Chlorid měďnatý - Copper(II) chloride
![]() Bezvodý | |
![]() Bezvodý | |
![]() Dihydrát | |
Jména | |
---|---|
Ostatní jména Chlorid měďnatý | |
Identifikátory | |
| |
3D model (JSmol ) | |
8128168 | |
ChEBI | |
ChEMBL | |
ChemSpider | |
DrugBank | |
Informační karta ECHA | 100.028.373 ![]() |
Číslo ES |
|
9300 | |
PubChem CID | |
Číslo RTECS |
|
UNII |
|
UN číslo | 2802 |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
Vlastnosti | |
CuCl2 | |
Molární hmotnost | 134,45 g / mol (bezvodý) 170,48 g / mol (dihydrát) |
Vzhled | žlutohnědá pevná látka (bezvodá) modrozelená pevná látka (dihydrát) |
Zápach | bez zápachu |
Hustota | 3,386 g / cm3 (bezvodý) 2,51 g / cm3 (dihydrát) |
Bod tání | 498 ° C (928 ° F; 771 K) (bezvodý) 100 ° C (dehydratace dihydrátu) |
Bod varu | 993 ° C (1819 ° F; 1266 K) (bezvodý, rozkládá se) |
70,6 g / 100 ml (0 ° C) 75,7 g / 100 ml (25 ° C) 107,9 g / 100 ml (100 ° C) | |
Rozpustnost | methanol: 68 g / 100 ml (15 ° C)
|
+1080·10−6 cm3/ mol | |
Struktura | |
zkreslené CdI2 struktura | |
Osmistěn | |
Nebezpečí | |
Bezpečnostní list | Fisher Scientific |
Piktogramy GHS | ![]() ![]() ![]() ![]() |
Signální slovo GHS | Nebezpečí |
H301, H302, H312, H315, H318, H319, H335, H400, H410, H411 | |
P261, P264, P270, P271, P273, P280, P301 + 310, P301 + 312, P302 + 352, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P310, P312, P321, P322, P330, P332 + 313, P337 + 313, P362, P363, P391, P403 + 233, P405, P501 | |
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |
Bod vzplanutí | Nehořlavé |
NIOSH (Limity expozice USA zdraví): | |
PEL (Dovolený) | TWA 1 mg / m3 (jako Cu)[1] |
REL (Doporučeno) | TWA 1 mg / m3 (jako Cu)[1] |
IDLH (Okamžité nebezpečí) | TWA 100 mg / m3 (jako Cu)[1] |
Související sloučeniny | |
jiný anionty | Fluorid měďnatý Bromid měďnatý |
jiný kationty | Chlorid měďnatý Chlorid stříbrný Chlorid zlatý |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
![]() ![]() ![]() | |
Reference Infoboxu | |
Chlorid měďnatý je chemická sloučenina s chemický vzorec CuCl2. Jedná se o světle hnědou pevnou látku, která pomalu absorbuje vlhkost a vytváří modrozelenou barvu dihydrát.
Bezvodá i dihydrátová forma se přirozeně vyskytují jako velmi vzácné minerály tolbachit a eriochalcit, resp.[2]
Struktura
Bezvodý CuCl2 přijímá zkreslené jodid kademnatý struktura. V tomto motivu jsou měděná centra osmistěn. Většina sloučenin mědi (II) vykazuje zkreslení z idealizované oktaedrické geometrie v důsledku Jahn-Tellerův efekt, který v tomto případě popisuje lokalizaci jednoho d-elektronu do a molekulární orbitální to je silně antibondingové s ohledem na pár chloridových ligandů. V CuCl2· 2H2O, měď znovu přijímá vysoce zkreslenou oktaedrickou geometrii, centra Cu (II) jsou obklopena dvěma vodními ligandy a čtyřmi chloridovými ligandy, které most asymetricky k ostatním centrům Cu.[3]
Chlorid měďnatý je paramagnetické. Historicky zajímavé, CuCl2· 2H2O byl použit v prvním elektronová paramagnetická rezonance měření pomocí Jevgenij Zavoisky v roce 1944.[4][5]
Vlastnosti a reakce
Vodný roztok připravený z chloridu měďnatého obsahuje řadu komplexů mědi v závislosti na koncentraci, teplotě a přítomnosti dalších chloridových iontů. Mezi tyto druhy patří modrá barva [Cu (H2Ó)6]2+ a žluté nebo červené zabarvení halogenidových komplexů vzorce [CuCl2 + x]x−.[6]
Hydrolýza
Hydroxid měďnatý sraženiny při zpracování roztoků chloridu měďnatého zásadou:
- CuCl2 + 2 NaOH → Cu (OH)2 + 2 NaCl

Částečná hydrolýza dává chlorid trihydroxidu měďnatého, Cu2(ACH)3Cl, populární fungicid.
