질산 구리 (II) 질산 구리 또는 상기 화학식의 Cu (NO 3 ) 2 , 밝은 색과 매력 청녹색 무기 염이다. 그것은 광물 gerhardite와 rouaite를 포함하여 구리 광물의 분해로부터 산업적 규모로 합성됩니다.
원료 및 원하는 양의 염과 관련하여보다 실현 가능한 다른 방법은 금속 구리 및 그 유도체 화합물과의 직접 반응으로 구성됩니다. 구리가 농축 된 질산 용액 (HNO 3 ) 과 접촉 하면 산화 환원 반응이 발생합니다.
이 반응에서 구리는 산화되고 질소는 다음 화학 방정식에 따라 환원됩니다.
Cu (s) + 4HNO 3 (농도) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2H 2 O (l) + 2NO 2 (g)
이산화질소 (NO 2 )는 유해한 갈색 가스입니다. 결과 수용액은 푸르스름합니다. 구리는 구리 이온 (Cu + ), 구리 이온 (Cu 2+ ) 또는 덜 일반적인 이온 Cu 3+를 형성 할 수 있습니다 . 그러나 구리 이온은 많은 전자적, 에너지 적 및 기하학적 요인에 의해 수성 매체에서 선호되지 않습니다.
구리의 표준 환원 전위 + (0.52V)은 구리보다 더 큰 2+ (0.34V), 구리 있는지 수단 +가 더욱 불안정하고 (S의 Cu되고 전자를 얻기 쉽다 ). 이 전기 화학적 측정은 CuNO 3 가 반응 생성물로 또는 적어도 물에 존재하지 않는 이유를 설명합니다 .
물리 화학적 특성
질산 구리는 무수 (건조)이거나 다른 비율의 물로 수화됩니다. 무수물은 청색 액체이지만 수소 결합을 형성 할 수있는 물 분자와 배위 된 후 Cu (NO 3 ) 2 · 3H 2 O 또는 Cu (NO 3 ) 2 · 6H 2 O 로 결정화됩니다 . 시장에서 가장 많이 구할 수있는 세 가지 형태의 소금.
건조 소금의 분자량은 187.6g / mol이며,이 값에 소금에 포함 된 물의 각 분자에 대해 18g / mol을 추가합니다. 그것의 밀도는 3.05g / mL와 같으며 통합 된 물의 각 분자에 대해 감소합니다 : 삼수 화염의 경우 2.32g / mL, 6 수 화염의 경우 2.07g / mL. 그것은 끓는점이 없지만 오히려 승화됩니다.
세 가지 형태의 질산 구리는 모두 물, 암모니아, 디 옥산 및 에탄올에 잘 용해됩니다. 다른 분자가 구리의 외부 배위 영역에 추가됨에 따라 녹는 점은 떨어집니다. 융합 NO의 유해 가스의 제조 질산 구리 열분해 뒤에 2 :
2 Cu (NO 3 ) 2 (s) => 2 CuO (s) + 4 NO 2 (g) + O 2 (g)
위의 화학 방정식은 무 수염에 대한 것입니다. 수화 된 염의 경우, 방정식의 오른쪽에 수증기가 생성됩니다.
전자 구성
Cu 2+ 이온의 전자 구성 은 3d 9 이며, 상자성 (3d 9 궤도의 전자 는 짝을 이루지 않음)을 표시합니다.
구리는 주기율표의 네 번째주기의 전이 금속이고 HNO 3 의 작용으로 인해 원자가 전자 중 두 개를 잃어 버렸기 때문에 공유 결합을 형성하는 데 사용할 수있는 4s 및 4p 궤도를 여전히 가지고 있습니다. 또한 Cu 2+ 는 가장 바깥 쪽 4d 궤도 중 2 개를 사용하여 최대 6 개의 분자와 조정할 수 있습니다.
NO 3 - 음이온은 평평하지 및 Cu에 대한 2+ 것으로 그것이 SP 있어야 그와 협력 할 수 3 D 2 혼성화 는 팔면체 형상을 채택 할 수; 이 방지 NO 3 - 음이온 에서 서로를 "타격".
이것은 Cu 2+에 의해 달성되어 서로 주위의 정사각형 평면에 배치됩니다. 염 내의 Cu 원자에 대한 결과 구성은 다음과 같습니다. 3d 9 4s 2 4p 6 .
화학 구조
상단 이미지에서 분리 된 Cu (NO 3 ) 2 분자가 기체 상태로 표시됩니다. 질산염 음이온의 산소 원자는 구리 중심 (내부 배위 구체)과 직접 조정하여 4 개의 Cu – O 결합을 형성합니다.
그것은 사각형 평면 분자 기하학을 가지고 있습니다. 평면은 정점의 빨간색 구와 중앙의 구리 구로 그려집니다. 기상의 상호 작용으로 인해 NO 사이의 정전 기적 반발에 매우 약하다 3 - 그룹 .
그러나 고체상에서 구리 중심은 금속 결합 –Cu – Cu–를 형성하여 고분자 구리 사슬을 생성합니다.
물 분자의 수소 결합을 NO로 형성 할 수있는 3 - 그룹 , 이들은 등의 Cu 주위 물 구 (NO 생성 때까지 다른 물 분자의 수소 결합을 제공한다 3 ) 2.
이 영역에는 1 ~ 6 개의 외부 이웃이있을 수 있습니다. 따라서 염은 쉽게 수화되어 수화 된 트리 및 헥사 염을 생성합니다.
염은 하나 개의 Cu로 형성되는 2+ 이온 과 두 NO 3 - 이온이 그것을 (수화 염의 능 면체 무수 염위한 사방 정계) 결정화도의 이온 성 화합물의 특성을 제공. 그러나 결합은 본질적으로 더 공유 적입니다.
응용
질산 구리의 매혹적인 색상으로 인해이 소금은 세라믹, 금속 표면, 일부 불꽃 놀이 및 섬유 산업에서 매염제로 첨가제로 사용됩니다.
이는 많은 반응, 특히 유기 반응을 촉매하는 반응에 좋은 이온 구리 공급원입니다. 또한 살균제, 제초제 또는 목재 방부제로 다른 질산염과 유사한 용도를 찾습니다.
주요 및 최신 용도 중 또 다른 용도는 CuO 촉매 또는 감광 특성을 가진 재료의 합성에 있습니다.
또한 볼타 세포 내의 반응을 보여주기 위해 실험실에서 고전적인 시약으로 사용됩니다.
위험
-강력한 산화제이며 해양 생태계에 유해하며 자극성, 독성, 부식성입니다. 시약과의 모든 물리적 접촉을 피하는 것이 중요합니다.
-가연성이 없습니다.
-고온에서 분해되어 NO 2 등 자극성 가스를 방출 합니다.
-인체에서는 심혈 관계 및 중추 신경계에 만성적 인 손상을 일으킬 수 있습니다.
-위장관에 자극을 줄 수 있습니다.
-질산염이기 때문에 체내에서 아질산염이됩니다. 아질산염은 혈중 산소 수치와 심혈 관계를 파괴합니다.
참고 문헌
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