BAKIR (I) KLORÜR (KABAK): YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Bakır klorür (I) 'e , bakır (Cu) ve klor (CI)' den oluşan bir inorganik bileşiktir. Kimyasal formülü CuCl'dir. Bu bileşikteki bakırın değeri +1 ve klor -1'dir. Uzun süre havaya maruz kaldığında bakırın (I) bakıra (II) oksidasyonu nedeniyle yeşilimsi bir renk alan beyaz kristalli bir katıdır.

Lewis asidi gibi davranır ve Lewis bazları olan diğer bileşiklerden elektronlar gerektirir, bunlarla kompleksler veya kararlı eklentiler oluşturur. Bu bileşiklerden biri karbon monoksittir (CO), bu nedenle ikisi arasında bağlanma yeteneği, endüstriyel olarak gaz akışlarından CO çıkarmak için kullanılır.

Saflaştırılmış bakır (I) klorür (CuCl). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kaynak: Wikimedia Commons.

Işık yayan yarı iletkenlerde kullanılabilen optik özelliklere sahiptir. Ayrıca, CuCl nanoküpler, enerjiyi verimli bir şekilde depolamak için cihazlarda kullanılma potansiyeline sahiptir.

Piroteknik sanatında kullanılır çünkü bir alevle temas ettiğinde mavi-yeşil bir ışık üretir.

yapı

CuCl bakır iyonu Cu ⁺ ve klorür anyonu Cl ^{- 'den oluşur} . Cu ⁺ iyonunun elektron konfigürasyonu :

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ⁰

ve bunun nedeni bakırın elektronu 4s kabuğundan kaybetmesidir. Klorür iyonunun konfigürasyonu vardır:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶

Her iki iyonun da tam elektronik kabuklarına sahip olduğu görülebilir.

Bu bileşik kübik simetri ile kristalleşir. Aşağıdaki görüntü, kristalin bir birimdeki atomların düzenini göstermektedir. Pembe küreler bakıra ve yeşil küreler klora karşılık gelir.

CuCl'nin Yapısı. Yazar: Benjah-bmm27. Kaynak: Wikimedia Commons.

terminoloji

• Bakır (I) klorür
• Bakır klorür
• Bakır monoklorür

Özellikleri

Fiziksel durum

Hava ile uzun süre temas ettiğinde oksitlenen ve yeşile dönen beyaz kristalli katı.

Moleküler ağırlık

98,99 g / mol

Erime noktası

430ºC

Kaynama noktası

Yaklaşık 1400 ºC.

Yoğunluk

4,137 g / cm ³

Çözünürlük

Suda neredeyse çözünmez: 20 ° C'de 0,0047 g / 100 g su Çözünmeyen etanol (Cı- ₂ , H ₅ , OH) ve aseton (CH ₃ (C = O) CH ₃ ).

Kimyasal özellikler

Cu, çünkü havada kararsız olan ⁺ Cu için okside eğilimi ²⁺ . Zamanla bakır oksit (CuO), bakır hidroksit (CuOH) veya kompleks bir oksiklorür oluşur ve tuz yeşile döner.

Çevreye maruz kalmış ve kısmen oksitlenmiş bakır (I) klorür. CuO, CuOH ve diğer bileşikleri içerebilir. Benjah-bmm27 / Kamu malı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Sulu çözeltide, aynı zamanda bir oksidasyon ve indirgeme reaksiyonu aynı anda meydana geldiği için kararsızdır ve metalik bakır ve bakır (II) iyonu oluşturur:

CuCl → Cu ⁰ + CuCl ₂

Lewis asidi olarak CuCl

Bu bileşik, kimyasal olarak Lewis asidi gibi davranır, bu da elektronlara aç olduğu anlamına gelir, böylece onları sağlayabilen bileşiklerle kararlı eklentiler oluşturur.

Bu Cı hidroklorik asit (HCI), çok çözünürdür ^- iyonları örneğin CuCl gibi elektron donör ve tür olarak davranan ₂ ^- , CuCl ₃ ^2- Cu ₂ Cl ₄ ^{oluşturulmaktadır 2-} diğerleri arasında,.

Bu, HCl'deki CuCl çözeltilerinde oluşan türlerden biridir. Yazar: Marilú Stea.

Sulu CuCl çözeltileri karbon monoksiti (CO) emme özelliğine sahiptir. Adı geçen çözeltiler olduğunda bu emilme her ikisi (NH, asidik, nötr ya da amonyak ile oluşabilir ₃ ).

Bu tür çözümlerde ortama bağlı olarak Cu (CO) ⁺ , Cu (CO) ₃ ⁺ , Cu (CO) ₄ ⁺ , CuCl (CO) ve ^- gibi çeşitli türlerin oluştuğu tahmin edilmektedir .

Diğer özellikler

Elektro-optik özelliklere, görünürden kızılötesine kadar geniş bir ışık spektrumunda düşük optik kayıp, düşük kırılma indisi ve düşük dielektrik sabitine sahiptir.

edinme

Bakır (I) klorür, bakır metali klor gazı ile 450-900 ° C sıcaklıkta doğrudan reaksiyona sokarak elde edilebilir. Bu reaksiyon endüstriyel olarak uygulanır.

2 Cu + Cl ₂ → 2 CuCl

Bakır (II) klorürü bakır (I) klorüre dönüştürmek için askorbik asit veya sülfür dioksit gibi indirgeyici bir bileşik de kullanılabilir. Örneğin, SO durumunda ₂ , sülfürik asit oksitlenir.

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

Uygulamalar

CO geri kazanım süreçlerinde

CuCl çözeltilerinin karbon monoksiti emme ve desorbe etme yeteneği, endüstriyel olarak saf CO elde etmek için kullanılır.

