- คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
- การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์
- โครงสร้างทางเคมี
- การประยุกต์ใช้งาน
- ความเสี่ยง
- อ้างอิง
ไนเตรตทองแดง (II) ไนเตรตหรือ Cupric, เคมีสูตร Cu (NO 3 ) 2เป็นที่สดใสและสีที่น่าสนใจสีเขียวเกลือนินทรีย์ มันถูกสังเคราะห์ในระดับอุตสาหกรรมจากการสลายตัวของแร่ทองแดงรวมทั้งแร่ธาตุแกร์ฮาร์ดและรูเอต์
วิธีการอื่น ๆ ที่เป็นไปได้มากกว่าในแง่ของวัตถุดิบและปริมาณเกลือที่ต้องการประกอบด้วยปฏิกิริยาโดยตรงกับโลหะทองแดงและสารประกอบอนุพันธ์ เมื่อทองแดงสัมผัสกับสารละลายเข้มข้นของกรดไนตริก (HNO 3 ) ปฏิกิริยารีดอกซ์จะเกิดขึ้น
ในปฏิกิริยานี้ทองแดงจะถูกออกซิไดซ์และไนโตรเจนจะลดลงตามสมการทางเคมีต่อไปนี้:
Cu (s) + 4HNO 3 (conc) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2H 2 O (l) + 2NO 2 (g)
ไนโตรเจนไดออกไซด์ (NO 2 ) เป็นก๊าซสีน้ำตาลที่เป็นอันตราย ผลที่ได้คือสารละลายสีน้ำเงิน ทองแดงสามารถสร้างไอออนทองแดง (Cu + ) ไอออน Cupric (Cu 2+ ) หรือไอออนกันน้อย Cu 3+ ; อย่างไรก็ตามไอออนรูปถ้วยไม่ได้รับการสนับสนุนในสื่อที่เป็นน้ำเนื่องจากปัจจัยทางอิเล็กทรอนิกส์พลังและเรขาคณิตหลายอย่าง
ศักยภาพในการลดมาตรฐานสำหรับ Cu + (0.52V) มากกว่า Cu 2+ (0.34V) ซึ่งหมายความว่า Cu +ไม่เสถียรมากกว่าและมีแนวโน้มที่จะได้รับอิเล็กตรอนเพื่อให้กลายเป็น Cu (s ). การวัดทางเคมีไฟฟ้านี้อธิบายว่าเหตุใดจึงไม่มี CuNO 3เป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาหรืออย่างน้อยก็ในน้ำ
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
ไนเตรตคอปเปอร์เป็นไฮไดรด์ (แห้ง) หรือไฮเดรตด้วยน้ำในสัดส่วนที่ต่างกัน แอนไฮไดรด์เป็นของเหลวสีน้ำเงิน แต่หลังจากประสานงานกับโมเลกุลของน้ำแล้ว - สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้ - มันจะตกผลึกเป็น Cu (NO 3 ) 2 · 3H 2 O หรือ Cu (NO 3 ) 2 · 6H 2 O สิ่งเหล่านี้คือ เกลือสามรูปแบบที่มีจำหน่ายมากที่สุดในตลาด
น้ำหนักโมเลกุลของเกลือแห้งคือ 187.6 ก. / โมลบวกกับค่านี้ 18 กรัม / โมลสำหรับน้ำแต่ละโมเลกุลที่รวมอยู่ในเกลือ ความหนาแน่นเท่ากับ 3.05 g / mL และจะลดลงสำหรับแต่ละโมเลกุลของน้ำที่รวมอยู่: 2.32 g / mL สำหรับเกลือไตรไฮเดรตและ 2.07 g / mL สำหรับเกลือเฮกซาไฮเดรต ไม่มีจุดเดือด แต่ค่อนข้างระเหิด
ไนเตรตทองแดงทั้งสามรูปแบบสามารถละลายได้สูงในน้ำแอมโมเนียไดออกเซนและเอทานอล จุดหลอมเหลวของพวกมันจะลดลงเมื่อโมเลกุลอื่นถูกเพิ่มเข้าไปในทรงกลมด้านนอกของทองแดง ฟิวชั่นตามด้วยการสลายตัวด้วยความร้อนของไนเตรตทองแดงทำให้เกิดก๊าซพิษ NO 2 :
2 Cu (ไม่3 ) 2 (s) => 2 CuO (s) + 4 NO 2 (g) + O 2 (g)
สมการทางเคมีข้างต้นเป็นของเกลือปราศจากน้ำ สำหรับเกลือไฮเดรตไอน้ำจะถูกผลิตขึ้นทางด้านขวามือของสมการ
การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์
การกำหนดค่าอิเล็กตรอนสำหรับไอออน Cu 2+คือ 3d 9ซึ่งแสดงพาราแมกเนติก (อิเล็กตรอนในออร์บิทัล3 มิติ9ไม่ได้รับการจับคู่)
เนื่องจากทองแดงเป็นโลหะทรานซิชันของช่วงเวลาที่สี่ของตารางธาตุและสูญเสียเวเลนซ์อิเล็กตรอนสองตัวเนื่องจากการกระทำของ HNO 3จึงยังคงมีวงโคจร 4s และ 4p เพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ นอกจากนี้ Cu 2+ยังสามารถใช้วงโคจร 4d ที่อยู่นอกสุดสองอันเพื่อประสานงานกับโมเลกุลได้มากถึงหกโมเลกุล
NO 3 -แอนไอออนจะแบนและเพื่อให้ Cu 2+สามารถประสานกับพวกมันได้จะต้องมีการผสมพันธ์ sp 3 d 2ที่อนุญาตให้ใช้รูปทรงแปดเหลี่ยม สิ่งนี้จะป้องกันไม่ให้ NO 3 -แอนไอออน"ตี" กัน
