Vario nitrato (II) arba vario nitratas, cheminė formulė Cu (NO 3 ) 2 , yra ryškus ir patrauklios spalvos mėlyna-žalia neorganinė druska. Jis sintetinamas pramoniniu mastu suskaidant vario mineralus, įskaitant mineralus gerharditą ir rouitą.
Kiti labiau įmanomi metodai, atsižvelgiant į žaliavą ir norimą druskos kiekį, yra tiesioginė reakcija su metaliniu variu ir jo dariniais. Kai varis liečiasi su koncentruotu azoto rūgšties (HNO 3 ) tirpalu, įvyksta redokso reakcija.
Šioje reakcijoje varis oksiduojamas ir azotas redukuojamas pagal šią cheminę lygtį:
Cu (s) + 4HNO 3 (konc) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2H 2 O (l) + 2NO 2 (g)
Azoto dioksidas (NO 2 ) yra kenksmingos rudos dujos; gautas vandeninis tirpalas yra melsvas. Varis gali sudaryti vario joną (Cu + ), vario joną (Cu 2+ ) arba rečiau naudojamą joną Cu 3+ ; tačiau vario jonui nepalanki vandeninės terpės dėl daugelio elektroninių, energetinių ir geometrinių veiksnių.
Standartinis Cu + (0,52 V) redukcijos potencialas yra didesnis nei Cu 2+ (0,34 V), tai reiškia, kad Cu + yra nestabilesnis ir linkęs įgyti elektroną, kad jis taptų Cu (s) ). Šis elektrocheminis matavimas paaiškina, kodėl CuNO 3 nėra kaip reakcijos produktas arba bent jau vandenyje.
Fizinės ir cheminės savybės
Vario nitratas yra bevandenis (sausas) arba hidratuotas skirtingomis vandens proporcijomis. Anhidridas yra mėlynas skystis, tačiau suderinęs jį su vandens molekulėmis, galinčiomis sudaryti vandenilio ryšius, jis kristalizuojasi kaip Cu (NO 3 ) 2 · 3H 2 O arba Cu (NO 3 ) 2 · 6H 2 O. Tai yra trijų rūšių druskos, labiausiai prieinamų rinkoje.
Sausos druskos molekulinė masė yra 187,6 g / mol, prie šios vertės pridedant 18 g / mol kiekvienai vandens druskai, įdėtai į druską. Jo tankis yra lygus 3,05 g / ml, ir jis mažėja kiekvienai įdėtai vandens molekulei: 2,32 g / ml - trihidratuotai druskai ir 2,07 g / ml - heksahidratuotai druskai. Jis neturi virimo taško, o sublimuojasi.
Visos trys vario nitrato formos gerai tirpsta vandenyje, amoniake, dioksane ir etanolyje. Jų lydymosi taškai krinta, kai kita molekulė pridedama prie vario išorinės koordinavimo sferos; Po suliejimo šiluminis vario nitrato skilimas sukuria kenksmingas NO 2 dujas :
2 Cu (NO 3 ) 2 (s) => 2 CuO (s) + 4 NO 2 (g) + O 2 (g)
Aukščiau pateikta bevandenės druskos cheminė lygtis; hidratuotos druskos, vandens garai taip pat bus gaminami lygties dešinėje.
Elektroninė konfigūracija
Cu 2+ jonų elektronų konfigūracija yra 3d 9 , rodanti paramagnetizmą (3d 9 orbitoje elektronas nėra suporuotas).
Varis yra pereinamasis ketvirtojo periodinės lentelės periodo metalas ir, praradęs du savo valentinius elektronus dėl HNO 3 veikimo , jis vis dar turi 4s ir 4p orbitalės, galinčias sudaryti kovalentinius ryšius. Be to, Cu 2+ gali panaudoti du savo atokiausius 4d orbitalius, kad koordinuotųsi iki šešių molekulių.
NO 3 - anijonai yra plokšti, ir kad Cu 2+ galėtų su jais derintis, ji turi turėti sp 3 d 2 hibridizaciją , leidžiančią jai priimti oktaedrinę geometriją; Tai apsaugo NO 3 - anijonai iš "pataikyti" tarpusavyje.
