- Fizikai és kémiai tulajdonságok
- Elektronikus konfiguráció
- Kémiai szerkezet
- Alkalmazások
- kockázatok
- Irodalom
A réz-nitrát (II) vagy réz-nitrát, a kémiai képlet Cu (NO 3) 2, élénk és vonzó színek kék-zöld szervetlen só. Ipari méretekben szintetizálják a réz ásványok bomlásából, ideértve a gerhardit és a rouait ásványokat is.
Más megvalósíthatóbb módszerek, a nyersanyag és a kívánt sómennyiség szempontjából, a fémes réz és annak származékaival való közvetlen reakciókból állnak. Amikor a réz érintkezésbe kerül salétromsav (HNO 3) koncentrált oldatával, redox reakció lép fel.
Ebben a reakcióban a réz oxidálódik és a nitrogént az alábbi kémiai egyenlet szerint redukálják:
Cu (ek) + 4HNO 3 (konc) => Cu (NO 3) 2 (aq) + 2H 2 O (l) + 2NO 2 (g)
A nitrogén-dioxid (NO 2) káros barna gáz; a kapott vizes oldat kékes színű. A réz képezheti a réziont (Cu +), a réziont (Cu 2+) vagy a kevésbé általános Cu 3+ ionot; a réziont azonban a vizes közegben sok elektronikai, energetikai és geometriai tényező nem részesíti előnyben.
A Cu + (0,52 V) standard redukciós potenciálja nagyobb, mint a Cu 2+ (0,34 V) esetében, ami azt jelenti, hogy a Cu + instabilabb, és hajlamos arra, hogy egy elektronot nyerjen, és Cu (s). Ez az elektrokémiai mérés magyarázza, hogy miért nem létezik CuNO 3 reakciótermékként vagy legalábbis vízben.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
A réz-nitrát vízmentes (száraz) vagy különböző arányú vízzel hidratált. Az anhidrid kék folyadék, de a hidrogénkötéseket képező vízmolekulákkal való koordináció után Cu (NO 3) 2 · 3H 2 O vagy Cu (NO 3) 2 · 6H 2 O formájában kristályosodik. a piacon leginkább elérhető só három formája.
A száraz só molekulatömege 187,6 g / mol, ehhez az értékhez hozzáadva 18 g / mol minden sóba beépített vízmolekula számára. Sűrűsége 3,05 g / ml, és csökken minden beépített vízmolekula esetében: 2,32 g / ml a háromhidratált só esetében és 2,07 g / ml a hexahidrált só esetében. Ennek nincs forráspontja, inkább szublimál.
A réz-nitrát mindhárom formája jól oldódik vízben, ammóniában, dioxánban és etanolban. Olvadáspontjuk csökken, amikor egy új molekula hozzáadódik a réz külső koordinációs szférájához; a fúziót réz-nitrát hőbontása követi, aminek eredményeként az NO 2 káros gázjai keletkeznek:
2 Cu (NO 3) 2 (s) => 2 CuO (s) + 4 NO 2 (g) + O 2 (g)
A fenti kémiai egyenlet a vízmentes sóra vonatkozik; hidratált sók esetén az egyenlet jobb oldalán vízgőz keletkezik.
Elektronikus konfiguráció
A Cu 2+ ion elektronkonfigurációja 3d 9, amely paramagnetizmust mutat (a 3d 9 körüli elektron nem páros).
Mivel a réz a periódusos rendszer negyedik periódusának átmeneti fémje, és mivel a HNO 3 hatása miatt elvesztette két vegyérték-elektronát, továbbra is rendelkezésére áll a 4s és 4p pálya, hogy kovalens kötéseket képezzen. Ezenkívül a Cu 2+ ki tudja használni a legkülső 4d pályáinak kettőjét, hogy akár hat molekulával koordináljon.
NO 3 - az anionok laposak, és ahhoz, hogy a Cu 2+ képes legyen velük koordinálni, Sp 3 d 2 hibridizációval kell rendelkeznie, amely lehetővé teszi oktaéderes geometria alkalmazását; Ez megakadályozza, hogy a NO 3 - anionok az „üti” egymást.
