Jodid měďnatý - Copper(I) iodide
![]() | |
Jména | |
---|---|
Název IUPAC Jodid měďnatý | |
Ostatní jména Jodid měďný, bažina | |
Identifikátory | |
3D model (JSmol ) | |
ChemSpider | |
Informační karta ECHA | 100.028.795 ![]() |
PubChem CID | |
UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
Vlastnosti | |
CuI | |
Molární hmotnost | 190,45 g / mol |
Vzhled | Bílý až žlutohnědý prášek |
Zápach | bez zápachu |
Hustota | 5,67 g / cm3 [1] |
Bod tání | 606 ° C (1123 ° F; 879 K) |
Bod varu | 1290 ° C (2350 ° F; 1560 K) (rozkládá se) |
0,000042 g / 100 ml | |
Produkt rozpustnosti (K.sp) | 1 x 10−12 [2] |
Rozpustnost | rozpustný v amoniak a jodid řešení nerozpustný ve zředěných kyselinách |
Tlak páry | 10 mm Hg (656 ° C) |
-63.0·10−6 cm3/ mol | |
Index lomu (nD) | 2.346 |
Struktura | |
zinkblende | |
Čtyřboké anionty a kationty | |
Nebezpečí | |
Bezpečnostní list | Sigma Aldrich[3] |
Piktogramy GHS | ![]() ![]() ![]() |
Signální slovo GHS | Nebezpečí |
H302, H315, H319, H335, H400, H410 | |
P261, P273, P305 + 351 + 338, P501 | |
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |
Bod vzplanutí | Nehořlavé |
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví): | |
PEL (Dovolený) | TWA 1 mg / m3 (jako Cu)[4] |
REL (Doporučeno) | TWA 1 mg / m3 (jako Cu)[4] |
IDLH (Okamžité nebezpečí) | TWA 100 mg / m3 (jako Cu)[4] |
Související sloučeniny | |
jiný anionty | |
jiný kationty | jodid stříbrný |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
![]() ![]() ![]() | |
Reference Infoboxu | |
Jodid měďnatý je anorganická sloučenina se vzorcem CuI. Je také známý jako jodid měďný. Je užitečný v různých aplikacích od organická syntéza na cloud setí.
Čistý jodid měďnatý je bílý, ale vzorky jsou často opálené nebo dokonce, pokud se v přírodě vyskytují jako vzácný minerál bažina, červenohnědá, ale taková barva je způsobena přítomností nečistot. Je běžné, že vzorky sloučenin obsahujících jodid zbarvují v důsledku snadné aerobní oxidace jodidového aniontu na molekulární jód.[5][6][7]
Struktura
Měď (I) jodid, stejně jako většina binárních (obsahující pouze dva prvky) halogenidy kovů, je anorganický polymer. Má bohatou fázový diagram, což znamená, že existuje v několika krystalických formách. Přijímá a struktura směsi zinku pod 390 ° C (γ-CuI), a wurtzite struktura mezi 390 a 440 ° C (β-CuI) a a kamenná sůl struktura nad 440 ° C (α-CuI). Když jsou ionty v iontové soustavě, jsou čtyřboká směs zinku nebo wurtzite struktura, se vzdáleností Cu-I 2,338 Å. Bromid měďnatý a chlorid měďnatý také transformovat ze struktury směsi zinku na strukturu wurtzitu při 405 respektive 435 ° C. Čím delší je tedy vazba halogenid měďnatý, tím nižší teplota musí být nutná ke změně struktury ze struktury směsi zinku na strukturu wurtzitu. Interatomové vzdálenosti v bromidu měďném jsou 2,173 a 2,051 Á.[8]
![]() | ![]() | ![]() |
Příprava
Jodid měďný lze připravit zahřátím jodu a mědi v koncentrované formě kyselina jodovodíková V laboratoři se však jodid měďný připravuje jednoduchým smícháním vodného roztoku jodid draselný a rozpustná sůl mědi (II) síran měďnatý.
