Kobbernitrat (Cu (NO3) 2) Struktur, Egenskaper, Bruk



den kobbernitrat (II) eller kopparnitrat, hvis kjemiske formel er Cu (NO)3)2, Det er et lyst uorganisk salt og attraktive blågrønne farger. Det er syntetisert i industriell skala fra dekomponering av kobbermalm, inkludert mineralerne Gerhardite og Rouaite..

Andre mer mulige metoder, når det gjelder råstoff og ønskede mengder salt, består av direkte reaksjoner med metallisk kobber og dets derivatforbindelser. Når kobberet er i kontakt med en konsentrert løsning av salpetersyre (HNO3), oppstår en redoksreaksjon.

I denne reaksjonen oksideres kobber og nitrogen reduseres i henhold til følgende kjemiske ligning:

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

Nitrogendioksid (NO2) er en brun og skadelig gass; Den resulterende vandige oppløsningen er blåaktig. Kobber kan danne kopperionet (Cu+), kobberjonen (Cu2+) eller den mindre vanlige ion-Cu3+; Imidlertid er ikke kobberjonen favorisert i vandige medier av mange elektroniske, energiske og geometriske faktorer.

Standard reduksjonspotensial for Cu+ (0,52V) er større enn for Cu2+ (0,34 V), som betyr at Cu+ det er mer ustabilt og har en tendens til å få et elektron til å bli Cu (s). Dette elektrokjemiske tiltaket forklarer hvorfor CuNO ikke eksisterer3 som et produkt av reaksjonen, eller i det minste i vann.

index

  • 1 Fysiske og kjemiske egenskaper
    • 1.1 Elektronisk konfigurasjon
  • 2 Kjemisk struktur
  • 3 bruksområder
  • 4 risikoer
  • 5 referanser

Fysiske og kjemiske egenskaper

Kobbernitrat er funnet anhydrid (tørt) eller hydrert med forskjellige mengder vann. Anhydridet er en blå væske, men etter koordinering med vannmolekyler - som er i stand til å danne hydrogenbindinger - krystalliseres som Cu (NO)3)2· 3H2O eller Cu (NO3)2· 6H2O. Dette er de tre mest tilgjengelige saltformene i markedet.

Molekylvekten for det tørre salt er 187,6 g / mol, og tilsetter til denne verdi 18 g / mol for hvert molekyl vann innlemmet i saltet. Dens tetthet er lik 3,05 g / ml, og dette avtar for hvert molekyl vann innlemmet: 2,32 g / ml for det trihydratiserte salt og 2,07 g / ml for det heksa-hydratiserte salt. Det har ingen kokepunkt, men sublimerer.

De tre formene av kobbernitrat er høyoppløselige i vann, ammoniakk, dioksan og etanol. Dens smeltepunkter faller ned som et annet molekyl legges til den ytre kule av kobberkoordinasjon; fusjonen etterfølges av termisk dekomponering av kobbernitratet, som produserer de skadelige gassene av NO2:

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

Den kjemiske ligningen ovenfor er for det vannfrie saltet; For hydrerte salter vil også damp bli produsert på høyre side av ligningen.

Elektronisk konfigurasjon

Den elektroniske konfigurasjonen for Cu-ion2+ er [Ar] 3d9, presenterer paramagnetisme (elektronen i 3d-omgangen9 er uparret).

Som kobber er et overgangsmetall i den fjerde perioden av det periodiske bordet og har mistet to av dens valenselektroner ved hjelp av HNO3, det har fortsatt 4s og 4p orbitaler tilgjengelige for å danne kovalente bindinger. Enda mer, Cu2+ kan gjøre bruk av to av sine ytterste 4d-orbitaler for å kunne koordinere opptil seks molekyler.

Anionene gjør det ikke3- er flate, og så Cu2+ kan koordinere med dem bør ha en sp hybridisering3d2 som tillater ham å adoptere en oktaedisk geometri; Dette forhindrer anioner fra IKKE3- de "treffer" hverandre.

Dette oppnås av Cu2+, plassere dem i et firkantet plan rundt hverandre. Den resulterende konfigurasjon for Cu-atomet i saltet er: [Ar] 3d94s24p6.

Kjemisk struktur

Et isolert molekyl Cu (NO) er representert i det øvre bildet3)2 i gassfase. Nitratanionens oksygenatomer koordinerer direkte med kobbersenteret (intern koordinasjonssfære), og danner fire Cu-O-bindinger.

Den har en kvadratisk plan molekylær geometri. Flyet er tegnet av de røde kulene ved kryssene og kobbersfæren i midten. Gassfase-interaksjoner er svært svake på grunn av elektrostatisk avstøtning mellom NO-grupper3-.

Imidlertid danner kobberstasjonene i den faste fasen metalliske bindinger -Cu-Cu-, som danner polymere kobberkjeder.

Vannmolekyler kan danne hydrogenbindinger med NO grupper3-, og disse vil gi hydrogenbroer til andre vannmolekyler, og så videre inntil du lager en vannkule rundt Cu (NO3)2.

I denne sfæren kan det ha fra 1 til 6 eksterne naboer; derfor blir saltet lett hydrert for å generere hydrert tri- og heksalsalter.

Saltet dannes av en Cu-ion2+ og to ioner gjør det ikke3-, gi den en karakteristisk krystallinitet av ioniske forbindelser (orthorhombic for vannfritt salt, rhomboedral for hydrerte salter). Imidlertid er linkene mer kovalente.

søknader

For de fascinerende fargene av kobbernitrat, brukes dette saltfunnet som et tilsetningsstoff i keramikk, på metalloverflater, i noen fyrverkeri og også i tekstilindustrien som en mordant.

Det er en god kilde til ionisk kobber for mange reaksjoner, spesielt de som katalyserer organiske reaksjoner. Også funnet lignende bruk til andre nitrater, enten som et fungicid, herbicid eller som et trekonserveringsmiddel.

En annen av sine viktigste og mest innovative anvendelser er i syntese av CuO-katalysatorer, eller materialer med lysfølsomme egenskaper.

Det brukes også som et klassisk reagens i læringslaboratorier for å vise reaksjonene inne i de voltaiske cellene.

risikoer

- Det er et sterkt oksidasjonsmiddel, skadelig for det marine økosystemet, irriterende, giftig og etsende. Det er viktig å unngå all fysisk kontakt direkte med reagenset.

- Det er ikke brannfarlig.

- Den dekomponerer ved høye temperaturer som frigjør irriterende gasser, blant disse NO2.

- I menneskekroppen kan det forårsake kronisk skade på kardiovaskulære og sentrale nervesystemer.

- Kan forårsake irritasjon i mage-tarmkanalen.

- Å være nitrat, i kroppen blir nitritt. Nitrite får ødeleggelse på oksygenivåer i blodet og i kardiovaskulærsystemet.

referanser

  1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativ analytisk kjemi (femte utgave). PEARSON Prentice Hall, p-810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Hentet 23. mars 2018, fra MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). Research. Hentet 23. mars 2018, fra ResearchGate: researchgate.net
  4. Science Lab. Science Lab. Hentet 23. mars 2018, fra Science Lab: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck, & Stanley. (2008). kjemi (åttende ed.). p-321. CENGAGE Learning.
  6. Wikipedia. Wikipedia. Hentet 22. mars 2018, fra Wikipedia: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, & Giraldo, Oscar. (2011). Enkel rute for syntese av kobberhydroksysalter. Journal of the Brazilian Chemical Society, 22(3), 546-551