Bakreni nitrat (Cu (NO3) 2) Struktura, svojstva, upotreba



bakar nitrat (II) ili bakrov nitrat, čija je kemijska formula Cu (NO)3)2, To je svijetla neorganska sol i atraktivne plavo-zelene boje. Sintetizira se u industrijskim razmjerima od razgradnje ruda bakra, uključujući minerale Gerhardite i Rouaite..

Ostale izvedive metode, u pogledu sirovine i željenih količina soli, sastoje se od izravnih reakcija s metalnim bakrom i njegovim derivatnim spojevima. Kada je bakar u kontaktu s koncentriranom otopinom dušične kiseline (HNO3) dolazi do redoks reakcije.

U ovoj reakciji bakar se oksidira i dušik se reducira prema sljedećoj kemijskoj jednadžbi:

Cu (s) + 4HNO3(konc) => Cu (br3)2(ac) + 2H2O (1) + 2NO2(G)

Dušikov dioksid (NO2) je smeđi i štetan plin; rezultirajuća vodena otopina je plavkasta. Bakar može oblikovati bakrov ion (Cu+, bakrov ion (Cu2+ili manje uobičajeni ion Cu3+; međutim, ion bakra nije pogodan u vodenim medijima mnogim elektroničkim, energetskim i geometrijskim faktorima.

Standardni potencijal redukcije za Cu+ (0.52V) je veća nego za Cu2+ (0.34V), što znači da je Cu+ ona je nestabilnija i ima tendenciju da dobije elektron da postane Cu (s). Ova elektrokemijska mjera objašnjava zašto CuNO ne postoji3 kao produkt reakcije, ili barem u vodi.

indeks

  • 1 Fizikalna i kemijska svojstva
    • 1.1 Elektronička konfiguracija
  • 2 Kemijska struktura
  • 3 Upotreba
  • 4 Rizici
  • 5 Reference

Fizikalna i kemijska svojstva

Bakar nitrat se nalazi anhidrid (suhi) ili hidriran s različitim udjelima vode. Anhidrid je plava tekućina, ali nakon koordinacije s molekulama vode - sposobnim za formiranje vodikovih veza - kristalizira kao Cu (NO)3)2· 3H2O ili Cu (NO3)2· 6H2O. To su tri najpopularnija oblika soli na tržištu.

Molekulska masa za suhu sol je 187,6 g / mol, dodajući toj vrijednosti 18 g / mol za svaku molekulu vode ugrađenu u sol. Njegova gustoća je jednaka 3,05 g / ml, a to se smanjuje za svaku molekulu vode uključene: 2,32 g / ml za trihidratnu sol i 2,07 g / ml za heksa-hidriranu sol. Nema točku vrenja, već sublimira.

Tri oblika bakarnog nitrata su visoko topljiva u vodi, amonijaku, dioksanu i etanolu. Njegove točke taljenja spuštaju se kao dodatna molekula dodana u vanjsku sferu koordinacije bakra; fuzija je praćena termičkom razgradnjom bakarnog nitrata, stvarajući štetne plinove NO2:

2 Cu (br3)2(s) => 2 CuO (s) + 4 NO2(g) + O2(G)

Gornja kemijska jednadžba je za bezvodnu sol; za hidratirane soli, para će se također proizvoditi na desnoj strani jednadžbe.

Elektronička konfiguracija

Elektronska konfiguracija Cu iona2+ je [Ar] 3d9, predstavlja paramagnetizam (elektron u 3d orbitali9 je nesparen).

Budući da je bakar prijelazni metal četvrtog razdoblja periodnog sustava, a izgubio je dva valentna elektrona djelovanjem HNO3, ona još uvijek ima orbite 4s i 4p za formiranje kovalentnih veza. Štoviše, Cu2+ mogu iskoristiti dvije svoje krajnje 4d orbitale da bi mogle koordinirati do šest molekula.

