Нитрат меди(II)

Нитрат меди(II)
Copper nitrate.png
Copper(II)-nitrate-trihydrate-sample.jpg
Систематическое название Нитрат меди(II)
Другие названия Медь азотнокислая
Химическая формула Cu(NO3)2
Внешний вид Бесцветные кристаллы (безводный)
Голубые кристаллы (кристаллогидраты)
Свойства
Молярная масса безводный: 187,57 г/моль»
тригидрат: 241.63 г/моль;
гексагидрат: 295,69 г/моль
Температура плавления безводный: 255 °C[1];
тригидрат: 114,5 °C;
гексагидрат: 24,4 °C
Температура разложения безводный: 170 °C
Плотность безводный: 3,05 г/см³;
тригидрат: 2,32 г/см³;
гегсагидрат: 2,074 г/см³
Растворимость в воде 124,7 г/100 мл
Токсикологические данные
LD50 тригидрат: 940 мг/кг
Структура
Кристаллическая решётка безводный: ромбическая;
тригидрат: ромбическая;
гексагидрат: триклинная;
1,5- и 2,5-гидраты: моноклинная
Термодинамические свойства
Стандартная энтальпия образования безводный: −310 кДж/моль;
тригидрат: −1217 кДж/моль
Стандартная молярная энтропия +192 Дж/(К·моль)
Стандартная энергия образования Гиббса −117 кДж/моль
Классификация
Регистрационный номер CAS 10031-43-3
Регистрационный номер EINECS 221-838-5
ChEBI 78036
Номер ООН 1477
Код SMILES [Cu++].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O
Код InChI InChI=1S/Cu.2NO3/c;2*2-1(3)4/q+2;2*-1
Безопасность
R-фразы R8, R22, R34
S-фразы S17, S26, S36/37/39, S45, S60
H-фразы H272, H314, H318, H302
P-фразы P221, P210, P303+P361+P353, P305+P351+P338, P405, P501
Пиктограммы опасности Пиктограмма «X: Вредно» системы ECBПиктограмма «C: Разъедающее» системы ECBПиктограмма «O: Окислитель» системы ECB
Пиктограммы опасности СГС Пиктограмма «Пламя над окружностью» системы СГСПиктограмма «Коррозия» системы СГСПиктограмма «Восклицательный знак» системы СГС
NFPA 704

NFPA 704 four-colored diamond

1
3OX

Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Нитра́т ме́ди(II) — неорганическое вещество с формулой






C
u
(
N

O

3



)

2






{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}}}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}}}}, является солью двухвалентной меди и азотной кислоты. Безводный нитрат меди(II) представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. При поглощении влаги образует кристаллогидраты голубого цвета.

Содержание

  • 1 Нахождение в природе
  • 2 Физические свойства
  • 3 Химические свойства
    • 3.1 Разложение
    • 3.2 Гидролиз
    • 3.3 Обменные реакции
    • 3.4 Прочие реакции
  • 4 Получение
  • 5 Применение
  • 6 Токсичность
  • 7 Примечания

Нахождение в природе

Нитрат меди(II) (в форме осно́вной соли) встречается в природе в виде минералов герхардтита и руаита. Свойства минералов представлены в таблице:

Герхардтит[2] Руаит[3]
Состав Cu2NO3(OH)3 Cu2NO3(OH)3
Цвет зелёный темно-зелёный
Сингония орторомбическая моноклинная
Плотность, г/см³ 3,40—3,43 3,38
Твердость 2 2

Физические свойства

Безводный нитрат меди(II) при нормальных условиях — твёрдое кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде (124,7 г/100 г H2O при 20 °C; 207,7 г/100 г H2O при 80 °C), этаноле, метаноле, этилацетате, ацетонитриле, ДМСО[4].

При кристаллизации из водных растворов образует ряд кристаллогидратов: нона-, гекса- и тригидраты. Также известны кристаллогидраты, содержащие 1,5 и 2,5 молекулы H2O. Параметры кристаллической решетки кристаллогидратов[5]:

  • Cu(NO3)2·6H2O: триклинная сингония, пространственная группа P1, параметры ячейки a = 0,591 нм, b = 0,777 нм, c = 0,543 нм, α = 97,65°, β = 93,88°, γ = 72,53°, Z = 1.
  • Cu(NO3)2·3H2O: ромбическая сингония, пространственная группа Pmn21, параметры ячейки a = 1,12 нм, b = 0,505 нм, c = 0,528 нм, Z = 4.
  • Cu(NO3)2·2,5H2O: моноклинная сингония, пространственная группа I2/a, параметры ячейки a = 1,64539 нм, b = 0,49384 нм, c = 1,59632 нм, β = 93,764°, Z = 8.
  • Cu(NO3)2·1,5H2O: моноклинная сингония, пространственная группа C2/c, параметры ячейки a = 2,22 нм, b = 0,490 нм, c = 1,54 нм, β = 48°, Z = 8.

