы нитрата меди хорошо растворимы в воде, аммиаке, диоксане и этаноле. Его точки плавления снижаются по мере добавления другой молекулы во внешнюю сферу координации меди; после плавления происходит термическое разложение нитрата меди с образованием вредных газов NO2:

2 Cu (НЕТ3)2(s) => 2 CuO (s) + 4 NO2(г) + О2(G)

Химическое уравнение выше для безводной соли; для гидратированных солей пар также будет производиться в правой части уравнения.

Электронная конфигурация

Электронная конфигурация для иона Cu2+ это [Ar] 3d9, представляя парамагнетизм (электрон в 3d-орбитали9 непарный).

Поскольку медь является переходным металлом четвертого периода периодической таблицы и потеряла два своих валентных электрона под действием HNO3, у него все еще есть 4s и 4p орбитали, доступные для формирования ковалентных связей. Более того, Cu2+ может использовать две из своих самых внешних 4d орбиталей, чтобы иметь возможность координировать до шести молекул.

Анионы НЕ3- плоские, и поэтому Cu2+ может координировать с ними должно быть sp гибридизации3d2 это позволяет ему принять восьмигранную геометрию; это мешает анионам НЕ3- они "бьют" друг друга.

Это достигается с помощью Cu2+, поместив их в квадратную плоскость вокруг друг друга. Результирующая конфигурация для атома Cu в соли: [Ar] 3d94s24p6.

Химическая структура

Изолированная молекула Cu (NO) представлена ​​на верхнем изображении3)2 в газовой фазе. Атомы кислорода аниона нитрата координируются непосредственно с центром меди (внутренняя координационная сфера), образуя четыре связи Cu-O.

Он имеет квадратную плоскую молекулярную геометрию. Плоскость нарисована красными сферами в вершинах и медной сферой в центре. Газофазные взаимодействия очень слабы из-за электростатического отталкивания между группами NO3-.

Однако в твердой фазе медные центры образуют металлические связи -Cu-Cu-, создавая полимерные медные цепи.

Молекулы воды могут образовывать водородные связи с группами NO3-, и они будут предлагать водородные мостики для других молекул воды и так далее, пока не создадут водную сферу вокруг Cu (НЕТ3)2.

В этой сфере может иметь от 1 до 6 внешних соседей; следовательно, соль легко гидратируется, образуя гидратированные соли три и гекса.

Соль образуется из иона Cu2+ и два иона НЕ3-, придание ему характерной кристалличности ионных соединений (орторомбическая для безводной соли, ромбоэдрическая для гидратированных солей). Тем не менее, ссылки более ковалентные.

приложений

Для захватывающих цветов нитрата меди эта соль находит применение в качестве добавки в керамике, на металлических поверхностях, в некоторых фейерверках, а также в текстильной промышленности в качестве протравы..

Это хороший источник ионной меди для многих реакций, особенно тех, в которых она катализирует органические реакции. Он также находит применение, подобное другим нитратам, в качестве фунгицида, гербицида или консерванта для древесины..

Другое его основное и наиболее инновационное применение - синтез катализаторов CuO или материалов с фоточувствительными свойствами..

Он также используется в качестве классического реагента в учебных лабораториях, чтобы показать реакции внутри гальванических элементов.

риски

- Это сильно окисляющий агент, вредный для морской экосистемы, раздражающий, токсичный и едкий. Важно избегать любого физического контакта непосредственно с реагентом.

- Не воспламеняется.

- Разлагается при высоких температурах, выделяя раздражающие газы, среди которых NO2.

- В организме человека может вызвать хроническое повреждение сердечно-сосудистой и центральной нервной систем.

- Может вызвать раздражение желудочно-кишечного тракта.

- Будучи нитратом, внутри тела становится нитрит. Нитриты наносят ущерб уровням кислорода в крови и сердечно-сосудистой системе.

ссылки

  1. Дей Р. и Андервуд А. Количественная аналитическая химия (пятое изд.). Пирсон Прентис Холл, р-810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Получено 23 марта 2018 года от MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Получено 23 марта 2018 года от ResearchGate: researchgate.net
  4. Научная лаборатория. Научная лаборатория. Получено 23 марта 2018 года из научной лаборатории: sciencelab.com
  5. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). химия (Восьмое издание). р-321. CENGAGE Learning.
  6. Википедия. Википедия. Получено 22 марта 2018 г. из Википедии: en.wikipedia.org
  7. Агирре, Джон Маурисио, Гутьеррес, Адамо и Джиральдо, Оскар. (2011). Простой способ синтеза гидроксильных солей меди. Журнал Бразильского химического общества, 22(3), 546-551