구리 (I) 염화물 (CUCL) : 구조, 특성, 용도 - 화학 - 2025

염화 구리 (I)은 구리 (Cu) 및 염소 (CL)로 이루어지는 무기 화합물이다. 그것의 화학 공식은 CuCl입니다. 이 화합물의 구리의 원자가는 +1이고 염소는 -1입니다. 백색 결정 성 고체로 장시간 공기에 노출되면 구리 (I)가 구리 (II)로 산화되어 녹색을 띠게됩니다.

그것은 루이스 산처럼 행동하며, 루이스 염기 인 다른 화합물로부터 전자를 필요로하여 착물 또는 안정한 부가 물을 형성합니다. 이러한 화합물 중 하나는 일산화탄소 (CO)이므로 두 화합물을 결합하는 능력은 산업적으로 가스 흐름에서 CO를 추출하는 데 사용됩니다.

정제 된 구리 (I) 염화물 (CuCl). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). 출처 : Wikimedia Commons.

발광 반도체에 사용할 수있는 광학적 특성이 있습니다. 또한 CuCl 나노 큐브는 에너지를 효율적으로 저장하기 위해 장치에 사용될 수있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

불꽃과 접촉하면 청록색 빛을 생성하기 때문에 불꽃 기술에 사용됩니다.

구조

CuCl을 구리 이온이 구리로 구성되는 ⁺ 및 클로라이드 음이온 CL ^- . Cu ⁺ 이온의 전자 구성 은 다음과 같습니다.

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ⁰

구리가 4s 쉘에서 전자를 잃었 기 때문입니다. 염화물 이온의 구성은 다음과 같습니다.

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶

두 이온 모두 완전한 전자 껍질을 가지고 있음을 알 수 있습니다.

이 화합물은 입방 대칭으로 결정화됩니다. 아래 이미지는 결정 단위의 원자 배열을 보여줍니다. 분홍색 구체는 구리에 해당하고 녹색 구체는 염소에 해당합니다.

CuCl의 구조. 저자 : Benjah-bmm27. 출처 : Wikimedia Commons.

명명법

• 염화 구리 (I)
• 염화 제 1 구리
• 일 염화 구리

속성

몸 상태

공기와 장기간 접촉하면 산화되어 녹색으로 변하는 백색 결정 성 고체.

분자 무게

98.99g / 몰

녹는 점

430ºC

비점

약 1400ºC.

밀도

4.137g / cm ³

용해도

물에 거의 불용성 : 0.0047g / 20 ° C에서 물 100g. 불용성 에탄올 (C ₂ H ₅ OH) 및 아세톤 (CH ₃ (C = O) CH ₃ ).

화학적 특성

잘라 내기 때문에 공기 불안정 ^+는 구리에 산화하는 경향이있다 ²⁺ . 시간이 지남에 따라 산화제 2 구리 (CuO), 수산 화제 1 구리 (CuOH) 또는 복합 옥시 클로라이드가 형성되고 소금이 녹색으로 변합니다.

환경에 노출되어 부분적으로 산화 된 염화 구리 (I). CuO, CuOH 및 기타 화합물을 포함 할 수 있습니다. Benjah-bmm27 / 퍼블릭 도메인. 출처 : Wikimedia Commons.

수용액에서는 산화와 환원 반응이 동시에 일어나서 금속성 구리와 구리 (II) 이온을 형성하므로 불안정합니다.

CuCl → Cu ⁰ + CuCl ₂

루이스 산으로서의 CuCl

이 화합물은 화학적으로 루이스 산 (Lewis acid)으로 작용하여 전자에 굶주 리므로이를 제공 할 수있는 화합물과 함께 안정적인 부가 물을 형성합니다.

이 CL 염산 (HCL), 매우 가용성 인 ^- 이온 등의 CuCl 같은 전자 도너 종처럼 행동 ₂ ^- , CuCl을 ₃ ^2- 및 Cu ₍₂₎ CL ₍₄₎ ^{이 형성된다 2-} 중에서도.

이것은 HCl의 CuCl 용액에서 형성되는 종 중 하나입니다. 저자 : Marilú Stea.

수성 CuCl 용액은 일산화탄소 (CO)를 흡수하는 능력이 있습니다. 이러한 흡수는 상기 용액이 산성, 중성 또는 암모니아 (NH ₃ ) 일 때 발생할 수 있습니다 .

이러한 솔루션에서는 매체에 따라 Cu (CO) ⁺ , Cu (CO) ₃ ⁺ , Cu (CO) ₄ ⁺ , CuCl (CO) 및 ^- 와 같은 다양한 종이 형성되는 것으로 추정됩니다 .