- Cu2+ + 2I− → CuI2
CuI2 rychle se rozkládá na jodid měďný s uvolňováním I2.[9]
- 2 CuI2 → 2 CuI + I2
Tato reakce se používá jako prostředek k testování vzorků mědi (II), protože se vyvinul I2 lze analyzovat redoxní titrací. Reakce sama o sobě může vypadat poněkud divně, protože se pro postup použije pravidlo palce redoxní reakce, E.Óoxidátor - EÓreduktor > 0, tato reakce selže. Množství je pod nulou, takže reakce by neměla pokračovat. Ale rovnovážná konstanta[10] pro reakci je 1,38 * 10−13. Použitím poměrně mírných koncentrátů 0,1 mol / l jak pro jodid, tak pro Cu2+, koncentrace Cu+ se počítá jako 3 * 10−7. V důsledku toho je produkt koncentrací daleko vyšší než produkt rozpustnosti, takže se vysráží jodid měďný. Proces srážení snižuje koncentraci mědi (I) a poskytuje entropickou hnací sílu podle Le Chatelierův princip a umožnění pokračování redoxní reakce.
Vlastnosti
CuI je špatně rozpustný ve vodě (0,00042 g / l při 25 ° C), ale rozpouští se v přítomnosti NaI nebo KI za vzniku lineárního aniontu [CuI2]−. Ředění takových roztoků vodou reprecipituje CuI. Tento proces rozpouštění a srážení se používá k čištění CuI, čímž se získají bezbarvé vzorky.[5]
Jodid měďný lze rozpustit acetonitril, čímž se získá roztok různých komplexních sloučenin. Po krystalizaci molekulární[11] nebo polymerní[12][13] sloučeniny lze izolovat. Rozpouštění se také pozoruje, když se roztok příslušného komplexačního činidla v aceton nebo chloroform se používá. Například, thiomočovina a jeho deriváty mohou být použity. Pevné látky, které krystalizují z těchto roztoků, se skládají z hybridní anorganické řetězce.[14]
Použití
CuI má několik použití:
- CuI se používá jako činidlo v organická syntéza. V kombinaci s 1,2- nebo 1,3 diaminovými ligandy katalyzuje CuI přeměnu aryl-, heteroaryl- a vinylbromidů na odpovídající jodidy. NaI je typickým zdrojem jodidů a dioxan je typickým rozpouštědlem (viz aromatická Finkelsteinova reakce ).[15] Arylhalogenidy se používají k vytváření vazeb uhlík-uhlík a uhlík-heteroatom v procesu, jako je Sakra, Stille, Suzuki, Sonogashira a Ullmann vazebné reakce typu. Aryljodidy jsou však reaktivnější než odpovídající arylbromidy nebo arylchloridy. 2-Brom-1-okten-3-ol a 1-nonyn jsou v kombinaci s dichlorbis (trifenylfosfin) palladium (II), CuI a diethylamin za vzniku 7-methylen-8-hexadecyn-6-olu.[16]
- CuI se používá v cloud setí,[17] změna množství nebo typu srážení mraku nebo jejich struktury rozptýlením látek do atmosféry, které zvyšují schopnost vody vytvářet kapičky nebo krystaly. CuI poskytuje kouli, aby vlhkost v oblaku kondenzovala kolem, což způsobilo zvýšení srážek a snížení hustoty mraků.
- Strukturní vlastnosti CuI umožňují CuI stabilizovat teplo nylon v komerčních a rezidenčních kobercových průmyslech, příslušenství automobilových motorů a dalších trzích, kde je důležitá životnost a hmotnost.
- CuI se používá jako zdroj dietního jódu v kuchyňské soli a krmivech pro zvířata.[17]
- CuI se používá při detekci rtuť. Při kontaktu s parami rtuti mění původně bílá sloučenina barvu za vzniku tetrajodmerkuratanu měďnatého, který má hnědou barvu.
- CuI se používá při navrhování a syntéze klastrů Cu (I),[18] což jsou polymetalové komplexní sloučeniny.
- Jako polovodič typu p[19] CuI má výhody, jako je vysoká vodivost, velká šířka pásma, zpracování řešení a nízké náklady. Nedávno bylo publikováno mnoho článků k objasnění aplikace jako vodiče díry v různých fotovoltaických zařízeních, jako jsou solární články citlivé na barvivo, polymerní solární články a perovskitové solární články.
Reference
- ^ Lide, David R., ed. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87. vydání). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 0-8493-0487-3.
- ^ Skoog DA, West DM, Holler FJ, Crouch SR (2004). Základy anorganické chemie. Brooks / Cole. p. A-6. ISBN 978-0-03-035523-3.
- ^ Sigma-Aldrich Co., Jodid měďnatý.
- ^ A b C NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0150". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ A b Kauffman GB, Fang LY (1983). "Čištění mědi (I) jodidu". Čištění jodidu měďného. Inorg. Synth. Anorganické syntézy. 22. 101–103. doi:10.1002 / 9780470132531.ch20. ISBN 978-0-470-13253-1.
