Vara nitrāts (Cu (NO3) 2) struktūra, īpašības, pielietojumi



The vara nitrāts (II) vai vara nitrātu, kura ķīmiskā formula ir Cu (NO)3)2, Tas ir spilgts neorganisks sāls un pievilcīgas zilganzaļas krāsas. Tas tiek sintezēts rūpnieciskā mērogā no vara rūdu sadalīšanās, ieskaitot minerālvielas Gerhardite un Rouaite..

Citas realizējamākas metodes izejvielu un vēlamā sāls daudzuma ziņā veido tiešas reakcijas ar metālu vara un tā atvasinājumiem. Kad varš ir saskarē ar koncentrētu slāpekļskābes šķīdumu (HNO)3), notiek redoksreakcija.

Šajā reakcijā vara oksidējas un slāpeklis tiek samazināts saskaņā ar šādu ķīmisko vienādojumu:

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

Slāpekļa dioksīds (NO2) ir brūna un kaitīga gāze; iegūtais ūdens šķīdums ir zilgani. Varš var veidot kausēto jonu (Cu+), vara jonu (Cu2+) vai mazāk izplatīta jonu Cu3+; tomēr daudzos elektroniskos, enerģētiskos un ģeometriskos faktorus ūdens vidē nav labvēlīga kauss jonu.

Cu standarta samazināšanas potenciāls+ (0,52V) ir lielāks nekā Cu2+ (0.34V), kas nozīmē, ka Cu+ tas ir nestabilāks un mēdz iegūt elektronu, lai kļūtu par Cu (-iem). Šis elektroķīmiskais pasākums izskaidro, kāpēc CuNO nav3 kā reakcijas produkts vai vismaz ūdenī.

Indekss

  • 1 Fizikālās un ķīmiskās īpašības
    • 1.1. Elektroniskā konfigurācija
  • 2 Ķīmiskā struktūra
  • 3 Lietojumi
  • 4 Riski
  • 5 Atsauces

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Vara nitrāts ir anhidrīds (sauss) vai hidratēts ar dažādām ūdens proporcijām. Anhidrīds ir zils šķidrums, bet pēc saskaņošanas ar ūdens molekulām, kas spēj veidot ūdeņraža saites, kristalizējas kā Cu (NO)3)2· 3H2O vai Cu (NO3)2· 6H2O. Tie ir trīs visvairāk pieejamie sāls veidi tirgū.

Sausā sāls molekulmasa ir 187,6 g / mol, pievienojot šai vērtībai 18 g / mol katrai sāls saturošajai ūdens molekulai. Tā blīvums ir vienāds ar 3,05 g / ml, un tas samazinās par katru pievienoto ūdens molekulu: 2,32 g / ml trihidrātajam sālam un 2,07 g / ml heksahidrātajam sālim. Tam nav viršanas punkta, bet sublimējas.

Trīs vara nitrāta formas ir ļoti labi šķīst ūdenī, amonjakā, dioksānā un etanolā. Tā kausēšanas punkti nolaižas, kad vara koordinācijas ārējai sfērai pievieno citu molekulu; fūzijai seko vara nitrāta termiskā sadalīšanās, radot NO kaitīgās gāzes2:

2 Cu (NO3)2(s) => 2 CuO (s) + 4 NĒ2(g) + O2(g)

Iepriekšminētais ķīmiskais vienādojums attiecas uz bezūdens sāli; hidratētiem sāļiem vienādojuma labajā pusē tiks ražots arī tvaiks.

Elektroniskā konfigurācija

Cu jonu elektroniskā konfigurācija2+ ir [Ar] 3d9, parādot paramagnetismu (elektronu 3d orbitālā9 ir nepārspējams).

Tā kā vara ir periodiskā tabulas ceturtā perioda pārejas metāls un pēc HNO darbības ir zaudējis divus valences elektronus.3, tur ir pieejami 4s un 4p orbīti, kas veido kovalentās saites. Vēl vairāk, Cu2+ var izmantot divus no tā attālākajiem 4d orbitāliem, lai varētu koordinēt līdz sešām molekulām.

Anjoni NĒ3- ir plakanas, un tā Cu2+ tiem var būt sp hibridizācija3d2 kas ļauj viņam pieņemt oktaedrālu ģeometriju; tas novērš anjonus no NOT3- viņi "hit" viens otru.