기타 속성

그것은 전기 광학 특성, 가시 광선에서 적외선까지 광범위한 광 스펙트럼에 걸쳐 낮은 광학 손실, 낮은 굴절률 및 낮은 유전 상수를 가지고 있습니다.

구하기

염화 구리 (I)는 450-900 ° C의 온도에서 구리 금속을 염소 가스와 직접 반응시켜 얻을 수 있습니다. 이 반응은 산업적으로 적용됩니다.

2 Cu + Cl ₂ → 2 CuCl

아스코르브 산 또는 이산화황과 같은 환원 화합물을 사용하여 염화 구리 (II)를 염화 구리 (I)로 전환 할 수도 있습니다. 예를 들어 SO ₂ 의 경우 황산으로 산화된다.

2 CuCl ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O → 2 CuCl + H ₂ SO ₄ + 2 HCl

응용

CO 회수 프로세스에서

일산화탄소를 흡수 및 탈착하는 CuCl 용액의 능력은 산업적으로 순수한 CO를 얻기 위해 사용됩니다.

예를 들어, COSORB라는 공정 은 톨루엔과 같은 방향족 용매에 용해되는 알루미늄 (CuAlCl ₄ ) 과 복합 염 형태의 안정화 된 염화 구리를 사용합니다 .

용액은 가스 흐름에서 CO를 흡수하여 CO ₂ , N ₂ 및 CH ₄ 와 같은 다른 가스와 분리합니다 . 그런 다음 일산화물이 풍부한 용액을 감압 (즉, 대기압 이하) 하에서 가열하면 CO가 탈착됩니다. 이러한 방식으로 회수 된 가스는 고순도입니다.

CuCl과 착화 할 수있는 전자가 관찰되는 일산화탄소의 구조. 저자 : Benjah-bmm27. 출처 : Wikimedia Commons.

이 공정을 통해 개질 된 천연 가스, 가스화 된 석탄 또는 철강 생산에서 파생 된 가스에서 시작되는 순수한 CO를 얻을 수 있습니다.

촉매 작용에서

CuCl은 다양한 화학 반응의 촉매로 사용됩니다.

예를 들어, 게르마늄 원소 (Ge)와 염화수소 (HCl) 및 에틸렌 (CH ₂ = CH ₂ )의 반응은이 화합물을 사용하여 수행 될 수 있습니다. 또한 유기 실리콘 화합물 및 다양한 헤테로 고리 유기 황 및 질소 유도체의 합성에 사용됩니다.

폴리 페닐 렌 에테르 중합체는 4- 아미노피린 및 CuCl 촉매 시스템을 사용하여 합성 할 수 있습니다. 이 폴리머는 기계적 특성, 낮은 흡습성, 우수한 전기 절연성 및 내화성에 매우 유용합니다.

유기 구리 화합물을 얻을 때

Alkenylcuprate 화합물은 말단 알킨을 CuCl 및 암모니아의 수용액과 반응시켜 제조 할 수 있습니다.

금속에 결합 된 폴리머를 얻을 때

염화 구리 (I)는 중합체와 조화를 이루어 촉매 역할을하고 균일 한 촉매의 규칙 성과 불균일성 촉매의 단순성을 결합하는 복잡한 분자를 형성 할 수 있습니다.

반도체에서

이 화합물은 실리콘 위에 γ-CuCl에 의해 형성된 물질을 얻기 위해 사용되며, 광자 방출 반도체로 사용되는 높은 전위를 가진 광 발광 특성을 가지고 있습니다.

이러한 재료는 자외선 발광 다이오드, 레이저 다이오드 및 광 검출기에 널리 사용됩니다.

슈퍼 커패시터에서

입방 형 나노 입자 또는 나노 큐브 형태로 얻은이 제품은 뛰어난 충전 속도, 높은 가역성, 작은 정전 용량 손실을 가지고있어 슈퍼 커패시터 제조가 가능하다.

슈퍼 커패시터는 높은 전력 밀도, 작동 안전성, 빠른 충전 및 방전주기, 장기적인 안정성 및 환경 친화적 인 에너지 저장 장치입니다.

CuCl 나노 큐브는 전자 및 에너지 저장 응용 분야에 사용될 수 있습니다. 저자 : Tide He. 출처 : Pixabay.

기타 앱

CuCl은 화염에 노출되면 청록색 빛을 방출하므로 불꽃 놀이를 실행하는 동안 해당 색상을 제공하는 불꽃 놀이를 준비하는 데 사용됩니다.

일부 불꽃 놀이의 녹색은 CuCl 때문일 수 있습니다. 저자 : Hans Braxmeier. 출처 : Pixabay.

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