Vasknitraat (Cu (NO3) 2) struktuur, omadused, kasutusalad



The vasknitraat (II) või vasknitraat, mille keemiline valem on Cu (NO)3)2, See on helge anorgaaniline sool ja atraktiivsed sinised-rohelised värvid. See sünteesitakse tööstuslikus mastaabis vase maagide lagunemisest, kaasa arvatud mineraalid Gerhardite ja Rouaite..

Muud teostatavamad meetodid tooraine ja soola soovitud koguste osas koosnevad otsestest reaktsioonidest metallilise vase ja selle derivaatühenditega. Kui vask on kokkupuutes lämmastikhappe kontsentreeritud lahusega (HNO)3), toimub redoksreaktsioon.

Selles reaktsioonis vaske oksüdeeritakse ja lämmastikku vähendatakse vastavalt järgmisele keemilisele võrrandile:

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

Lämmastikdioksiid (NO2) on pruun ja kahjulik gaas; saadud vesilahus on sinakas. Vask võib moodustada vase iooni (Cu+), vaskioon (Cu2+) või vähem levinud ioon Cu3+; siiski ei ole vesikeskkonnas eelistatud vask-ioon paljudele elektroonilistele, energilistele ja geomeetrilistele teguritele.

Cu standardne vähendamise potentsiaal+ (0,52V) on suurem kui Cu puhul2+ (0,34 V), mis tähendab, et Cu+ see on ebastabiilsem ja kipub saama elektroni, et saada Cu (d). See elektrokeemiline meede selgitab, miks CuNO-d pole olemas3 reaktsiooni produktina või vähemalt vees.

Indeks

  • 1 Füüsikalised ja keemilised omadused
    • 1.1 Elektrooniline konfiguratsioon
  • 2 Keemiline struktuur
  • 3 Kasutamine
  • 4 Riskid
  • 5 Viited

Füüsikalised ja keemilised omadused

Vasknitraati leitakse anhüdriidina (kuiv) või hüdraadina erineva koguse veega. Anhüdriid on sinine vedelik, kuid pärast veemolekulidega kooskõlastamist, mis on võimelised moodustama vesiniksidemeid, kristalliseerub Cu (NO)3)2· 3H2O või Cu (NO3)2· 6H2O. Need on kolm kõige kättesaadavamat soolavormi turul.

Kuiva soola molekulmass on 187,6 g / mol, lisades sellele väärtusele 18 g / mol iga soola sisaldava vee molekuli kohta. Selle tihedus on võrdne 3,05 g / ml ja see väheneb iga lisatud molekuli puhul: 2,32 g / ml trihüdraaditud soola puhul ja 2,07 g / ml heksahüdraaditud soola puhul. Sellel ei ole keemistemperatuuri, kuid sublimeerub.

Vasknitraadi kolm vormi lahustuvad vees, ammoniaagis, dioksaanis ja etanoolis. Selle sulamistemperatuurid langevad, kui vase koordineerimise välispinnale lisatakse teine ​​molekul; fusioonile järgneb vasknitraadi termiline lagunemine, mis tekitab NO mürgiseid gaase2:

2 Cu (NO3)2(s) => 2 CuO (s) + 4 NO2(g) + O2(g)

Ülaltoodud keemiline võrrand on veevaba soola puhul; hüdraatunud soolade jaoks toodetakse ka võrrandi paremale küljele aur.

Elektrooniline konfiguratsioon

Cu iooni elektrooniline konfiguratsioon2+ on [Ar] 3d9, paramagnetismi esitamine (elektron orbitaalis9 on paaritu.

Kuna vask on perioodilise tabeli neljanda perioodi üleminekumetall, mis on kaotanud kaks oma valentselektroni HNO toimel3, Kovalentsete sidemete moodustamiseks on veel olemas 4s ja 4p orbitaalid. Veelgi enam, Cu2+ võib kasutada kahte oma äärepoolsemat 4d orbiidi, et oleks võimalik koordineerida kuni kuut molekuli.