Ezt Cu 2+ -kal érik el, négyzet alakú síkba helyezve egymást. A kapott sóban lévő Cu-atom konfigurációja: 3d 9 4s 2 4p 6.
Kémiai szerkezet
A felső képen egy izolált Cu (NO 3) 2 molekulát ábrázolunk a gázfázisban. A nitrát-anion oxigénatomjai közvetlenül koordinálódnak a rézcentrummal (belső koordinációs gömb), négy Cu-O kötést képezve.
Négyszögű molekuláris geometriája van. A síkot a csúcsokon lévő piros gömbök és a közepén lévő rézgömb húzzák. A kölcsönhatások gázfázisban nagyon gyengék miatt elektrosztatikus taszítás közötti NO 3 - csoportok.
A szilárd fázisban azonban a rézközpontok fémkötéseket képeznek –Cu – Cu–, és így polimer rézláncokat képeznek.
Vízmolekulák hidrogénkötéseket képeznek NO 3 - csoportok, és ezek a kínál hidrogénkötések más vízmolekulák, és így tovább, amíg létre egy vízben gömb körül Cu (NO 3) 2.
Ebben a szférában 1-6 külső szomszédja lehet; ennélfogva a só könnyen hidratálódik, hogy hidratált tri- és hexasókat képezzen.
A sót egy Cu 2+ iont és két NO 3 - ionok, így ez egy kristályossága jellemző ionos vegyületek (rombos a vízmentes só, rombohedrális a hidratált sók). A kötések azonban kovalens természetűek.
Alkalmazások
A réz-nitrát lenyűgöző színeinek köszönhetően ez a só adalékanyagként alkalmazható kerámia, fémfelületek, egyes tűzijátékok és a textilipar számára is.
Jó rézforrás sok reakció számára, különösen azokban, amelyekben a szerves reakciókat katalizálja. Más nitrátokhoz hasonló felhasználásokat is talál, fungicidként, herbicidként vagy favédőszerként.
Egy másik fő és legújabb felhasználása a CuO-katalizátorok vagy fényérzékeny tulajdonságokkal rendelkező anyagok szintézise.
Klasszikus reagensként is használják laboratóriumok oktatásában, hogy megmutassák a reakciókat a vulkáni sejtekben.
kockázatok
- Erősen oxidálószer, káros a tengeri ökoszisztémára, irritáló, mérgező és maró hatású. Fontos, hogy elkerüljük a fizikai érintkezést a reagenssel.
- Nem tűzveszélyes.
- Magas hőmérsékleten bomlik, irritáló gázokat szabadítva fel, beleértve az NO 2 -ot.
- Az emberi testben krónikus károsodást okozhat a szív- és érrendszerben és a központi idegrendszerben.
- Irritációt okozhat a gyomor-bélrendszerben.
- Mivel nitrát, a testben nitritré válik. A nitritcsomók pusztítják a vér oxigénszintjét és a kardiovaszkuláris rendszert.
Irodalom
- Day, R., és Underwood, A. Kvantitatív analitikai kémia (5. kiadás). PEARSON Prentice Hall, p-810.
- MEL Science. (2015-2017). MEL Science. Beolvasva: 2018. március 23, a MEL Science oldalról: melscience.com
- ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Visszakeresve: 2018. március 23-án, a ResearchGate-ről: researchgate.net
- Science Lab. Science Lab. Beolvasva: 2018. március 23-án, a Science Lab-tól: sciencelab.com
- Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (nyolcadik kiadás). p-321. CENGAGE Tanulás.
- Wikipedia. Wikipedia. Visszakeresve: 2018. március 22-én, a Wikipedia-ról: en.wikipedia.org
- Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo és Giraldo, Oscar. (2011). A réz-hidroxi-sók szintézisének egyszerű módja. Journal of the Brazilian Chemical Society, 22. (3), 546-551