VARIO (I) CHLORIDAS (CUCL): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Vario chloridas (I), yra neorganinis junginys, sudarytas iš vario (Cu) ir chloro (Cl). Jo cheminė formulė yra CuCl. Šio junginio vario valentingumas yra +1, o chloro –1. Tai balta kristalinė kieta medžiaga, kuri, ilgą laiką veikiama oro, įgauna žalsvą spalvą dėl vario (I) oksidacijos į varį (II).

Ji elgiasi kaip Lewiso rūgštis, reikalaujanti elektronų iš kitų junginių, kurie yra Lewiso bazės, su kuriais ji sudaro kompleksus ar stabilius adduktus. Vienas iš šių junginių yra anglies monoksidas (CO), todėl gebėjimas jungtis tarp dviejų yra naudojamas pramoniniu būdu išgauti CO iš dujų srautų.

Išgrynintas vario (I) chloridas (CuCl). „Leiem“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Jis turi optines savybes, kurios gali būti naudojamos šviesą skleidžiančiuose puslaidininkiuose. Be to, CuCl nanokubai turi didelį potencialą būti naudojami prietaisuose efektyviai kaupti energiją.

Jis naudojamas pirotechnikos mene, nes sąlytyje su liepsna skleidžia melsvai žalią šviesą.

Struktūra

CuCl sudaro vario jonas Cu ⁺ ir chlorido anijonas Cl ^- . Cu ⁺ jonų elektronų konfigūracija yra:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ⁰

ir todėl, kad varis prarado elektroną iš 4s apvalkalo. Chlorido jonų konfigūracija yra tokia:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶

Galima pastebėti, kad abu jonai turi visus savo elektroninius apvalkalus.

Šis junginys kristalizuojasi kubine simetrija. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas atomų išdėstymas kristaliniame vienete. Rožinės sferos atitinka varį, o žaliosios sferos - chlorą.

CuCl struktūra. Autorius: Benjah-bmm27. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

• Vario (I) chloridas
• Vario chloridas
• Vario monochloridas

Savybės

Fizinė būklė

Balta kristalinė kieta medžiaga, kuri ilgai kontaktuojant su oru oksiduojasi ir tampa žalia.

Molekulinė masė

98,99 g / mol

Lydymosi temperatūra

430 ºC

Virimo taškas

Maždaug 1400 ºC.

Tankis

4,137 g / cm ³

Tirpumas

Beveik netirpsta vandenyje: 0,0047 g / 100 g vandens, esant 20 ° C. Netirpsta etanolyje (C ₂ H ₅ OH) ir acetonas (CH ₃ (C = O) CH ₃ ).

Cheminės savybės

Jis nestabilus ore, nes Cu ⁺ linkęs oksiduoti iki Cu ²⁺ . Laikui bėgant susidaro vario oksidas (CuO), vario hidroksidas (CuOH) arba kompleksinis oksichloridas, o druska pasidaro žalia.

Vario (I) chloridas, kuris buvo paveiktas aplinkos ir iš dalies oksiduotas. Gali būti CuO, CuOH ir kitų junginių. „Benjah-bmm27“ / Vieša nuosavybė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Vandeniniame tirpale jis taip pat nestabilus, nes tuo pačiu metu vyksta oksidacijos ir redukcijos reakcija, sudarydama metalinį varį ir vario (II) jonus:

CuCl → Cu ⁰ + CuCl ₂

CuCl kaip Lewiso rūgštis

Šis junginys chemiškai veikia kaip Lewiso rūgštis, o tai reiškia, kad jis alkanas elektronų, todėl su junginiais, kurie juos gali aprūpinti, susidaro stabilūs adduktai.

Tai yra labai tirpi druskos rūgšties (HCl), kur Cl ^- jonų elgiasi kaip elektronų donorų ir rūšių, pavyzdžiui, CuC ₂ ^- , CuC ₃ ^2- ir Cu ₂ Cl ₄ ^{2- yra suformuota} , be kita ko.

Tai yra viena iš rūšių, susidarančių CuCl tirpaluose HCl. Autorius: Marilú Stea.

Vandeniniai CuCl tirpalai turi savybę absorbuoti anglies monoksidą (CO). Ši absorbcija gali įvykti, kai minėti tirpalai yra rūgštiniai, neutralūs arba turintys amoniako (NH ₃ ).

Manoma, kad tokiuose tirpaluose susidaro įvairios rūšys, tokios kaip Cu (CO) ⁺ , Cu (CO) ₃ ⁺ , Cu (CO) ₄ ⁺ , CuCl (CO) ir ^- , kurios priklauso nuo terpės.

Kitos savybės

Jis pasižymi elektro-optinėmis charakteristikomis, mažais optiniais nuostoliais plačiame šviesos spektro diapazone nuo matomų iki infraraudonųjų spindulių, mažu lūžio rodikliu ir maža dielektrine konstanta.

Gavimas

Vario (I) chloridas gali būti gaunamas tiesiogiai reaguojant vario metalui su chloro dujomis 450–900 ° C temperatūroje. Ši reakcija taikoma pramoniniu būdu.

2 Cu + Cl ₂ → 2 CuCl

Vario (II) chloridas paversti vario (I) chloridu taip pat gali būti naudojamas redukuojantis junginys, toks kaip askorbo rūgštis arba sieros dioksidas. Pavyzdžiui, SO atveju ₂ , tai yra oksiduojamas į sieros rūgšties.

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

Programos

CO regeneravimo procesuose

CuCl tirpalų sugebėjimas absorbuoti ir desorbuoti anglies monoksidą yra naudojamas pramoniniu būdu, norint gauti gryną CO.