Anioni NE3- su ravne, i tako Cu2+ može koordinirati s njima treba imati sp hibridizaciju3d2 što mu omogućuje usvajanje oktaedrijske geometrije; to sprječava anione iz NE3- međusobno "udaraju".

To se postiže Cu2+, stavljajući ih u kvadratnu ravninu jedan oko drugoga. Nastala konfiguracija za Cu atom unutar soli je: [Ar] 3d94s24p6.

Kemijska struktura

Na gornjoj slici prikazana je izolirana molekula Cu (NO)3)2 u plinskoj fazi. Atomi kisika u nitratnom anionu koordiniraju se izravno s bakrenim središtem (unutarnja koordinacijska sfera), formirajući četiri Cu-O veze.

Ima kvadratnu planarnu geometriju molekula. Ravninu crtaju crvene sfere na vrhovima i bakrena sfera u središtu. Interakcije plinovite faze su vrlo slabe zbog elektrostatskog odbijanja između NO grupa3-.

Međutim, u čvrstoj fazi bakreni centri formiraju metalne veze -Cu-Cu-, stvarajući polimerne bakrene lance.

Molekule vode mogu tvoriti vodikove veze s NO skupinama3-, i oni će nuditi vodikove mostove za druge molekule vode, i tako dalje, sve dok se ne kreira vodena sfera oko Cu (NO3)2.

U ovoj sferi može imati od 1 do 6 vanjskih susjeda; stoga se sol lako hidrira kako bi se proizvele hidratirane tri i heksa soli.

Sol se formira iz Cu iona2+ i dva iona NE3-, dajući joj karakterističnu kristalnost ionskih spojeva (ortorombično za bezvodnu sol, romboedarnu za hidratirane soli). Međutim, veze su kovalentne.

aplikacije

Za fascinantne boje bakarnog nitrata, ova se sol koristi kao dodatak u keramici, na metalnim površinama, u nekim vatrometima iu tekstilnoj industriji kao smjesa.

Dobar je izvor ionskog bakra za mnoge reakcije, posebno one u kojima katalizira organske reakcije. Također pronalazi primjenu sličnu drugim nitratima, bilo kao fungicid, herbicid ili kao konzervans za drvo..

Još jedna od glavnih i najinovativnijih primjena je u sintezi CuO katalizatora ili materijala s fotoosjetljivim svojstvima.

Također se koristi kao klasični reagens u nastavnim laboratorijima kako bi pokazao reakcije unutar voltičnih stanica.

rizici

- To je jako oksidirajuće sredstvo, štetno za morski ekosustav, nadražujuće, otrovno i korozivno. Važno je izbjegavati sve fizičke kontakte izravno s reagensom.

- Nije zapaljiv.

- Raspada se na visokim temperaturama, oslobađajući iritantne plinove, među njima i NO2.

- U ljudskom tijelu može uzrokovati kronično oštećenje kardiovaskularnog i središnjeg živčanog sustava.

- Može izazvati iritaciju u probavnom traktu.

- Budući da je nitrat, unutar tijela postaje nitrit. Nitrit dovodi u pitanje razinu kisika u krvi i kardiovaskularnom sustavu.

reference

  1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativna analitička kemija (peti red.). PEARSON Prentice Hall, str.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Preuzeto 23. ožujka 2018. iz MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Preuzeto 23. ožujka 2018. iz ResearchGate: researchgate.net
  4. Znanstveni laboratorij. Znanstveni laboratorij. Preuzeto 23. ožujka 2018. iz Znanstvenog laboratorija: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). kemija (osmi ed.). p-321. CENGAGE Učenje.
  6. Wikipedija. Wikipedija. Preuzeto 22. ožujka 2018. s Wikipedije: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo i Giraldo, Oscar. (2011). Jednostavan put za sintezu hidroksilnih soli bakra. Časopis brazilskog kemijskog društva, 22(3), 546-551