Tembaga Nitrat (Cu (NO3) 2) Struktur, Hartanah, Kegunaan



The tembaga nitrat (II) atau cuprik nitrat, yang formula kimianya adalah Cu (NO)3)2, Ia adalah garam anorganik yang cerah dan warna biru-hijau yang menarik. Ia disintesis pada skala industri dari penguraian bijih tembaga, termasuk mineral Gerhardite dan Rouaite..

Kaedah lain yang lebih baik, dari segi bahan mentah dan jumlah garam yang dikehendaki, terdiri daripada tindak balas langsung dengan tembaga logam dan sebatian derivatifnya. Apabila tembaga bersentuhan dengan larutan asid nitrik pekat (HNO3), reaksi redoks berlaku.

Dalam tembaga tindak balas ini teroksidasi dan nitrogen dikurangkan mengikut persamaan kimia berikut:

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

Nitrogen dioksida (NO2) adalah gas coklat dan berbahaya; penyelesaian berair yang dihasilkan adalah kebiru-biruan. Tembaga boleh membentuk ion cuprous (Cu+), ion cuprik (Cu2+) atau Cu yang kurang biasa3+; Walau bagaimanapun, ion cuprous tidak disukai dalam media berair oleh banyak faktor elektronik, energik dan geometri.

Potensi pengurangan standard untuk Cu+ (0.52V) lebih tinggi daripada Cu2+ (0.34V), yang bermaksud bahawa Cu+ ia lebih tidak stabil dan cenderung untuk mendapatkan elektron menjadi Cu (s). Langkah elektrokimia ini menjelaskan mengapa CuNO tidak wujud3 sebagai produk reaksi, atau sekurang-kurangnya dalam air.

Indeks

  • 1 Sifat fizikal dan kimia
    • 1.1 Konfigurasi elektronik
  • 2 Struktur kimia
  • 3 Kegunaan
  • 4 Risiko
  • 5 Rujukan

Sifat fizikal dan kimia

Nitrat tembaga didapati anhidrida (kering) atau terhidrat dengan kadar air yang berlainan. Anhidrida adalah cecair biru, tetapi selepas menyelaraskan dengan molekul air - mampu membentuk ikatan hidrogen - mengkristal sebagai Cu (NO)3)2· 3H2O atau Cu (NO3)2· 6H2O. Ini adalah tiga bentuk garam yang paling banyak terdapat di pasaran.

Berat molekul garam kering 187.6 g / mol, menambah nilai ini 18 g / mol untuk setiap molekul air yang dimasukkan ke dalam garam. Ketumpatannya adalah sama dengan 3.05 g / mL, dan ini berkurangan untuk setiap molekul air yang diperbadankan: 2.32 g / mL untuk garam tiga terhidrasi, dan 2.07 g / mL untuk garam heksa yang terhidrasi. Ia tidak mempunyai titik mendidih, tetapi sublimates.

Ketiga-tiga bentuk nitrat tembaga sangat larut dalam air, ammonia, dioxane dan etanol. Titik leburnya turun sebagai molekul lain ditambah ke luar bidang koordinasi tembaga; gabungan itu diikuti dengan penguraian termal nitrat tembaga, menghasilkan gas berbahaya NO2:

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

Persamaan kimia di atas adalah untuk garam anhydrous; untuk garam terhidrat, stim juga akan dihasilkan di sebelah kanan persamaan.

Konfigurasi elektronik

Konfigurasi elektronik untuk ion Cu2+ adalah [Ar] 3d9, membentangkan paramagnetisme (elektron dalam orbit 3d9 tidak berpasangan).

Oleh kerana tembaga adalah logam peralihan bagi tempoh keempat jadual berkala, dan telah kehilangan dua elektron valensinya dengan tindakan HNO3, ia masih mempunyai orbital 4s dan 4p yang ada untuk membentuk bon kovalen. Lebih-lebih lagi, Cu2+ boleh menggunakan dua orbital 4d paling luar untuk dapat menyelaraskan sehingga enam molekul.

Anion tidak3- rata, jadi Cu2+ boleh menyelaras dengan mereka harus mempunyai hibridisasi sp3d2 yang membolehkannya menggunakan geometri oktakhedral; ini menghalang anion daripada TIDAK3- mereka "melanda" antara satu sama lain.