Pavyzdžiui, procesas vadinamas COSORB naudojimo stabilizuotas vario chlorido sudėtingą druskos su aliuminio forma (CuAlCl ₄ ), kuris ištirpsta aromatiniame tirpiklio, kaip antai toluene.

Tirpalas absorbuoja CO iš dujinio srauto, kad atskirtų jį nuo kitų dujų, tokių kaip CO ₂ , N ₂ ir CH ₄ . Tada tirpalas, kuriame gausu monoksidų, kaitinamas sumažintame slėgyje (tai yra žemiau atmosferos) ir CO desorbuojamas. Tokiu būdu surinktos dujos yra labai grynos.

Anglies monoksido struktūra, kur stebimi elektronai, galintys kompleksuoti su CuCl. Autorius: Benjah-bmm27. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Šis procesas leidžia gauti gryną CO, pradedant reformuotomis gamtinėmis dujomis, dujotomis anglimis arba dujomis, gautomis gaminant plieną.

Katalizėje

CuCl naudojamas kaip įvairių cheminių reakcijų katalizatorius.

Pavyzdžiui, elemento germanio reakcija (Ge) su vandenilio chlorido (HCl) ir etileno (CH ₂ = CH ₂ ) gali būti atliekamas naudojant šio junginio. Jis taip pat naudojamas organinių silicio junginių ir įvairių heterociklinių organinių sieros bei azoto darinių sintezei.

Polifenileno eterio polimeras gali būti sintetinamas naudojant 4-aminopirino ir CuCl katalizatorių sistemą. Šis polimeras yra labai naudingas dėl savo mechaninių savybių, mažo drėgmės sugėrimo, puikios elektros izoliacijos ir atsparumo ugniai.

Gaunant organinius vario junginius

Alkenilkuprato junginius galima gauti reaguojant galiniam alkinui su vandeniniu CuCl ir amoniako tirpalu.

Gaudami su metalais surištus polimerus

Vario (I) chloridas gali derintis su polimerais, sudarydamas sudėtingas molekules, kurios tarnauja kaip katalizatoriai ir kurios sujungia heterogeninio katalizatoriaus paprastumą su homogeniško reguliarumu.

Puslaidininkiuose

Šis junginys naudojamas medžiagai, susidarančiai dėl silicio γ-CuCl, gauti, turintį fotoliuminescencines savybes, turinčias didelį potencialą būti naudojamas kaip fotoną skleidžiantis puslaidininkis.

Šios medžiagos yra plačiai naudojamos ultravioletiniuose šviesos dioduose, lazeriniuose dioduose ir šviesos detektoriuose.

Superkondensatoriuose

Šis produktas, gautas kubinių nanodalelių arba nanocubų pavidalu, leidžia gaminti superkondensatorius, nes pasižymi išskirtiniu įkrovimo greičiu, dideliu grįžtamumu ir nedideliu talpos praradimu.

Superkondensatoriai yra energijos kaupimo įtaisai, kurie išsiskiria dideliu energijos tankiu, saugiu veikimu, greitu įkrovimo ir iškrovimo ciklu, ilgalaikiu stabilumu ir yra ekologiški.

CuCl nanokubai galėtų būti naudojami elektronikos ir energijos kaupimo srityse. Autorius: Tide He. Šaltinis: „Pixabay“.

Kitos programos

Kadangi CuCl, veikdamas liepsną, skleidžia melsvai žalią šviesą, jis naudojamas fejerverkams ruošti ten, kur jis suteikia tą spalvą vykdant pirotechniką.

Žalią kai kurių fejerverkų spalvą gali lemti CuCl. Autorius: Hansas Braxmeieris. Šaltinis: „Pixabay“.

Nuorodos

1. Milekas, JT ir Neubergeris, M. (1972). Vario chloridas. In: Linijinės elektrooptinės modulinės medžiagos. „Springer“, Bostonas, MA. Atkurta iš nuorodos.springer.com.
2. Lide, DR (redaktorius) (2003). CRC chemijos ir fizikos vadovas. 85 ^-oji CRC spauda.
3. Sneeden, RPA (1982). Absorbcijos / desorbcijos metodai. „Visapusiškoje metalo chemijoje“. 8 tomas. Atkurta iš sciencedirect.com.
4. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
5. Chandrashekhar, VC ir kt. (2018 m.). Naujausi tiesioginiai organinių metalų ir koordinavimo junginių sintezės pasiekimai. Tiesioginėje metalų kompleksų sintezėje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
6. Kyushin, S. (2016). Organinio silicio sintezė organinio silicio grupių kūrimui. Efektyvūs silicio junginių paruošimo metodai. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
7. Van Kotenas, G. ir Noltesas, JG (1982). Organinių skiedinių junginiai. „Visapusiškoje metalo chemijoje“. 2 tomas. Atkurta iš sciencedirect.com.
8. Danielukas, D. ir kt. (2009). Neapdorotų ir deguonimi įmirkytų CuCl plėvelių optinės savybės ant silicio substratų. J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80. Atkurta iš nuorodos.springer.com.
9. Yin, B. et al. (2014). Vario chlorido nanocubai, užauginti ant varinės folijos, skirtos pseudokapacitorių elektrodams. „Nano-Micro Lett“. 6, 340-346 (2014). Atkurta iš nuorodos.springer.com.
10. Kim, K. ir kt. (2018 m.). Labai efektyvi aromatinių aminų ligando / vario (I) chlorido katalizatorių sistema poli (2,6-dimetil-1,4-fenileno eterio) sintezei. Polimerai 2018, 10, 350. Atkurta iš mdpi.com.
11. Vikipedija (2020). Vario (I) chloridas. Atkurta iš en.wikipedia.org.