Меден нитрат (Cu (NO3) 2) Структура, свойства, употреба



на меден нитрат (II) или меден нитрат, чиято химична формула е Cu (NO)3)2, Това е ярка неорганична сол и атрактивни синьо-зелени цветове. Той се синтезира в промишлен мащаб от разлагането на медни руди, включително минералите Герхадите и Руаите..

Други по-приложими методи, по отношение на суровината и желаните количества сол, се състоят от директни реакции с метална мед и неговите производни съединения. Когато медът е в контакт с концентриран разтвор на азотна киселина (HNO3), редокс реакция.

В тази реакция медът се окислява и азотът се редуцира съгласно следното химическо уравнение:

Cu (s) + 4HNO3(conc) => Cu (NO3)2(ac) + 2H2О (1) + 2NO2(G)

Азотен диоксид (NO2) е кафяв и вреден газ; полученият воден разтвор е синкав. Медът може да образува йодния меден (Cu.)+), медният йон (Cu2+) или по-малко общия йон Cu3+; обаче, йодът на меден мед не е предпочитан във водни среди с много електронни, енергийни и геометрични фактори.

Стандартният потенциал за редукция на Cu+ (0.52V) е по-голяма, отколкото за Cu2+ (0.34V), което означава, че Cu+ тя е по-нестабилна и има тенденция да придобие електрон, за да стане Cu (s). Тази електрохимична мярка обяснява защо CuNO не съществува3 като продукт от реакцията, или поне във вода.

индекс

  • 1 Физични и химични свойства
    • 1.1 Електронна конфигурация
  • 2 Химическа структура
  • 3 Използване
  • 4 Рискове
  • 5 Препратки

Физични и химични свойства

Медният нитрат се намира в анхидрид (сух) или хидратиран с различни пропорции вода. Анхидридът е синя течност, но след координиране с водни молекули - способни да образуват водородни връзки - кристализира като Cu (NO)3)2· 3H2О или Cu (NO3)2· 6Н2О. Това са трите най-достъпни форми на сол на пазара.

Молекулното тегло за сухата сол е 187.6 g / mol, прибавяйки към тази стойност 18 g / mol за всяка молекула вода, включена в солта. Нейната плътност е равна на 3,05 g / ml и това намалява за всяка включена молекула вода: 2,32 g / ml за трихидратираната сол и 2,07 g / ml за хекса-хидратираната сол. Той няма точка на кипене, а сублимира.

Трите форми на меден нитрат са силно разтворими във вода, амоняк, диоксан и етанол. Точките на топене се спускат, докато към външната сфера на медната координация се добавя друга молекула; след сливането е последвано от термично разлагане на медния нитрат, произвеждащ вредни газове от NO2:

2 Cu (NO3)2(s) => 2 CuO (s) + 4 NO2(g) + 02(G)

Химичното уравнение по-горе е за безводната сол; за хидратирани соли, парата също ще се произвежда от дясната страна на уравнението.

Електронна конфигурация

Електронната конфигурация на Cu йона2+ е [Ar] 3d9, представящ парамагнетизъм (електрона в 3d орбитала9 не е в двойка).

Тъй като медът е преходен метал от четвъртия период на периодичната таблица и е загубил два от валентните си електрони чрез действието на HNO3, той все още разполага с 4s и 4p орбитали, за да образуват ковалентни връзки. Нещо повече, Cu2+ може да използва две от най-външните си 4d орбитали, за да може да координира до шест молекули.

Анионите НЕ3- са плоски, и така Cu2+ може да се координира с тях трябва да има sp хибридизация3г2 което му позволява да приеме октаедрична геометрия; това предотвратява анионите от НЕ3- те "удариха" един друг.

Това се постига с Cu2+, поставяйки ги в квадратна равнина един около друг. Получената конфигурация за Cu атом в солта е: [Ar] 3d94s24P6.

Химическа структура

Изолирана молекула от Cu (NO) е представена в горното изображение3)2 в газова фаза. Кислородните атоми на нитрат-аниона координират директно с меден център (вътрешна координационна сфера), образувайки четири Cu-O връзки.

Той има квадратна равнинна молекулярна геометрия. Равнината се изтегля от червените сфери във върховете и медната сфера в центъра. Взаимодействия с газообразна фаза са много слаби поради електростатично отблъскване между NO групи3-.

В твърдата фаза обаче медните центрове образуват метални връзки -Cu-Cu-, създавайки полимерни медни вериги.

Водните молекули могат да образуват водородни връзки с NO групи3-, и те ще предлагат водородни мостове за други водни молекули и така нататък, докато се създаде водна сфера около Cu (NO3)2.

В тази област тя може да има от 1 до 6 външни съседи; следователно солта лесно се хидратира, за да се получат хидратирани три и хекса соли.

Солта се образува от Cu йон2+ и два йона НЕ3-, придавайки му характерна кристалност на йонни съединения (орторомбични за безводна сол, ромбоедрични за хидратирани соли). Обаче, връзките са по-ковалентни.

приложения

За очарователните цветове на медния нитрат, тази сол намира приложение като добавка в керамиката, върху метални повърхности, в някои фойерверки, както и в текстилната промишленост като разяждащо средство.

Той е добър източник на йонна мед за много реакции, особено тези, в които тя катализира органични реакции. Той също така намира употреби, подобни на други нитрати, или като фунгицид, хербицид или като консервант за дървесина..

Друга основна и най-новаторска употреба е в синтеза на CuO катализатори или материали с фоточувствителни качества.

Той се използва и като класически реагент в учебните лаборатории, за да покаже реакциите вътре в волтовите клетки.

рискове

- Той е силно оксидиращ агент, вреден за морската екосистема, дразнещ, токсичен и корозивен. Важно е да се избягват всички физически контакти директно с реагента.

- Не е запалим.

- Той се разлага при високи температури, освобождавайки дразнещи газове, сред които NO2.

- В човешкото тяло може да причини хронично увреждане на сърдечно-съдовата и централната нервна система.

- Може да предизвика дразнене в стомашно-чревния тракт.

- Като нитрат, вътре в тялото става нитрит. Нитритът нарушава нивата на кислород в кръвта и в сърдечно-съдовата система.

препратки

  1. Day, R., & Underwood, A. Количествена аналитична химия (пето издание). PEARSON Prentice Hall, стр. 810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Възстановен на 23 март 2018 г. от MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Взето на 23 март 2018 г. от ResearchGate: researchgate.net
  4. Научна лаборатория. Научна лаборатория. Възстановен на 23 март 2018 г. от Science Lab: sciencelab.com
  5. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008). химия (осми ред.). р-321. CENGAGE Обучение.
  6. Wikipedia. Wikipedia. Получено на 22 март 2018 г. от Wikipedia: en.wikipedia.org
  7. Агирре, Джон Маурисио, Гутиерес, Адамо и Гиралдо, Оскар. (2011 г.). Прост начин за синтез на медни хидрокси соли. Вестник на Бразилското химическо общество, 22(3), 546-551