Kopparnitrat (Cu (NO3) 2) Struktur, Egenskaper, Användningar



den kopparnitrat (II) eller kuprnitrat, vars kemiska formel är Cu (NO)3)2, Det är ett ljust oorganiskt salt och attraktiva blågröna färger. Det syntetiseras i industriell skala från sönderdelning av kopparmalm, inklusive mineralerna Gerhardite och Rouaite..

Andra mer genomförbara metoder, vad gäller råmaterial och önskade mängder salt, består av direkta reaktioner med metallisk koppar och dess derivatföreningar. När kopparen är i kontakt med en koncentrerad salpetersyralösning (HNO3) uppträder en redoxreaktion.

I denna reaktion oxideras koppar och kväve reduceras enligt följande kemiska ekvation:

Cu (s) + 4HNO3(konc) => Cu (NO3)2(ac) + 2H2O (1) + 2NO2(G)

Kvävedioxid (nr2) är en brun och skadlig gas; Den resulterande vattenhaltiga lösningen är blåaktig. Koppar kan bilda kopparjonen (Cu+), kopparjonen (Cu2+) eller mindre vanlig jon Cu3+; emellertid är kuprojonen inte favoriserad i vattenhaltiga medier av många elektroniska, energiska och geometriska faktorer.

Standard reduktionspotential för Cu+ (0,52V) är större än för Cu2+ (0,34 V), vilket innebär att Cu+ det är mer instabilt och tenderar att få en elektron att bli Cu (s). Denna elektrokemiska åtgärd förklarar varför CuNO inte existerar3 som en produkt av reaktionen, eller åtminstone i vatten.

index

  • 1 Fysikaliska och kemiska egenskaper
    • 1.1 Elektronisk konfiguration
  • 2 Kemisk struktur
  • 3 användningsområden
  • 4 risker
  • 5 referenser

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Kopparnitrat hittas anhydrid (torr) eller hydratiseras med olika proportioner vatten. Anhydriden är en blå vätska, men efter samordning med vattenmolekyler - som kan bilda vätebindningar - kristalliseras som Cu (NO)3)23H2O eller Cu (NO3)2· 6H2O. Dessa är de tre mest tillgängliga formerna av salt på marknaden.

Molekylvikten för det torra saltet är 187,6 g / mol, och tillsätter till detta värde 18 g / mol för varje molekyl vatten inkorporerad i saltet. Dess densitet är lika med 3,05 g / ml, och detta minskar för varje molekyl vatten inkorporerad: 2,32 g / ml för det trihydratiserade saltet och 2,07 g / ml för det hexahydrade saltet. Den har ingen kokpunkt, men sublimerar.

De tre formerna av kopparnitrat är mycket lösliga i vatten, ammoniak, dioxan och etanol. Dess smältpunkter sjunker när en annan molekyl läggs till den yttre sfären av kopparkoordination; fusionen följs av den termiska sönderdelningen av kopparnitratet, vilket producerar de skadliga gaserna av NO2:

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

Den kemiska ekvationen ovan är för det vattenfria saltet; För hydratiserade salter kommer ånga även att produceras på ekvationens högra sida.

Elektronisk konfiguration

Den elektroniska konfigurationen för Cu-jon2+ är [Ar] 3d9, presentera paramagnetism (elektronen i 3d-omloppet9 är upplösning).

Eftersom koppar är en övergångsmetall av den fjärde perioden av det periodiska bordet och har förlorat två av dess valenselektroner genom HNO: s verkan3, det har fortfarande 4s och 4p-orbitalerna tillgängliga för att bilda kovalenta bindningar. Ännu mer, Cu2+ kan utnyttja två av sina yttersta 4d-orbitaler för att kunna samordna upp till sex molekyler.

Anjonerna gör det inte3- är plana, och så Cu2+ kan samordna med dem bör ha en sp hybridisering3d2 som tillåter honom att anta en oktaedisk geometri; Detta förhindrar anjonerna från INTE3- de "träffar" varandra.

Detta uppnås genom Cu2+, placera dem i ett kvadratiskt plan runt varandra. Den resulterande konfigurationen för Cu-atomen i saltet är: [Ar] 3d94s24p6.

Kemisk struktur

En isolerad molekyl Cu (NO) representeras i den övre bilden3)2 i gasfas. Nitratanjonens syreatomer koordinerar direkt med kopparcentret (inre koordinationssfären) och bildar fyra Cu-O-bindningar.

Den har en kvadratisk plan molekylär geometri. Flygplanet ritas av de röda kulorna vid knutpunkterna och kopparsfären i mitten. Gasfasinteraktioner är mycket svaga på grund av elektrostatisk avstängning mellan NO-grupper3-.

I fast fas bildar kopparcentralerna metallbindningar -Cu-Cu-, vilket skapar polymera kopparkedjor.

Vattenmolekyler kan bilda vätebindningar med NO-grupper3-, och dessa kommer att erbjuda vätebroar för andra vattenmolekyler, och så vidare tills man skapar en vattensfär runt Cu (NO3)2.

I den här sfären kan den ha från 1 till 6 externa grannar; Därför hydreras saltet för att alstra hydratiserade tri- och hexasalter.

Saltet bildas från en Cu-jon2+ och två joner DO NOT3-, vilket ger den en karakteristisk kristallinitet av joniska föreningar (orthorhombic för vattenfritt salt, romboedral för hydratiserade salter). Länkarna är emellertid mer kovalenta.

tillämpningar

För de fascinerande färgerna av kopparnitrat, används dessa saltfyndigheter som tillsatser i keramik, på metallytor, i vissa fyrverkerier och även i textilindustrin som en mordant.

Det är en bra källa till jonkoppar för många reaktioner, särskilt de där det katalyserar organiska reaktioner. Det finner också användningar som liknar andra nitrater, antingen som fungicid, herbicid eller som träskyddsmedel..

En annan av dess huvudsakliga och mest innovativa användningsområden är i syntesen av CuO-katalysatorer, eller material med ljuskänsliga egenskaper.

Det används också som ett klassiskt reagens i undervisningslaboratorier för att visa reaktionerna inuti voltacellerna.

risker

- Det är ett starkt oxidationsmedel, skadligt för det marina ekosystemet, irriterande, giftigt och frätande. Det är viktigt att undvika all fysisk kontakt direkt med reagenset.

- Det är inte brandfarligt.

- Den sönderdelas vid höga temperaturer som släpper ut irriterande gaser, bland dessa NO2.

- I människokroppen kan det leda till kronisk skada på kardiovaskulära och centrala nervsystemet.

- Kan ge irritation i mag-tarmkanalen.

- Att vara nitrat, in i kroppen blir nitrit. Nitrit förstör kaos på syrehalter i blodet och i hjärt-kärlsystemet.

referenser

  1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativ analytisk kemi (femte red.). PEARSON Prentice Hall, p-810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Hämtad den 23 mars 2018, från MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). researchgate. Hämtat den 23 mars 2018, från ResearchGate: researchgate.net
  4. Science Lab. Science Lab. Hämtad den 23 mars 2018, från Science Lab: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck, & Stanley. (2008). kemi (åttonde red.). p-321. CENGAGE Learning.
  6. Wikipedia. Wikipedia. Hämtad den 22 mars 2018, från Wikipedia: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, & Giraldo, Oscar. (2011). Enkel väg för syntes av kopparhydroxisalter. Journal of the Brazilian Chemical Society, 22(3), 546-551