Хлорид меди(I)
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Хлорид меди(I)
| |
| Другие имена
Хлорид меди
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| 8127933 | |
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| Лекарственный Банк | |
| Информационная карта ECHA | 100.028.948 |
| Номер ЕС |
|
| 13676 | |
ПабХим CID
|
|
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| CuCl | |
| Молярная масса | 98.999 g/mol [1] |
| Появление | белый порошок, слегка зеленоватый от окисленных примесей |
| Плотность | 4,14 г/см 3 [1] |
| Температура плавления | 423 ° С (793 ° F, 696 К) [1] |
| Точка кипения | 1490 ° C (2710 ° F; 1760 К) (разлагается) [1] |
| 0,047 г/л (20 °С) [1] | |
Произведение растворимости ( K sp )
|
1.72×10 −7 |
| Растворимость | нерастворим в этаноле , ацетон ; [1] растворим в концентрированной HCl , NH 4 OH |
| Запрещенная зона | 3,25 эВ (300 К, прямой) [2] |
| -40.0·10 −6 см 3 /моль [3] | |
Показатель преломления ( n D )
|
1.930 [4] |
| Структура | |
| Цинковая обманка , cF20 | |
| Ф 4 3м, № 216 [5] | |
а = 0,54202 нм
| |
Объем решетки ( В )
|
0,1592 нм 3 |
Формульные единицы ( Z )
|
4 |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
 
| |
| Предупреждение | |
| Х302 , Х410 | |
| П264 , П270 , П273 , П301+П312 , П330 , П391 , П501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза )
|
140 мг/кг |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
ПЭЛ (допустимо)
|
СВВ 1 мг/м 3 (туз С) [6] |
РЕЛ (рекомендуется)
|
СВВ 1 мг/м 3 (туз С) [6] |
IDLH (Непосредственная опасность)
|
СВВ 100 мг/м 3 (туз С) [6] |
| Паспорт безопасности (SDS) | Джей Ти Бейкер |
| Родственные соединения | |
Другие анионы
|
Фторид меди(I) Бромид меди(I) Йодид меди(I) |
Другие катионы
|
Хлорид серебра(I) Хлорид золота(I) |
Родственные соединения
|
Хлорид меди(II) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Хлорид меди(I) , обычно называемый хлоридом меди представляет собой низший хлорид меди , с формулой CuCl. Вещество представляет собой белое твердое вещество, умеренно растворимое в воде, но хорошо растворимое в концентрированной соляной кислоте . Нечистые образцы имеют зеленый цвет из-за присутствия хлорида меди(II) (CuCl 2 ).
История
[ редактировать ]Хлорид меди(I) был впервые получен Робертом Бойлем в середине семнадцатого века из хлорида ртути(II) («венецианский сублимат») и металлической меди: [7]
- HgCl 2 + 2 Cu → 2 CuCl + Hg
В 1799 г. Ж. Л. Пруст охарактеризовал два различных хлорида меди. Он получил CuCl, нагревая CuCl 2 до красного каления в отсутствие воздуха, в результате чего он терял половину связанного хлора с последующим удалением остатков CuCl 2 промыванием водой. [8]
Кислый раствор CuCl раньше использовался для анализа содержания угарного газа в газах, например, в газовом аппарате Hempel, где CuCl поглощает угарный газ. [9] Это применение имело важное значение в девятнадцатом и начале двадцатого веков, когда угольный газ широко использовался для отопления и освещения. [10]
Синтез
[ редактировать ]Хлорид меди(I) получают в промышленности прямым соединением металлической меди и хлора при температуре 450–900 °C: [11] [12]
- 2 Cu + Cl 2 → 2 CuCl
Хлорид меди(I) также можно получить восстановлением хлорида меди(II) диоксидом серы или аскорбиновой кислотой ( витамином С ), которая действует как редуцирующий сахар : [13] [14]
- 2 CuCl 2 + SO 2 + 2 H 2 O → 2 CuCl + H 2 SO 4 + 2 HCl
- 2 CuCl 2 + C 6 H 8 O 6 → 2 CuCl + 2HCl + C 6 H 6 O 6
Могут быть использованы многие другие восстановители. [12]
-
Кристаллы белого хлорида меди(I) на медной проволоке -
Хлорид меди(I) частично окисляется на воздухе
Характеристики
[ редактировать ]имеет кристаллическую структуру кубической цинковой обманки Хлорид меди(I) в условиях окружающей среды . При нагревании до 408 °С структура меняется на гексагональную. Несколько других кристаллических форм CuCl возникают при высоких давлениях (несколько ГПа). [5]
Хлорид меди(I) представляет собой кислоту Льюиса . Он классифицируется как мягкий в соответствии с концепцией твердого-мягкого кислотно-щелочного состояния . Таким образом, он образует ряд комплексов с мягкими основаниями Льюиса, такими как трифенилфосфин :
- CuCl + 1 P(C 6 H 5 ) 3 → 1/4 {CuCl[P(C 6 H 5 ) 3 ]} 4
- CuCl + 2 P(C 6 H 5 ) 3 → CuCl[P(C 6 H 5 ) 3 )] 2
- CuCl + 3 P(C 6 H 5 ) 3 → CuCl[P(C 6 H 5 ) 3 )] 3
