คอปเปอร์ไนเตรต (Cu (NO3) 2) โครงสร้างคุณสมบัติการใช้งาน



คอปเปอร์ไนเตรต (II) หรือ cupric nitrate ซึ่งสูตรทางเคมีคือ Cu (NO)3)2, เป็นเกลืออนินทรีย์ที่สดใสและสีเขียวอมฟ้าที่น่าดึงดูด มันถูกสังเคราะห์ในระดับอุตสาหกรรมจากการสลายตัวของแร่ทองแดงรวมถึงแร่ธาตุ Gerhardite และ Rouaite.

วิธีการที่เป็นไปได้อื่น ๆ เพิ่มเติมในแง่ของวัตถุดิบและปริมาณเกลือที่ต้องการประกอบด้วยปฏิกิริยาโดยตรงกับทองแดงโลหะและสารประกอบอนุพันธ์ เมื่อทองแดงสัมผัสกับสารละลายเข้มข้นของกรดไนตริก (HNO)3) เกิดปฏิกิริยารีดอกซ์.

ในปฏิกิริยานี้ทองแดงจะถูกออกซิไดซ์และไนโตรเจนจะลดลงตามสมการทางเคมีต่อไปนี้:

Cu (s) + 4HNO3(conc) => Cu (ไม่3)2(ac) + 2H2O (l) + 2NO2(G)

ไนโตรเจนไดออกไซด์2) เป็นก๊าซสีน้ำตาลและเป็นพิษ; สารละลายที่เกิดเป็นสีน้ำเงิน ทองแดงสามารถสร้างไอออนแบบ cuprous ion (Cu+), cupric ion (Cu2+) หรือไอออน Cu ทั่วไปที่น้อยกว่า3+; แม้กระนั้นไอออน cuprous ไม่ได้เป็นที่นิยมในสื่อน้ำโดยปัจจัยทางอิเล็กทรอนิกส์พลังและเรขาคณิต.

ศักยภาพการลดมาตรฐานสำหรับลูกบาศ์ก+ (0.52V) มากกว่า Cu2+ (0.34V) ซึ่งหมายความว่าลูกบาศ์ก+ มันไม่เสถียรและมีแนวโน้มที่จะได้รับอิเล็กตรอนมาเป็น Cu (s) มาตรการทางเคมีไฟฟ้านี้อธิบายว่าทำไม CuNO ไม่มีอยู่จริง3 เป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาหรืออย่างน้อยในน้ำ.

ดัชนี

  • 1 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
    • 1.1 การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์
  • 2 โครงสร้างทางเคมี
  • 3 ใช้
  • 4 ความเสี่ยง
  • 5 อ้างอิง

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

คอปเปอร์ไนเตรตพบสารประกอบแอนไฮไดรด์ (แห้ง) หรือไฮเดรตที่มีสัดส่วนน้ำต่างกัน แอนไฮไดรด์เป็นของเหลวสีน้ำเงิน แต่หลังจากประสานงานกับโมเลกุลของน้ำซึ่งสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้จะตกผลึกเป็น Cu (NO)3)2· 3H2O หรือ Cu (ไม่ใช่3)2· 6 ชม2O. เหล่านี้เป็นสามรูปแบบของเกลือที่มีอยู่มากที่สุดในตลาด.

น้ำหนักโมเลกุลของเกลือแห้งคือ 187.6 g / mol เพิ่มค่านี้ 18 g / mol สำหรับแต่ละโมเลกุลของน้ำที่รวมอยู่ในเกลือ ความหนาแน่นมีค่าเท่ากับ 3.05 g / mL และสิ่งนี้จะลดลงสำหรับแต่ละโมเลกุลของน้ำที่รวม: 2.32 g / mL สำหรับเกลือไตรไฮเดรตและ 2.07 g / mL สำหรับเกลือเฮกซ่า มันไม่มีจุดเดือด แต่ sublimates.

คอปเปอร์ไนเตรตทั้งสามรูปแบบสามารถละลายได้ในน้ำแอมโมเนียไดออกไซด์และเอทานอล จุดหลอมเหลวของมันลดลงเมื่อโมเลกุลอื่นถูกเพิ่มเข้าไปในทรงกลมด้านนอกของการประสานทองแดง ฟิวชั่นตามมาด้วยการสลายตัวทางความร้อนของคอปเปอร์ไนเตรตทำให้เกิดก๊าซพิษของ NO2:

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

สมการทางเคมีข้างต้นนั้นใช้สำหรับเกลือรัส สำหรับเกลือไฮเดรตไอน้ำจะถูกสร้างขึ้นที่ด้านขวาของสมการ.

การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์

การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์สำหรับไอออน Cu2+ คือ [Ar] 3d9, แสดง paramagnetism (อิเล็กตรอนในวงโคจร 3 มิติ9 ไม่มีการจับคู่).

ทองแดงเป็นโลหะทรานซิชันของช่วงเวลาที่สี่ของตารางธาตุและสูญเสียอิเล็กตรอนสองตัวโดยการกระทำของ HNO3, มันยังมีวงโคจร 4s และ 4p พร้อมที่จะสร้างพันธะโควาเลนต์ ยิ่งไปกว่านั้นลูกบาศ์ก2+ สามารถใช้วงโคจร 4d นอกสุดสองวงเพื่อประสานงานโมเลกุลได้ถึงหกโมเลกุล.

แอนไอออนไม่ได้3- แบนและดังนั้นลูกบาศ์ก2+ สามารถประสานงานกับพวกเขาควรมี sp hybridization3d2 ที่ช่วยให้เขาใช้เรขาคณิตแปดด้าน สิ่งนี้จะป้องกันไม่ให้แอนไอออนไม่เกิดขึ้น3- พวกเขา "โดน" กัน.

