stringtranslate.com

Гидроксид меди(II)

Гидроксид меди (II) — это гидроксид меди с химической формулой Cu(OH) 2 . Это бледно-зеленовато-голубое или голубовато-зеленое твердое вещество. Некоторые формы гидроксида меди (II) продаются как «стабилизированный» гидроксид меди (II), хотя они, вероятно, состоят из смеси карбоната и гидроксида меди (II) . Гидроксид меди является сильным основанием, хотя его низкая растворимость в воде затрудняет непосредственное наблюдение. [3]

Происшествие

Гидроксид меди (II) известен с тех пор, как началась выплавка меди около 5000 г. до н. э., хотя алхимики, вероятно, были первыми, кто изготовил его, смешивая растворы щелока (гидроксида натрия или калия) и медного купороса (сульфата меди (II)). [4] Источники обоих соединений были доступны в древности.

Он производился в промышленных масштабах в XVII и XVIII веках для использования в пигментах, таких как синяя вердитер и бременская зеленая . [5] Эти пигменты использовались в керамике и живописи . [6]

Минерал

Минерал с формулой Cu(OH) 2 называется спертиит . Гидроксид меди(II) редко встречается в виде несвязанного минерала , поскольку он медленно реагирует с углекислым газом из атмосферы, образуя основной карбонат меди(II) . Таким образом, гидроксид меди(II) медленно приобретает тускло-зеленый налет во влажном воздухе по реакции:

2 Cu(OH) 2 + CO 2 → Cu 2 CO 3 (OH) 2 + H 2 O

Зеленый материал в принципе представляет собой молярную смесь Cu(OH) 2 и CuCO3 в соотношении 1:1 . [7] Эта патина образуется на бронзовых и других медных статуях , таких как Статуя Свободы .

Производство

Гидроксид меди (II) может быть получен путем добавления гидроксида натрия к различным источникам меди (II). Природа полученного гидроксида меди (II), однако, чувствительна к детальным условиям. Некоторые методы производят гранулированный, прочный гидроксид меди (II), в то время как другие методы производят термочувствительный коллоидоподобный продукт. [3]

Традиционно раствор растворимой соли меди(II), такой как сульфат меди(II) (CuSO4 · 5H2O ) , обрабатывают основанием: [8]

2NaOH + CuSO 4 ·5H 2 O → Cu(OH) 2 + 6H 2 O + Na 2 SO 4

Эта форма гидроксида меди имеет тенденцию превращаться в черный оксид меди(II) : [9]

Cu( OH ) 2 → CuO + H2O

Более чистый продукт может быть получен, если предварительно добавить в раствор хлорид аммония для получения аммиака на месте. [10] В качестве альтернативы его можно получить в двухэтапной процедуре из сульфата меди (II) через «основной сульфат меди»: [9]

4 CuSO 4 + 6 NH 3 + 6H 2 O → Cu 4 SO 4 (OH) 6 + 3 (NH 4 ) 2 SO 4
Cu 4 SO 4 (OH) 6 + 2 NaOH → 4 Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Альтернативно, гидроксид меди легко получить электролизом воды (содержащей небольшое количество электролита, такого как сульфат натрия или сульфат магния ) с медным анодом :

Cu + 2OH − → Cu(OH) 2 + 2e −

Структура

Структура Cu(OH) 2 была определена методом рентгеновской кристаллографии . Медный центр имеет форму квадратной пирамиды. Четыре расстояния Cu-O в диапазоне плоскостей составляют 1,96 Å, а аксиальное расстояние Cu-O составляет 2,36 Å. Гидроксидные лиганды в плоскости являются либо двусвязными , либо трехсвязными. [11]

Реакции

Он стабилен до температуры около 100 °C. [8] Выше этой температуры он разлагается на оксид меди (II).

Гидроксид меди(II) реагирует с раствором аммиака с образованием темно-синего раствора комплексного иона тетрамминмеди [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ .

Гидроксид меди (II) окисляет аммиак в присутствии кислорода, образуя нитриты аммиака меди, такие как Cu(NO 2 ) 2 (NH 3 ) n . [12] [13]

Гидроксид меди(II) слабо амфотерный . Он слабо растворяется в концентрированной щелочи , образуя [Cu(OH) 4 ] 2− . [14] [8]

Реагент для органической химии

Гидроксид меди (II) играет единственную специализированную роль в органическом синтезе . Часто, когда он используется для этой цели, его готовят in situ путем смешивания растворимой соли меди (II) и гидроксида калия . Иногда его используют в синтезе ариламинов . Например, гидроксид меди (II) катализирует реакцию этилендиамина с 1-бромантрахиноном или 1-амино-4-бромантрахиноном с образованием 1-((2-аминоэтил)амино)антрахинона или 1-амино-4-((2-аминоэтил) амино )антрахинона соответственно: [15]

Гидроксид меди (II) также преобразует гидразиды кислот в карбоновые кислоты при комнатной температуре. Это преобразование может быть использовано в синтезе карбоновых кислот в присутствии других хрупких функциональных групп . Выходы обычно превосходны, как в случае с получением бензойной кислоты и октановой кислоты : [15]

Использует

Гидроксид меди (II) в растворе аммиака, известный как реагент Швейцера , растворяет целлюлозу . [3] Это свойство привело к его использованию в производстве вискозы , целлюлозного волокна .

Он также используется в аквариумной индустрии из-за его способности уничтожать внешних паразитов у рыб, включая сосальщиков, морского ихтиофтириоза , бруклинеллёза и морского бархата , не убивая рыбу. Хотя другие водорастворимые соединения меди могут быть эффективны в этой роли, они, как правило, приводят к высокой смертности рыб.

