Kobbernitrat (Cu (NO3) 2) Struktur, Egenskaber, Anvendelser



den kobbernitrat (II) eller cupricnitrat, hvis kemiske formel er Cu (NO)3)2, Det er et lyst uorganisk salt og attraktive blågrønne farver. Det er syntetiseret i industriel skala fra nedbrydning af kobbermalm, herunder mineralerne Gerhardite og Rouaite..

Andre mere mulige metoder, hvad angår råmateriale og ønskede mængder salt, består af direkte reaktioner med metallisk kobber og dets derivative forbindelser. Når kobber er i kontakt med en koncentreret salpetersyreopløsning (HNO3), sker en redox reaktion.

I denne reaktion oxideres kobber og nitrogen reduceres ifølge den følgende kemiske ligning:

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

Nitrogendioxid (NO2) er en brun og skadelig gas; den resulterende vandige opløsning er blålig. Kobber kan danne kobberionen (Cu+), cupricionen (Cu2+) eller den mindre almindelige ion Cu3+; Imidlertid er kuproionen ikke begunstiget i vandige medier af mange elektroniske, energiske og geometriske faktorer.

Standard reduktionspotentialet for Cu+ (0,52V) er større end for Cu2+ (0,34 V), hvilket betyder at Cu+ det er mere ustabilt og har tendens til at få en elektron til at blive Cu (s). Denne elektrokemiske forklaring forklarer, hvorfor CuNO ikke eksisterer3 som et produkt af reaktionen eller i det mindste i vand.

indeks

  • 1 Fysiske og kemiske egenskaber
    • 1.1 Elektronisk konfiguration
  • 2 Kemisk struktur
  • 3 anvendelser
  • 4 risici
  • 5 referencer

Fysiske og kemiske egenskaber

Kobbernitrat findes anhydrid (tørt) eller hydreret med forskellige vandforhold. Anhydridet er en blå væske, men efter koordinering med vandmolekyler - der er i stand til at danne hydrogenbindinger - krystalliseres som Cu (NO)3)2· 3H2O eller Cu (nr3)2· 6H2O. Disse er de tre mest tilgængelige former for salt på markedet.

Molekylvægten for det tørre salt er 187,6 g / mol og tilsættes til denne værdi 18 g / mol for hvert molekyle vand inkorporeret i saltet. Dens densitet er lig med 3,05 g / ml, og dette aftager for hvert molekyle vand inkorporeret: 2,32 g / ml for det trihydratiserede salt og 2,07 g / ml for det hexahydrede salt. Det har ingen kogepunkt, men sublimerer.

De tre former for kobbernitrat er stærkt opløselige i vand, ammoniak, dioxan og ethanol. Dens smeltepunkter falder ned som et andet molekyle tilsættes til den ydre kugle af kobberkoordinering; fusionen efterfølges af den termiske dekomponering af kobbernitratet, der producerer de skadelige gasser af NO2:

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

Den kemiske ligning ovenfor er for det vandfrie salt; Til hydreret salte produceres også damp på højre side af ligningen.

Elektronisk konfiguration

Den elektroniske konfiguration for Cu-ion2+ er [Ar] 3d9, præsentere paramagnetisme (elektronen i 3d-kredsløbet9 er opjusteret).

Som kobber er et overgangsmetal i den fjerde periode af det periodiske bord og har mistet to af dens valenselektroner ved hjælp af HNO3, det har stadig 4s og 4p orbitalerne tilgængelige til dannelse af kovalente bindinger. Endnu mere, Cu2+ kan gøre brug af to af sine yderste 4d-orbitaler for at kunne koordinere op til seks molekyler.

Anionerne gør det IKKE3- er flade, og så Cu2+ kan koordinere med dem bør have en sp hybridisering3d2 det giver ham mulighed for at vedtage en oktaedisk geometri; Dette forhindrer anionerne fra IKKE3- de "rammer" hinanden.

Dette opnås ved hjælp af Cu2+, placere dem i et firkantet plan omkring hinanden. Den resulterende konfiguration for Cu-atomet i saltet er: [Ar] 3d94s24p6.

Kemisk struktur

Et isoleret molekyle Cu (NO) er repræsenteret i det øvre billede3)2 i gasfase. Nitratanionens iltatomer koordinerer direkte med kobbercentret (intern koordinationssfære), der danner fire Cu-O-bindinger.

Den har en firkantet plan molekylær geometri. Flyet tegnes af de røde kugler ved hjørnerne og kobbersfæren i midten. Gasfaseinteraktioner er meget svage på grund af elektrostatisk afstødning mellem NO-grupper3-.

Imidlertid danner kobbercentrene i den faste fase metalliske bindinger -Cu-Cu-, hvilket skaber polymere kobberkæder.

Vandmolekyler kan danne hydrogenbindinger med NO grupper3-, og disse vil tilbyde brintbroer til andre vandmolekyler, og så videre, indtil der skabes en vandkugle omkring Cu (NO3)2.

I denne sfære kan den have fra 1 til 6 eksterne naboer; derfor er saltet let hydreret for at frembringe hydreret tri- og hexa-salte.

Saltet dannes af en Cu-ion2+ og to ioner gør det IKKE3-, hvilket giver den en karakteristisk krystallinitet af ioniske forbindelser (orthorhombic for vandfrit salt, rhomboedral til hydreret salte). Men linkene er mere kovalente.

applikationer

Til de fascinerende farver af kobbernitrat anvendes disse saltfund som additiv i keramik, på metaloverflader, i nogle fyrværkeri og også i tekstilindustrien som en mordant.

Det er en god kilde til ionisk kobber til mange reaktioner, især dem, hvor det katalyserer organiske reaktioner. Det finder også anvendelse, der ligner andre nitrater, enten som et fungicid, herbicid eller som træbeskyttelsesmiddel..

En anden af ​​sine vigtigste og mest innovative anvendelser er i syntesen af ​​CuO-katalysatorer eller materialer med lysfølsomme kvaliteter.

Det bruges også som et klassisk reagens i undervisningslaboratorier til at vise reaktionerne inden for de voltaiske celler.

risici

- Det er et stærkt oxiderende middel, der er skadeligt for det marine økosystem, irriterende, giftigt og ætsende. Det er vigtigt at undgå al fysisk kontakt direkte med reagenset.

- Det er ikke brandfarligt.

- Den nedbrydes ved høje temperaturer, der frigiver irriterende gasser, blandt disse NO2.

- I den menneskelige krop kan det forårsage kronisk skade på kardiovaskulære og centrale nervesystemer.

- Kan forårsage irritation i mave-tarmkanalen.

- At være et nitrat, bliver i kroppen i nitrit. Nitrit udbringer kaos på iltniveauerne i blodet og i det kardiovaskulære system.

referencer

  1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativ Analytisk Kemi (femte udgave). PEARSON Prentice Hall, p-810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Hentet den 23. marts 2018, fra MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Hentet den 23. marts 2018 fra ResearchGate: researchgate.net
  4. Science Lab. Science Lab. Hentet den 23. marts 2018, fra Science Lab: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck, & Stanley. (2008). kemi (ottende udgave). p-321. CENGAGE Learning.
  6. Wikipedia. Wikipedia. Hentet den 22. marts 2018, fra Wikipedia: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, & Giraldo, Oscar. (2011). Enkel rute til syntese af kobberhydroxidsalte. Journal of the Brazilian Chemical Society, 22(3), 546-551