Nitrato di rame (Cu (NO3) 2) Struttura, proprietà, usi



il nitrato di rame (II) o nitrato rameico, la cui formula chimica è Cu (NO)3)2, è un sale inorganico brillante e attraenti colori blu-verdi. E 'sintetizzato su scala industriale dalla decomposizione di minerali di rame, inclusi i minerali Gerhardite e Rouaite.

Altri metodi più fattibili, in termini di materia prima e quantità desiderate di sale, consistono in reazioni dirette con il rame metallico e i suoi composti derivati. Quando il rame è a contatto con una soluzione concentrata di acido nitrico (HNO3), si verifica una reazione redox.

In questa reazione il rame viene ossidato e l'azoto viene ridotto secondo la seguente equazione chimica:

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

Diossido di azoto (NO2) è un gas marrone e nocivo; la soluzione acquosa risultante è bluastra. Il rame può formare lo ione rameoso (Cu+), lo ione rameico (Cu2+) o lo ione meno comune Cu3+; tuttavia, lo ione rameoso non è favorito nei mezzi acquosi da molti fattori elettronici, energetici e geometrici.

Il potenziale di riduzione standard per Cu+ (0,52 V) è maggiore rispetto a Cu2+ (0,34 V), il che significa che il Cu+ è più instabile e tende a guadagnare un elettrone per diventare Cu (s). Questa misura elettrochimica spiega perché il CuNO non esiste3 come prodotto della reazione, o almeno in acqua.

indice

  • 1 Proprietà fisiche e chimiche
    • 1.1 Configurazione elettronica
  • 2 Struttura chimica
  • 3 usi
  • 4 rischi
  • 5 riferimenti

Proprietà fisiche e chimiche

Il nitrato di rame viene trovato anidride (secco) o idratato con diverse proporzioni di acqua. L'anidride è un liquido blu, ma dopo il coordinamento con le molecole d'acqua - capace di formare legami idrogeno - cristallizza come Cu (NO)3)2· 3H2O o Cu (NO3)2· 6 ore2O. Queste sono le tre forme di sale più disponibili sul mercato.

Il peso molecolare per il sale secco è di 187,6 g / mol, aggiungendo a questo valore 18 g / mol per ogni molecola di acqua incorporata nel sale. La sua densità è pari a 3,05 g / ml, e questo diminuisce per acqua incorporata molecola: 2,32 g / mL di sale tri-idrato, e 2,07 g / mL per il sale esa-idratato. Non ha punto di ebollizione, ma sublima.

Le tre forme di nitrato di rame sono altamente solubili in acqua, ammoniaca, diossano ed etanolo. I suoi punti di fusione diminuiscono quando un'altra molecola viene aggiunta alla sfera di coordinazione del rame esterna; la fusione è seguita dalla decomposizione termica del nitrato di rame, producendo gas nocivi per NOx2:

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

L'equazione chimica sopra è per il sale anidro; per i sali idrati, il vapore verrà prodotto anche sul lato destro dell'equazione.

Configurazione elettronica

La configurazione elettronica per il Cu2+ è [Ar] 3d9, presentando il paramagnetismo (l'elettrone nell'orbitale 3d)9 è spaiato).

Il rame è un metallo di transizione del quarto periodo della tavola periodica, e avendo perduto due dei suoi HNO elettroni di valenza azione3, ha ancora gli orbitali 4s e 4p disponibili per formare legami covalenti. Ancor più, il Cu2+ può utilizzare due dei suoi orbitali 4d più esterni per essere in grado di coordinarsi con un massimo di sei molecole.

Gli anioni NON3- sono piatti, e così il Cu2+ può coordinarsi con loro dovrebbe avere un'ibridazione sp3d2 ciò gli consente di adottare una geometria ottaedrica; questo impedisce agli anioni di NON3- si "colpiscono" a vicenda

Questo è ottenuto dal Cu2+mettendoli in un piano quadrato l'uno intorno all'altro. La configurazione risultante per l'atomo di Cu all'interno del sale è: [Ar] 3d94s24p6.

Struttura chimica

Una molecola isolata di Cu (NO) è rappresentata nell'immagine superiore3)2 in fase gas. Gli atomi di ossigeno dell'anione nitrato si coordinano direttamente con il centro del rame (sfera di coordinazione interna), formando quattro legami Cu-O.

Ha una geometria molecolare planare quadrata. Il piano è disegnato dalle sfere rosse ai vertici e dalla sfera di rame al centro. Le interazioni di fase gassosa sono molto deboli a causa della repulsione elettrostatica tra gruppi NO3-.

Tuttavia, nella fase solida i centri di rame formano legami metallici -Cu-Cu-, creando catene di rame polimeriche.

Le molecole d'acqua possono formare legami di idrogeno con gruppi NO3-e questi offriranno ponti di idrogeno per altre molecole d'acqua, e così via fino a creare una sfera d'acqua intorno al Cu (NO3)2.

In questa sfera può avere da 1 a 6 vicini esterni; quindi, il sale è facilmente idratato per generare i sali idrati tri e hexa.

Il sale è formato da un ione Cu2+ e due ioni NON3-Dare una cristallinità caratteristica di composti ionici (ortorombica per il sale anidro, trigonale ai sali idrati). Tuttavia, i collegamenti sono più covalenti.

applicazioni

Per gli affascinanti colori del nitrato di rame, questo sale trova impiego come additivo in ceramica, su superfici metalliche, in alcuni fuochi d'artificio e anche nell'industria tessile come mordente.

È una buona fonte di rame ionico per molte reazioni, specialmente quelle in cui catalizza le reazioni organiche. Trova anche usi simili ad altri nitrati, sia come fungicida, erbicida o come conservante del legno.

Un altro dei suoi principali e più nuovi usi è la sintesi di catalizzatori CuO, o materiali con qualità fotosensibili.

È anche usato come un classico reagente nei laboratori didattici per mostrare le reazioni all'interno delle celle solari.

rischi

- È un agente fortemente ossidante, dannoso per l'ecosistema marino, irritante, tossico e corrosivo. È importante evitare tutti i contatti fisici direttamente con il reagente.

- Non è infiammabile.

- Si decompone ad alte temperature rilasciando gas irritanti, tra questi il ​​NO2.

- Nel corpo umano può causare danni cronici al sistema cardiovascolare e al sistema nervoso centrale.

- Può causare irritazione nel tratto gastrointestinale.

- Essendo un nitrato, all'interno del corpo diventa nitrito. Il nitrito distrugge i livelli di ossigeno nel sangue e nel sistema cardiovascolare.

riferimenti

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