stringtranslate.com

Гидроксид меди(II)

Гидроксид меди(II) представляет собой 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.

Вхождение

Гидроксид меди (II) известен с момента начала выплавки меди около 5000 г. до н. э., хотя алхимики , вероятно, были первыми, кто изготовил его путем смешивания растворов щелочи (гидроксида натрия или калия) и медного купороса (сульфата меди (II)). [3] Источники обоих соединений были доступны в древности.

Его производили в промышленных масштабах в 17 и 18 веках для использования в таких пигментах , как синий вердитер и бременский зеленый . [4] Эти пигменты использовались в керамике и живописи . [5]

Минеральная

Минерал формулы Cu(OH) 2 называется спертиниитом . Гидроксид меди(II) редко встречается в виде несвязанного минерала , поскольку он медленно реагирует с углекислым газом из атмосферы с образованием основного карбоната меди(II) . Так, медь во влажном воздухе медленно приобретает тускло-зеленый налет в результате реакции:

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

Сырой материал в принципе представляет собой молярную смесь Cu(OH) 2 и CuCO 3 в соотношении 1:1 . [6] Эта патина образуется на статуях из бронзы и других медных сплавов , таких как Статуя Свободы .

Производство

Гидроксид меди(II) можно получить добавлением гидроксида натрия к раствору растворимой соли меди(II), например сульфата меди(II) (CuSO 4 ·5H 2 O): [7]

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

Однако осадок, полученный таким способом, часто содержит воду и значительное количество натрийсодержащих примесей. {{ необходима ссылка }}. Кроме того, эта форма гидроксида меди имеет тенденцию превращаться в черный оксид меди (II) : [8]

Cu(OH) 2 → CuO + H 2 O

Более чистый продукт можно получить, если к раствору заранее добавить хлорид аммония для образования аммиака на месте. [9] В качестве альтернативы его можно получить двухэтапной процедурой из сульфата меди (II) через «основной сульфат меди:» [8]

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 −

Состав

Строение Cu(OH) 2 установлено методом рентгеновской кристаллографии. Медный центр имеет квадратно-пирамидальную форму. Четыре расстояния Cu-O в плоском диапазоне составляют 1,96 Å, а осевое расстояние Cu-O составляет 2,36 Å. Гидроксидные лиганды в плоскости имеют либо двойную, либо тройную мостиковую структуру . [10]

Реакции

Он стабилен до температуры около 100 °C. [7]

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

Гидроксид меди(II) катализирует окисление растворов аммиака в присутствии дикислорода, образуя аммианитриты меди, такие как Cu(NO 2 ) 2 (NH 3 ) n . [11] [12]

Гидроксид меди(II) умеренно амфотерен . Он слабо растворяется в концентрированной щелочи , образуя [Cu(OH) 4 ] 2− . [13] [7]

Реагент для органической химии

Гидроксид меди(II) играет весьма специализированную роль в органическом синтезе . Часто, когда его используют для этой цели, его готовят на месте путем смешивания растворимой соли меди (II) и гидроксида калия .

Иногда его используют при 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-аминоэтила). )амино)антрахинон соответственно: [14]

Гидроксид меди (II) также превращает гидразиды кислот в карбоновые кислоты при комнатной температуре. Это преобразование полезно при синтезе карбоновых кислот в присутствии других хрупких функциональных групп . Выходы, как правило, превосходные, как и в случае производства бензойной и октановой кислот : [14]

Использование

Гидроксид меди(II) в растворе аммиака, известный как реактив Швейцера , обладает интересной способностью растворять целлюлозу . Это свойство привело к тому, что его начали использовать в производстве вискозы , целлюлозного волокна .

Он также широко используется в аквариумной индустрии благодаря своей способности уничтожать внешних паразитов рыб, в том числе сосальщиков, морского клеща , бруклинеллеза и морского бархатца , не убивая при этом рыбу. Хотя другие водорастворимые соединения меди могут быть эффективны в этой роли, они обычно приводят к высокой смертности рыб.

Гидроксид меди (II) использовался в качестве альтернативы бордоской жидкости , фунгициду и нематициду . [15] К таким продуктам относится Kocide 3000, производимый Kocide LLC. Гидроксид меди(II) также иногда используется в качестве красителя для керамики .

