Nitrate de cuivre (II)

Formule et structure du nitrate de cuivre (II)

Il nitrate de cuivre (Ii) ou nitrate cuprique, dont la formule chimique est Cu (non₃)₂, C'est un sel inorganique brillant et de jolies couleurs bleu-vert. Il est synthétisé à une échelle industrielle de la décomposition des minéraux en cuivre, y compris les minéraux de Gerhardita et Rouaita.

D'autres méthodes plus réalisables, en termes de matière première et de quantités souhaitées de sel, se composent de réactions directes avec le cuivre métallique et ses composés dérivés. Lorsque le cuivre est en contact avec une solution concentrée d'acide nitrique (HNO₃), une réaction redox se produit.

Dans cette réaction, le cuivre oxyde et l'azote est réduit en fonction de l'équation chimique suivante:

Cu (s) + 4hno₃(con) => cu (non₃)₂(AC) + 2H₂Ou (l) + 2No₂(g)

Dioxyde d'azote (non₂) est un gaz brun et nocif; La solution aqueuse résultante est bleuâtre. Le cuivre peut former l'ion cupreux (Cu⁺), L'ion cuprique (Cu²⁺) ou l'ion le moins commun Cu³⁺; Cependant, l'ion cuprous n'est pas favorisé dans les milieux aqueux par de nombreux facteurs électroniques, énergétiques et géométriques.

Le potentiel de réduction standard pour Cu⁺ (0,52 V) est supérieur à celui de Cu²⁺ (0,34 V), ce qui signifie que le Cu⁺ Il est plus instable et a tendance à gagner un électron pour devenir CU (s). Cette mesure d'électrochimie explique pourquoi il n'y a pas de cuno₃ comme produit de la réaction, ou du moins dans l'eau.

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Propriétés de nitrate de cuivre

Apparence du nitrate de cuivre (II) Triohydrate

Le nitrate de cuivre est de l'anhydride (sec) ou hydraté avec différentes proportions d'eau. L'anhydride est un liquide bleu, mais après avoir coordonné avec les molécules d'eau - capables de former des ponts d'hydrogène - cristallise comment Cu (non₃)₂· 3h₂O o cu (non₃)₂· 6h₂SOIT. Ce sont les trois formulaires de sel les plus disponibles sur le marché.

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Le poids moléculaire pour le sel sec est de 187,6 g / mol, ajoutant à cette valeur 18 g / mol pour chaque molécule d'eau incorporée dans le sel. Sa densité est égale à 3,05 g / ml, et elle diminue par chaque molécule d'eau intégrée: 2,32 g / ml pour le sel tri-hydraté et 2,07 g / ml pour le sel hydré par hexa. Il n'a pas de point d'ébullition, mais sublima.

Les trois formes de nitrate de cuivre sont très solubles dans l'eau, l'ammoniac, le dioxane et l'éthanol. Ses points de fusion descendent car une autre molécule est ajoutée à la sphère de coordination externe de cuivre; La fusion est suivie par la décomposition thermique du nitrate de cuivre, produisant les gaz nocifs de non₂:

2 cu (non₃)₂(s) => 2 cuo (s) + 4 non₂(g) + ou₂(g)

L'équation chimique ci-dessus est pour le sel d'anhydride; Pour les sels hydratés, la vapeur d'eau se produira également sur le côté droit de l'équation.

Configuration électronique

Configuration électronique pour ion cu²⁺ C'est [ar] 3d⁹, Présentation du paramagnétisme (l'électron dans l'orbitale 3D⁹ est disparu).

Car le cuivre est un métal de transition de la quatrième période du tableau périodique, et ayant perdu deux de ses électrons de Valencia par action du HNO₃, Il a encore des orbitales 4s et 4p disponibles pour former des obligations covalentes. Encore plus, le Cu²⁺ Vous pouvez utiliser deux de ses orbitales 4D les plus externes pour pouvoir coordonner jusqu'à six molécules.

