Нитрат меди (II) - Copper(II) nitrate
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Нитрат меди (II) | |
| Другие имена Нитрат меди | |
| Идентификаторы | |
| |
3D модель (JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.019.853  |
PubChem CID | |
| Номер RTECS |
|
| UNII | |
| |
| |
| Характеристики | |
| Cu (NO3)2 | |
| Молярная масса | 187,5558 г / моль (безводный) 241,60 г / моль (тригидрат) 232,591 г / моль (гемипентагидрат) |
| Внешность | синие кристаллы гигроскопичный |
| Плотность | 3,05 г / см3 (безводный) 2,32 г / см3 (тригидрат) 2,07 г / см3 (гексагидрат) |
| Температура плавления | 114 ° С (237 ° F, 387 К) (безводный, разлагается) 114,5 ° С (тригидрат) 26,4 ° C (гексагидрат, разлагается) |
| Точка кипения | 170 ° С (338 ° F, 443 К) (тригидрат, разлагается) |
| тригидрат:[1] 381 г / 100 мл (40 ° С) 666 г / 100 мл (80 ° С) гексагидрат:[1] 243,7 г / 100 мл (80 ° С) | |
| Растворимость | гидраты хорошо растворимы в этиловый спирт, аммиак, воды; не растворим в ацетат этила |
| +1570.0·10−6 см3/ моль (~ 3H2O) | |
| Структура | |
| орторомбический (безводный) ромбоэдрические (гидраты) | |
| Опасности | |
| Главный опасности | Раздражитель, Окислитель |
| Паспорт безопасности | Cu (NO3)2· 3H2О |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США): | |
PEL (Допустимо) | TWA 1 мг / м3 (как Cu)[2] |
REL (Рекомендуемые) | TWA 1 мг / м3 (как Cu)[2] |
IDLH (Непосредственная опасность) | TWA 100 мг / м3 (как Cu)[2] |
| Родственные соединения | |
Другой анионы | Сульфат меди (II) Хлорид меди (II) |
Другой катионы | Нитрат никеля (II) Нитрат цинка |
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверять (что   ?) | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Нитрат меди (II), Cu (НЕТ3 )2, является неорганическое соединение что образует синий кристаллическое твердое вещество. Безводный нитрат меди образует глубокие сине-зеленые кристаллы и возвышенный в вакууме при 150-200 ° С.[3] Нитрат меди также представлен в виде пяти различных гидраты, наиболее распространенными из них являются гемипентагидрат и тригидрат.
Синтез и реакции нитрата меди
Гидратированный нитрат меди можно получить путем гидратации безводного материала или путем обработки металлической меди водный раствор из нитрат серебра или концентрированный азотная кислота:[4]
- Cu + 4 HNO3 → Cu (NO3)2 + 2 часа2O + 2 НЕТ2
Безводная Cu (NO3)2 образуется при обработке металлической меди N2О4:
- Cu + 2 N2О4 → Cu (NO3)2 + 2 НЕТ
Попытка дегидратации любого из гидратированных нитратов меди (II) путем нагревания вместо этого дает оксиды, а не Cu (NO3)2. При 80 ° C гидраты превращаются в «основной нитрат меди» (Cu2(НЕТ3)(ОЙ)3), который превращается в CuO при 180 ° C.[4] Используя эту реакционную способность, нитрат меди можно использовать для получения азотная кислота нагревая его до разложения и пропуская пары непосредственно в воду. Этот метод аналогичен последнему шагу в Оствальдский процесс. Уравнения следующие:
- 2 Cu (NO3)2 → 2 CuO + 4 NO2 + O2
- 3НО2 + H2O → 2HNO3 + НЕТ
Природные основные нитраты меди включают редкие минералы. герхардтит и Rouaite, оба являются полиморфами Cu2(НЕТ3)(ОЙ)3 субстанция.[5][6][7] Гораздо более сложная, основная, гидратированная и содержащая хлориды натуральная соль - это бутгенбахит.[8][7]
Структура
Безводный нитрат меди (II)
Безводный нитрат меди (II) кристаллизовался двумя способами. сольват -свободный полиморфы.[9][10] α- и β-Cu (NO3)2 представляют собой полностью трехмерные координационные полимерные сети. Альфа-форма имеет только одно окружение Cu с координацией [4 + 1], но бета-форма имеет два разных медных центра: один с [4 + 1] и один квадратно-плоский. Сольват нитрометана также имеет «[4+ 1] координацию» с четырьмя короткими связями Cu-O приблизительно 200 мкм и одной более длинной связью при 240 мкм.[11] Они есть координационные полимеры, с бесконечными цепочками центров меди (II) и нитратных групп. В газовой фазе нитрат меди (II) содержит два бидентатных нитратных лиганда (см. Изображение вверху справа).[12] Таким образом, испарение твердого вещества влечет за собой "треск «дать молекулу нитрата меди (II).
