Bakır nitrat (II) ya da bakır nitrat, kimyasal formül, Cu (NO 3 ) 2 , parlak ve çekici renk mavi-yeşil inorganik tuzdur. Gerhardite ve rouaite mineralleri de dahil olmak üzere bakır minerallerinin ayrışmasından endüstriyel ölçekte sentezlenir.
Hammadde ve arzu edilen tuz miktarı açısından daha uygun olan diğer yöntemler, metalik bakır ve türev bileşikleri ile doğrudan reaksiyonlardan oluşur. Bakır konsantre bir nitrik asit çözeltisiyle (HNO 3 ) temas ettiğinde , bir redoks reaksiyonu meydana gelir.
Bu reaksiyonda bakır oksitlenir ve aşağıdaki kimyasal denkleme göre azot indirgenir:
Cu (k) + 4HNO 3 (kons) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2H 2 O (l) + 2NO 2 (g)
Azot dioksit (NO 2 ) zararlı bir kahverengi gazdır; elde edilen sulu çözelti mavimsi. Bakır, bakır iyonu (Cu + ), bakır iyonu (Cu 2+ ) veya daha az yaygın iyon Cu 3+ oluşturabilir ; ancak bakır iyonu sulu ortamda birçok elektronik, enerjik ve geometrik faktör tarafından tercih edilmemektedir.
Cu + (0.52V) için standart indirgeme potansiyeli, Cu 2+ (0.34V) için olduğundan daha büyüktür , bu da Cu + ' nın daha kararsız olduğu ve Cu (s) haline gelmek için bir elektron kazanma eğiliminde olduğu anlamına gelir. ). Bu elektrokimyasal ölçüm, CuNO 3'ün neden bir reaksiyon ürünü olarak veya en azından suda bulunmadığını açıklar .
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Bakır nitrat susuzdur (kuru) veya farklı oranlarda su ile hidratlanmıştır. Anhidrit mavi bir sıvıdır, ancak su molekülleri ile koordine edildikten sonra - hidrojen bağları oluşturabilir - Cu (NO 3 ) 2 · 3H 2 O veya Cu (NO 3 ) 2 · 6H 2 O olarak kristalleşirler . piyasada en çok bulunan üç tuz türü.
Kuru tuz için moleküler ağırlık 187.6 g / mol olup, tuza dahil edilen her su molekülü için bu değere 18 g / mol eklenir. Yoğunluğu 3.05 g / mL'ye eşittir ve dahil edilen her su molekülü için azalır: tri-hidratlı tuz için 2.32 g / mL ve heksa-hidratlı tuz için 2.07 g / mL. Kaynama noktası yoktur, aksine süblimleşir.
Bakır nitratın üç biçimi de su, amonyak, dioksan ve etanolde yüksek oranda çözünür. Bakırın dış koordinasyon küresine başka bir molekül eklendikçe erime noktaları düşer; füzyonu, NO 2'nin zararlı gazlarını üreten bakır nitratın termal ayrışması izler :
2 Cu (NO 3 ) 2 (s) => 2 CuO (k) + 4 NO 2 (g) + O 2 (g)
Yukarıdaki kimyasal denklem susuz tuz içindir; hidratlı tuzlar için, denklemin sağ tarafında da su buharı üretilecektir.
Elektronik konfigürasyon
Cu 2+ iyonunun elektron konfigürasyonu 3d 9'dur ve paramanyetizma gösterir (3d 9 yörüngesindeki elektron eşleşmemiş).
Bakır, periyodik tablonun dördüncü periyodunun bir geçiş metali olduğundan ve HNO 3'ün etkisiyle değerlik elektronlarından ikisini kaybettiğinden , kovalent bağlar oluşturmak için hala 4s ve 4p orbitallerine sahiptir. Ayrıca Cu 2+ , altı molekülle koordinasyon sağlamak için en dıştaki 4d orbitallerinden ikisini kullanabilir.
NO 3 - anyonlar düz ve Cu + 2 olduğu bir sp olmalıdır onlarla koordine edebilen 3 d 2 hibridizasyon bir oktahedral geometriye adapte olmalarına olanak tanır; bu, NO 3 - anyonlarının birbirine "çarpmasını" önler .
