คอปเปอร์(II) ไนเตรต
ไตรไฮเดรต | |||
| |||
| ชื่อ | |||
|---|---|---|---|
| ชื่อ IUPAC คอปเปอร์(II) ไนเตรต | |||
| ชื่ออื่นๆ คิวปริกไนเตรต | |||
| ตัวระบุ | |||
โมเดล 3 มิติ ( JSmol ) |
| ||
| ชอีบี | |||
| เคมสไปเดอร์ | |||
| บัตรข้อมูล ECHA | 100.019.853 | ||
PubChem CID |
| ||
| หมายเลข RTECS |
| ||
| มหาวิทยาลัย | |||
แดชบอร์ด CompTox ( EPA ) |
| ||
| |||
| |||
| คุณสมบัติ | |||
| Cu(NO ) | |||
| มวลโมลาร์ |
| ||
| รูปร่าง |
| ||
| ความหนาแน่น |
| ||
| จุดหลอมเหลว |
| ||
| จุดเดือด | 170 °C (338 °F; 443 K) (ไตรไฮเดรต สลายตัว) | ||
| |||
| ความสามารถในการละลายในเอทานอล | ไฮเดรตละลายได้ดีมาก | ||
| ความสามารถในการละลายในแอมโมเนีย | ไฮเดรตละลายได้ดีมาก | ||
ความไวต่อสนามแม่เหล็ก ( χ ) | 1 570 .0 × 10 −6 cm 3 /mol (ไตรไฮเดรต) | ||
| โครงสร้าง | |||
| |||
| อันตราย | |||
| ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OHS/OSH): | |||
อันตรายหลัก | สารระคายเคือง, สารออกซิไดซ์ | ||
| การติดฉลากGHS : [ 4 ] | |||
| อันตราย | |||
| H272 , H314 , H410 | |||
| P210 , P220 , P221 , P260 , P264 , P273 , P280 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P304+P340+P310 , P305+P351+P338+P310 , P363 , P370+P378 , P391 , P405 , P501 | |||
| NFPA 704 ( สัญลักษณ์รูปเพชรกันไฟ) | |||
| NIOSH (ขีดจำกัดการสัมผัสต่อสุขภาพของสหรัฐอเมริกา): [ 6 ] | |||
PEL (อนุญาต) | 1 มก./ ลบ.ม. (TWA, ในรูปของ Cu) | ||
REL (แนะนำ) | 1 มก./ ลบ.ม. (TWA, ในรูปของ Cu) | ||
IDLH (อันตรายทันที) | 100 มก./ ลบ.ม. (TWA, ในรูปของ Cu) | ||
| สารประกอบที่เกี่ยวข้อง | |||
แอนไอออนอื่นๆ | |||
ไอออนบวกอื่นๆ | |||
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล | |||
คอปเปอร์(II) ไนเตรต หมายถึง สารประกอบอนินทรีย์ใดๆ ในกลุ่มที่มีสูตรCu(NO ) · x(H O)ไฮเดรตเป็นของแข็งสีน้ำเงินที่ดูดความชื้น คอปเปอร์ไนเตรต แบบปราศจากน้ำจะเกิดเป็นผลึกสีเขียวอมฟ้าและระเหิดในสุญญากาศที่อุณหภูมิ 150–200 °C (302–392 °F) [ 7 ] [ 8 ] ไฮเดรตที่พบได้ทั่วไปคือเฮมิเพนตาไฮเดรตและไตรไฮเดรต
การเกิดขึ้น
ไม่พบแร่ธาตุใดที่มีสูตร Cu(NO₃ ) ในอุดมคติหรือสารประกอบไฮเดรต ของแร่ธาตุนี้
ลิกาไซต์ ( Likasite) ซึ่งมีสูตรเคมีคือ Cu (NO )(OH) · 2H Oและบัตต์เกนบาไคต์ (Buttgenbachite ) ซึ่งมีสูตรเคมี คือCu (NO ) (OH) Cl · 2H Oเป็นแร่ธาตุที่มีความสัมพันธ์กันไนเตรตทองแดงพื้นฐานตามธรรมชาติ ได้แก่ แร่หายากอย่างเกอร์ฮาร์ดไทต์และรูไอต์ซึ่งทั้งสองเป็นพอลิมอร์ฟของCu (NO )(OH) เกลือธรรมชาติที่ซับซ้อนกว่ามาก เป็นเบส มีน้ำเป็นองค์ประกอบ และมีคลอไรด์เป็นองค์ประกอบ คือ บัตต์เกนบาไคต์[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
