Bakrov nitrat (Cu (NO3) 2) Struktura, lastnosti, uporaba



The bakrov nitrat (II) ali bakrov nitrat, katerega kemijska formula je Cu (NO)3)2, Je svetla anorganska sol in privlačne modro-zelene barve. Sintetizira se v industrijskem obsegu od razgradnje bakrenih rud, vključno z minerali Gerhardite in Rouaite..

Druge bolj izvedljive metode, v smislu surovin in želenih količin soli, so neposredne reakcije s kovinskim bakrom in njegovimi derivatnimi spojinami. Ko je baker v stiku s koncentrirano raztopino dušikove kisline (HNO3) pride do redoks reakcije.

V tej reakciji baker oksidira in dušik se zmanjša v skladu z naslednjo kemijsko enačbo:

Cu (s) + 4HNO3(konc) => Cu (NO3)2(ac) + 2H2O (l) + 2NO2(g)

Dušikov dioksid (NO2) je rjav in škodljiv plin; Nastala vodna raztopina je modrikasta. Baker lahko tvori bakrov ion (Cu+, bakrov ion (Cu2+) ali manj običajen ion Cu3+; vendar pa bakrov ion v vodnih medijih ni priljubljen zaradi številnih elektronskih, energetskih in geometrijskih faktorjev.

Standardni potencial redukcije za Cu+ (0,52 V) je večja kot pri Cu2+ (0.34V), kar pomeni, da je Cu+ je bolj nestabilen in nagiba k pridobivanju elektrona, da postane Cu (s). Ta elektrokemijski ukrep pojasnjuje, zakaj CuNO ne obstaja3 kot produkt reakcije ali vsaj v vodi.

Indeks

  • 1 Fizikalne in kemijske lastnosti
    • 1.1 Elektronska konfiguracija
  • 2 Kemijska struktura
  • 3 Uporabe
  • 4 Tveganja
  • 5 Reference

Fizikalne in kemijske lastnosti

Bakrov nitrat najdemo anhidrid (suh) ali hidriran z različnimi deleži vode. Anhidrid je modra tekočina, vendar se po koordinaciji z vodnimi molekulami - sposobnimi tvoriti vodikove vezi - kristalizira kot Cu (NO).3)2· 3H2O ali Cu (NO3)2· 6H2O. To so tri najbolj razpoložljive oblike soli na trgu.

Molekulska masa suhe soli je 187,6 g / mol, pri čemer se tej vrednosti doda 18 g / mol za vsako molekulo vode, ki je vključena v sol. Njegova gostota je enaka 3,05 g / ml in to se zmanjša za vsako vključeno molekulo vode: 2,32 g / ml za trihidrirano sol in 2,07 g / ml za heksa hidrirano sol. Ni vrelišča, ampak sublimira.

Tri oblike bakrovega nitrata so visoko topne v vodi, amoniaku, dioksanu in etanolu. Njegove talilne točke se spuščajo, ko se zunanji sferi bakra doda druga molekula; fuziji sledi termična razgradnja bakrovega nitrata, ki proizvaja NOx škodljive pline2:

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

Zgornja kemijska enačba je za brezvodno sol; za hidrirane soli se proizvaja tudi para na desni strani enačbe.

Elektronska konfiguracija

Elektronska konfiguracija Cu iona2+ je [Ar] 3d9, predstavlja paramagnetizem (elektronov v 3d orbitalni9 je nesparjen).

Ker je baker prehodna kovina četrtega obdobja periodnega sistema, in je izgubil dva valenčna elektrona z delovanjem HNO3, še vedno so na voljo 4s in 4p orbitale za oblikovanje kovalentnih vezi. Še več, Cu2+ lahko uporabi dve od svojih najbolj zunanjih 4d orbital, da lahko uskladita do šest molekul.

Anioni NE3- so ravne, in tako Cu2+ se lahko usklajuje z njimi, mora imeti hibridizacijo sp3d2 ki mu omogoča, da sprejme oktaedrično geometrijo; to preprečuje anione iz NE3- medsebojno "udarita".

