คอปเปอร์ (I) คลอไรด์ (แตงกวา): โครงสร้างคุณสมบัติการใช้งาน - เคมี - 2026

ทองแดงคลอไรด์ (I)เป็นสารอนินทรีประกอบด้วยทองแดง (Cu) และคลอรีน (Cl) สูตรทางเคมีคือ CuCl ทองแดงในสารประกอบนี้มีความจุ +1 และคลอรีน -1 เป็นผลึกสีขาวซึ่งเมื่อสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานจะได้สีเขียวเนื่องจากการออกซิเดชั่นของทองแดง (I) เป็นทองแดง (II)

มันทำงานเหมือนกรดลิวอิสต้องการอิเล็กตรอนจากสารประกอบอื่น ๆ ที่เป็นเบสลิวอิสซึ่งมันก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนหรือ adducts ที่เสถียร หนึ่งในสารประกอบเหล่านี้คือคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ดังนั้นความสามารถในการจับตัวกันระหว่างทั้งสองจึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อดึง CO ออกจากกระแสก๊าซ

ทองแดงบริสุทธิ์ (I) คลอไรด์ (CuCl) Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) ที่มา: Wikimedia Commons

มีคุณสมบัติทางแสงที่สามารถใช้ในเซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสง นอกจากนี้ท่อนาโน CuCl ยังมีศักยภาพที่ดีในการใช้ในอุปกรณ์เพื่อจัดเก็บพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ

ใช้ในงานศิลปะดอกไม้ไฟเพราะเมื่อสัมผัสกับเปลวไฟจะทำให้เกิดแสงสีเขียวอมฟ้า

โครงสร้าง

CuCl ถูกสร้างขึ้นจากไอออนทองแดง Cu ⁺และคลอไรด์ไอออน Cl - การกำหนดค่าอิเล็กตรอนของไอออน Cu ⁺คือ:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ⁰

และเป็นเพราะทองแดงสูญเสียอิเล็กตรอนจากเปลือก 4s คลอไรด์ไอออนมีการกำหนดค่า:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶

จะเห็นได้ว่าไอออนทั้งสองมีเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์

สารประกอบนี้ตกผลึกด้วยสมมาตรลูกบาศก์ ภาพด้านล่างแสดงการจัดเรียงอะตอมในหน่วยผลึก ทรงกลมสีชมพูสอดคล้องกับทองแดงและทรงกลมสีเขียวกับคลอรีน

โครงสร้างของ CuCl ผู้แต่ง: Benjah-bmm27. ที่มา: Wikimedia Commons

ศัพท์เฉพาะ

• คอปเปอร์ (I) คลอไรด์
• คลอไรด์คิวรัส
• โมโนคลอไรด์ทองแดง

คุณสมบัติ

สภาพร่างกาย

ของแข็งผลึกสีขาวที่สัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานจะออกซิไดซ์และเปลี่ยนเป็นสีเขียว

น้ำหนักโมเลกุล

98.99 กรัม / โมล

จุดหลอมเหลว

430 ºC

จุดเดือด

ประมาณ 1,400 ºC

ความหนาแน่น

4.137 ก. / ซม. ³

การละลาย

เกือบไม่ละลายในน้ำ: 0.0047 g / 100 g ของน้ำที่ 20 ° C ไม่ละลายในเอทานอล (C ₂ H ₅ OH) และอะซิโตน (CH ₃ (C = O) CH ₃ )

คุณสมบัติทางเคมี

มันเป็นความไม่แน่นอนในอากาศเพราะ Cu ⁺มีแนวโน้มที่จะออกซิไดซ์ที่จะ Cu 2+ เมื่อเวลาผ่านไป Cupric oxide (CuO), cuprous hydroxide (CuOH) หรือ oxychloride เชิงซ้อนจะเกิดขึ้นและเกลือจะเปลี่ยนเป็นสีเขียว

คอปเปอร์ (I) คลอไรด์ที่สัมผัสกับสิ่งแวดล้อมและถูกออกซิไดซ์บางส่วน อาจมี CuO, CuOH และสารประกอบอื่น ๆ Benjah-bmm27 / สาธารณสมบัติ. ที่มา: Wikimedia Commons

ในสารละลายที่เป็นน้ำก็ไม่เสถียรเช่นกันเนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและการรีดิวซ์เกิดขึ้นพร้อมกันทำให้เกิดโลหะทองแดงและทองแดง (II) ไอออน:

CuCl → Cu ⁰ + CuCl ₂

CuCl เป็นกรดลิวอิส

สารประกอบนี้ทำหน้าที่ทางเคมีเป็นกรดลิวอิสซึ่งหมายความว่ามันหิวอิเล็กตรอนจึงสร้างตัวเหนี่ยวนำที่เสถียรด้วยสารประกอบที่สามารถให้พวกมันได้