Anioonid EI OLE3- on tasased ja nii Cu2+ nendega kooskõlastamisel peaks olema sp-hübridisatsioon3d2 mis võimaldab tal võtta oktaeedrilise geomeetria; see hoiab ära anioonide EI3- nad tabavad üksteist.

See saavutatakse Cu poolt2+, asetades need üksteise ümber ruudu tasandile. Saadud Cu aatomi konfiguratsioon soolas on: [Ar] 3d94s24p6.

Keemiline struktuur

Ülemine kujutises on kujutatud Cu (NO) eraldatud molekul3)2 gaasifaasis. Nitraataniooni hapniku aatomid koordineerivad otseselt vasekeskusega (sisemine koordineerimissfäär), moodustades neli Cu-O sidet.

Sellel on ruudukujuline molekulaarne geomeetria. Lennukit tõmbab punased sfäärid tippude ja vase sfääri keskel. Gaasiliste faaside interaktsioonid on NO rühmade vahelise elektrostaatilise tõukumise tõttu väga nõrgad3-.

Kuid tahkes faasis moodustavad vaskkeskused metallist sidemed -Cu-Cu-, luues polümeersed vaskahelad.

Vee molekulid võivad moodustada vesiniksidemeid NO rühmadega3-, ja need pakuvad vesinik sillad teistele veemolekulidele ja nii edasi, kuni tekib Cu ümber veesfäär (NO3)2.

Selles valdkonnas võib tal olla 1 kuni 6 välist naabrit; seega on sool kergesti hüdreeritud, et saada hüdraatunud tri- ja heksaalsoolasid.

Sool moodustatakse Cu ioonist2+ ja kaks iooni ÄRGE3-, andes talle ioonsete ühendite iseloomuliku kristallilisuse (ortorombiline veevaba soola jaoks, romboedriline hüdraatunud soolade jaoks). Lingid on siiski kovalentsemad.

Kasutamine

Vasknitraadi põnevate värvide jaoks on selle soola kasutamine keraamika, metallpindade, mõningate ilutulestike ning tekstiilitööstuse lisandina mordinaatorina..

See on hea ioonse vase allikas paljudele reaktsioonidele, eriti nendele, kus see katalüüsib orgaanilisi reaktsioone. Samuti leitakse, et see on sarnane teiste nitraatidega, näiteks fungitsiidina, herbitsiidina või puidukaitsevahendina..

Teine selle peamine ja uuenduslikum kasutusala on CuO katalüsaatorite või valgustundlike omadustega materjalide süntees.

Seda kasutatakse ka klassikalise reagendina õpetamislaborites, et näidata reaktsioone voltaalsetes rakkudes.

Riskid

- See on tugevalt oksüdeeriv aine, mis on kahjulik mere ökosüsteemile, ärritav, toksiline ja söövitav. Oluline on vältida igasugust füüsilist kontakti reagendiga.

- See ei ole süttiv.

- See laguneb kõrgetel temperatuuridel, tekitades ärritavaid gaase, nende hulgas NO2.

- Inimkehas võib põhjustada kroonilisi kahjustusi südame-veresoonkonna ja kesknärvisüsteemidele.

- Võib põhjustada seedetrakti ärritust.

- Nitraadina muutub keha sees nitritiks. Nitrit hävitab hapniku taset veres ja südame-veresoonkonna süsteemis.

Viited

  1. Päev, R., ja Underwood, A. Kvantitatiivne analüütiline keemia (viies väljaanne). PEARSON Prentice Hall, p-810.
  2. MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Välja otsitud 23. märtsil 2018, MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Välja otsitud 23. märtsil 2018 alates ResearchGate: researchgate.net
  4. Science Lab. Science Lab. Välja otsitud 23. märtsil 2018, Science Lab: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Keemia (kaheksas väljaanne). p-321. KESKMINE Õppimine.
  6. Wikipedia. Wikipedia. Välja otsitud 22. märtsil 2018 Wikipedias: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo ja Giraldo, Oscar. (2011). Lihtne tee vaskhüdroksiidsoolade sünteesimiseks. Brasiilia keemiaühingu ajakiri, 22(3), 546-551