Kuparinitraatti (Cu (NO3) 2) Rakenne, ominaisuudet, käyttötavat



kupari-nitraatti (II) tai kuparinitraatti, jonka kemiallinen kaava on Cu (NO)3)2, Se on kirkas epäorgaaninen suola ja houkuttelevat sinivihreät värit. Se syntetisoidaan teollisessa mittakaavassa kuparimalmien hajoamisesta mukaan lukien mineraalit Gerhardite ja Rouaite..

Muita käyttökelpoisempia menetelmiä raaka-aineen ja halutun suolamäärän suhteen muodostavat suorat reaktiot metallisen kuparin ja sen johdannaisten kanssa. Kun kupari on kosketuksissa typpihapon väkevän liuoksen kanssa (HNO3), tapahtuu redoksireaktio.

Tässä reaktiossa kupari hapetetaan ja typpeä vähennetään seuraavan kemiallisen yhtälön mukaisesti:

Cu (t) + 4HNO3(conc) => Cu (NO3)2(ac) + 2H2O (l) + 2NO2(G)

Typpidioksidi (NO2) on ruskea ja myrkyllinen kaasu; tuloksena oleva vesiliuos on sinertävä. Kupari voi muodostaa kupari-ionin (Cu+), kupari-ioni (Cu2+) tai vähemmän yleinen ioni Cu3+; kupari-ionia ei kuitenkaan suositella vesipitoisissa väliaineissa monilla elektronisilla, energisillä ja geometrisilla tekijöillä.

Cu: n tavanomainen vähennyspotentiaali+ (0,52V) on suurempi kuin Cu: lle2+ (0,34V), mikä tarkoittaa, että Cu+ se on epävakaampi ja pyrkii saamaan elektronin Cu (t): ksi. Tämä sähkökemiallinen toimenpide selittää, miksi CuNO: ta ei ole3 reaktiotuotteena tai ainakin vedessä.

indeksi

  • 1 Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
    • 1.1 Elektroninen kokoonpano
  • 2 Kemiallinen rakenne
  • 3 Käyttö
  • 4 Riskit
  • 5 Viitteet

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Kuparinitraattia löytyy anhydridistä (kuiva) tai hydratoituna eri osuuksilla vettä. Anhydridi on sininen neste, mutta sen jälkeen kun se on koordinoitu vesimolekyylien kanssa, jotka kykenevät muodostamaan vety- sidoksia, kiteytyy Cu (NO)3)2· 3H2O tai Cu (NO3)2· 6H2O. Nämä ovat kolme eniten saatavilla olevaa suolan muotoa markkinoilla.

Kuivan suolan molekyylipaino on 187,6 g / mol, lisäämällä tähän arvoon 18 g / mol kutakin suolan sisältämää vesimolekyyliä kohti. Sen tiheys on yhtä suuri kuin 3,05 g / ml, ja tämä pienenee jokaiselle sisällytetylle vesimolekyylille: 2,32 g / ml trihydratoidulle suolalle ja 2,07 g / ml heksahydratoidulle suolalle. Sillä ei ole kiehumispistettä, vaan sublimoituu.

Kolme kuparisitraatin muotoa liukenevat hyvin veteen, ammoniakkiin, dioksaaniin ja etanoliin. Sen sulamispisteet laskevat, kun toinen molekyyli lisätään kuparin koordinoinnin ulompaan palloon; fuusiota seuraa kuparinitraatin terminen hajoaminen, jolloin syntyy NO: n haitallisia kaasuja2:

2 Cu (NO3)2(s) => 2 CuO (t) + 4 NO2(g) + O2(G)

Yllä oleva kemiallinen yhtälö on vedettömälle suolalle; hydratoituja suoloja varten saadaan myös yhtälön oikealla puolella höyryä.

Elektroninen kokoonpano

Cu-ionin elektroninen kokoonpano2+ on [Ar] 3d9, esittelee paramagnetismin (elektroni 3d-kiertoradalla9 on unpaired.

Koska kupari on jaksollisen pöydän neljännen jakson siirtymämetalli, ja kun HNO: n toiminta on menettänyt kaksi valenssielektroniaansa3, sillä on edelleen 4: n ja 4p: n kiertoradat kovalenttisten sidosten muodostamiseksi. Vielä enemmän, Cu2+ voi käyttää kahta sen syrjäisimpiä 4d-orbitaaleja voidakseen koordinoida jopa kuusi molekyyliä.

