Cấu trúc, tính chất, công dụng của đồng Nitrat (Cu (NO3) 2)

các đồng nitrat (II) hoặc cupric nitrate, có công thức hóa học là Cu (NO)₃)₂, Nó là một loại muối vô cơ tươi sáng và màu xanh lam hấp dẫn. Nó được tổng hợp ở quy mô công nghiệp từ sự phân hủy quặng đồng, bao gồm các khoáng chất Gerhardite và Rouaite..

Các phương pháp khả thi khác, về nguyên liệu thô và lượng muối mong muốn, bao gồm các phản ứng trực tiếp với đồng kim loại và các hợp chất dẫn xuất của nó. Khi đồng tiếp xúc với dung dịch axit nitric đậm đặc (HNO₃), một phản ứng oxi hóa khử xảy ra.

Trong phản ứng này đồng bị oxi hóa và nitơ bị khử theo phương trình hóa học sau:

Cu (s) + 4HNO₃(conc) => Cu (KHÔNG₃)₂(ac) + 2H₂O (l) + 2NO₂(g)

Nitrogen dioxide (KHÔNG₂) là một loại khí màu nâu và độc hại; dung dịch nước thu được có màu hơi xanh. Đồng có thể tạo thành ion cuppy (Cu⁺), ion cupric (Cu²⁺) hoặc ion Cu ít phổ biến hơn³⁺; tuy nhiên, ion cuppy không được ưa chuộng trong môi trường nước bởi nhiều yếu tố điện tử, năng lượng và hình học.

Khả năng khử chuẩn của Cu⁺ (0,52V) lớn hơn Cu²⁺ (0,34V), có nghĩa là Cu⁺ nó không ổn định hơn và có xu hướng thu được một electron để trở thành Cu (s). Biện pháp điện hóa này giải thích tại sao CuNO không tồn tại₃ như một sản phẩm của phản ứng, hoặc ít nhất là trong nước.

Chỉ số

• 1 Tính chất lý hóa
  • 1.1 Cấu hình điện tử
• 2 Cấu trúc hóa học
• 3 công dụng
• 4 rủi ro
• 5 tài liệu tham khảo

Tính chất hóa lý

Đồng nitrat được tìm thấy anhydride (khô) hoặc ngậm nước với các tỷ lệ khác nhau của nước. Anhydride là một chất lỏng màu xanh, nhưng sau khi phối hợp với các phân tử nước - có khả năng hình thành liên kết hydro - kết tinh thành Cu (NO)₃)₂· 3 giờ₂O hoặc Cu (KHÔNG₃)₂· 6 giờ₂O. Đây là ba dạng muối có sẵn nhất trên thị trường.

Trọng lượng phân tử của muối khô là 187,6 g / mol, thêm vào giá trị này 18 g / mol cho mỗi phân tử nước được tích hợp vào muối. Mật độ của nó bằng 3,05 g / mL và điều này giảm cho mỗi phân tử nước kết hợp: 2,32 g / mL đối với muối hydrat hóa và 2,07 g / mL đối với muối ngậm nước hexa. Nó không có điểm sôi, nhưng thăng hoa.

Ba dạng đồng nitrat hòa tan cao trong nước, amoniac, dioxan và ethanol. Điểm nóng chảy của nó hạ xuống khi một phân tử khác được thêm vào quả cầu ngoài phối hợp đồng; phản ứng tổng hợp được theo sau bởi sự phân hủy nhiệt của nitrat đồng, tạo ra khí độc hại của NO₂:

2 Cu (KHÔNG₃)₂(s) => 2 CuO (4) + 4 KHÔNG₂(g) + O₂(g)

Phương trình hóa học ở trên là cho muối khan; đối với muối ngậm nước, hơi nước cũng sẽ được tạo ra ở phía bên phải của phương trình.

Cấu hình điện tử

Cấu hình điện tử cho ion Cu²⁺ là [Ar] 3d⁹, trình bày paramagnetism (electron trong quỹ đạo 3d⁹ là không ghép đôi).

Vì đồng là kim loại chuyển tiếp của thời kỳ thứ tư của bảng tuần hoàn và đã mất hai electron hóa trị của nó do tác động của HNO₃, nó vẫn có các quỹ đạo 4s và 4p có sẵn để hình thành liên kết cộng hóa trị. Thậm chí, Cu²⁺ có thể sử dụng hai quỹ đạo 4d ngoài cùng của nó để có thể phối hợp tối đa sáu phân tử.

Các anion KHÔNG₃^- là phẳng, và vì vậy Cu²⁺ Có thể phối hợp với chúng nên có một phép lai sp³d² cho phép anh ta chấp nhận một hình học bát diện; điều này ngăn chặn các anion từ KHÔNG₃^- họ "đánh" nhau.