Tas tiek panākts ar Cu2+, novietojot tos kvadrātveida plaknē ap otru. Iegūtā Cu atoma konfigurācija sāls robežās ir: [Ar] 3d94s24p6.

Ķīmiskā struktūra

Augšējā attēlā ir attēlota izolēta Cu (NO) molekula3)2 gāzes fāzē. Nitrātu anjona skābekļa atomi tieši sakrīt ar vara centru (iekšējā koordinācijas sfēra), veidojot četras Cu-O saites.

Tam ir kvadrātveida plakana molekulārā ģeometrija. Plakni velk sarkanas sfēras virsotnē un vara sfēru centrā. Gāzveida fāzes mijiedarbība ir ļoti vāja, pateicoties elektrostatiskajai atgrūšanai starp NO grupām3-.

Tomēr cietajā fāzē vara centri veido metāla savienojumus -Cu-Cu-, radot polimēru vara ķēdes.

Ūdens molekulas var veidot ūdeņraža saites ar NO grupām3-, un tie piedāvās ūdeņraža tiltus citiem ūdens molekulām un tā tālāk, līdz radīs ūdens sfēru ap Cu (NO3)2.

Šajā jomā tai var būt no 1 līdz 6 ārējiem kaimiņiem; tādēļ sāls ir viegli hidratēts, lai radītu hidratētos tri un heksa sāļus.

Sāls veido Cu jonu2+ un divi joni NĒ3-, dodot tai raksturīgu jonu savienojumu kristāliskumu (ororombombisks attiecībā uz bezūdens sāli, rombohedru hidratētiem sāļiem). Tomēr saites ir kovalentākas.

Lietojumi

Varš nitrāta aizraujošajām krāsām šis sāls tiek izmantots kā keramikas, metāla virsmu, dažu uguņošanas ierīču un arī tekstilrūpniecības piedevu pielietotājs..

Tas ir labs jonu vara avots daudzām reakcijām, īpaši tām, kurās tas katalizē organiskās reakcijas. Tā arī izmanto līdzīgus lietojumus kā citi nitrāti, kā fungicīdu, herbicīdu vai koksnes konservantu..

Vēl viens no galvenajiem un novatoriskākajiem izmantošanas veidiem ir CuO katalizatoru vai materiālu, kam piemīt gaismjutīgas īpašības, sintēze.

To izmanto arī kā klasisku reaģentu mācību laboratorijās, lai parādītu reakcijas volta šūnu iekšienē.

Riski

- Tas ir spēcīgi oksidētājs, kaitīgs jūras ekosistēmai, kairinošs, toksisks un kodīgs. Ir svarīgi izvairīties no jebkādas fiziskas saskares ar reaģentu.

- Tas nav uzliesmojošs.

- Augstās temperatūrās tas sadalās, atbrīvojot kairinošas gāzes, starp kurām ir NO2.

- Cilvēka organismā var izraisīt hronisku sirds un asinsvadu un centrālās nervu sistēmas bojājumu.

- Var izraisīt kuņģa-zarnu trakta kairinājumu.

- Kā nitrāts, ķermeņa iekšpusē kļūst nitrīts. Nitrits iznīcina skābekļa līmeni asinīs un sirds un asinsvadu sistēmā.

Atsauces

  1. Diena, R., un Underwood, A. Kvantitatīvā analītiskā ķīmija (piektā redakcija). PEARSON Prentice zāle, p-810.
  2. MEL zinātne. (2015-2017). MEL zinātne. Saturs iegūts 2018. gada 23. martā no MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Saturs iegūts 2018. gada 23. martā no ResearchGate: researchgate.net
  4. Zinātnes laboratorija. Zinātnes laboratorija. Saturs iegūts 2018. gada 23. martā no Science Lab: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck, un Stanley. (2008). Ķīmija (astotais red.). p-321. CENGAGE Learning.
  6. Vikipēdija. Vikipēdija. Saturs iegūts 2018. gada 22. martā no Wikipedia: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, un Giraldo, Oscar. (2011). Vienkāršs ceļš vara hidroksi sāļu sintēzei. Brazīlijas ķīmijas biedrības žurnāls, 22(3), 546-551