นี่คือความสำเร็จโดย Cu2+, วางไว้ในระนาบสี่เหลี่ยมรอบกันและกัน การกำหนดค่าผลลัพธ์สำหรับอะตอม Cu ภายในเกลือคือ: [Ar] 3d94s24p6.

โครงสร้างทางเคมี

โมเลกุลที่แยกได้ของ Cu (NO) จะถูกแสดงในภาพด้านบน3)2 ในช่วงก๊าซ อะตอมออกซิเจนของไอออนไนเตรตประสานงานโดยตรงกับศูนย์ทองแดง (ทรงกลมประสานงานภายใน) ก่อตัวพันธะ Cu-O สี่ตัว.

มันมีรูปทรงเรขาคณิตโมเลกุลระนาบสี่เหลี่ยม ระนาบนี้ถูกดึงโดยทรงกลมสีแดงที่จุดยอดและทรงกลมทองแดงที่กึ่งกลาง ปฏิกิริยาเฟสของก๊าซนั้นอ่อนมากเนื่องจากการเกิดไฟฟ้าสถิตระหว่างกลุ่ม NO3-.

อย่างไรก็ตามในช่วงของแข็งศูนย์ทองแดงจะสร้างพันธะโลหะ - Cu-Cu- เพื่อสร้างสายโซ่ทองแดงโพลีเมอร์.

โมเลกุลของน้ำสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนโดยไม่มีกลุ่ม3-, และสิ่งเหล่านี้จะนำเสนอสะพานไฮโดรเจนสำหรับโมเลกุลน้ำอื่น ๆ และต่อไปจนกว่าจะสร้างทรงกลมน้ำรอบลูกบาศ์ก (ไม่มี3)2.

ในทรงกลมนี้จะมีเพื่อนบ้าน 1 ถึง 6 คน ดังนั้นเกลือจึงถูกไฮเดรตได้ง่ายเพื่อสร้างไฮเดรตไตรและเฮกซ่าเกลือ.

เกลือเกิดจากไอออน Cu2+ และสองไอออนไม่ได้3-, ทำให้มันมีลักษณะเป็นผลึกของสารประกอบไอออนิก (orthorhombic สำหรับเกลือปราศจาก, rhombohedral สำหรับเกลือชุ่มชื้น) อย่างไรก็ตามการเชื่อมโยงมีโควาเลนต์มากขึ้น.

การใช้งาน

สำหรับสีที่น่าดึงดูดใจของคอปเปอร์ไนเตรตเกลือนี้ใช้เป็นสารเติมแต่งในเซรามิกบนพื้นผิวโลหะในดอกไม้ไฟและในอุตสาหกรรมสิ่งทอ.

มันเป็นแหล่งที่ดีของทองแดงไอออนิกสำหรับการเกิดปฏิกิริยาหลายอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มันเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ นอกจากนี้ยังพบการใช้งานที่คล้ายกับไนเตรตอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นสารกำจัดเชื้อราสารกำจัดวัชพืชหรือเป็นสารกันบูดไม้.

การใช้หลักและนวัตกรรมที่สำคัญที่สุดอีกอย่างหนึ่งคือการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยา CuO หรือวัสดุที่มีคุณสมบัติไวแสง.

มันยังใช้เป็นรีเอเจนต์แบบคลาสสิกในการสอนในห้องปฏิบัติการเพื่อแสดงปฏิกิริยาภายในเซลล์ voltaic.

ความเสี่ยง

- เป็นสารออกซิไดซ์อย่างรุนแรงเป็นอันตรายต่อระบบนิเวศทางทะเลระคายเคืองเป็นพิษและกัดกร่อน มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะหลีกเลี่ยงการสัมผัสทางกายภาพโดยตรงกับรีเอเจนต์.

- มันไม่ติดไฟ.

- มันสลายตัวที่อุณหภูมิสูงปล่อยก๊าซที่ระคายเคือง2.

- ในร่างกายมนุษย์สามารถทำให้เกิดความเสียหายเรื้อรังต่อระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบประสาทส่วนกลาง.

- อาจทำให้เกิดการระคายเคืองในทางเดินอาหาร.

- เป็นไนเตรตภายในร่างกายกลายเป็นไนไตรท์ ไนไตรท์สร้างความเสียหายให้กับระดับออกซิเจนในเลือดและในระบบหัวใจและหลอดเลือด.

การอ้างอิง

  1. วัน, R. , & Underwood, A. เคมีเชิงวิเคราะห์เชิงปริมาณ (ฉบับที่ห้า) PEARSON Prentice Hall, p-810.
  2. วิทยาศาสตร์ MEL (2015-2017). วิทยาศาสตร์ MEL. สืบค้นเมื่อวันที่ 23 มีนาคม 2018 จาก MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH (2008-2018). ResearchGate. สืบค้นเมื่อวันที่ 23 มีนาคม 2018 จาก ResearchGate: researchgate.net
  4. ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์. ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 23 มีนาคม 2018 จาก Science Lab: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck, & Stanley (2008). เคมี (แปด) P-321 CENGAGE การเรียนรู้.
  6. วิกิพีเดีย. วิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 22 มีนาคม 2018 จาก Wikipedia: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, & Giraldo, Oscar (2011) เส้นทางที่ง่ายสำหรับการสังเคราะห์เกลือของทองแดงไฮดรอกซี. วารสารสมาคมเคมีของบราซิล, 22(3), 546-551