Redox
Chlorid měďnatý je slabé oxidační činidlo. Rozkládá se na chlorid měďnatý a plynný chlór blízko 1000 ° C:
- 2 CuCl2 → 2 CuCl + Cl2
Chlorid měďnatý (CuCl2) reaguje s několika kovy za vzniku kovu mědi nebo chloridu měďného (CuCl) s oxidací druhého kovu. Chcete-li převést chlorid měďnatý na chlorid měďnatý, může být vhodné redukovat vodný roztok pomocí oxid siřičitý jako redukční činidlo:
- 2 CuCl2 + SO2 + 2 H2O → 2 CuCl + 2 HCl + H2TAK4
Koordinační komplexy
CuCl2 reaguje s HCl nebo jinými chlorid zdroje pro tvorbu komplexních iontů: červený CuCl3− (ve skutečnosti je to dimer, Cu2Cl62−, pár čtyřstěnů, které mají společnou hranu) a zelený nebo žlutý CuCl42−.[7]
- CuCl
2 + Cl−
⇌ CuCl−
3 - CuCl
2 + 2 Cl−
⇌ CuCl2−
4
Některé z těchto komplexů mohou být krystalizovány z vodného roztoku a mají širokou škálu struktur.
Chlorid měďnatý také tvoří řadu koordinační komplexy s ligandy jako amoniak, pyridin a trifenylfosfin oxid:
- CuCl2 + 2 ° C5H5N → [CuCl2(C5H5N)2] (čtyřúhelníkový)
- CuCl2 + 2 (C.6H5)3PO → [CuCl2((C6H5)3PO)2] (čtyřboká)
Nicméně „měkké“ ligandy, jako jsou fosfiny (např., trifenylfosfin ), jodid a kyanid, jakož i některé terciární aminy vyvolat snížení za vzniku komplexů mědi.
Příprava
Chlorid měďnatý se komerčně připravuje působením chlorování mědi. Měď se při červené teplotě (300–400 ° C) přímo kombinuje s plynným chlorem a dává (roztavený) chlorid měďnatý. Reakce je velmi exotermická.
- Cu (s) + Cl2(G) → CuCl2(l)
Je také komerčně praktické kombinovat oxid měďnatý s přebytkem chlorid amonný při podobných teplotách produkuje chlorid měďnatý, amoniak a vodu:
- CuO + 2NH4Cl → CuCl2 + 2NH3 + H2Ó
I když samotný kov mědi nelze oxidovat kyselina chlorovodíková, báze obsahující měď, jako je hydroxid, oxid nebo uhličitan měďnatý může reagovat za vzniku CuCl2 v acidobazické reakci.
Jakmile je připraven, roztok CuCl2 mohou být čištěny krystalizací. Standardní metoda bere roztok smíchaný s horkým zředěním kyselina chlorovodíková, a způsobí vznik krystalů ochlazením v a Chlorid vápenatý (CaCl2) -ledová koupel.[8][9]
Existují nepřímé a zřídka používané způsoby použití iontů mědi v roztoku za vzniku chloridu měďnatého. Elektrolýza vodného roztoku chloridu sodného měděnými elektrodami produkuje (mimo jiné) modrozelenou pěnu, kterou lze shromáždit a převést na hydrát. I když se to obvykle nedělá kvůli emisím toxického plynného chloru a prevalenci obecnějších chloralkali proces elektrolýza převede kov mědi na ionty mědi v roztoku tvořícím sloučeninu. Ve skutečnosti může být jakýkoli roztok měďnatých iontů smíchán s kyselinou chlorovodíkovou a zpracován na chlorid měďnatý odstraněním jakýchkoli dalších iontů.