Les anions non₃^- Ils sont plats, et pour le Cu²⁺ Vous pouvez vous coordonner avec eux doit avoir une hybridation SP³d² Cela vous permet d'adopter une géométrie octaédrique; Cela empêche les anions de ne pas₃^- être "frappé" parmi eux.

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Ceci est réalisé par Cu²⁺, les placer dans un plan carré autour d'elle. La configuration résultante pour l'atome de Cu dans le sel est: [ar] 3d⁹4s²4p⁶.

Structure chimique

Structure de nitrate de cuivre (II)

Dans l'image supérieure, une molécule isolée de Cu est représentée (non₃)₂ en phase gazeuse. Les atomes d'oxygène anion nitrate sont directement coordonnés avec le Copper Center (sphère de coordination interne), formant quatre liaisons Cu-O.

Il a une géométrie moléculaire du plan carré. L'avion est dessiné par les sphères rouges dans les sommets et la sphère de cuivre au centre. Les interactions en phase gazeuse sont très faibles en raison des répulsions électrostatiques entre les groupes et non₃^-.

Cependant, en phase solide, les centres de cuivre forment des liens métalliques -cu-cu-, créant des chaînes de cuivre polymère.

Les molécules d'eau peuvent former des ponts d'hydrogène avec des groupes non₃^-, Et ceux-ci offriront des ponts d'hydrogène pour d'autres molécules d'eau, et ainsi de suite jusqu'à une sphère d'eau autour de Cu (non₃)_2.

Dans cette sphère, il peut avoir 1 à 6 voisins externes; Par conséquent, le sel est facilement hydraté pour générer des sels de tri et hexa hydratés.

Le sel est formé à partir d'un ion cu²⁺ et deux ions non₃^-, accordant une cristallinité caractéristique des composés ioniques (ortorrombique pour le sel d'anhydride, Rhomboédica pour les sels hydratés). Cependant, les liens sont de plus grand caractère covalent.

Utilisations / applications

Pour les couleurs fascinantes du nitrate de cuivre, ce sel trouve l'utilisation comme additif en céramique, sur des surfaces métalliques, dans certains feux d'artifice et aussi dans l'industrie textile en tant que mordant.

Peut vous servir: enthalpie

C'est une bonne source d'ionique pour de nombreuses réactions, en particulier celles dans lesquelles il catalyse les réactions organiques. Il trouve également des utilisations similaires à d'autres nitrates, soit comme fongicide, herbicide, soit comme conservateur en bois.

Une autre de ses principales et nouvelles utilisations réside dans la synthèse des catalyseurs Cuo, ou des matériaux avec des qualités photosensibles.

Il est également utilisé comme réactif classique dans les laboratoires d'enseignement pour montrer des réactions à l'intérieur des cellules voltaïques.

Des risques

- C'est un agent fortement oxydant, nocif pour l'écosystème marin, irritant, toxique et corrosif. Il est important d'éviter tout contact physique directement avec le réactif.

- Ce n'est pas inflammable.

- Il se décompose à des températures élevées libérant des gaz irritants, parmi ces₂.

- Dans l'organisme humain, il peut endommager chronique les systèmes cardiovasculaires et nerveux centraux.

- Peut provoquer des irritations dans le tractus gastro-intestinal.

- Étant un nitrate, dans le corps, il devient nitrite. Le nitrite soulève des ravages dans les niveaux d'oxygène dans le sang et dans le système cardiovasculaire.

Les références

1. Jour, r., & Underwood, un. Chimie analytique quantitative (Fifth Ed.). Pearson Prentice Hall, P-810.
2. Science de Mel. (2015-2017). Science de Mel. Récupéré de Mel Science: Melscience.com
3. Researchgate gmbh. (2008-2018). Researchgate. Récupéré de Researchgate: Researchgate.filet
4. Laboratoire de sciences. Laboratoire de sciences. Récupéré du laboratoire scientifique: ScienceLab.com
5. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie (Huitième Ed.). P-321. Cengage Learning.
6. Wikipédia. Wikipédia. Wikipedia a récupéré: dans.Wikipédia.org