CuCl также образует комплексы с галогенидами . Например Н 3 О + CuCl CuCl2 − образуется в концентрированной соляной кислоте . [15] Хлорид замещается CN − и S 2 O 3 2− . [12]
Растворы CuCl в HCl поглощают окись углерода с образованием бесцветных комплексов, таких как димер с хлоридными мостиками [CuCl(CO)] 2 . Те же растворы соляной кислоты реагируют с газообразным ацетиленом с образованием [CuCl(C 2 H 2 )]. Аммиачные растворы CuCl реагируют с ацетиленами с образованием взрывчатого ацетилида меди(I) Cu 2 C 2 . Алкеновые комплексы CuCl можно получить восстановлением CuCl 2 диоксидом серы в присутствии алкена в спиртовом растворе. комплексы с диенами , такими как 1,5-циклооктадиен : Особенно стабильны [16]
При контакте с водой хлорид меди(I) медленно диспропорционируется : [17]
- 2 CuCl → Cu + CuCl 2
Частично по этой причине образцы в воздухе приобретают зеленую окраску. [18]
Использование
[ редактировать ]Хлорид меди (I) в основном используется в качестве предшественника фунгицида оксихлорида меди . Для этого путем сопропорционирования получают водный раствор хлорида меди(I) , а затем окисляют воздухом: [12]
- Cu + CuCl 2 → 2 CuCl
- 4 CuCl + O 2 + 2 H 2 O → Cu 3 Cl 2 (OH) 4 + CuCl 2
Хлорид меди(I) катализирует множество органических реакций , как обсуждалось выше. Его сродство к монооксиду углерода в присутствии хлорида алюминия используется в COPure. СМ процесс. [19]
В органическом синтезе
[ редактировать ]CuCl используется в качестве сокатализатора с окисью углерода , хлоридом алюминия и хлористым водородом в реакции Гаттермана-Коха с образованием бензальдегидов. [20]
В реакции Зандмейера обработка соли арендиазония CuCl приводит к образованию арилхлорида. Например: [21] [22]
Реакция имеет широкий спектр применения и обычно дает хорошие выходы. [22]
Ранние исследователи заметили, что галогениды меди (I) катализируют 1,4-присоединение реагентов Гриньяра к альфа, бета-ненасыщенным кетонам. [23] привели к разработке купраторганических реагентов, которые сегодня широко используются в органическом синтезе : [24]
Это открытие привело к развитию медьорганической химии . Например, CuCl реагирует с метиллитием (CH 3 Li) с образованием « реагентов Гилмана », таких как (CH 3 ) 2 CuLi, которые находят применение в органическом синтезе . Реактивы Гриньяра образуют аналогичные медьорганические соединения. другие соединения меди(I), такие как йодид меди(I) , в некоторых случаях по-прежнему рекомендуется использовать хлорид меди(I): Хотя в настоящее время для реакций такого типа чаще используются [25]
Хлорид меди также катализирует димеризацию ацетилена винилацетилен в , который когда-то использовался в качестве предшественника различных полимеров, таких как неопрен . [26]
Нишевое использование
[ редактировать ]CuCl используется в качестве катализатора при радикальной полимеризации с переносом атома (ATRP). Он также используется в пиротехнике как сине-зеленый краситель. При испытании пламенем хлориды меди, как и все соединения меди, излучают зелено-голубой цвет. [27]
Естественное явление
[ редактировать ]Природной формой CuCl является редкий минерал нантокит . [28] [29]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Хейнс, Уильям М., изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.61. ISBN 1-4398-5511-0 .
- ^ Гарро, Нурия; Кантареро, Андрес; Кардона, Мануэль; Руф, Тобиас; Гёбель, Андреас; Линь, Чэнтянь; Рейманн, Клаус; Рюбенаке, Стефан; Штойбе, Маркус (1996). «Электрон-фононное взаимодействие на прямой щели галогенидов меди». Твердотельные коммуникации . 98 (1): 27–30. Бибкод : 1996SSCom..98...27G . дои : 10.1016/0038-1098(96)00020-8 .
- ^ Хейнс, Уильям М., изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.132. ISBN 1-4398-5511-0 .
- ^ Патнаик, Прадьот (2002) Справочник по неорганическим химикатам . МакГроу-Хилл, ISBN 0-07-049439-8
- ^ Перейти обратно: а б Халл, С.; Кин, Д.А. (1994). «Полиморфизм галогенидов меди (I) при высоком давлении: нейтронографическое исследование до ~ 10 ГПа». Физический обзор B . 50 (9): 5868–5885. Бибкод : 1994PhRvB..50.5868H . дои : 10.1103/PhysRevB.50.5868 . ПМИД 9976955 .
- ^ Перейти обратно: а б с Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0150» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Бойль, Роберт (1666). Рассуждения и опыты о происхождении форм и качеств . Оксфорд. стр. 286–288.
- ^ Пруст, Дж. Л. (1799). «Исследование меди». Энн. хим. Физ . 32 :26–54.
- ^ Мартин, Джеффри (1922). Промышленная и производственная химия (Часть 1, Органическое изд.). Лондон: Кросби Локвуд. п. 408.
- ^ Льюис, Вивиан Х. (1891). «Анализ световых газов» . Журнал Общества химической промышленности . 10 : 407–413.
- ^ Ричардсон, HW (2003). «Медные соединения». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . дои : 10.1002/0471238961.0315161618090308.a01.pub2 . ISBN 0471238961 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Чжан, Дж.; Ричардсон, HW (2016). «Медные соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . стр. 1–31. дои : 10.1002/14356007.a07_567.pub2 . ISBN 978-3-527-30673-2 .
- ^ Глемсер, О.; Зауэр, Х. (1963). «Хлорид меди(I)». В Брауэр, Г. (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии . Том. 1 (2-е изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. п. 1005.
- ^ Тугба Акбийык; Инджи Сёнмезоглу; Кубилай Гючлю; Иззет Тор; Решат Апак (2012). «Защита аскорбиновой кислоты от катализируемой медью (II) окислительной деградации в присутствии фруктовых кислот: лимонной, щавелевой, винной, яблочной, малоновой и фумаровой кислот». Международный журнал пищевых свойств . 15 (2): 398–411. дои : 10.1080/10942912.2010.487630 . S2CID 85408826 .
- ^ Джей Джей Фриц (1980). «Хлоридные комплексы хлорида меди(I) в водном растворе». Дж. Физ. Хим . 84 (18): 2241–2246. дои : 10.1021/j100455a006 .
- ^ Николлс, Д. (1973) Комплексы и переходные элементы первого ряда , Macmillan Press, Лондон.
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 1185. ИСБН 978-0-08-037941-8 .
- ^ Пастор, Антонио К. (1986) Патент США 4,582,579 «Способ получения хлорида меди, не содержащего ионов меди», Раздел 2, строки 4–41.
- ^ Сяочжоу Ма; Желко Альбертсма; Дике Габриэльс; Ренс Хорст; Севги Полат; Каспер Сноукс; Фрик Каптейн; Хусейн Бурак Эрал; Дэвид А. Вермаас; Бастиан Мэй; Медведица Сисси; Моник Анн ван дер Вин (2023). «Выделение угарного газа: прошлое, настоящее и будущее» . Обзоры химического общества . 52 (11): 3741–3777. дои : 10.1039/D3CS00147D . ПМЦ 10243283 . ПМИД 37083229 .
- ^ Дилке, Миннесота; Элей, Д.Д. (1949). «550. Реакция Гаттермана–Коха. Часть II. Кинетика реакции» . Дж. Хим. Соц. : 2613–2620. дои : 10.1039/JR9490002613 . ISSN 0368-1769 .
- ^ Уэйд, Л.Г. (2003) Органическая химия , 5-е изд., Прентис-Холл, Аппер-Сэддл-Ривер, Нью-Джерси, стр. 871. ISBN 013033832X .
- ^ Перейти обратно: а б Марч, Дж. (1992) Продвинутая органическая химия , 4-е изд., Уайли, Нью-Йорк. п. 723. ISBN 978-0-470-46259-1
- ^ Хараш, М.С.; Тони, ПО (1941). «Факторы, определяющие ход и механизмы реакций Гриньяра. II. Влияние соединений металлов на реакцию между изофороном и метилмагнийбромидом». Дж. Ам. хим. Соц. 63 (9): 2308. doi : 10.1021/ja01854a005 .
- ^ Ясжебски, JTBH; ван Котен, Г. (2002) Современная медьорганическая химия , Н. Краузе (ред.). Wiley-VCH, Вайнхайм, Германия. п. 1. два : 10.1002/3527600086.ch1 ISBN 9783527600083 .
- ^ Берц, SH; Фэйрчайлд, Э.Х. (1999) Справочник по реагентам для органического синтеза, Том 1: Реагенты, вспомогательные вещества и катализаторы для образования CC-связей , Р.М. Коутс, SE Дания (ред.). Уайли, Нью-Йорк. стр. 220–3. ISBN 978-0-471-97924-1 .
- ^ Тротуш, Иоанн-Теодор; Циммерманн, Тобиас; Шют, Ферди (2014). «Каталитические реакции ацетилена: новый взгляд на сырье для химической промышленности» . Химические обзоры . 114 (3): 1761–1782. дои : 10.1021/cr400357r . ПМИД 24228942 .
- ^ Барроу, РФ; Калдин, Э.Ф. (1 января 1949 г.). «Некоторые спектроскопические наблюдения пиротехнического пламени» . Труды Физического общества. Раздел Б. 62 (1): 32–39. дои : 10.1088/0370-1301/62/1/305 . ISSN 0370-1301 .
- ^ «Нантокит» .
- ^ «Список минералов» . 21 марта 2011 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Национальный реестр загрязнителей – Информационный бюллетень о меди и соединениях
- COPure СМ Процесс очистки CO с использованием комплекса хлорида меди