Přirozený výskyt
Chlorid měďnatý se přirozeně vyskytuje jako velmi vzácný bezvodý minerál tolbachit a dihydrát eriochalcit.[2] Oba se nacházejí poblíž fumaroly a v některých Cu dolech.[10][11][12] Častější jsou podobné směsné oxyhydroxid-chloridy atacamit Cu2(ACH)3Cl, vznikající mezi oxidačními zónami lože Cu rud v suchém podnebí (také známé z některých pozměněných strusek).
Použití
Katalyzátor ve Wackerově procesu
Hlavní průmyslová aplikace chloridu měďnatého je jako kokatalyzátor s chlorid palladnatý v Wackerův proces. V tomto procesu eten (ethylen) se převádí na ethanal (acetaldehyd) za použití vody a vzduchu. Během reakce PdCl2 je snížena na Pd a CuCl2 slouží k opětovné oxidaci zpět na PdCl2. Vzduch pak může výslednou látku oxidovat CuCl zpět na CuCl2, dokončení cyklu.
- C2H4 + PdCl2 + H2O → CH3CHO + Pd + 2 HCl
- Pd + 2 CuCl2 → 2 CuCl + PdCl2
- 4 CuCl + 4 HCl + O2 → 4 CuCl2 + 2 H2Ó
Celkový proces je:
- 2 C.2H4 + O.2 → 2 CH3CHO
Katalyzátor při výrobě chloru
Chlorid měďnatý se používá jako katalyzátor v různých procesech, při nichž se chlor vyrábí oxychlorace. The Jáhenský proces probíhá při asi 400 až 450 ° C v přítomnosti chloridu měďnatého:
- 4 HCl + O2 → 2 Cl2 + 2 H2Ó
Chlorid měďnatý katalyzuje chloraci při výrobě vinylchlorid a dichlorethan.[13]
Chlorid měďnatý se používá v Cyklus měď - chlor ve kterém štěpí páru na sloučeninu mědi a kyslíku a chlorovodík a později se v cyklu izoluje z elektrolýzy chloridu měďného.
Další aplikace organických syntetických látek
Chlorid měďnatý má v USA několik vysoce specializovaných aplikací syntéza organických sloučenin.[8] Ovlivňuje to chlorování z aromatické uhlovodíky - to se často provádí za přítomnosti oxid hlinitý. Je schopen chlorovat alfa pozici karbonyl sloučeniny:[14]
Tato reakce se provádí v polárním rozpouštědle, jako je dimethylformamid (DMF), často za přítomnosti chlorid lithný, což urychluje reakci.
CuCl2, v přítomnosti kyslík, může také oxidovat fenoly. Hlavní produkt lze nasměrovat tak, aby poskytl buď a chinon nebo spojený produkt z oxidační dimerizace. Druhý proces poskytuje cestu s vysokým výnosem 1,1-binaftol:[15]
Takové sloučeniny jsou meziprodukty při syntéze BINAP a jeho deriváty
Dihydrát chloridu měďnatého podporuje hydrolýzu acetonidů, tj. Pro odstranění chránící skupiny za účelem regenerace diolů[16] nebo aminoalkoholy, jako v tomto příkladu (kde TBDPS = tert-butyldifenylsilyl ):[17]
CuCl2 také katalyzuje volné radikály přidání sulfonylchloridy na alkeny; alfa-chlorsulfon pak může podstoupit odstranění se základnou pro získání vinylu sulfon produkt.[Citace je zapotřebí ]
Niche používá
Chlorid měďnatý se také používá v pyrotechnika jako modrozelené barvivo. V zkouška plamenem chloridy mědi, stejně jako všechny sloučeniny mědi, vyzařují zeleno-modrou barvu.
v karty s indikátorem vlhkosti (HIC), HIC bez kobaltu na bázi hnědé až azurové (chlorid měďnatý) HIC lze najít na trhu. V roce 1998 Evropská komunita (EC) klasifikované položky obsahující chlorid kobaltnatý od 0,01 do 1% hmotn./hmotn. Jako T (toxický), s odpovídající R fráze R49 (může způsobit rakovinu při vdechování). V důsledku toho byly vyvinuty nové karty indikátorů vlhkosti bez obsahu kobaltu, které obsahují měď.