สิ่งนี้ทำได้โดย Cu 2+โดยวางไว้ในระนาบสี่เหลี่ยมรอบกัน การกำหนดค่าผลลัพธ์สำหรับอะตอม Cu ภายในเกลือคือ: 3d 9 4s 2 4p 6
โครงสร้างทางเคมี
ในภาพบนโมเลกุลที่แยกได้ของ Cu (NO 3 ) 2 จะแสดงในเฟสของก๊าซ อะตอมออกซิเจนของแอนไอออนไนเตรตประสานงานโดยตรงกับศูนย์ทองแดง (ทรงกลมประสานงานภายใน) สร้างพันธะ Cu - O สี่พันธะ
มันมีเรขาคณิตโมเลกุลระนาบสี่เหลี่ยม เครื่องบินถูกวาดโดยทรงกลมสีแดงที่จุดยอดและทรงกลมทองแดงตรงกลาง ปฏิสัมพันธ์ในเฟสก๊าซมีความอ่อนแอมากเนื่องจากการ repulsions ไฟฟ้าสถิตระหว่าง NO 3 -กลุ่ม
อย่างไรก็ตามในเฟสของแข็งศูนย์ทองแดงจะสร้างพันธะโลหะ –Cu - Cu– สร้างโซ่ทองแดงพอลิเมอร์
โมเลกุลของน้ำสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับ NO 3 -กลุ่มและสิ่งเหล่านี้จะนำเสนอพันธะไฮโดรเจนโมเลกุลน้ำอื่น ๆ และอื่น ๆ จนสร้างเป็นทรงกลมน้ำที่อยู่รอบ Cu (NO 3 ) 2
ในทรงกลมนี้คุณสามารถมีเพื่อนบ้านภายนอกได้ตั้งแต่ 1 ถึง 6 คน ดังนั้นเกลือจึงถูกไฮเดรตได้ง่ายเพื่อสร้างเกลือไตรและเฮกซาไฮเดรต
เกลือถูกสร้างขึ้นจากไอออน Cu 2+หนึ่งไอออนและ NO 3 -ไอออนสองตัวทำให้มีลักษณะเป็นผลึกของสารประกอบไอออนิก (ออร์โธร์ออมบิกสำหรับเกลือที่ปราศจากน้ำ, รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนสำหรับเกลือไฮเดรต) อย่างไรก็ตามพันธะมีลักษณะเป็นโควาเลนต์มากกว่า
การประยุกต์ใช้งาน
เนื่องจากสีทองแดงไนเตรตที่น่าสนใจเกลือนี้จึงพบว่าใช้เป็นสารเติมแต่งในเซรามิกบนพื้นผิวโลหะดอกไม้ไฟบางชนิดและในอุตสาหกรรมสิ่งทอเป็นสิ่งที่ไม่น่าเชื่อ
เป็นแหล่งที่ดีของทองแดงไอออนิกสำหรับปฏิกิริยาต่างๆโดยเฉพาะอย่างยิ่งปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ นอกจากนี้ยังพบว่าใช้คล้ายกับไนเตรตอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นยาฆ่าเชื้อราสารกำจัดวัชพืชหรือสารกันบูดไม้
การใช้งานหลักและใหม่ล่าสุดอีกประการหนึ่งคือในการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยา CuO หรือวัสดุที่มีคุณสมบัติไวแสง
นอกจากนี้ยังใช้เป็นรีเอเจนต์คลาสสิกในห้องปฏิบัติการสอนเพื่อแสดงปฏิกิริยาภายในเซลล์โวลตาอิก
ความเสี่ยง
- เป็นสารออกซิไดซ์อย่างรุนแรงเป็นอันตรายต่อระบบนิเวศทางทะเลระคายเคืองเป็นพิษและกัดกร่อน สิ่งสำคัญคือต้องหลีกเลี่ยงการสัมผัสทางกายภาพโดยตรงกับน้ำยา
- ไม่ติดไฟ
- มันสลายตัวที่อุณหภูมิสูงการปล่อยก๊าซเกิดการระคายเคืองรวมทั้ง NO 2
- ในร่างกายมนุษย์อาจทำให้เกิดความเสียหายเรื้อรังต่อระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบประสาทส่วนกลาง
- อาจระคายเคืองต่อระบบทางเดินอาหาร
- เป็นไนเตรตภายในร่างกายจะกลายเป็นไนไตรท์ ไนไตรต์สร้างความหายนะให้กับระดับออกซิเจนในเลือดและระบบหัวใจและหลอดเลือด
อ้างอิง
- Day, R. , & Underwood, A. เคมีวิเคราะห์เชิงปริมาณ (ฉบับที่ 5) PEARSON Prentice Hall, p-810
- วิทยาศาสตร์ MEL (พ.ศ. 2558-2560). วิทยาศาสตร์ MEL สืบค้นเมื่อวันที่ 23 มีนาคม 2018 จาก MEL Science: melscience.com
- ResearchGate GmbH. (พ.ศ. 2551-2561). ResearchGate สืบค้นเมื่อวันที่ 23 มีนาคม 2018 จาก ResearchGate: researchgate.net
- Science Lab. ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 23 มีนาคม 2018 จาก Science Lab: sciencelab.com
- Whitten, Davis, Peck และ Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่แปด) p-321 CENGAGE การเรียนรู้
- วิกิพีเดีย Wikipedia สืบค้นเมื่อวันที่ 22 มีนาคม 2018 จาก Wikipedia: en.wikipedia.org
- Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo และ Giraldo, Oscar (2011) เส้นทางที่เรียบง่ายสำหรับการสังเคราะห์เกลือทองแดงไฮดรอกซี วารสารสมาคมเคมีแห่งบราซิล, 22 (3), 546-551