Anionit EI3- ovat tasaisia, ja niin Cu2+ voi koordinoida heidän kanssaan pitäisi olla sp hybridisaatio3d2 joka antaa hänelle mahdollisuuden ottaa oktaedrinen geometria; tämä estää anioneja EI3- he "osuvat" toisilleen.

Tämä saavutetaan Cu: lla2+, sijoittamalla ne neliön tasolle toistensa ympärille. Tuloksena oleva konfiguraatio Cu-atomille suolan sisällä on: [Ar] 3d94s24p6.

Kemiallinen rakenne

Ylemmässä kuvassa on esitetty eristetty Cu-molekyyli (NO)3)2 kaasufaasissa. Nitraattianionin happiatomit koordinoivat suoraan kuparikeskuksen kanssa (sisäinen koordinaatiokenttä), muodostaen neljä Cu-O-sidosta.

Siinä on neliömäinen tasomolekyylinen geometria. Taso on piirretty punaisilla palloilla ja keskellä oleva kuparipallo. Kaasufaasivuorovaikutukset ovat hyvin heikot NO-ryhmien välisen sähköstaattisen tukahdutuksen vuoksi3-.

Kiinteässä faasissa kuparikeskukset muodostavat kuitenkin metallisia sidoksia -Cu-Cu-, jolloin muodostuu polymeerisiä kupariketjuja.

Vesimolekyylit voivat muodostaa vety-sidoksia NO-ryhmillä3-, ja ne tarjoavat vedyn siltoja muille vesimolekyyleille ja niin edelleen, kunnes Cu: n ympärille luodaan vesipallo (NO3)2.

Tällä alalla sillä voi olla 1-6 ulkoista naapuria; siten suola hydratoituu helposti hydratoitujen tri- ja heksa- suolojen muodostamiseksi.

Suola muodostuu Cu-ionista2+ ja kaksi ionia EI3-, antamalla sille tyypillinen ionisten yhdisteiden kiteisyys (ortorombinen vedettömälle suolalle, rhombohedraali hydratoituja suoloja varten). Linkit ovat kuitenkin kovalenttisempia.

sovellukset

Kuparinitraatin kiehtoville väreille tämä suola löytyy käyttöaineena keramiikassa, metallipinnoissa, joissakin ilotulitusvälineissä ja myös tekstiiliteollisuudessa manttina..

Se on hyvä ionisen kuparin lähde monissa reaktioissa, erityisesti niissä, joissa se katalysoi orgaanisia reaktioita. Se havaitsee myös muiden nitraattien kaltaiset käyttötavat, joko sienitautien torjunta-aineena, herbisidinä tai puunsuoja-aineena..

Toinen tärkeimmistä ja innovatiivisimmista käyttötarkoituksista on CuO-katalyyttien tai valoherkkiä materiaaleja sisältävien materiaalien synteesi.

Sitä käytetään myös klassisena reagenssina opetuslaboratorioissa, jotta voidaan näyttää reaktiot voltaalisten solujen sisällä.

riskejä

- Se on voimakkaasti hapettava aine, joka vahingoittaa meriekosysteemiä, ärsyttävää, myrkyllistä ja syövyttävää. On tärkeää välttää kaikki fyysinen kosketus suoraan reagenssiin.

- Se ei ole syttyvä.

- Se hajoaa korkeissa lämpötiloissa, jolloin vapautuu ärsyttäviä kaasuja, näistä NO2.

- Ihmiskehossa voi aiheuttaa kroonisia vaurioita sydän- ja verisuoni- ja keskushermostojärjestelmille.

- Voi aiheuttaa ärsytystä ruoansulatuskanavassa.

- Nitraatti on kehon sisällä nitriitti. Nitriitti tuhoaa veren ja verenkiertoelimistön happitasoja.

viittaukset

  1. Päivä, R., ja Underwood, A. Kvantitatiivinen analyyttinen kemia (viides ed.). PEARSON Prentice Hall, p-810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Haettu 23. maaliskuuta 2018 MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Haettu 23. maaliskuuta 2018 alkaen ResearchGate: researchgate.net
  4. Science Lab. Science Lab. Haettu 23. maaliskuuta 2018 Science Labilta: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). kemia (kahdeksas ed.). p-321. CENGAGE Learning.
  6. wikipedia. wikipedia. Haettu 22. maaliskuuta 2018 Wikipediasta: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo ja Giraldo, Oscar. (2011). Yksinkertainen reitti kuparihydroksisuolojen synteesille. Journal of the Brazilian Chemical Society, 22(3), 546 - 551