Bu, Cu 2+ ile birbirlerinin etrafında kare bir düzleme yerleştirilerek elde edilir . Tuz içindeki Cu atomu için ortaya çıkan konfigürasyon şudur: 3d 9 4s 2 4p 6 .
Kimyasal yapı
Üstteki görüntüde, gaz fazında izole edilmiş bir Cu (NO 3 ) 2 molekülü gösterilmektedir . Nitrat anyonunun oksijen atomları doğrudan bakır merkezle (iç koordinasyon küresi) koordine edilerek dört Cu - O bağı oluşturur.
Kare düzlemli moleküler geometriye sahiptir. Düzlem, köşelerdeki kırmızı küreler ve merkezdeki bakır küre tarafından çizilir. Gaz fazında etkileşimleri nedeniyle NO arasındaki elektrostatik geri tepkileri için çok zayıftır 3 - grup .
Bununla birlikte, katı fazda bakır merkezler, polimerik bakır zincirler oluşturarak metalik bağlar –Cu - Cu– oluşturur.
Su molekülleri NO hidrojen bağları oluşturabilen 3 - grup ve bu ve bu yüzden Cu etrafında bir su küre (NO oluşturma kadar diğer su molekülleri için hidrojen bağları sunacak 3 ) 2.
Bu alanda 1 ila 6 dış komşunuz olabilir; dolayısıyla tuz, hidratlanmış tri ve heksa tuzlarını oluşturmak için kolayca hidratlanır.
Tuz, bir Cu2 + iyonu ve iki NO 3 - iyonundan oluşur ve ona iyonik bileşiklerin karakteristik bir kristalliğini verir (susuz tuz için ortorombik, hidratlı tuzlar için rhombohedral). Bununla birlikte, bağlar doğası gereği daha kovalenttir.
Uygulamalar
Bakır nitratın büyüleyici renkleri nedeniyle, bu tuz seramikte, metal yüzeylerde, bazı havai fişeklerde ve ayrıca tekstil endüstrisinde mordan olarak katkı maddesi olarak kullanılır.
Birçok reaksiyon için, özellikle organik reaksiyonları katalize ettiği reaksiyonlar için iyi bir iyonik bakır kaynağıdır. Aynı zamanda diğer nitratlara benzer kullanımları mantar ilacı, herbisit veya ahşap koruyucu olarak bulur.
Başlıca ve en yeni kullanımlarından bir diğeri de CuO katalizörlerinin veya ışığa duyarlı niteliklere sahip malzemelerin sentezidir.
Ayrıca, voltaik hücreler içindeki reaksiyonları göstermek için laboratuarların öğretiminde klasik bir reaktif olarak kullanılır.
Riskler
- Kuvvetli oksitleyici bir ajandır, deniz ekosistemine zararlı, tahriş edici, toksik ve aşındırıcıdır. Reaktifle doğrudan tüm fiziksel temastan kaçınmak önemlidir.
- Yanıcı değildir.
- Yüksek sıcaklıklarda NO 2 de dahil olmak üzere tahriş edici gazlar açığa çıkarır .
- İnsan vücudunda kardiyovasküler ve merkezi sinir sistemlerinde kronik hasara neden olabilir.
- Gastrointestinal sistemde tahrişe neden olabilir.
- Nitrat olarak vücutta nitrite dönüşür. Nitrit, kan oksijen seviyelerine ve kardiyovasküler sisteme zarar verir.
Referanslar
- Day, R. ve Underwood, A. Quantitative Analytical Chemistry (5. baskı). PEARSON Prentice Hall, s-810.
- MEL Science. (2015-2017). MEL Science. 23 Mart 2018'de MEL Science'tan alındı: melscience.com
- ResearchGate GmbH. (2008-2018). Araştırma kapısı. 23 Mart 2018'de ResearchGate'den alındı: researchgate.net
- Fen Laboratuvarı Fen Laboratuvarı 23 Mart 2018'de Science Lab'den alındı: sciencelab.com
- Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (sekizinci baskı). p-321. CENGAGE Öğrenme.
- Vikipedi. Wikipedia. Wikipedia'dan 22 Mart 2018'de alındı: en.wikipedia.org
- Aguirre, Jhon Mauricio, Gutiérrez, Adamo ve Giraldo, Oscar. (2011). Bakır hidroksi tuzlarının sentezi için basit yol. Brezilya Kimya Derneği Dergisi, 22 (3), 546-551