Azotul de cupru (Cu (NO3) 2) Structura, proprietățile, utilizările



azotat de cupru (II) sau nitrat cupric, a cărui formulă chimică este Cu (NO)3)2, este o sare anorganică strălucitoare și culori atrăgătoare albastru-verde. Se sintetizează la scară industrială din descompunerea mineralelor din cupru, inclusiv mineralele Gerhardite și Rouaite.

Alte metode mai fezabile, în ceea ce privește materia primă și cantitățile dorite de sare, constau în reacții directe cu cuprul metalic și compușii derivați ai acestuia. Când cuprul este în contact cu o soluție concentrată de acid azotic (HNO3), apare o reacție redox.

În această reacție cuprul este oxidat și azotul este redus în conformitate cu următoarea ecuație chimică:

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

Dioxidul de azot (NO2) este un gaz maro și nociv; soluția apoasă rezultată este albăstrui. Cuprul poate forma ionul cupros (Cu+), ionul cupric (Cu2+) sau cu ionul de ioni mai puțin obișnuit3+; cu toate acestea, ionul cupros nu este favorizat în medii apoase de mulți factori electronici, energetici și geometrici.

Potențialul standard de reducere pentru Cu+ (0,52V) este mai mare decât pentru Cu2+ (0,34V), ceea ce înseamnă că Cu+ este mai instabilă și tinde să obțină un electron pentru a deveni Cu (s). Această măsură electrochimică explică de ce CuNO nu există3 ca produs al reacției, sau cel puțin în apă.

index

  • 1 Proprietăți fizice și chimice
    • 1.1 Configurația electronică
  • 2 Structura chimică
  • 3 Utilizări
  • 4 Riscuri
  • 5 Referințe

Proprietăți fizice și chimice

Azotul de cupru este găsit anhidridă (uscată) sau hidratată cu proporții diferite de apă. Anhidrida este un lichid albastru, dar după coordonarea cu moleculele de apă - capabilă să formeze legături de hidrogen - cristalizează ca Cu (NO)3)23H2O sau Cu (NO3)2· 6H2O. Acestea sunt cele trei forme de sare cele mai disponibile pe piață.

Greutatea moleculară pentru sarea uscată este de 187,6 g / mol, adăugând la această valoare 18 g / mol pentru fiecare moleculă de apă încorporată în sare. Densitatea sa este egală cu 3,05 g / ml, și aceasta scade pentru fiecare moleculă de apă încorporată: 2,32 g / ml pentru sarea trihidratată și 2,07 g / ml pentru sarea hexa-hidratată. Nu are punctul de fierbere, ci sublimează.

Cele trei forme de azotat de cupru sunt foarte solubile în apă, amoniac, dioxan și etanol. Punctele sale de topire scad, pe măsură ce o altă moleculă este adăugată la sfera exterioară de coordonare a cuprului; fuziunea este urmată de descompunerea termică a azotatului de cupru, producând gaze nocive de NOx2:

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

Ecuația chimică de mai sus este pentru sarea anhidră; pentru sărurile hidratate, aburul va fi produs și în partea dreaptă a ecuației.

Configurarea electronică

Configurația electronică a ionului Cu2+ este [Ar] 3d9, prezentând paramagnetismul (electronul din orbitalul 3d)9 este nepotrivită).

Cum cuprul este un metal de tranziție din cea de-a patra perioadă a mesei periodice și că și-a pierdut doi din electronii de valență prin acțiunea HNO3, are încă orbitele 4s și 4p disponibile pentru a forma legături covalente. Mai mult, Cu2+ poate folosi două dintre cele mai exterioare orbite 4d pentru a putea coordona până la șase molecule.

Anionii NU3- ele sunt plate, și deci Cu2+ pot coordona cu ei ar trebui să aibă o hibridizare sp3d2 care îi permite să adopte o geometrie octaedrică; acest lucru previne anionii de la NU3- ei "au lovit" reciproc

Acest lucru este realizat de Cu2+, plasându-le într-un plan pătrat în jurul celuilalt. Configurația rezultată pentru atomul de Cu din sare este: [Ar] 3d94s24p6.

Structura chimică

O moleculă izolată de Cu (NO) este reprezentată în imaginea superioară3)2 în fază gazoasă. Atomii de oxigen din anionul nitrat se coordonează direct cu centrul de cupru (sfera de coordonare internă), formând patru legături Cu-O.

Are o geometrie moleculară plană moleculară. Planul este desenat de sferele roșii de la vârfuri și de sfera de cupru din centru. Interacțiunile în fază gazoasă sunt foarte slabe datorită repulsiei electrostatice între grupurile de NO3-.

Cu toate acestea, în faza solidă centrele de cupru formează legături metalice -Cu-Cu-, creând lanțuri polimerice de cupru.

Moleculele de apă pot forma legături de hidrogen cu grupări NO3-, iar acestea vor oferi punți de hidrogen pentru alte molecule de apă și așa mai departe până la crearea unei sfere de apă în jurul Cu (NO3)2.

În această sferă pot avea între 1 și 6 vecini externi; prin urmare, sarea este ușor hidratată pentru a genera sărurile hidratate tri și hexa.

Sarea este formată dintr-un ion de Cu2+ și doi ioni NU3-, conferindu-i o cristalinitate caracteristică a compușilor ionici (ortorombic pentru sarea anhidră, romboedru pentru săruri hidratate). Cu toate acestea, legăturile sunt mai covalente.

aplicații

Pentru culorile fascinante ale azotatului de cupru, această sare se folosește ca aditiv în ceramică, pe suprafețe metalice, în focuri de artificii și în industria textilă ca mordant.

Este o sursă bună de cupru ionic pentru multe reacții, în special cele în care aceasta catalizează reacțiile organice. De asemenea, se găsește utilizări similare altor nitrați, fie ca fungicid, erbicid, fie ca un conservant pentru lemn.

O altă utilizare principală și cea mai nouă este în sinteza catalizatorilor de CuO sau a materialelor cu calități fotosensibile.

Este, de asemenea, folosit ca un reactiv clasic în laboratoarele de predare pentru a arăta reacțiile în interiorul celulelor voltaice.

riscuri

- Este un agent puternic oxidant, dăunător pentru ecosistemul marin, iritant, toxic și coroziv. Este important să evitați orice contact fizic direct cu reactivul.

- Nu este inflamabil.

- Se descompune la temperaturi ridicate, eliberând gaze iritante, printre care NO2.

- În corpul uman poate provoca leziuni cronice sistemului cardiovascular și sistemului nervos central.

- Poate provoca iritații în tractul gastro-intestinal.

- Fiind un nitrat, în interiorul corpului devine nitrit. Nitriții fac rău asupra nivelurilor de oxigen din sânge și din sistemul cardiovascular.

referințe

  1. Ziua, R., & Underwood, A. Chimie analitică cantitativă (ediția a cincea). PEARSON Prentice Hall, p-810.
  2. Știința MEL. (2015-2017). Știința MEL. Adus pe 23 martie 2018 de la MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Recuperat pe 23 martie 2018, de la ResearchGate: researchgate.net
  4. Știință Lab. Știință Lab. Adus la 23 martie 2018 de la Science Lab: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). chimie (ediția a opta). p-321. CENGAGE Învățare.
  6. Wikipedia. Wikipedia. Adus pe 22 martie 2018, de pe Wikipedia: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo și Giraldo, Oscar. (2011). Traseu simplu pentru sinteza sărurilor de hidroxid de cupru.Jurnalul Societății Chimice din Brazilia, 22(3), 546-551