Гидратированный нитрат меди (II)
Пять гидраты сообщалось: моногидрат (Cu (NO3)2·ЧАС2O),[10] сесквигидрат (Cu (NO3)2· 1,5 ч2O),[13] гемипентагидрат (Cu (NO3)2· 2,5 ч2O),[14] тригидрат (Cu (NO3)2· 3H2O),[15] и гексагидрат ([Cu (H2O)6](НЕТ3)2).[16] Гексагидрат интересен тем, что все расстояния Cu-O равны, не обнаруживая обычного эффекта Искажение Яна-Теллера что в остальном характерно для октаэдрических комплексов Cu (II). Это отсутствие эффекта объясняется сильным водородная связь что ограничивает эластичность связей Cu-O.
Приложения
Нитрат меди (II) находит множество применений, главным из которых является его превращение в оксид меди (II), который используется как катализатор для различных процессов в органическая химия. Его растворы используются в текстиле и средствах для полировки других металлов. Нитраты меди содержатся в некоторых пиротехника.[4] Его часто используют в школьных лабораториях для демонстрации химического гальванический элемент реакции. Он входит в состав некоторых керамических глазурей и металлических патин.
Органический синтез
Нитрат меди в сочетании с уксусный ангидрид, является эффективным реагентом для нитрования ароматный соединения, известные как Нитрование по Менке в честь голландского химика, открывшего, что нитраты металлов являются эффективными реагентами для нитрования.[17]Гидратированный нитрат меди, адсорбированный на глине, дает реагент под названием «Claycop». Полученная глина синего цвета используется в виде суспензии, например, для окисления тиолы к дисульфиды. Claycop также используется для преобразования дитиоацеталей в карбонилы.[18] Родственный реагент на основе монтмориллонит оказался полезным для нитрование ароматических соединений.[19]
Рекомендации
- ^ а б Справочник Perrys 'Chem Eng, 7-е изд.
- ^ а б c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0150". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Пасс и Сатклифф (1968). Практическая неорганическая химия. Лондон: Чепмен и Холл.
- ^ а б c Х. Уэйн Ричардсон «Соединения меди» Энциклопедия промышленной химии Ульмана 2005, Wiley-VCH, Weinheim. Дои:10.1002 / 14356007.a07_567.
- ^ https://www.mindat.org/min-1680.html
- ^ http://www.mindat.org/min-10588.html
- ^ а б https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ https://www.mindat.org/min-811.html
- ^ Wallwork, S.C .; Аддисон, У. Э. (1965). «Кристаллические структуры безводных нитратов и их комплексов. Часть I. α-форма нитрата меди (II)». J. Chem. Soc. 1965: 2925–2933. Дои:10.1039 / JR9650002925.
- ^ а б Троянов, С. И .; Морозов, И. В .; Знаменков, К. О .; Ю; Коренев, М. (1995). «Синтез и рентгеновская структура новых нитратов меди (II): Cu (NO3)2·ЧАС2O и? -Модификация Cu (NO3)2". Z. Anorg. Allg. Chem. 621: 1261–1265. Дои:10.1002 / zaac.19956210727.
- ^ Duffin, B .; Уоллворк, С. К. (1966). «Кристаллическая структура безводных нитратов и их комплексов. II. Нитрат-нитрометановый комплекс меди (II) 1: 1». Acta Crystallographica. 20 (2): 210–213. Дои:10.1107 / S0365110X66000434.
- ^ LaVilla, R.E .; Бауэр, С. Х. (1963). «Структура газообразного нитрата меди (II), определенная методом дифракции электронов». Варенье. Chem. Soc. 85 (22): 3597–3600. Дои:10.1021 / ja00905a015.
- ^ Dornberger-Schiff, K .; Leciejewicz, J. (1958). "Zur Struktur des Kupfernitrates Cu (NO3)2.1,5 ч2O ". Acta Crystallogr. 11: 825–826. Дои:10.1107 / S0365110X58002322.
- ^ Моросин, Б. (1970). «Кристаллическая структура Cu (NO3)2.2,5H2О ". Acta Crystallogr. B26: 1203–1208. Дои:10.1107 / S0567740870003898.
- ^ Дж. Гарадж, Sbornik Prac. Chem.-Technol. Фак. Svst., Cskosl. 1966. С. 35–39.
- ^ Зибасерешт, Р .; Хартсхорн, Р. М. (2006). «Динитрат гексааквакоппера (II): отсутствие искажения Яна-Теллера». Acta Crystallogr. E62: i19 – i22. Дои:10.1107 / S1600536805041851.
- ^ Менке Дж. Б. (1925). «Нитрование нитратами». Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 44: 141. Дои:10.1002 / recl.19250440209.
- ^ Балог М. «Нитрат меди (II) - бентонитовая глина K10» в Энциклопедии реагентов для органического синтеза (Эд: Л. Пакетт) 2004, J. Wiley & Sons, Нью-Йорк. Дои:10.1002 / 047084289X.
- ^ Колле, Кристин (1990). «Прямое ароматическое нитрование глин». Angewandte Chemie International Edition на английском языке. 29 (5): 535–536. Дои:10.1002 / anie.199005351.
внешняя ссылка
- Национальный кадастр загрязнителей - Информационный бюллетень по меди и соединениям
- Информационный бюллетень ICSC по меди и соединениям