ละลายได้มากในกรดไฮโดรคลอริก (HCl) โดยที่ Cl ^-ไอออนจะทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนและสายพันธุ์เช่น CuCl ₂ ^- , CuCl ₃ ^2-และ Cu ₂ Cl ₄ ^{2- เกิดขึ้น}เป็นต้น

นี่คือหนึ่งในสายพันธุ์ที่ก่อตัวในสารละลายของ CuCl ใน HCl ผู้แต่ง: Marilú Stea

สารละลาย CuCl ในน้ำมีความสามารถในการดูดซับคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) การดูดซึมนี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อสารละลายดังกล่าวมีทั้งกรดเป็นกลางหรือมีแอมโมเนีย (NH ₃ )

ในการแก้ปัญหาดังกล่าวคาดว่าจะเกิดสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆเช่น Cu (CO) ⁺ , Cu (CO) ₃ ⁺ , Cu (CO) ₄ ⁺ , CuCl (CO) และ^-ซึ่งขึ้นอยู่กับตัวกลาง

คุณสมบัติอื่น ๆ

มีลักษณะอิเล็กโทรออปติกการสูญเสียแสงต่ำในช่วงสเปกตรัมแสงที่กว้างตั้งแต่มองเห็นไปจนถึงอินฟราเรดดัชนีหักเหต่ำและค่าคงที่อิเล็กทริกต่ำ

การได้รับ

ทองแดง (I) คลอไรด์สามารถหาได้จากการทำปฏิกิริยาโลหะทองแดงโดยตรงกับก๊าซคลอรีนที่อุณหภูมิ 450-900 ° C ปฏิกิริยานี้ถูกนำไปใช้ในเชิงอุตสาหกรรม

2 Cu + Cl ₂ → 2 CuCl

นอกจากนี้ยังสามารถใช้สารประกอบรีดิวซ์เช่นกรดแอสคอร์บิกหรือซัลเฟอร์ไดออกไซด์เพื่อเปลี่ยนคลอไรด์คอปเปอร์ (II) เป็นคอปเปอร์ (I) คลอไรด์ ตัวอย่างเช่นในกรณีของ SO ₂จะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดซัลฟิวริก

2 CuCl ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O → 2 CuCl + H ₂ดังนั้น₄ + 2 HCl

การประยุกต์ใช้งาน

ในกระบวนการกู้คืน CO

ความสามารถของสารละลาย CuCl ในการดูดซับและกำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อให้ได้ CO บริสุทธิ์

ตัวอย่างเช่นกระบวนการที่เรียกว่า COSORB ใช้คอปเปอร์คลอไรด์ที่เสถียรในรูปของเกลือเชิงซ้อนกับอลูมิเนียม (CuAlCl ₄ ) ซึ่งละลายในตัวทำละลายอะโรมาติกเช่นโทลูอีน

การแก้ปัญหาจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากกระแสก๊าซที่จะแยกได้จากก๊าซอื่น ๆ เช่น CO ₂ , N ₂และ CH 4 จากนั้นสารละลายที่อุดมด้วยมอนอกไซด์จะถูกทำให้ร้อนภายใต้ความดันลดลง (นั่นคือด้านล่างบรรยากาศ) และ CO จะถูกกำจัดออก ก๊าซที่กู้คืนด้วยวิธีนี้มีความบริสุทธิ์สูง

โครงสร้างของคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งสังเกตเห็นอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในเชิงซ้อนกับ CuCl ผู้แต่ง: Benjah-bmm27. ที่มา: Wikimedia Commons

กระบวนการนี้ช่วยให้ได้รับ CO บริสุทธิ์โดยเริ่มจากก๊าซธรรมชาติที่ได้รับการปฏิรูปถ่านหินที่เป็นก๊าซหรือก๊าซที่ได้จากการผลิตเหล็ก

ในการเร่งปฏิกิริยา

CuCl ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีต่างๆ

ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาของธาตุเจอร์เมเนียม (Ge) กับไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) และเอทิลีน (CH ₂ = CH ₂ ) สามารถทำได้โดยใช้สารประกอบนี้ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการสังเคราะห์สารประกอบซิลิกอนอินทรีย์และกำมะถันอินทรีย์เฮเทอโรไซคลิกและอนุพันธ์ไนโตรเจนต่างๆ

พอลิฟีนลีนอีเทอร์พอลิเมอร์สามารถสังเคราะห์ได้โดยใช้ระบบตัวเร่งปฏิกิริยา 4 อะมิโนพิรินและ CuCl โพลีเมอร์นี้มีประโยชน์อย่างมากสำหรับคุณสมบัติเชิงกลการดูดซับความชื้นต่ำฉนวนกันความร้อนที่ดีเยี่ยมจากไฟฟ้าและความต้านทานต่อไฟ

ในการได้รับสารประกอบทองแดงอินทรีย์

สารประกอบ Alkenylcuprate สามารถเตรียมได้โดยการทำปฏิกิริยาเทอร์มินัลอัลคีนกับสารละลาย CuCl และแอมโมเนียในน้ำ

