Бакра нитрат (ИИ) или бакар нитрат, хемијска формула Цу (НО 3 ) 2 , је светао и атрактивне боје плаво-зелене неорганска со. Синтетише се у индустријском обиму од распада минерала бакра, укључујући минерале герхардит и руаит.
Остале изводљиве методе, у погледу сировине и жељених количина соли, састоје се од директних реакција са металним бакром и његовим дериватима. Када је бакар у контакту са концентрованим раствором азотне киселине (ХНО 3 ), долази до редокс реакције.
У овој реакцији бакар се оксидује и азот се редукује према следећој хемијској једначини:
Цу (с) + 4ХНО 3 (цонц) => Цу (НО 3 ) 2 (ак) + 2Х 2 О (л) + 2НО 2 (г)
Азот диоксид (НО 2 ) је штетан смеђи гас; добијени водени раствор је плавкаст. Бакар може да формира ионски јон (Цу + ), куријски јон (Цу 2+ ) или мање уобичајени јон Цу 3+ ; међутим, бакарни јони не погодују воденим медијима многи електронски, енергетски и геометријски фактори.
Стандардни редукциони потенцијал за Цу + (0,52В) је већи него за Цу 2+ (0,34В), што значи да је Цу + нестабилнији и тежи да добије електрон да постане Цу (с ). Ово електрохемијско мерење објашњава зашто ЦуНО 3 не постоји као продукт реакције или барем у води.
Физичка и хемијска својства
Бакарни нитрат је безводан (сув) или хидратизован са различитим омјерима воде. Анхидрид је плава течност, али након координације са молекулима воде - способним да формира водоничне везе - кристализује као Цу (НО 3 ) 2 · 3Х 2 О или Цу (НО 3 ) 2 · 6Х 2 О. То су три облика соли која су највише доступна на тржишту.
Молекуларна тежина суве соли је 187,6 г / мол, додајући овој вредности 18 г / мол за сваки молекул воде који је уграђен у со. Његова густина је једнака 3,05 г / мл, а смањује се за сваки уграђени молекул воде: 2,32 г / мл за трихидратну сол и 2,07 г / мл за хексахидровану со. Нема тачку кључања, већ сублимира.
Сва три облика бакар-нитрата су високо растворљива у води, амонијаку, диоксану и етанолу. Њихове тачке топљења опадају како се још један молекул додаје спољној координационој сфери бакра; фузија је праћена термичким растављањем бакар-нитрата, стварајући штетне гасове НО 2 :
2 Цу (НО 3 ) 2 (с) => 2 ЦуО (с) + 4 НО 2 (г) + О 2 (г)
Хемијска једнаџба је за безводну со; за хидриране соли водена пара ће се такође производити на десној страни једнаџбе.
Електронска конфигурација
Конфигурација електрона за Цу 2+ јона је 3д 9 , показује парамагнетизам (електрон у 3д 9 орбитали није спреман).
Пошто је бакар прелазни метал четвртог периода периодичне табеле, а изгубио је два своја валентна електрона услед дејства ХНО 3 , он још увек има на располагању 4с и 4п орбитуле за формирање ковалентних веза. Поред тога, Цу 2+ може искористити две своје најудаљеније 4д орбите за координацију са до шест молекула.
НО 3 - аниони су равни, а да би Цу 2+ могао да се координира са њима, мора имати сп 3 д 2 хибридизацију која му омогућава да усвоји октаедарску геометрију; ово спречава НО 3 - ањона из "ударање" међусобно.
То постиже Цу 2+ , постављајући их у квадратну равнину један око другог. Резултујућа конфигурација за Цу атом унутар соли је: 3д 9 4с 2 4п 6 .
Хемијска структура
У горњем слици, изоловани молекул Цу (НО 3 ) 2 заступљена у гасној фази. Атоми кисеоника нитратног аниона координишу се директно са центром бакра (унутрашња координациона сфера), формирајући четири Цу - О везе.
Има молекуларну геометрију квадратне равни. Равнину цртају црвене сфере у врховима и бакарна сфера у средини. Интеракције у гасној фази су врло слабе због електростатичких одбијања између НО 3 - група .
Међутим, у чврстој фази бакарни центри формирају металне везе - Цу - Цу -, стварајући полимерне бакрене ланце.
Молекули воде могу формирати водоничне везе са НО 3 - групе , и то ће понудити водоничне везе за друге молекуле воде, и тако даље до стварања сферу воде око Цу (НО 3 ) 2.
У овој сфери можете имати од 1 до 6 спољних суседа; стога се сол лако хидрише да би се створиле хидриране три и хекса соли.
Со је добијена од једног ЦУ 2+ јона и два НО 3 - јона , дајући јој кристалитет карактеристику јонских једињења (орторомбични за анхидрованог соли, рхомбохедрал за хидратних соли). Међутим, везе су више ковалентне природе.
Апликације
Због фасцинантних боја бакарног нитрата, ова сол се користи као адитив у керамици, на металним површинама, у неким ватрометима, као иу текстилној индустрији.
Добар је извор јонског бакра за многе реакције, посебно оне у којима катализује органске реакције. Такође проналази употребу сличне другим нитратима, било као фунгицид, хербицид или као конзерванс за дрво.
Још једна од његових главних и најновијих примена је у синтези ЦуО катализатора, или материјала са фотосензитивним квалитетама.
Такође се користи као класични реагенс у наставним лабораторијама за приказивање реакција унутар волтаичних ћелија.
Ризици
- То је снажно оксидирајуће средство, штетно за морски екосистем, надражујуће, токсично и корозивно. Важно је избегавати сваки физички контакт директно са реагенсом.
- Није запаљиво.
- Разлаже се на високим температурама испуштајући иритантне гасове, укључујући НО 2 .
- У људском телу може изазвати хронично оштећење кардиоваскуларног и централног нервног система.
- Може изазвати иритацију у гастроинтестиналном тракту.
- Будући да је нитрат, унутар тела постаје нитрит. Нитрити пуше на ниво кисеоника у крви и на кардиоваскуларни систем.
Референце
- Даи, Р. и Ундервоод, А. Квантитативна аналитичка хемија (5. изд.). ПЕАРСОН Прентице Халл, п-810.
- МЕЛ Сциенце. (2015-2017). МЕЛ Сциенце. Преузето 23. марта 2018. године са МЕЛ Сциенце: мелсциенце.цом
- РесеарцхГате ГмбХ. (2008-2018). РесеарцхГате. Преузето 23. марта 2018. из РесеарцхГате: ресеарцхгате.нет
- Научна лабораторија. Преузето 23. марта 2018. из Сциенце Лаб: сциенцелаб.цом
- Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (осмо издање). п-321. ЦЕНГАГЕ Учење.
- Википедиа. Википедиа. Преузето 22. марта 2018. године са Википедије: ен.википедиа.орг
- Агуирре, Јхон Маурицио, Гутиеррез, Адамо, & Гиралдо, Осцар. (2011). Једноставан пут за синтезу бакарних хидрокси соли. Часопис Бразилског хемијског друштва, 22 (3), 546-551