Гексагидрат разлагается при нагревании до 100 °C в вакууме. Тригидрат разлагается при 120 °C[6].

Химические свойства

Разложение

Нитрат меди(II) при нагревании разлагается с образованием оксида меди(II) и диоксида азота:

170^{\circ }C}}\ 2CuO+\!\ 4NO_{2}\!\uparrow +\!\ O_{2}\!\uparrow }}}»>





2
C
u
(
N

O

3



)

2


 




t
>

170




C



 
2
C
u
O
+

 
4
N

O

2




+

 

O

2








{\displaystyle {\mathsf {2Cu(NO_{3})_{2}\ {\xrightarrow {t>170^{\circ }C}}\ 2CuO+\!\ 4NO_{2}\!\uparrow +\!\ O_{2}\!\uparrow }}}

Гидролиз

Нитрат меди(II) в водном растворе диссоциирует на ионы с одновременной гидратацией катиона:






C
u
(
N

O

3



)

2


+
4
 

H

2


O

 
[
C
u
(

H

2


O

)

4



]

2
+


+
2
 
N

O

3









{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+4\ H_{2}O\longrightarrow \ [Cu(H_{2}O)_{4}]^{2+}+2\ NO_{3}^{-}}}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+4\ H_{2}O\longrightarrow \ [Cu(H_{2}O)_{4}]^{2+}+2\ NO_{3}^{-}}}}

Катион тетрааквамеди(II) подвергается обратимому гидролизу:






[
C
u
(

H

2


O

)

4



]

2
+


+
 

H

2


O

 
[
C
u
(

H

2


O

)

3


(
O
H
)

]

+


+
 

H

3



O

+




,
 
p

K

a


 
=
7
,
34


{\displaystyle {\mathsf {[Cu(H_{2}O)_{4}]^{2+}+\ H_{2}O\rightleftarrows \ [Cu(H_{2}O)_{3}(OH)]^{+}+\ H_{3}O^{+}}},\ pK_{a}\ =7,34}

{\displaystyle {\mathsf {[Cu(H_{2}O)_{4}]^{2+}+\ H_{2}O\rightleftarrows \ [Cu(H_{2}O)_{3}(OH)]^{+}+\ H_{3}O^{+}}},\ pK_{a}\ =7,34}

В упрощённом виде:






C

u

2
+


+
 

H

2


O

 
C
u
O

H

+


+
 

H

+






{\displaystyle {\mathsf {Cu^{2+}+\ H_{2}O\rightleftarrows \ CuOH^{+}+\ H^{+}}}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu^{2+}+\ H_{2}O\rightleftarrows \ CuOH^{+}+\ H^{+}}}}

Обменные реакции

В водных растворах нитрат меди(II) вступает в реакции ионного обмена, характерные для растворимых солей двухвалентной меди, например:
с щёлочью (выпадает голубой осадок)






C
u
(
N

O

3



)

2


+
2
N
a
O
H

C
u
(
O
H

)

2




+

 
2
N
a
N

O

3






{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+2NaOH\longrightarrow Cu(OH)_{2}\!\downarrow +\!\ 2NaNO_{3}}}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+2NaOH\longrightarrow Cu(OH)_{2}\!\downarrow +\!\ 2NaNO_{3}}}}

с фосфатом натрия (выпадает синий осадок)






3
C
u
(
N

O

3



)

2


+
2
 
N

a

3


P

O

4


+
3
 

H

2


O

 
C

u

3


(
P

O

4



)

2



3

H

2


O


+
6
 
N
a
N

O

3






{\displaystyle {\mathsf {3Cu(NO_{3})_{2}+2\ Na_{3}PO_{4}+3\ H_{2}O\longrightarrow \ Cu_{3}(PO_{4})_{2}\cdot 3H_{2}O\!\downarrow +6\ NaNO_{3}}}}

{\displaystyle {\mathsf {3Cu(NO_{3})_{2}+2\ Na_{3}PO_{4}+3\ H_{2}O\longrightarrow \ Cu_{3}(PO_{4})_{2}\cdot 3H_{2}O\!\downarrow +6\ NaNO_{3}}}}

с жёлтой кровяной солью (выпадает красный осадок)






2
C
u
(
N

O

3



)

2


+
 

K

4


[
F
e
(
C
N

)

6


]

 
C

u

2


[
F
e
(
C
N

)

6


]