Điều này đạt được bởi Cu²⁺, đặt chúng trong một mặt phẳng vuông xung quanh nhau. Cấu hình kết quả cho nguyên tử Cu trong muối là: [Ar] 3d⁹4 giây²4p⁶.

Cấu trúc hóa học

Một phân tử Cu (NO) bị cô lập được thể hiện trong hình trên₃)₂ trong pha khí. Các nguyên tử oxy của anion nitrat phối hợp trực tiếp với trung tâm đồng (quả cầu phối hợp bên trong), tạo thành bốn liên kết Cu-O.

Nó có một hình học phân tử phẳng vuông. Mặt phẳng được vẽ bởi các quả cầu đỏ ở các đỉnh và quả cầu đồng ở tâm. Tương tác pha khí rất yếu do lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm NO₃^-.

Tuy nhiên, trong pha rắn, các trung tâm đồng tạo thành liên kết kim loại -Cu-Cu-, tạo ra chuỗi đồng polymer.

Phân tử nước có thể hình thành liên kết hydro với các nhóm NO₃^-, và những thứ này sẽ cung cấp cầu hydro cho các phân tử nước khác, và cứ thế cho đến khi tạo ra một quả cầu nước xung quanh Cu (NO₃)_2.

Trong quả cầu này, nó có thể có từ 1 đến 6 hàng xóm bên ngoài; do đó muối dễ dàng được hydrat hóa để tạo ra muối tri và hexa ngậm nước.

Muối được hình thành từ ion Cu²⁺ và hai ion KHÔNG₃^-, tạo cho nó một tinh thể đặc trưng của các hợp chất ion (orthorhombic cho muối khan, rhomboh thờ cho muối ngậm nước). Tuy nhiên, các liên kết là cộng hóa trị nhiều hơn.

Công dụng

Đối với màu sắc hấp dẫn của đồng nitrat, muối này được sử dụng làm phụ gia trong gốm sứ, trên bề mặt kim loại, trong một số pháo hoa và cả trong ngành dệt như một chất gắn màu.

Nó là một nguồn đồng ion tốt cho nhiều phản ứng, đặc biệt là những phản ứng xúc tác hữu cơ. Nó cũng tìm thấy việc sử dụng tương tự như các nitrat khác, như là thuốc diệt nấm, thuốc diệt cỏ hoặc làm chất bảo quản gỗ..

Một ứng dụng chính và sáng tạo nhất của nó là tổng hợp các chất xúc tác CuO, hoặc các vật liệu có phẩm chất nhạy sáng.

Nó cũng được sử dụng như một thuốc thử cổ điển trong các phòng thí nghiệm giảng dạy để hiển thị các phản ứng bên trong các tế bào bay hơi.

Rủi ro

- Nó là một tác nhân oxy hóa mạnh, có hại cho hệ sinh thái biển, gây kích ứng, độc hại và ăn mòn. Điều quan trọng là tránh mọi tiếp xúc vật lý trực tiếp với thuốc thử.

- Nó không dễ cháy.

- Nó phân hủy ở nhiệt độ cao giải phóng các khí kích thích, trong số này KHÔNG₂.

- Trong cơ thể con người có thể gây ra tổn thương mãn tính cho hệ thống thần kinh tim mạch và trung ương.

- Có thể gây kích ứng ở đường tiêu hóa.

- Là một nitrat, bên trong cơ thể trở thành nitrite. Nitrite tàn phá nồng độ oxy trong máu và trong hệ thống tim mạch.

Tài liệu tham khảo

1. Ngày, R., & Underwood, A. Hóa học phân tích định lượng (tái bản lần thứ năm). Hội trường Prentice PEAR, p-810.
2. Khoa học MEL. (2015-2017). Khoa học MEL. Truy cập ngày 23 tháng 3 năm 2018, từ MEL Science: melscience.com
3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). Nghiên cứu. Truy cập ngày 23 tháng 3 năm 2018, từ ResearchGate: Researchgate.net
4. Phòng thí nghiệm khoa học. Phòng thí nghiệm khoa học. Truy cập ngày 23 tháng 3 năm 2018, từ Science Lab: sciencelab.com
5. Whites, Davis, Peck, và Stanley. (2008). Hóa học (lần thứ tám.). p-321. Học tập.
6. Wikipedia. Wikipedia. Truy cập ngày 22 tháng 3 năm 2018, từ Wikipedia: en.wikipedia.org
7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, & Giraldo, Oscar. (2011). Con đường đơn giản để tổng hợp muối hydroxy đồng. Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Brazil, 22(3), 546-551