To dosežemo s Cu2+, postavite jih v kvadratno ravnino okrog drug drugega. Nastala konfiguracija za Cu atom znotraj soli je: [Ar] 3d94s24p6.

Kemijska struktura

Na zgornji sliki je predstavljena izolirana molekula Cu (NO)3)2 v plinski fazi. Kisikovi atomi nitratnega aniona se koordinirajo neposredno z bakrenim središčem (notranja koordinacijska sfera) in tvorijo štiri Cu-O vezi.

Ima kvadratno ploskovno geometrijo molekul. Ravnina je narisana z rdečimi kroglicami v tockah in bakreno kroglo v sredini. Interakcije plinske faze so zelo šibke zaradi elektrostatičnega odbijanja med skupinami NO3-.

Vendar pa v trdni fazi bakreni centri tvorijo kovinske vezi -Cu-Cu-, ki ustvarjajo polimerne bakrene verige.

Vodne molekule lahko tvorijo vodikove vezi z NO skupinami3-, in ti bodo ponujali vodikove mostove za druge vodne molekule in tako naprej, dokler ne bo ustvarila vodne krogle okoli Cu (NO3)2.

Na tem področju lahko ima od 1 do 6 zunanjih sosedov; zato je sol zlahka hidrirana, da proizvede hidrirane tri in heksa soli.

Sol nastane iz Cu iona2+ in dva iona NE3-, daje ji značilno kristaliničnost ionskih spojin (ortorombični za brezvodno sol, romboedriran za hidrirane soli). Vendar pa so povezave bolj kovalentne.

Uporabe

Za fascinantne barve bakrovega nitrata ta sol najde uporabo kot dodatek v keramiki, na kovinskih površinah, v nekaterih izdelkih za ognjemete in tudi v tekstilni industriji..

Je dober vir ionskega bakra za veliko reakcij, zlasti tistih, pri katerih katalizira organske reakcije. Prav tako najde uporabe, podobne drugim nitratom, bodisi kot fungicid, herbicid ali kot sredstvo za zaščito lesa..

Druga glavna in najbolj inovativna uporaba je v sintezi CuO katalizatorjev ali materialov s fotosenzitivnimi lastnostmi.

Uporablja se tudi kot klasični reagent v učnih laboratorijih za prikazovanje reakcij znotraj voltičnih celic.

Tveganja

- Je močno oksidacijsko sredstvo, škodljivo za morski ekosistem, dražilno, strupeno in jedko. Pomembno je, da se izognete vsem fizičnim stikom neposredno z reagentom.

- Ni vnetljiv.

- Razpade se pri visokih temperaturah in sprošča dražilne pline, med njimi NO2.

- V človeškem telesu lahko povzroči kronično poškodbo srčno-žilnega in centralnega živčnega sistema.

- Lahko povzroči draženje v prebavnem traktu.

- Ker je nitrat, v telesu postane nitrit. Nitrit opustoši koncentracijo kisika v krvi in ​​v srčno-žilnem sistemu.

Reference

  1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativna analitična kemija (peta izdaja). PEARSON Prenticeova dvorana, str. 810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Pridobljeno 23. marca 2018 iz MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008–2018). ResearchGate. Pridobljeno 23. marca 2018 iz ResearchGate: researchgate.net
  4. Znanstveni laboratorij. Znanstveni laboratorij. Pridobljeno 23. marca 2018 iz znanstvenega laboratorija: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck, & Stanley. (2008). Kemija (osmo izd.). p-321. CENGAGE Učenje.
  6. Wikipedija. Wikipedija. Pridobljeno 22. marca 2018 iz Wikipedije: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo in Giraldo, Oscar. (2011). Enostavna pot za sintezo bakrovih hidroksi soli. Journal of Brazilian Chemical Society, 22(3), 546-551