Ini dicapai oleh Cu2+, meletakkan mereka dalam satah persegi di antara satu sama lain. Konfigurasi yang dihasilkan untuk atom Cu dalam garam adalah: [Ar] 3d94s24p6.

Struktur kimia

Molekul terpencil Cu (NO) diwakili dalam imej atas3)2 dalam fasa gas. Atom oksigen dari anion nitrat menyelaraskan terus dengan pusat tembaga (sfera koordinasi dalaman), membentuk empat ikatan Cu-O.

Ia mempunyai geometri molekul planar persegi. Pesawat itu ditarik oleh sfera merah di simpang dan sfera tembaga di pusat. Interaksi fase gas sangat lemah kerana penolakan elektrostatik antara NO kumpulan3-.

Walau bagaimanapun, dalam fasa pepejal, pusat tembaga membentuk ikatan logam -Cu-Cu-, mewujudkan rantaian tembaga polimer.

Molekul air boleh membentuk ikatan hidrogen dengan NO kumpulan3-, dan ini akan menawarkan jambatan hidrogen untuk molekul air lain, dan sebagainya sehingga menghasilkan sfera air di sekitar Cu (NO3)2.

Dalam bidang ini ia boleh mempunyai 1 hingga 6 jiran luar; maka garam mudah terhidrasi untuk menghasilkan garam tri dan garam heksa terhidrat.

Garam terbentuk daripada ion Cu2+ dan dua ion JANGAN3-, memberikannya kristal ciri-ciri sebatian ionik (orthorhombic untuk garam anhydrous, rhombohedral untuk garam terhidrat). Walau bagaimanapun, pautan lebih covalent.

Kegunaan

Bagi warna nitrat tembaga yang menarik, garam ini digunakan sebagai tambahan dalam seramik, permukaan logam, dalam beberapa bunga api dan juga dalam industri tekstil sebagai morden.

Ia adalah sumber tembaga ion yang baik untuk banyak tindak balas, terutamanya di mana ia memangkinkan reaksi organik. Ia juga didapati menggunakan nitrat lain, sama ada sebagai racun kulat, herbisida atau pengawet kayu..

Satu lagi kegunaan utama dan paling inovatif adalah dalam sintesis pemangkin CuO, atau bahan yang mempunyai sifat-sifat fotosensitif.

Ia juga digunakan sebagai reagen klasik dalam makmal pengajaran untuk menunjukkan tindak balas di dalam sel-sel voltaik.

Risiko

- Ia adalah agen pengoksidaan yang kuat, berbahaya kepada ekosistem laut, merengsa, toksik dan menghakis. Adalah penting untuk mengelakkan semua hubungan fizikal terus dengan reagen.

- Ia tidak mudah terbakar.

- Ia terurai pada suhu tinggi yang melepaskan gas yang merengsa, di antaranya NO2.

- Dalam tubuh manusia boleh menyebabkan kerosakan kronik ke sistem saraf kardiovaskular dan pusat.

- Boleh menyebabkan kerengsaan di saluran gastrousus.

- Sebagai nitrat, di dalam badan menjadi nitrit. Nitrit mengikis malapetaka pada paras oksigen dalam darah dan dalam sistem kardiovaskular.

Rujukan

  1. Hari, R., & Underwood, A. Kimia Analisis Kuantitatif (edisi kelima). Dewan Prentice PEARSON, p-810.
  2. Sains MEL. (2015-2017). Sains MEL. Diambil pada 23 Mac, 2018, dari MEL Science: melscience.com
  3. ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Diambil pada 23 Mac, 2018, dari ResearchGate: researchgate.net
  4. Makmal Sains. Makmal Sains. Diperoleh pada 23 Mac, 2018, dari Makmal Sains: sciencelab.com
  5. Whitten, Davis, Peck, & Stanley. (2008). Kimia (kelapan ed.). p-321. Pembelajaran CENGAGE.
  6. Wikipedia. Wikipedia. Diperoleh pada 22 Mac, 2018, dari Wikipedia: en.wikipedia.org
  7. Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, & Giraldo, Oscar. (2011). Laluan mudah untuk sintesis garam hidroksi tembaga. Jurnal Persatuan Kimia Brazil, 22(3), 546-551