ในการรับโพลีเมอร์ที่เชื่อมโยงกับโลหะ

คอปเปอร์ (I) คลอไรด์สามารถประสานงานกับโพลีเมอร์สร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและผสมผสานความเรียบง่ายของตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันเข้ากับความสม่ำเสมอของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ในเซมิคอนดักเตอร์

สารประกอบนี้ใช้เพื่อให้ได้วัสดุที่ขึ้นรูปโดยγ-CuCl บนซิลิกอนซึ่งมีคุณสมบัติการเรืองแสงที่มีศักยภาพสูงที่จะใช้เป็นสารกึ่งตัวนำที่ปล่อยโฟตอน

วัสดุเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในไดโอดเปล่งแสงอัลตราไวโอเลตไดโอดเลเซอร์และเครื่องตรวจจับแสง

ใน supercapacitors

ผลิตภัณฑ์นี้ได้มาในรูปของอนุภาคนาโนลูกบาศก์หรือท่อนาโนทำให้สามารถผลิตซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ได้เนื่องจากมีความเร็วในการชาร์จที่โดดเด่นความสามารถในการย้อนกลับสูงและการสูญเสียความจุเพียงเล็กน้อย

ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์เป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานที่โดดเด่นในเรื่องความหนาแน่นของพลังงานสูงความปลอดภัยในการทำงานวงจรการชาร์จและการคายประจุที่รวดเร็วความเสถียรในระยะยาวและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

CuCl nanocubes สามารถใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการจัดเก็บพลังงาน ผู้แต่ง: Tide He ที่มา: Pixabay

แอพอื่น ๆ

เนื่องจาก CuCl ปล่อยแสงสีเขียวอมฟ้าเมื่อสัมผัสกับเปลวไฟจึงใช้ในการเตรียมดอกไม้ไฟที่ให้สีนั้นในระหว่างการทำงานของดอกไม้ไฟ

สีเขียวของดอกไม้ไฟบางส่วนอาจเป็นเพราะ CuCl ผู้แต่ง: Hans Braxmeier ที่มา: Pixabay

อ้างอิง

1. Milek, JT และ Neuberger, M. (1972). คลอไรด์ Cuprous ใน: Linear Electrooptic Modular Materials สปริงเกอร์บอสตันแมสซาชูเซตส์ กู้คืนจาก link.springer.com.
2. Lide, DR (บรรณาธิการ) (2546). คู่มือ CRC เคมีและฟิสิกส์. 85 ^TH CRC กด
3. Sneeden, RPA (1982). วิธีการดูดซึม / การดูดซับ ในเคมีออร์แกโนเมทัลลิกที่ครอบคลุม เล่มที่ 8. กู้คืนจาก sciencedirect.com.
4. ฝ้ายเอฟอัลเบิร์ตและวิลคินสันจอฟฟรีย์ (1980) เคมีอนินทรีย์ขั้นสูง. พิมพ์ครั้งที่สี่. John Wiley & Sons
5. Chandrashekhar, VC และคณะ (2018) ความก้าวหน้าล่าสุดในการสังเคราะห์โดยตรงของออร์กาโนเมทัลลิกและสารประกอบประสานงาน ในการสังเคราะห์โดยตรงของคอมเพล็กซ์โลหะ กู้คืนจาก sciencedirect.com.
6. คิวชิน, S. (2016). การสังเคราะห์ Organosilicon สำหรับการสร้างคลัสเตอร์ Organosilicon ในวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการเตรียมสารประกอบซิลิคอน กู้คืนจาก sciencedirect.com.
7. Van Koten, G. และ Noltes, JG (1982). สารประกอบ Organocopper ในเคมีออร์แกโนเมทัลลิกที่ครอบคลุม เล่ม 2 กู้คืนจาก sciencedirect.com.
8. Danieluk, D. et al. (2009) คุณสมบัติทางแสงของฟิล์ม CuCl ที่ไม่ได้ปิดและเจือด้วยออกซิเจนบนพื้นผิวซิลิกอน J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80 กู้คืนจาก link.springer.com.
9. Yin, B. และคณะ (2014) ท่อนาโนของ Cuprous Chloride เติบโตบนฟอยล์ทองแดงสำหรับขั้วไฟฟ้า Pseudocapacitor นาโน - ไมโครเลต. 6, 340-346 (2557). กู้คืนจาก link.springer.com.
10. Kim, K. และคณะ (2018) ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาอะมีนลิแกนด์ / ทองแดง (I) อะโรมาติกที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการสังเคราะห์โพลี (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) โพลีเมอร์ 2018, 10, 350 กู้คืนจาก mdpi.com.
11. Wikipedia (2020). คอปเปอร์ (I) คลอไรด์ สืบค้นจาก en.wikipedia.org.