- ^ https://www.mindat.org/min-2580.html
- ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ Wells AF (1984). Strukturní anorganická chemie (5. vydání). Oxford: Oxford University Press. 410 a 444.
- ^ Holleman AF, Wiberg E (2001). Anorganická chemie. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ Hodnota závisí na konkrétní poloviční reakci jódu. Samotná hodnota se vypočítá pomocí vzorce: K.redox= 10 ^ {(čvůl* nČervené/0,0591)*(EÓoxidátor - EÓreduktor)} který sám o sobě lze snadno odvodit z Nernstových rovnic pro konkrétní poloviční reakce. Pomocí E.Óvůl= EÓCu2+/ Cu+ = 0,15; nvůl = 1 pro měď; EÓČervené= EÓJá−/ Já2 = 0,52; nČervené = 2 pro jód
- ^ Barth ER, Golz C, Knorr M, Strohmann C (listopad 2015). „Krystalová struktura di-μ-jodido-bis- [bis (aceto-nitril-κN) mědi (I)]". Acta Crystallographica oddíl E. 71 (Pt 11): m189-90. doi:10.1107 / S2056989015018149. PMC 4645014. PMID 26594527.
- ^ Healy PC, Kildea JD, Skelton BW, White AH (1989). „Lewisovy báze aduktů kovových (I) sloučenin skupiny 11. XL. Konformační systematika [(N-báze) 1 (CuX) 1] ∞ Ortogonální„ schodišťové “polymery (N-báze =„ jednorozměrný aceto-nitril, Benzo-nitril Ligand) ". Australian Journal of Chemistry. 42 (1): 79. doi:10.1071 / CH9890079. ISSN 0004-9425.
- ^ Arkhireeva TM, Bulychev BM, Sizov AI, Sokolova TA, Belsky VK, Soloveichik GL (1990). „Komplexy mědi (I) s vazbou kov-kov (d10 – d10). Krystaly a molekulární struktury aduktů trihydridu tantalocenu s jodidem měďnatým ve složení: (η5-C5H5) 2TaH [(μ2-H) Cu (μ2 -I) 2Cu (μ2-H)] 2HTa (η5-C5H5) 2, (η5-C5H4But) 2TaH (μ2-H) 2Cu (μ2-I) 2Cu (μ2-H) 2HTa (η5-C5H4But) 2 · CH3CN a {Cu (μ3-I) · P [N (CH3) 2] 3} 4 ". Anorganica Chimica Acta. 169 (1): 109–118. doi:10.1016 / S0020-1693 (00) 82043-5.
- ^ Rosiak D, Okuniewski A, Chojnacki J (prosinec 2018). "Stuhy jodidu měďnatého koordinované s deriváty thiomočoviny". Acta Crystallographica oddíl C. 74 (Pt 12): 1650–1655. doi:10.1107 / S2053229618015620. PMID 30516149.
- ^ Klapars A, Buchwald SL (prosinec 2002). „Měď katalyzovaná výměna halogenů v arylhalogenidech: aromatická Finkelsteinova reakce“. Journal of the American Chemical Society. 124 (50): 14844–5. doi:10.1021 / ja028865v. PMID 12475315.
- ^ Marshall JA, Sehon CA. „Izomerizace Β-alkynylallylových alkoholů na furany katalyzované dusičnanem stříbrným na silikagelu: 2-pentyl-3-methyl-5-heptylfuran“. Organické syntézy. 76: 263.
- ^ A b Zhang J, Richardson HW (červen 2000). "Sloučeniny mědi". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. s. 1–31. doi:10.1002 / 14356007.a07_567. ISBN 3527306730.
- ^ Yu M, Chen L, Jiang F, Zhou K, Liu C, Sun C, Li X, Yang Y, Hong M (2017). „Cation-Induced Strategy towards a Hourglass-Shaped Cu6I7– Cluster and its Color-Tunable Luminiscence“. Chemie materiálů. 29 (19): 8093–8099. doi:10,1021 / acs.chemmater.7b01790.
- ^ „Nové přístupy a vyhlídky na škálovatelnost materiálů pro transport otvorů na bázi mědi pro planární solární články z perovskitu“. Journal of Materials Chemistry C. doi:10.1039 / c9tc04009a.
Další čtení
- Macintyre J (1992). Slovník anorganických sloučenin. 3. London: Chapman and Hall. p. 3103.