Tai pasiekiama naudojant Cu 2+ , išdėstant juos kvadratinėje plokštumoje aplink vienas kitą. Gauta Cu atomo konfigūracija druskoje yra tokia: 3d 9 4s 2 4p 6 .
Cheminė struktūra
Viršutiniame paveikslėlyje dujų fazėje vaizduojama išskirta Cu (NO 3 ) 2 molekulė . Nitratų anijono deguonies atomai tiesiogiai derina su vario centru (vidine koordinacijos sfera), sudarydami keturias Cu - O jungtis.
Jis turi kvadratinės plokštumos molekulinę geometriją. Plokštumą nupiešia raudoni rutuliai viršūnėse, o varinė sfera - centre. Įprasta dujų fazės sąveika yra labai silpnas dėl elektrostatinių repulsions tarp NO 3 - grupės .
Tačiau kietoje fazėje vario centrai sudaro metalines jungtis –Cu – Cu–, sudarydami polimerines vario grandines.
Vandens molekulės gali suformuoti vandenilinius ryšius su NO 3 - grupes , ir šios galės vandenilinius ryšius kitų vandens molekulių, ir taip toliau, kol sukurti vandens sferą Cu (NO 3 ) 2.
Šioje srityje galite turėti nuo 1 iki 6 išorinių kaimynų; taigi druska lengvai hidratuojama, kad susidarytų hidrintos tri ir heksa druskos.
Druska susidaro iš vieno Cu 2+ jonų ir dviejų NO 3 - jonų , suteikiant jonų junginiams kristališkumo savybes (bevandenės druskos ortorombinis, hidratuotų druskų romboedrinis). Tačiau obligacijos yra labiau kovalentinės.
Programos
Dėl žavių vario nitrato spalvų ši druska naudojama kaip priedas keramikoje, metalo paviršiuose, kai kuriuose fejerverkuose ir tekstilės pramonėje kaip šarmas.
Tai geras joninio vario šaltinis daugeliui reakcijų, ypač toms, kuriose jis katalizuoja organines reakcijas. Panašius į kitus nitratus taip pat galima rasti kaip fungicidą, herbicidą arba kaip medienos konservantą.
Kitas pagrindinis ir naujausias jo panaudojimo būdas yra CuO katalizatorių arba medžiagų, turinčių šviesai jautrias savybes, sintezė.
Jis taip pat naudojamas kaip klasikinis reagentas mokymo laboratorijose, norint parodyti reakcijas voltatinėse ląstelėse.
Pavojai
- Tai stipriai oksidatorius, kenksmingas jūros ekosistemai, dirginantis, toksiškas ir ėsdinantis. Svarbu vengti bet kokio fizinio kontakto su reagentu.
- Tai nėra degi.
- Aukštoje temperatūroje jis suyra, išskirdamas dirginančias dujas, įskaitant NO 2 .
- Žmogaus kūne tai gali sukelti lėtinę širdies ir kraujagyslių bei centrinės nervų sistemos žalą.
- Gali dirginti virškinimo traktą.
- Būdamas nitratas, organizme jis virsta nitritu. Nitrito pažeidimai daro įtaką deguonies kiekiui kraujyje ir širdies bei kraujagyslių sistemai.
Nuorodos
- Day, R., ir Underwood, A. Kiekybinė analitinė chemija (5-asis leidimas). „PEARSON“ Prentice Hall, p-810.
- MEL mokslas. (2015-2017). MEL mokslas. Gauta 2018 m. Kovo 23 d. Iš „MEL Science“: melscience.com
- „ResearchGate GmbH“. (2008–2018 m.). „ResearchGate“. Gauta 2018 m. Kovo 23 d. Iš „ResearchGate“: researchgate.net
- Mokslo laboratorija mokslo laboratorija. Gauta 2018 m. Kovo 23 d. Iš „Science Lab“: sciencelab.com
- Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija (aštuntasis leidimas). p-321. CENGAGE mokymasis.
- Vikipedija. Vikipedija. Gauta 2018 m. Kovo 22 d. Iš Vikipedijos: en.wikipedia.org
- Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo, & Giraldo, Oscar. (2011). Paprastas vario hidroksi druskų sintezės būdas. Brazilijos chemijos draugijos žurnalas, 22 (3), 546–551