Гидроксид меди(II) объединили с латексной краской, в результате чего получился продукт, предназначенный для контроля роста корней горшечных растений. Вторичные и боковые корни растут и расширяются, в результате чего образуется плотная и здоровая корневая система. Он продавался под названием Spin Out, которое впервые было представлено Griffin LLC. Права теперь принадлежат SePRO Corp. [16] Теперь он продается как Microkote либо в растворе, который вы наносите самостоятельно, либо в виде обработанных горшков.

Прочие гидроксиды меди(II)

Химическая структура азурита , одного из многих гидроксидов меди (II) (цветовой код: красный = O, зеленый = Cu, серый = C, белый = H). [17]

Вместе с другими компонентами гидроксиды меди(II) многочисленны. Некоторые медь(II)-содержащие минералы содержат гидроксид. Известные примеры включают азурит , малахит , антлерит и брошантит . Азурит (2CuCO 3 ·Cu(OH) 2 ) и малахит (CuCO 3 ·Cu(OH) 2 ) являются гидроксикарбонатами , тогда как антлерит (CuSO 4 ·2Cu(OH) 2 ) и брохантит (CuSO 4 ·3Cu(OH) 2 ) являются гидроксикарбонатами . 2 ) представляют собой гидроксисульфаты .

Многие синтетические производные гидроксида меди (II) были исследованы. [18]

Рекомендации

  1. ^ Прадьот Патнаик. Справочник неорганических химикатов . МакГроу-Хилл, 2002, ISBN  0-07-049439-8
  2. ^ abc Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0150». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ Ричард Коуэн, Очерки по геологии, истории и людям, Глава 3: «Огонь и металлы: медь».
  4. ^ Тони Йохансен, Пигменты исторического художника. Архивировано 9 июня 2009 г. в Wayback Machine . PaintMaking.com. 2006.
  5. ^ Blue verditer. Архивировано 27 сентября 2007 г. в Wayback Machine . Натуральные пигменты. 2007.
  6. ^ Мастерсон, WL, и Херли, CN (2004). Химия: принципы и реакции, 5-е изд . Thomson Learning, Inc. (стр. 331)»
  7. ^ abc О. Глемсер и Х. Зауэр «Гидроксид меди (II)» в Справочнике по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Том. 2. п. 1013.
  8. ^ Аб Соломон, Салли Д.; Рутковски, Сьюзен А.; Махон, Меган Л.; Халперн, Эрика М. (2011). «Синтез медных пигментов, малахита и ярь-медяни: изготовление темперной краски». Журнал химического образования . 88 (12): 1694–1697. Бибкод : 2011JChEd..88.1694S. дои : 10.1021/ed200096e.
  9. ^ Ю. Куденнек, А. Лесерф (2003). «Пересмотр превращения Cu(OH)2 в CuO» (PDF) . Науки о твердом теле . 5 (11–12): 1471–1474. Бибкод : 2003SSSci...5.1471C. doi : 10.1016/j.solidstatesciences.2003.09.009. S2CID  96363475.
  10. ^ HR Освальд; А. Реллер; Х.В. Шмалле; Э. Дублер (1990). «Строение гидроксида меди(II), Cu(OH) 2 ». Акта Кристаллогр . C46 (12): 2279–2284. дои : 10.1107/S0108270190006230.
  11. ^ Ю. Куденнек; и другие. (1995). «Кинематографический этюд окисления аммиака в присутствии цветных металлов». Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série IIB . 320 (6): 309–316.
  12. ^ Ю. Куденнек; и другие. (1993). «Синтез и исследование Cu(NO 2 )2(NH3)4 и Cu(NO2)2(NH3)2». Европейский журнал твердого тела и неорганической химии . 30 (1–2): 77–85.
  13. ^ Полинг, Лайнус (1970). Общая химия . Dover Publications, Inc. (стр. 702).
  14. ^ Аб Цуда, Т. (2001). «Гидроксид меди(II)». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . дои : 10.1002/047084289X.rc228. ISBN 0-471-93623-5.
  15. ^ Бордоская смесь. УЦ ИПМ онлайн. 2007.
  16. ^ «Корпорация SePRO». Архивировано 21 июня 2009 г. в Wayback Machine .
  17. ^ 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.
  18. ^ Кондински, А.; Монахов, К. (2017). «Разрыв гордиева узла в структурной химии полиоксометаллатов: медь (II) – оксо/гидроксикластеры». Химия: Европейский журнал . 23 (33): 7841–7852. дои : 10.1002/chem.201605876 . ПМИД  28083988.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с гидроксидом меди (II) .