โครงสร้าง
คอปเปอร์(II)ไนเตรตปราศจากน้ำ

ทราบพอลิมอร์ฟสอง ชนิดของคอปเปอร์(II)ไนเตรตปราศจากน้ำ คือ α และ β พอลิมอร์ฟทั้งสองชนิดเป็นโครงข่าย พอลิเมอร์เชิงการประสานงาน สามมิติ ที่มีสายโซ่อนันต์ของศูนย์กลางคอปเปอร์(II) และกลุ่มไนเตรต รูปแบบ α มีสภาพแวดล้อมของ Cu เพียงหนึ่งเดียว โดยมีการประสานงานแบบ [4+1] แต่รูปแบบ β มีศูนย์กลางคอปเปอร์สองแบบที่แตกต่างกัน แบบหนึ่งมี [4+1] และอีกแบบหนึ่งเป็นระนาบสี่เหลี่ยม[ 8 ] [ 1 ] [ 2 ]
สารละลายไนโตรมีเทนยังมีลักษณะการประสานงานแบบ "[4+1]" โดยมีพันธะ Cu-O สั้นสี่พันธะที่มีความยาวประมาณ 200 pm และพันธะที่ยาวกว่าหนึ่งพันธะที่ 240 pm [ 13 ]
การให้ความร้อนแก่คอปเปอร์(II)ไนเตรตแบบปราศจากน้ำในสถานะของแข็งภายใต้สุญญากาศที่อุณหภูมิ150–200 °C (302–392 °F)จะทำให้เกิดการระเหิดและการแตกตัวกลายเป็นไอของโมเลกุลคอปเปอร์(II)ไนเตรตโมโนเมอร์ ในเฟสไอ โมเลกุลจะมีลิแกนด์ไนเตรตแบบไบเดนเตต สองตัว [ 8 ] [ 14 ] [ 15 ]
คอปเปอร์(II)ไนเตรตไฮเดรต
มีการรายงานไฮเดรต 5 ชนิด ได้แก่ โมโนไฮเดรต ( Cu(NO ) · 2H O ), เซสควิไฮเดรต ( 2Cu(NO ) · 3H O ), เฮมิเพนตาไฮเดรต ( Cu(NO ) · 2.5H O ) , ไตรไฮเดรต ( Cu(NO ) · 3H O ) และเฮกซาไฮเดรต ( [ Cu(OH ) ](NO ) . [ 2 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
โครงสร้างผลึกของเฮกซาไฮเดรตปรากฏให้เห็น ระยะห่าง Cu−O ที่เกือบเท่ากันหก ระยะ โดยไม่แสดงผลกระทบปกติของการบิดเบี้ยวแบบ Jahn-Tellerซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของ สารประกอบ เชิงซ้อน Cu(II) แบบทรงแปดเหลี่ยม การไม่แสดงผลกระทบนี้ถูกสันนิษฐานว่าเป็นผลมาจากพันธะไฮโดรเจน ที่แข็งแรง ซึ่งจำกัดความยืดหยุ่นของ พันธะ Cu−Oแต่ก็อาจเป็นเพราะนิกเกลถูกระบุผิดว่าเป็นทองแดงในขั้นตอนการปรับแต่งโครงสร้าง
การสังเคราะห์และปฏิกิริยา
คอปเปอร์(II)ไนเตรตไฮเดรต
ไนเตรตทองแดงไฮเดรตเตรียมได้โดยการบำบัดโลหะทองแดงหรือออกไซด์ของทองแดงด้วยกรดไนตริก : [ 19 ]
- Cu + 4 HNO → Cu(NO ) + 2 H O + 2 NO
สามารถเตรียมเกลือชนิดเดียวกันได้โดยการนำโลหะทองแดงไปทำปฏิกิริยากับ สารละลาย ซิลเวอร์ไนเตรตในน้ำปฏิกิริยานั้นแสดงให้เห็นถึงความสามารถของโลหะทองแดงในการลดไอออนของเงิน
ในสารละลายในน้ำ ไฮเดรตจะอยู่ในรูปของสารเชิงซ้อนอะควา[ Cu(H O) ] 2+สารเชิงซ้อนดังกล่าวมีความไม่เสถียรสูงและเกิดการแลกเปลี่ยนลิแกนด์อย่างรวดเร็วเนื่องจากการจัดเรียงอิเล็กตรอน d 9 ของทองแดง(II)
