- Fizikālās un ķīmiskās īpašības
- Elektroniskā konfigurācija
- Ķīmiskā struktūra
- Lietojumprogrammas
- Riski
- Atsauces
Vara nitrāts (II) vai vara nitrāts, ķīmiskā formula Cu (NO 3 ) 2 , ir gaiša un pievilcīgas krāsas blue-green neorganisks sāls. Tas tiek sintezēts rūpnieciskā mērogā, sadaloties vara minerāliem, ieskaitot minerālus gerhardītu un rouitu.
Citas iespējamākas metodes attiecībā uz izejvielām un vēlamajiem sāls daudzumiem sastāv no tiešām reakcijām ar metālisko varu un tā atvasinātajiem savienojumiem. Kad varš ir saskarē ar koncentrētu slāpekļskābes (HNO 3 ) šķīdumu , notiek redoksreakcija.
Šajā reakcijā varš tiek oksidēts un slāpekli reducē pēc šāda ķīmiskā vienādojuma:
Cu (s) + 4HNO 3 (conc) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2H 2 O (l) + 2NO 2 (g)
Slāpekļa dioksīds (NO 2 ) ir kaitīga brūnā gāze; iegūtais ūdens šķīdums ir zilgans. Varš var veidot vara vara jonu (Cu + ), vara vara jonu (Cu 2+ ) vai retāk sastopamo jonu Cu 3+ ; tomēr kuņģa jonu ūdens vidē neatbalsta daudzi elektroniski, enerģētiski un ģeometriski faktori.
Standarta samazināšanas potenciāls Cu + (0,52 V) ir lielāks nekā Cu 2+ (0,34 V), tas nozīmē, ka Cu + ir nestabilāks un tiecas iegūt elektronu, lai kļūtu par Cu (s) ). Šis elektroķīmiskais mērījums izskaidro, kāpēc CuNO 3 neeksistē kā reakcijas produkts vai vismaz ūdenī.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Vara nitrāts ir bezūdens (sauss) vai hidratēts ar dažādām ūdens proporcijām. Anhidrīds ir zils šķidrums, bet pēc koordinācijas ar ūdens molekulām, kas spēj veidot ūdeņraža saites, tas izkristalizējas kā Cu (NO 3 ) 2 · 3H 2 O vai Cu (NO 3 ) 2 · 6H 2 O. Tie ir trīs tirgū pieejamākās sāls formas.
Sausā sāls molekulmasa ir 187,6 g / mol, šai vērtībai pievienojot 18 g / mol par katru sāls sastāvā esošo ūdens molekulu. Tā blīvums ir vienāds ar 3,05 g / ml, un tas samazinās par katru iestrādāto ūdens molekulu: 2,32 g / ml trihidratētam sālim un 2,07 g / ml heksahidratētam sālim. Tam nav viršanas punkta, bet drīzāk sublimēts.
Visas trīs vara nitrāta formas labi šķīst ūdenī, amonjakā, dioksānā un etanolā. Viņu kušanas punkti samazinās, jo vara ārējā koordinācijas sfērā tiek pievienota vēl viena molekula; saplūšanai seko vara nitrāta termiska sadalīšanās, veidojot kaitīgās NO 2 gāzes :
2 Cu (NO 3 ) 2 (s) => 2 CuO (s) + 4 NO 2 (g) + O 2 (g)
Iepriekš minētais ķīmiskais vienādojums attiecas uz bezūdens sāli; hidratētiem sāļiem vienādojuma labajā pusē veidosies arī ūdens tvaiki.
Elektroniskā konfigurācija
Cu 2+ jonu elektronu konfigurācija ir 3d 9 , parādot paramagnetismu (3d 9 orbitālē elektrons nav savienots pārī).
Tā kā varš ir periodiskās tabulas ceturtā perioda pārejas metāls un HNO 3 iedarbības dēļ ir zaudējuši divus no valences elektroniem , tam joprojām ir 4s un 4p orbitāles, lai veidotu kovalentās saites. Turklāt Cu 2+ var izmantot divus no attālākajiem 4d orbitāļiem, lai koordinētu ar līdz sešām molekulām.
NO 3 - anjoni ir plakani, un, lai Cu 2+ spētu tos koordinēt, tai jābūt sp 3 d 2 hibridizācijai, kas tai ļauj pieņemt oktaedrisku ģeometriju; Tas novērš NO 3 - anjoni no "hitting" viens otru.
