Dusičnan měďnatý (Cu (NO3) 2) Struktura, vlastnosti, použití

dusičnan měďnatý (II) nebo dusičnan měďnatý, jehož chemický vzorec je Cu (NO)₃)₂, Jedná se o jasnou anorganickou sůl a atraktivní modrozelené barvy. Je syntetizován v průmyslovém měřítku z rozkladu měděných rud, včetně minerálů Gerhardite a Rouaite..

Dalším proveditelnějším způsobem, pokud jde o surovinu a požadované množství soli, jsou přímé reakce s kovovou mědí a její derivátové sloučeniny. Když je měď v kontaktu s koncentrovaným roztokem kyseliny dusičné (HNO)₃) dochází k redoxní reakci.

V této reakci se oxiduje měď a dusík se redukuje podle následující chemické rovnice:

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

Oxid dusičitý (NO₂) je hnědý a škodlivý plyn; výsledný vodný roztok je modravý. Měď může tvořit měďný ion (Cu⁺), měďnatého iontu (Cu²⁺) nebo méně běžného iontu Cu³⁺; nicméně, ionty mědi nejsou favorizovány ve vodných médiích mnoha elektronickými, energetickými a geometrickými faktory.

Standardní redukční potenciál pro Cu⁺ (0,52V) je větší než pro Cu²⁺ (0.34V), což znamená, že Cu⁺ to je více nestabilní a inklinuje získat elektron se stát Cu (s). Toto elektrochemické opatření vysvětluje, proč CuNO neexistuje₃ jako produkt reakce nebo alespoň ve vodě.

Index

• 1 Fyzikální a chemické vlastnosti
  • 1.1 Elektronická konfigurace
• 2 Chemická struktura
• 3 Použití
• 4 Rizika
• 5 Odkazy

Fyzikální a chemické vlastnosti

Dusičnan měďnatý se nachází anhydrid (suchý) nebo hydratovaný s různými podíly vody. Anhydrid je modrá kapalina, ale po koordinaci s molekulami vody - schopnými tvořit vodíkové vazby - krystalizuje jako Cu (NO)₃)₂· 3H₂O nebo Cu (NO₃)₂6H₂O. Jedná se o tři nejpoužívanější formy soli na trhu.

Molekulová hmotnost suché soli je 187,6 g / mol, přičemž se k této hodnotě přidává 18 g / mol pro každou molekulu vody začleněné do soli. Jeho hustota se rovná 3,05 g / ml a tento pokles pro každou molekulu začleněné vody: 2,32 g / ml pro trihydratovanou sůl a 2,07 g / ml pro hexa-hydratovanou sůl. Nemá bod varu, ale sublimuje.

Tyto tři formy dusičnanu měďnatého jsou vysoce rozpustné ve vodě, amoniaku, dioxanu a ethanolu. Jeho teploty tání klesají jako další molekula přidaná k vnější sféře koordinace mědi; po fúzi následuje tepelný rozklad dusičnanu měďnatého, který produkuje škodlivé plyny NO₂:

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

Chemická rovnice uvedená výše je pro bezvodou sůl; u hydratovaných solí se na pravé straně rovnice vytvoří také pára.

Elektronická konfigurace

Elektronická konfigurace pro Cu ionty²⁺ je [Ar] 3d⁹, představující paramagnetismus (elektron v orbitalu 3d⁹ je nepárové).

Protože měď je přechodný kov čtvrté periody periodické tabulky a ztratil dva své valenční elektrony působením HNO₃, stále má k dispozici 4s a 4p orbitály k vytvoření kovalentních vazeb. Ještě více, Cu²⁺ mohou využít dvou svých nejvzdálenějších 4d orbitálů, aby mohli koordinovat až šest molekul.

Anionty NEPOUŽÍVEJTE₃^- jsou ploché, a tak Cu²⁺ může s nimi koordinovat sp sp³d² který dovolí jemu přijmout octahedral geometrii; to zabraňuje tomu, aby anionty z NOT₃^- "zasáhnou" jeden druhého.