+
4
 
K
N

O

3






{\displaystyle {\mathsf {2Cu(NO_{3})_{2}+\ K_{4}[Fe(CN)_{6}]\longrightarrow \ Cu_{2}[Fe(CN)_{6}]\!\downarrow +4\ KNO_{3}}}}

{\displaystyle {\mathsf {2Cu(NO_{3})_{2}+\ K_{4}[Fe(CN)_{6}]\longrightarrow \ Cu_{2}[Fe(CN)_{6}]\!\downarrow +4\ KNO_{3}}}}

с концентрированным раствором аммиака (раствор приобретает тёмно-синий цвет)






C
u
(
N

O

3



)

2


+
4
 
N

H

3




H

2


O

 
[
C
u
(
N

H

3



)

4


]
(
N

O

3



)

2


+
4
 

H

2


O




{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+4\ NH_{3}\cdot H_{2}O\longrightarrow \ [Cu(NH_{3})_{4}](NO_{3})_{2}+4\ H_{2}O}}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+4\ NH_{3}\cdot H_{2}O\longrightarrow \ [Cu(NH_{3})_{4}](NO_{3})_{2}+4\ H_{2}O}}}

с азидами щелочных металлов (выпадает коричневый осадок азида меди(II))






C
u
(
N

O

3



)

2


+
2
M
e

N

3


 







10




C



 
C
u
(

N

3



)

2




+

 
2
M
e
N

O

3


 
(
M
e
 
=
 
L
i
,
 
N
a
)




{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+2MeN_{3}\ {\xrightarrow {0-10^{\circ }C}}\ Cu(N_{3})_{2}\!\downarrow +\!\ 2MeNO_{3}\ (Me\ =\ Li,\ Na)}}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+2MeN_{3}\ {\xrightarrow {0-10^{\circ }C}}\ Cu(N_{3})_{2}\!\downarrow +\!\ 2MeNO_{3}\ (Me\ =\ Li,\ Na)}}}

Прочие реакции

Нитрат меди(II) реагирует с растворами гидроксиламина (при кипении) и гидразина с выпадением белого осадка азида меди(I):






4
C
u
(
N

O

3



)

2


+
18
(
N

H

2


O
H


H

2


O
)

4
C
u

N

3




+

 
9

N

2


O


+

 
12
N

H

3




+

 
27

H

2


O




{\displaystyle {\mathsf {4Cu(NO_{3})_{2}+18(NH_{2}OH\cdot H_{2}O)\longrightarrow 4CuN_{3}\!\downarrow +\!\ 9N_{2}O\!\uparrow +\!\ 12NH_{3}\!\uparrow +\!\ 27H_{2}O}}}

{\displaystyle {\mathsf {4Cu(NO_{3})_{2}+18(NH_{2}OH\cdot H_{2}O)\longrightarrow 4CuN_{3}\!\downarrow +\!\ 9N_{2}O\!\uparrow +\!\ 12NH_{3}\!\uparrow +\!\ 27H_{2}O}}}






4
C
u
(
N

O

3



)

2


+
(

N

2



H

4




H

2


O
)
+
4
N
a
O
H

4
C
u

N

3




+
 

N

2




+
4
N
a

N

3


+
5

H

2


O




{\displaystyle {\mathsf {4Cu(NO_{3})_{2}+(N_{2}H_{4}\cdot H_{2}O)+4NaOH\longrightarrow 4CuN_{3}\!\downarrow +\ N_{2}\!\uparrow +4NaN_{3}+5H_{2}O}}}

{\displaystyle {\mathsf {4Cu(NO_{3})_{2}+(N_{2}H_{4}\cdot H_{2}O)+4NaOH\longrightarrow 4CuN_{3}\!\downarrow +\ N_{2}\!\uparrow +4NaN_{3}+5H_{2}O}}}

Нитрат меди(II) реагирует с жидким тетраоксидом диазота с выпадением темно-зелёного осадка (аддукта):






C
u
(
N

O

3



)

2


+
 

N

2



O

4



 
C
u
(
N

O

3



)

2




N

2



O

4








{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+\ N_{2}O_{4}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}\cdot N_{2}O_{4}\!\downarrow }}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu(NO_{3})_{2}+\ N_{2}O_{4}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}\cdot N_{2}O_{4}\!\downarrow }}}

Получение

Нитрат меди(II) может быть получен растворением в азотной кислоте металлической меди, оксида меди(II) или гидроксида меди(II):






C
u
+
4
H
N

O

3



 
C
u
(
N

O

3



)

2


+
2
N

O

2




+
2

H

2


O




{\displaystyle {\mathsf {Cu+4HNO_{3}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\!\uparrow +2H_{2}O}}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu+4HNO_{3}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\!\uparrow +2H_{2}O}}}