To panāk ar Cu 2+ , novietojot tos kvadrātveida plaknē ap otru. Rezultātā iegūtā Cu atoma konfigurācija sālī ir: 3d 9 4s 2 4p 6 .
Ķīmiskā struktūra
Augšējā attēlā gāzes fāzē attēlota izolēta Cu (NO 3 ) 2 molekula . Nitrātu anjona skābekļa atomi tieši koordinējas ar vara centru (iekšējā koordinācijas sfēra), veidojot četras Cu - O saites.
Tam ir kvadrātveida plaknes molekulārā ģeometrija. Plakni zīmē sarkanās sfēras virsotnēs un vara lode centrā. Ar gāzes fāzē mijiedarbība ir ļoti vāja sakarā ar elektrostatiskās atgrūšanos starp NO 3 - grupām .
Tomēr cietā fāzē vara centri veido metāliskas saites –Cu – Cu –, veidojot polimēru vara ķēdes.
Ūdens molekulas var veidot ūdeņraža saites ar NO 3 - grupām , un tie piedāvās ūdeņraža saites citiem ūdens molekulas, un tā tālāk, līdz radot ūdens sfēru ap Cu (NO 3 ) 2.
Šajā sfērā jums var būt no 1 līdz 6 ārējiem kaimiņiem; tāpēc sāli viegli hidratē, veidojot hidratētos tri un heksa sāļus.
Sāli veido no vienas Cu 2+ jonu un divas NO 3 - jonu , piešķirot tam no jonu savienojumu ar kristāliskuma īpašība (Ortorombisks uz bezūdens sāls, rhombohedral par hidratētiem sāļiem). Tomēr obligācijām ir vairāk kovalenta rakstura.
Lietojumprogrammas
Vara aizraujošo krāsu dēļ šo sāli izmanto kā piedevu keramikā, uz metāla virsmām, dažos uguņošanas ierīcēs un arī tekstilrūpniecībā kā kodinātāju.
Tas ir labs jonu vara avots daudzām reakcijām, īpaši tām, kurās tas katalizē organiskās reakcijas. Tas arī atrod lietojumus, kas līdzīgi citiem nitrātiem, kā fungicīdi, herbicīdi vai kā koksnes konservanti.
Vēl viens no galvenajiem un jaunākajiem lietojumiem ir CuO katalizatoru vai materiālu ar gaismas jutīgām īpašībām sintēzē.
To izmanto arī kā klasisku reaģentu mācību laboratorijās, lai parādītu reakcijas voltāras šūnās.
Riski
- Tas ir spēcīgi oksidējošs līdzeklis, kaitīgs jūras ekosistēmai, kairinošs, toksisks un kodīgs. Ir svarīgi izvairīties no jebkāda fiziska kontakta tieši ar reaģentu.
- Tas nav viegli uzliesmojošs.
- Augstā temperatūrā tas sadalās, izdalot kairinošas gāzes, ieskaitot NO 2 .
- Cilvēka ķermenī tas var izraisīt hroniskus sirds un asinsvadu un centrālās nervu sistēmas bojājumus.
- Var izraisīt kuņģa un zarnu trakta kairinājumu.
- Būdams nitrāts, organismā tas kļūst par nitrītu. Nitrīta postījumi ietekmē skābekļa līmeni asinīs un sirds un asinsvadu sistēmu.
Atsauces
- Day, R., & Underwood, A. Kvantitatīvā analītiskā ķīmija (5. izd.). PEARSON Prentice zāle, p-810.
- MEL zinātne. (2015-2017). MEL zinātne. Iegūts 2018. gada 23. martā no MEL Science: melscience.com
- ResearchGate GmbH. (2008-2018). ResearchGate. Iegūts 2018. gada 23. martā no ResearchGate: researchgate.net
- Zinātnes laboratorija Zinātnes laboratorija Saņemts 2018. gada 23. martā no zinātnes laboratorijas: sciencelab.com
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (astotais izdevums). p-321. CENGAGE mācīšanās.
- Wikipedia. Wikipedia. Iegūts 2018. gada 22. martā no Wikipedia: en.wikipedia.org
- Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo un Giraldo, Oskars. (2011). Vara hidroksi sāļu sintēzes vienkāršs ceļš. Brazīlijas ķīmijas biedrības žurnāls, 22 (3), 546–551