การพยายามกำจัดน้ำออกจากไนเตรตทองแดง(II) ไฮเดรตใดๆ โดยการให้ความร้อนจะให้ออกไซด์ ไม่ใช่Cu(NO ) [ 8 ] ที่อุณหภูมิ 80 °C (176 °F)ไฮเดรตจะเปลี่ยนเป็น "ไนเตรตทองแดงเบสิก" Cu (NO )(OH) ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นCuOที่อุณหภูมิ 180 °C (356 °F) [ 19 ] ด้วยปฏิกิริยานี้ ไนเตรตทองแดงสามารถใช้สร้างกรดไนตริก ได้ โดยการให้ความร้อนจนสลายตัวและส่งควันลงในน้ำโดยตรง วิธีนี้คล้ายกับขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการ Ostwaldสมการมีดังนี้:
- 2 ลูกบาศ์ก(NO ) → 2 CuO + 4 NO + O
- 3 NO + H O → 2 HNO + NO
การบำบัดสารละลายคอปเปอร์(II)ไนเตรตด้วยไตรฟีนิลฟอสฟีนไตรฟีนิลอาร์ซีนและไตรฟีนิลสติบีนจะได้สารประกอบเชิงซ้อนคอปเปอร์(I) ที่สอดคล้องกัน[ Cu(R Ph ) ]NO (E = P, As, Sb) ลิแกนด์กลุ่ม V จะถูกออกซิไดซ์เป็นออกไซด์[ 20 ]
คอปเปอร์(II)ไนเตรตปราศจากน้ำ
Cu(NO ) ที่ปราศจากน้ำเป็นหนึ่งในไนเตรตของโลหะทรานซิชันที่ปราศจากน้ำเพียงไม่กี่ชนิด ไม่สามารถเตรียมได้ด้วยปฏิกิริยาที่มีหรือผลิตน้ำ แต่Cu(NO ) ที่ปราศจากน้ำจะเกิดขึ้นเมื่อโลหะทองแดงได้รับการบำบัดด้วยไดไนโตรเจนเตตรอกไซด์ : [ 21 ] [ 8 ]
- Cu + 2 N O → Cu(NO ) + 2 NO
แอปพลิเคชัน
คอปเปอร์(II) ไนเตรตมีการใช้งานหลากหลาย โดยการใช้งานหลักคือการแปลงเป็นคอปเปอร์(II) ออกไซด์ ซึ่งใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการต่างๆ ในเคมีอินทรีย์ สารละลายของมันใช้ในสิ่งทอและสารขัดเงาสำหรับโลหะอื่นๆ[ 19 ] มักใช้ในห้องปฏิบัติการของโรงเรียนเพื่อสาธิตปฏิกิริยาเซลล์ไฟฟ้า เคมี นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบในเคลือบเซรามิกบางชนิดและคราบโลหะ
การสังเคราะห์สารอินทรีย์
คอปเปอร์ไนเตรต เมื่อรวมกับอะซิติกแอนไฮไดรด์ถือเป็นรีเอเจนต์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการไนเตรชั่นของสารประกอบอะโรมาติก ซึ่งรู้จักกันในชื่อ การไนเตรชั่นของเมนเค[ 22 ]
คอปเปอร์ ไนเตรตไฮเดรตที่ดูดซับบนดินเหนียวจะให้รีเอเจนต์ที่เรียกว่า "เคลย์คอป" ดินเหนียวสีน้ำเงินที่ได้จะใช้เป็นสารละลายข้น เช่น สำหรับการออกซิเดชันของไทออลเป็น ไดซัลไฟด์ เคลย์คอปยังใช้ในการแปลงไดไทโออะซีทัลเป็นคาร์ บอนิลอีกด้วย[ 23 ] รีเอเจนต์ที่เกี่ยวข้องซึ่งมีพื้นฐานมาจากมอนต์มอริลโลไนต์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์สำหรับการไนเตรชันของสารประกอบอะโรมาติก[ 24 ]
การชนะด้วยไฟฟ้า
อาจใช้คอปเปอร์(II)ไนเตรตในการแยกทองแดงด้วยไฟฟ้าในระดับเล็กโดยมีแอมโมเนีย ( NH3 ) เป็นผลพลอยได้[]



