Dusičnan meďnatý (Cu (NO3) 2) Štruktúra, vlastnosti, použitia



dusičnan meďnatý (II) alebo dusičnan meďnatý, ktorého chemický vzorec je Cu (NO)3)2, Je to svetlá anorganická soľ a atraktívne modrozelené farby. Je syntetizovaný v priemyselnom meradle z rozkladu medených rúd, vrátane minerálov Gerhardite a Rouaite..

Ďalšie uskutočniteľné spôsoby, pokiaľ ide o suroviny a požadované množstvá soli, pozostávajú z priamych reakcií s kovovou meďou a jej derivátmi. Keď je meď v kontakte s koncentrovaným roztokom kyseliny dusičnej (HNO)3) dochádza k redoxnej reakcii.

V tejto reakcii sa oxiduje meď a dusík sa redukuje podľa nasledujúcej chemickej rovnice:

Cu (s) + 4HNO3(konc.) => Cu (NO3)2(ac) + 2H20 (l) + 2NO2(G)

Oxid dusičitý (NO2) je hnedý a škodlivý plyn; výsledný vodný roztok je modrastý. Meď môže tvoriť ión medi (Cu+), meďnatého iónu (Cu2+) alebo menej bežného iónu Cu3+; avšak ión medi nie je vo vodných médiách uprednostňovaný mnohými elektronickými, energetickými a geometrickými faktormi.

Štandardný redukčný potenciál pre Cu+ (0,52V) je väčšia ako pre Cu2+ (0.34V), čo znamená, že Cu+ je nestabilnejší a má tendenciu získavať elektrón, aby sa stal Cu (s). Toto elektrochemické opatrenie vysvetľuje, prečo CuNO neexistuje3 ako produkt reakcie alebo aspoň vo vode.

index

  • 1 Fyzikálne a chemické vlastnosti
    • 1.1 Elektronická konfigurácia
  • 2 Chemická štruktúra
  • 3 Použitie
  • 4 Riziká
  • 5 Referencie

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Dusičnan meďnatý sa nachádza anhydrid (suchý) alebo hydratovaný s rôznymi podielmi vody. Anhydrid je modrá kvapalina, ale po koordinácii s molekulami vody - schopnými tvoriť vodíkové väzby - kryštalizuje ako Cu (NO)3)23H20 alebo Cu (NO3)26H2O. Toto sú tri najbežnejšie formy soli na trhu.

Molekulová hmotnosť suchej soli je 187,6 g / mol, pričom k tejto hodnote sa pridáva 18 g / mol pre každú molekulu vody začlenenej do soli. Jeho hustota je 3,05 g / ml a toto zníženie pre každú molekulu obsiahnutej vody: 2,32 g / ml pre tri-hydratovanú soľ a 2,07 g / ml pre hexa-hydratovanú soľ. Nemá bod varu, ale sublimuje.

Tri formy dusičnanu meďnatého sú vysoko rozpustné vo vode, amoniaku, dioxáne a etanole. Jeho teploty topenia klesajú ako ďalšia molekula pridaná do vonkajšej sféry koordinácie medi; po fúzii nasleduje tepelný rozklad dusičnanu meďnatého, ktorý produkuje škodlivé plyny NO2:

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

Vyššie uvedená chemická rovnica je pre bezvodú soľ; pre hydratované soli sa na pravej strane rovnice vyrába para.

Elektronická konfigurácia

Elektronická konfigurácia pre Cu ión2+ je [Ar] 3d9, prezentujúci paramagnetizmus (elektrón v 3D orbitalu9 je nespárované).

Keďže meď je prechodný kov štvrtej periódy periodickej tabuľky, a stratila dva svoje valenčné elektróny pôsobením HNO3, stále má k dispozícii 4s a 4p orbitály na vytvorenie kovalentných väzieb. Ešte viac, Cu2+ môžu využiť dva z jeho najvzdialenejších 4d orbitálov, aby mohli koordinovať až šesť molekúl.

Anióny NEPOUŽÍVAJÚ3- sú ploché a tak Cu2+ môžu koordinovať s nimi, by mali mať sp hybridizáciu3d2 ktorý mu umožňuje osvojiť si oktaedrickú geometriu; to zabraňuje tomu, aby anióny z NOT3- "narazia".