Örneğin, COSORB adı verilen işlem , toluen gibi aromatik bir çözücü içinde çözünen alüminyum (CuAlCl ₄ ) ile kompleks bir tuz formunda stabilize bakır klorür kullanır .

Bir gaz halindeki akıştan CO emmekte çözelti, CO gibi diğer gazlardan ayırmak için ₂ , N _2, ve CH ₄ . Monoksit yönünden zengin çözelti daha sonra indirgenmiş basınç altında (yani atmosfer basıncının altında) ısıtılır ve CO desorbe edilir. Bu şekilde geri kazanılan gaz yüksek saflıktadır.

CuCl ile kompleks oluşturmaya elverişli elektronların gözlendiği karbon monoksitin yapısı. Yazar: Benjah-bmm27. Kaynak: Wikimedia Commons.

Bu işlem, dönüştürülmüş doğal gaz, gazlaştırılmış kömür veya çelik üretiminden elde edilen gazlardan başlayarak saf CO elde edilmesini sağlar.

Katalizde

CuCl, çeşitli kimyasal reaksiyonlar için bir katalizör olarak kullanılır.

Örneğin, hidrojen klorid (HCI) ve etilen ile eleman germanyum reaksiyonu (Ge) (CH ₂ = CH ₂ ) Bu bileşik kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Ayrıca organik silikon bileşiklerinin ve çeşitli heterosiklik organik kükürt ve nitrojen türevlerinin sentezinde kullanılır.

Bir polifenilen eter polimeri, bir 4-aminopirin ve CuCl katalizör sistemi kullanılarak sentezlenebilir. Bu polimer, mekanik özellikleri, düşük nem emilimi, elektrikten mükemmel yalıtımı ve yangına dayanıklılığı nedeniyle çok kullanışlıdır.

Organik bakır bileşiklerinin elde edilmesinde

Alkenilkuprat bileşikleri, bir terminal alkinin sulu bir CuCl ve amonyak çözeltisi ile reaksiyona sokulmasıyla hazırlanabilir.

Metallere bağlı polimerlerin elde edilmesinde

Bakır (I) klorür, katalizör görevi gören ve heterojen bir katalizörün basitliğini homojen bir katalizörün düzenliliği ile birleştiren karmaşık moleküller oluşturarak polimerlerle koordine olabilir.

Yarı iletkenlerde

Bu bileşik, foton yayan yarı iletken olarak kullanılmak üzere yüksek potansiyele sahip fotolüminesans özelliklerine sahip, silikon üzerinde γ-CuCl ile oluşturulan bir malzeme elde etmek için kullanılır.

Bu malzemeler, ultraviyole ışık yayan diyotlarda, lazer diyotlarda ve ışık dedektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Süper kapasitörlerde

Kübik nanopartiküller veya nanoküpler şeklinde elde edilen bu ürün, olağanüstü bir şarj hızı, yüksek geri dönüşümlü ve küçük bir kapasite kaybına sahip olduğu için süper kapasitörler üretmeyi mümkün kılar.

Süperkapasitörler, yüksek güç yoğunluğu, çalışma güvenliği, hızlı şarj ve deşarj döngüleri, uzun vadeli stabiliteleri ve çevre dostu olmaları ile öne çıkan enerji depolama cihazlarıdır.

CuCl nanoküpler elektronik ve enerji depolama uygulamalarında kullanılabilir. Yazar: Tide He. Kaynak: Pixabay.

Diğer uygulamalar

CuCl aleve maruz kaldığında mavi-yeşil ışık yaydığı için, pirotekniklerin uygulanması sırasında bu rengi sağladığı havai fişeklerin hazırlanmasında kullanılır.

Bazı havai fişeklerin yeşil rengi CuCl'den kaynaklanıyor olabilir. Yazar: Hans Braxmeier. Kaynak: Pixabay.

Referanslar

1. Milek, JT ve Neuberger, M. (1972). Bakır Klorür. In: Doğrusal Elektrooptik Modüler Malzemeler. Springer, Boston, MA. Link.springer.com'dan kurtarıldı.
2. Lide, DR (editör) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 ^inci CRC Basın.
3. Sneeden, RPA (1982). Absorpsiyon / desorpsiyon yöntemleri. Kapsamlı Organometalik Kimyada. Cilt 8. sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
4. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.
5. Chandrashekhar, VC ve diğerleri. (2018). Organometalik ve Koordinasyon Bileşiklerinin Doğrudan Sentezinde Son Gelişmeler. Metal Komplekslerinin Doğrudan Sentezinde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
6. Kyushin, S. (2016). Organosilikon Kümelerinin İnşası için Organosilikon Sentezi. Silikon Bileşikleri Hazırlamak İçin Etkin Yöntemlerde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
7. Van Koten, G. ve Noltes, JG (1982). Organocopper bileşikler. Kapsamlı Organometalik Kimyada. Cilt 2. sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
8. Danieluk, D. vd. (2009). Silikon substratlar üzerindeki katkısız ve oksijen katkılı CuCl filmlerin optik özellikleri. J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80. Link.springer.com'dan kurtarıldı.
9. Yin, B. vd. (2014). Pseudocapacitor Elektrotları için Bakır Folyo Üzerinde Büyütülen Bakır Klorür Nanoküpleri. Nano-Micro Lett. 6, 340-346 (2014). Link.springer.com'dan kurtarıldı.
10. Kim, K. vd. (2018). Poli (2,6-dimetil-1,4-fenilen eter) Sentezi için Yüksek Etkili Aromatik Amin Ligand / Bakır (I) Klorür Katalizör Sistemi. Polymers 2018, 10, 350. mdpi.com'dan kurtarıldı.
11. Wikipedia (2020). Bakır (I) klorür. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı.