Nitrato de cobre (Cu (NO3) 2) Estrutura, Propriedades, Usos



O nitrato de cobre (II) ou nitrato cúprico, cuja fórmula química é Cu (NO)3)2, é um sal inorgânico brilhante e atraentes cores azul-esverdeadas. É sintetizado em escala industrial a partir da decomposição de minerais de cobre, incluindo os minerais Gerhardite e Rouaite.

Outros métodos mais viáveis, em termos de matéria-prima e quantidades desejadas de sal, consistem em reações diretas com o cobre metálico e seus compostos derivados. Quando o cobre está em contato com uma solução concentrada de ácido nítrico (HNO3), ocorre uma reação redox.

Nesta reação, o cobre é oxidado e o nitrogênio é reduzido de acordo com a seguinte equação química:

Cu (s) + 4HNO3(conc) => Cu (NÃO3)2(ac) + 2H2O (l) + 2NO2g)

Dióxido de azoto (NO2) é um gás marrom e nocivo; a solução aquosa resultante é azulada. O cobre pode formar o ião cuproso (Cu+), o ião cúprico (Cu2+) ou o ião menos comum Cu3+; no entanto, o íon cuproso não é favorecido em meio aquoso por muitos fatores eletrônicos, energéticos e geométricos.

O potencial de redução padrão para Cu+ (0.52V) é maior que para Cu2+ (0.34V), o que significa que o Cu+ é mais instável e tende a ganhar um elétron para se tornar Cu (s). Esta medida eletroquímica explica porque o CuNO não existe3 como produto da reacção, ou pelo menos em água.

Índice

  • 1 Propriedades físicas e químicas
    • 1.1 Configuração Eletrônica
  • 2 estrutura química
  • 3 usos
  • 4 Riscos
  • 5 referências

Propriedades físicas e químicas

O nitrato de cobre é encontrado anidrido (seco) ou hidratado com diferentes proporções de água. O anidrido é um líquido azul, mas depois de coordenar com moléculas de água - capazes de formar pontes de hidrogênio - ele cristaliza como Cu (NO)3)2· 3H2O ou Cu (NÃO3)2· 6H2O. Estas são as três formas de sal mais disponíveis no mercado.

O peso molecular para o sal seco é de 187,6 g / mol, adicionando a este valor 18 g / mol para cada molécula de água incorporada no sal. Sua densidade é igual a 3,05 g / mL, e esta diminui para cada molécula de água incorporada: 2,32 g / mL para o sal tri-hidratado e 2,07 g / mL para o sal hexa-hidratado. Não tem ponto de ebulição, mas sublima.

As três formas de nitrato de cobre são altamente solúveis em água, amônia, dioxano e etanol. Seus pontos de fusão diminuem à medida que outra molécula é adicionada à esfera de coordenação externa do cobre; a fusão é seguida pela decomposição térmica do nitrato de cobre, produzindo gases nocivos aos NOx2:

2 Cu (NÃO3)2(s) => 2 CuO (s) + 4 NÃO2(g) + O2g)

A equação química acima é para o sal anidro; para sais hidratados, o vapor também será produzido no lado direito da equação.

Configuração eletrônica

A configuração eletrônica para o íon Cu2+ é [Ar] 3d9, apresentando paramagnetismo (o elétron no orbital 3d9 não é pareado).

Como o cobre é um metal de transição do quarto período da tabela periódica, e tendo perdido dois de seus elétrons de valência pela ação do HNO3, ainda tem os orbitais 4s e 4p disponíveis para formar ligações covalentes. Ainda mais, o Cu2+ pode usar dois de seus orbitais 4d mais externos para coordenar com até seis moléculas.

Os aniões NÃO3- eles são planos, e então o Cu2+ pode coordenar com eles deve ter uma hibridação sp3d2 que lhe permite adotar uma geometria octaédrica; isso impede que os ânions NÃO3- eles "acertam" um ao outro

Isto é conseguido pelo Cu2+, colocando-os em um plano quadrado em torno de si. A configuração resultante para o átomo de Cu no sal é: [Ar] 3d94s24p6.

Estrutura química

Uma molécula isolada de Cu (NO) é representada na imagem superior3)2 em fase gasosa. Os átomos de oxigênio do ânion nitrato se coordenam diretamente com o centro de cobre (esfera de coordenação interna), formando quatro ligações Cu-O.

Tem uma geometria molecular plana quadrada. O plano é desenhado pelas esferas vermelhas nos vértices e a esfera de cobre no centro. As interações da fase gasosa são muito fracas devido à repulsão eletrostática entre os grupos NO3-.

No entanto, na fase sólida, os centros de cobre formam ligações metálicas -Cu-Cu-, criando cadeias poliméricas de cobre.

Moléculas de água podem formar pontes de hidrogênio com grupos NO3-, e estes irão oferecer pontes de hidrogênio para outras moléculas de água, e assim por diante até criar uma esfera de água ao redor do Cu.3)2.

Nesta esfera pode ter de 1 a 6 vizinhos externos; Assim, o sal é facilmente hidratado para gerar os sais tri e hexa hidratados.

O sal é formado a partir de um íon Cu2+ e dois íons NÃO3-, dando-lhe uma cristalinidade característica de compostos iônicos (ortorrômbico para sal anidro, romboédrico para sais hidratados). No entanto, os links são mais covalentes.

Usos

Para as cores fascinantes do nitrato de cobre, este sal é utilizado como aditivo em cerâmica, em superfícies metálicas, em alguns fogos de artifício e também na indústria têxtil como mordente.

É uma boa fonte de cobre iônico para muitas reações, especialmente aquelas nas quais catalisa reações orgânicas. Também encontra usos semelhantes a outros nitratos, seja como fungicida, herbicida ou como conservante de madeira.

Outro de seus principais e mais novos usos é na síntese de catalisadores CuO, ou materiais com qualidades fotossensíveis.

Também é usado como um reagente clássico em laboratórios de ensino para mostrar as reações dentro das células voltaicas.

Riscos

- É um agente fortemente oxidante, prejudicial ao ecossistema marinho, irritante, tóxico e corrosivo. É importante evitar todo contato físico diretamente com o reagente.

- Não é inflamável.

- Decompõe-se a altas temperaturas libertando gases irritantes, entre estes o NO2.

- No corpo humano pode causar danos crônicos aos sistemas cardiovascular e nervoso central.

- Pode causar irritação no trato gastrointestinal.

- Sendo um nitrato, dentro do corpo se torna nitrito. O nitrito causa estragos nos níveis de oxigênio no sangue e no sistema cardiovascular.

Referências

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  6. Wikipédia. Wikipedia. Obtido em 22 de março de 2018, da Wikipedia: en.wikipedia.org
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