Toho je dosaženo pomocí Cu²⁺, umístění do čtvercové roviny kolem sebe. Výsledná konfigurace atomu Cu v soli je: [Ar] 3d⁹4s²4p⁶.

Chemická struktura

Na horním obrázku je znázorněna izolovaná molekula Cu (NO)₃)₂ v plynné fázi. Atomy kyslíku dusičnanového aniontu se koordinují přímo s centrem mědi (vnitřní koordinační sférou) a tvoří čtyři vazby Cu-O.

Má čtvercovou rovinnou molekulární geometrii. Rovina je nakreslena červenou koulí na vrcholech a měděnou koulí ve středu. Interakce plynné fáze jsou velmi slabé v důsledku elektrostatického odpuzování mezi skupinami NO₃^-.

V pevné fázi však středy mědi tvoří kovové vazby -Cu-Cu-, vytvářející polymerní měděné řetězce.

Molekuly vody mohou tvořit vodíkové vazby se skupinami NO₃^-, a tyto budou nabízet vodíkové můstky pro jiné molekuly vody, a tak dále, dokud nevytvoří vodní kouli kolem Cu (NO₃)_2.

V této oblasti může mít 1 až 6 vnějších sousedů; proto je sůl snadno hydratována za vzniku hydratovaných tri a hexa solí.

Sůl je tvořena Cu iontem²⁺ a dva ionty NEPOUŽÍVAJÍ₃^-, dává jí charakteristickou krystalinitu iontových sloučenin (ortorombických pro bezvodou sůl, rombohedrální pro hydratované soli). Odkazy jsou však kovalentnější.

Použití

Pro fascinující barvy dusičnanu měďnatého nalezne tato sůl jako přísadu do keramiky, na kovové povrchy, v některých ohňostrojích a také v textilním průmyslu jako mořidlo..

Je dobrým zdrojem iontové mědi pro mnoho reakcí, zejména těch, ve kterých katalyzuje organické reakce. Rovněž najde použití podobná jiným dusičnanům, buď jako fungicid, herbicid nebo jako prostředek na ochranu dřeva..

Dalším ze svých hlavních a nejinovativnějších využití je syntéza katalyzátorů CuO nebo materiálů s fotosenzitivními vlastnostmi.

To je také používáno jako klasické činidlo v učebních laboratořích ukázat reakce uvnitř buněk voltaic.

Rizika

- Jedná se o silně oxidační činidlo, škodlivé pro mořský ekosystém, dráždivé, toxické a žíravé. Je důležité vyhnout se veškerému fyzickému kontaktu přímo s činidlem.

- Není hořlavý.

- Rozkládá se při vysokých teplotách a uvolňuje dráždivé plyny, mezi nimi i NO₂.

- V lidském těle může způsobit chronické poškození kardiovaskulárního a centrálního nervového systému.

- Může způsobit podráždění v gastrointestinálním traktu.

- Být nitrátem uvnitř těla se stává dusitanem. Dusitan způsobuje zmatek na hladinách kyslíku v krvi a v kardiovaskulárním systému.

Odkazy

1. Den, R., & Underwood, A. Kvantitativní analytická chemie (páté vydání). PEARSON Prentice Hall, p-810.
2. Věda MEL. (2015–2017). Věda MEL. Získaný 23. března 2018, od MEL vědy: melscience.com
3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Získáno 23. března 2018, z ResearchGate: researchgate.net
4. Science Lab. Science Lab. Získaný 23. března 2018, z Science Lab: sciencelab.com
5. Whitten, Davis, Peck, & Stanley. (2008). Chemie (osmé vydání). p-321. CENGAGE Učení.
6. Wikipedia. Wikipedia. Citováno dne 22. března 2018, z Wikipedie: en.wikipedia.org
7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, a Giraldo, Oscar. (2011). Jednoduchý způsob syntézy hydroxylových solí mědi. Journal of Brazilian Chemical Society, 22(3), 546-551