To sa dosahuje pomocou Cu2+, ich umiestnenie do štvorcovej roviny okolo seba. Výsledná konfigurácia pre atóm Cu v soli je: [Ar] 3d94s24p6.

Chemická štruktúra

Izolovaná molekula Cu (NO) je znázornená na hornom obrázku3)2 v plynnej fáze. Atómy kyslíka aniónového dusičnanu sa priamo koordinujú s centrom medi (vnútorná koordinačná guľa) a tvoria štyri Cu-O väzby.

Má štvorcovú rovinnú molekulovú geometriu. Rovina je ťahaná červenými guľami na vrcholoch a medenou guľou v strede. Interakcie plynnej fázy sú veľmi slabé v dôsledku elektrostatického odpudzovania medzi skupinami NO3-.

V tuhej fáze však medené centrá tvoria kovové väzby -Cu-Cu-, ktoré vytvárajú polymérne medené reťazce.

Molekuly vody môžu tvoriť vodíkové väzby so skupinami NO3-, a tieto budú ponúkať vodíkové mostíky pre iné molekuly vody a tak ďalej, až kým sa okolo Cu nevytvorí vodná guľa (NO3)2.

V tejto oblasti môže mať od 1 do 6 externých susedov; preto je soľ ľahko hydratovaná, aby sa vytvorili hydratované tri a hexa soli.

Soľ je vytvorená z Cu iónu2+ a dva ióny NEPOUŽÍVAJÚ3-, čím sa získa charakteristická kryštalinita iónových zlúčenín (ortorombických pre bezvodú soľ, rhombohedrálne hydratované soli). Odkazy sú však kovalentnejšie.

aplikácie

Pre fascinujúce farby dusičnanu meďnatého sa táto soľ používa ako prísada do keramiky, na kovové povrchy, v niektorých ohňostrojoch a tiež v textilnom priemysle ako moridlo..

Je dobrým zdrojom iónovej medi pre mnoho reakcií, najmä tých, v ktorých katalyzuje organické reakcie. Tiež nájde použitia podobné iným dusičnanom, buď ako fungicíd, herbicíd alebo ako prostriedok na ochranu dreva..

Ďalším z jeho hlavných a najinovatívnejších použití je syntéza CuO katalyzátorov alebo materiálov s fotosenzitívnymi vlastnosťami.

Používa sa tiež ako klasické činidlo vo vyučovacích laboratóriách na preukázanie reakcií vo vnútri buniek voltaic.

riziká

- Je to silne oxidačné činidlo, škodlivé pre morský ekosystém, dráždivé, jedovaté a žieravé. Je dôležité vyhnúť sa akémukoľvek fyzickému kontaktu s činidlom.

- Nie je horľavý.

- Rozkladá sa pri vysokých teplotách a uvoľňuje dráždivé plyny, medzi nimi aj NO2.

- V ľudskom tele môže spôsobiť chronické poškodenie kardiovaskulárneho a centrálneho nervového systému.

- Môže spôsobiť podráždenie v gastrointestinálnom trakte.

- Byť dusičnanom, vnútri tela sa stáva dusitanom. Dusitany spôsobujú zmätok na hladinách kyslíka v krvi av kardiovaskulárnom systéme.

referencie

  1. Deň, R., & Underwood, A. Kvantitatívna analytická chémia (piate vydanie). PEARSON Prentice Hall, p-810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Získané 23. marca 2018, od spoločnosti MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Získané 23. marca 2018, z ResearchGate: researchgate.net
  4. Science Lab. Science Lab. Získané 23. marca 2018 od Science Lab: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck, & Stanley. (2008). chémia (ôsme vydanie). p-321. CENGAGE Učenie.
  6. Wikipedia. Wikipedia. Zdroj: 22. marca 2018, z Wikipédie: sk.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo a Giraldo, Oscar. (2011). Jednoduchý spôsob syntézy hydroxylových solí medi. Journal of Brazilian Chemical Society, 22(3), 546-551