Bezpečnost
Chlorid měďnatý může být toxický. V pitné vodě jsou povoleny pouze koncentrace pod 5 ppm Americká agentura na ochranu životního prostředí.
Reference
- ^ A b C NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0150". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
- ^ A b Marlene C. Morris, Howard F. McMurdie, Eloise H. Evans, Boris Paretzkin, Harry S. Parker a Nicolas C. Panagiotopoulos (1981) Chlorid měďnatý hydrát (eriochalcit), v Standardní rentgenové difrakční práškové vzory National Bureau of Standards, monografie 25, oddíl 18; strana 33.
- ^ Wells, A.F. (1984) Structural Anorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6.
- ^ Peter Baláž (2008). Mechanochemistry in Nanoscience and Minerals Engineering. Springer. p. 167. ISBN 978-3-540-74854-0.
- ^ Marina Brustolon (2009). Elektronová paramagnetická rezonance: sada nástrojů lékaře. John Wiley and Sons. p. 3. ISBN 978-0-470-25882-8.
- ^ Greenwood, N. N. a Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2. vyd.), Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ Naida S. Gill; F. B. Taylor (1967). Tetrahalo komplexy dipositivních kovů v první přechodové sérii. Anorganické syntézy. 9. 136–142. doi:10.1002 / 9780470132401.ch37. ISBN 978-0-470-13240-1.
- ^ A b S. H. Bertz, E. H. Fairchild, in Handbook of Reagents for Organic Synthesis, Volume 1: Reagents, Auxiliaries and Catalysts for C-C Bond Formation(R. M. Coates, S.E. Dánsko, eds.), Str. 220-3, Wiley, New York, 1738.
- ^ W. L. F. Armarego; Christina Li Lin Chai (2009-05-22). Čištění laboratorních chemikálií (Knihy Google výňatek) (6. vydání). Butterworth-Heinemann. p. 461. ISBN 978-1-85617-567-8.
- ^ https://www.mindat.org/min-3990.html
- ^ https://www.mindat.org/min-1398.html
- ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ H. Wayne Richardson, „Copper Compounds“ v Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim, doi:10.1002 / 14356007.a07_567
- ^ C. E. Castro; E. J. Gaughan; D. C. Owsley (1965). "Halogenace halogenidu měďnatého". Journal of Organic Chemistry. 30 (2): 587. doi:10.1021 / jo01013a069.
- ^ J. Brussee; J. L. G. Groenendijk; J. M. Koppele; A. C. A. Jansen (1985). "O mechanismu tvorby s (-) - (1, 1'-binaftalenu) -2,2'-diolu prostřednictvím komplexů aminu s měďnou". Čtyřstěn. 41 (16): 3313. doi:10.1016 / S0040-4020 (01) 96682-7.
- ^ Chandrasekhar, M .; Kusum L. Chandra; Vinod K. Singh (2003). "Celková syntéza (+) - boronolidu, (+) - deacetylboronolidu a (+) - dideacetylboronolidu". Journal of Organic Chemistry. 68 (10): 4039–4045. doi:10.1021 / jo0269058. PMID 12737588.
- ^ Krišna, Palakodety Radha; G. Dayaker (2007). "Stereoselektivní celková syntéza (-) - andrachcinidinu prostřednictvím protokolu olefinové křížové metatézy". Čtyřstěn dopisy. Elsevier. 48 (41): 7279–7282. doi:10.1016 / j.tetlet.2007.08.053.
Další čtení
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
- Lide, David R. (1990). CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data. Boca Raton: CRC Press. ISBN 0-8493-0471-7.
- Index společnosti Merck, 7. vydání, Merck & Co, Rahway, New Jersey, USA, 1960.
- D. Nicholls, Komplexy a přechodové prvky první řady, Macmillan Press, Londýn, 1973.
- A. F. Wells, 'Strukturní anorganická chemie, 5. vydání, Oxford University Press, Oxford, UK, 1984.
- J. March, Pokročilá organická chemie, 4. vydání, str. 723, Wiley, New York, 1992.
- Fieser a Fieserova činidla pro organickou syntézu Svazek 5, str. 158, Wiley, New York, 1975.
- D. W. Smith (1976). „Chlorocuprates (II)“. Recenze koordinační chemie. 21 (2–3): 93–158. doi:10.1016 / S0010-8545 (00) 80445-2.