Гидроксид меди (II) использовался в качестве альтернативы бордоской жидкости , фунгициду и нематоциду . [3] [16] К таким продуктам относится Kocide 3000, производимый компанией Kocide LLC. Гидроксид меди (II) также иногда используется в качестве керамического красителя .

Гидроксид меди (II) был объединен с латексной краской, в результате чего получился продукт, предназначенный для контроля роста корней у горшечных растений. Вторичные и боковые корни процветают и расширяются, что приводит к плотной и здоровой корневой системе. Он продавался под названием Spin Out, которое впервые было представлено Griffin LLC. Права теперь принадлежат SePRO Corp. [17] Теперь он продается как Microkote либо в растворе, который вы наносите сами, либо в обработанных горшках.

Другие гидроксиды меди(II)

Химическая структура азурита , одного из многих гидроксидов меди(II) (цветовой код: красный = O, зеленый = Cu, серый = C, белый = H). [18]

Вместе с другими компонентами, гидроксиды меди(II) многочисленны. Несколько минералов, содержащих медь(II) , содержат гидроксид. Известные примеры включают азурит , малахит , антлерит и брошантит . Азурит (2CuCO3 · Cu(OH) 2 ) и малахит (CuCO3 · Cu(OH) 2 ) являются гидроксикарбонатами , тогда как антлерит (CuSO4 · 2Cu(OH) 2 ) и брошантит (CuSO4 · 3Cu(OH) 2 ) являются гидроксисульфатами .

Были исследованы многие синтетические производные гидроксида меди(II). [19]

Ссылки

  1. ^ Прадьот Патнаик. Справочник по неорганическим химикатам . McGraw-Hill, 2002, ISBN  0-07-049439-8
  2. ^ abc NIOSH Карманный справочник по химическим опасностям. "#0150". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ abcd Чжан, Цзюнь; Ричардсон, Х. Уэйн (2016). «Соединения меди». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . С. 1–31. doi :10.1002/14356007.a07_567.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.
  4. ↑ Ричард Коуэн, Очерки геологии, истории и людей, Глава 3: «Огонь и металлы: медь».
  5. ↑ Тони Йохансен, «Пигменты исторического художника». Архивировано 09.06.2009 на Wayback Machine . PaintMaking.com. 2006.
  6. ^ Синий вердитер Архивировано 27.09.2007 в Wayback Machine . Натуральные пигменты. 2007.
  7. ^ Мастерсон, У. Л. и Херли, К. Н. (2004). Химия: принципы и реакции, 5-е изд . Thomson Learning, Inc. (стр. 331)
  8. ^ abc O. Glemser и H. Sauer "Copper(II) Hydroxide" в Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Под редакцией G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 2. p. 1013.
  9. ^ ab Solomon, Sally D.; Rutkowsky, Susan A.; Mahon, Megan L.; Halpern, Erica M. (2011). «Синтез медных пигментов, малахита и вердигриса: изготовление темперной краски». Journal of Chemical Education . 88 (12): 1694–1697. Bibcode :2011JChEd..88.1694S. doi :10.1021/ed200096e.
  10. ^ Y. Cudennec, A. Lecerf (2003). "Повторное рассмотрение трансформации Cu(OH)2 в CuO" (PDF) . Solid State Sciences . 5 (11–12): 1471–1474. Bibcode : 2003SSSci...5.1471C. doi : 10.1016/j.solidstatesciences.2003.09.009. S2CID  96363475.
  11. ^ HR Oswald; A. Reller; HW Schmalle; E. Dubler (1990). "Структура гидроксида меди (II), Cu(OH) 2 ". Acta Crystallogr . C46 (12): 2279–2284. doi :10.1107/S0108270190006230.
  12. ^ Ю. Куденнек; и др. (1995). «Кинематографический этюд окисления аммиака в присутствии цветных металлов». Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série IIB . 320 (6): 309–316.
  13. ^ Y. Cudennec; et al. (1993). "Синтез и исследование Cu(NO 2 ) 2 (NH 3 ) 4 и Cu(NO 2 ) 2 (NH 3 ) 2 ". Европейский журнал твердой и неорганической химии . 30 (1–2): 77–85.
  14. ^ Полинг, Лайнус (1970). Общая химия . Dover Publications, Inc. (стр. 702).
  15. ^ ab Tsuda, T. (2001). "Copper(II) Hydroxide". Энциклопедия реагентов для органического синтеза . doi :10.1002/047084289X.rc228. ISBN 0-471-93623-5.
  16. ^ Бордоская смесь. UC IPM онлайн. 2007.
  17. ^ "SePRO Corporation" Архивировано 21 июня 2009 г. на Wayback Machine .
  18. ^ Зиган, Ф.; Шустер, HD (1972). «Verfeinerung der Struktur von Azurit, Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 , durch Neutronenbeugung». Zeitschrift für Kristallographie, Kristallgeometry, Kristallphysik, Kristallchemie . 135 (5–6): 416–436. Бибкод : 1972ZK....135..416Z. дои :10.1524/zkri.1972.135.5-6.416. S2CID  95738208.
  19. ^ Кондински, А.; Монахов, К. (2017). «Разрыв гордиева узла в структурной химии полиоксометаллатов: кластеры меди (II)–оксо/гидроксо». Химия: европейский журнал . 23 (33): 7841–7852. doi : 10.1002/chem.201605876 . PMID  28083988.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Гидроксид меди(II) .