C
u
O
+
2
H
N

O

3



 
C
u
(
N

O

3



)

2


+

H

2


O




{\displaystyle {\mathsf {CuO+2HNO_{3}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}+H_{2}O}}}

{\displaystyle {\mathsf {CuO+2HNO_{3}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}+H_{2}O}}}






C
u
(
O
H

)

2


+
2
H
N

O

3



 
C
u
(
N

O

3



)

2


+
2

H

2


O




{\displaystyle {\mathsf {Cu(OH)_{2}+2HNO_{3}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}+2H_{2}O}}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu(OH)_{2}+2HNO_{3}\longrightarrow \ Cu(NO_{3})_{2}+2H_{2}O}}}

Безводный нитрат меди(II) может быть получен при взаимодействии меди с тетраоксидом диазота. Реакция протекает при 80 °C в этилацетате):






C
u
+
2

N

2



O

4


 






o


t
,
k
a
t


 
C
u
(
N

O

3



)

2


+
2
N
O






{\displaystyle {\mathsf {Cu+2N_{2}O_{4}\ \xrightarrow {^{o}t,kat} \ Cu(NO_{3})_{2}+2NO\!\uparrow }}}

{\displaystyle {\mathsf {Cu+2N_{2}O_{4}\ \xrightarrow {^{o}t,kat} \ Cu(NO_{3})_{2}+2NO\!\uparrow }}}

Применение

Нитрат меди(II) используют для получения чистого оксида меди(II), медьсодержащих катализаторов, как фунгицид, протраву при крашении тканей[5].

В сочетании с уксусным ангидридом используется в органическом синтезе в качестве реагента для нитрования ароматических соединений (т. н. «условия Менке»)[7].

Токсичность

Нитрат меди(II) является умеренно-токсичным веществом — LD50 для крыс перорально 950 мг/кг (тригидрат).

При контакте с кожей и слизистыми оболочками вызывает раздражение, при попадании в глаза — сильное раздражение с риском помутнения роговицы.

Представляет опасность для окружающей среды — LC50 для рыб 0,29 мг/л в течение 96 ч.[8]

Примечания

  1. При быстром нагревании или избыточном давлении.
  2. Герхардтит на webmineral.com (неопр.). Дата обращения: 28 июля 2010. Архивировано 2 мая 2012 года.
  3. Руаит на webmineral.com (неопр.). Дата обращения: 28 июля 2010. Архивировано 2 мая 2012 года.
  4. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Реакции неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2007. — С. 147. — 637 с. — ISBN 978-5-358-01303-2.
  5. 1 2 [www.xumuk.ru/encyklopedia/2460.html Нитрат меди на xumuk.ru] (неопр.). Дата обращения: 15 июля 2010.
  6. Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Константы неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2006. — С. 104. — 685 с. — ISBN 5-7107-8085-5.
  7. Menke J. B. Nitration with nitrates (неопр.) // Recueil des Travaux Chimiques des Payes-Bas. — 1925. — Т. 44. — С. 141.
  8. Merck Safety Data Sheet — Copper(II) nitrate trihydrate (pdf)
⛭Нитраты
  • актиния(III) Ac(NO3)3
  • алюминия Al(NO3)3
  • аммония NH4NO3
  • бария Ba(NO3)2
  • бериллия Be(NO3)2
  • бора B(NO3)3
  • висмута Bi(NO3)3
  • гадолиния Gd(NO3)3
  • железа(III) Fe(NO3)3
  • кадмия Cd(NO3)2
  • калия KNO3
  • кальция Са(NО3)2
  • кобальта(II) Co(NO3)2
  • кобальта(III) Co(NO3)3
  • лантана(III) La(NO3)3
  • лития LiNO3
  • магния Mg(NO3)2
  • марганца Mn(NO3)2
  • меди(II) Cu(NO3)2
  • натрия NaNO3
  • неодима Nd(NO3)3
  • никеля(II) Ni(NO3)2
  • палладия(II) Pd(NO3)3
  • празеодима Pr(NO3)3
  • ртути(I) Hg2(NO3)2
  • ртути(II) Hg(NO3)2
  • рубидия RbNO3
  • свинца(II) Pb(NO3)2
  • серебра(I) AgNO3
  • скандия(III) Sc(NO3)3
  • стронция Sr(NO3)2
  • урана U(NO3)2
  • фтора FNO3
  • хлора ClNO3
  • хрома Cr(NO3)3
  • цезия CsNO3
  • цинка Zn(NO3)2
Salpetersäureester.svg
Смотреть:
Рамиль

Добавить комментарий