Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Хлорид меди (II)
Толбачит-3D-шары.png
Безводный
Хлорид меди (II ).jpg
Безводный
Хлорид меди.jpg
Дигидрат
Имена
Другие имена
Хлорид меди
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
8128168
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard100.028.373 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 231-210-2
9300
Номер RTECS
  • GL7000000
UNII
Номер ООН2802
Характеристики
CuCl 2
Молярная масса134,45 г / моль (безводный)
170,48 г / моль (дигидрат)
Внешностьжелто-коричневое твердое вещество (безводное)
сине-зеленое твердое вещество (дигидрат)
Запахбез запаха
Плотность3,386 г / см 3 (безводный)
2,51 г / см 3 (дигидрат)
Температура плавления498 ° C (928 ° F, 771 K) (безводный)
100 ° C (дегидратация дигидрата)
Точка кипения 993 ° С (1819 ° F, 1266 К) (безводный, разлагается)
70,6 г / 100 мл (0 ° C)
75,7 г / 100 мл (25 ° C)
107,9 г / 100 мл (100 ° C)
Растворимостьметанол:
68 г / 100 мл (15 ° C)


этанол:
53 г / 100 мл (15 ° C)
растворим в ацетоне

+ 1080 · 10 −6 см 3 / моль
Структура
искаженная структура CdI 2
Координационная геометрия
Восьмигранный
Опасности
Паспорт безопасностиFisher Scientific
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHSОпасность
Формулировки опасности GHS
H301 , H302 , H312 , H315 , H318 , H319 , H335 , H400 , H410 , H411
Меры предосторожности GHS
Р261 , Р264 , Р270 , Р271 , Р273 , Р280 , Р301 + 310 , P301 + 312 , P302 + 352 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P312 , P321 , P322 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P363 , P391 , P403 + 233 , P405 , P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Flammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 2: Intense or continued but not chronic exposure could cause temporary incapacitation or possible residual injury. E.g. chloroformReactivity code 1: Normally stable, but can become unstable at elevated temperatures and pressures. E.g. calciumSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 четырехцветный алмаз
0
2
1
точка возгоранияНегорючий
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 1 мг / м 3 (как Cu) [1]
REL (рекомендуется)
TWA 1 мг / м 3 (как Cu) [1]
IDLH (Непосредственная опасность)
TWA 100 мг / м 3 (как Cu) [1]
Родственные соединения
Другие анионы
Фторид
меди (II) Бромид меди (II)
Другие катионы
Хлорид меди (I) Хлорид
серебра Хлорид
золота (III)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Хлорид меди (II) представляет собой химическое соединение с химической формулой CuCl 2 . Это светло-коричневое твердое вещество, которое медленно впитывает влагу с образованием сине-зеленого дигидрата .

Как безводная, так и дигидратная формы встречаются в природе как очень редкие минералы толбахит и эриохальцит , соответственно. [2]

Структура [ править ]

Безводный CuCl 2 имеет искаженную структуру иодида кадмия . В этом мотиве центры меди октаэдрически . Большинство соединений меди (II) демонстрируют искажения от идеализированной октаэдрической геометрии из -за эффекта Яна-Теллера , который в данном случае описывает локализацию одного d-электрона на молекулярной орбитали, которая является сильно разрыхляющей по отношению к паре хлоридных лигандов. В CuCl 2 · 2H 2 O медь снова принимает сильно искаженную октаэдрическую геометрию, центры Cu (II) окружены двумя водными лигандами и четырьмя хлоридными лигандами, которые асимметрично соединяются с другими центрами Cu. [3]

Хлорид меди (II) парамагнитен . Представляет исторический интерес, CuCl 2 · 2H 2 O был использован в первых измерениях электронного парамагнитного резонанса Евгением Завойским в 1944 году. [4] [5]

Свойства и реакции [ править ]

Водные растворы хлорида меди (II). Зеленоватый при высоком содержании [Cl - ], более синий при пониженном содержании [Cl - ].

Водный раствор, приготовленный из хлорида меди (II), содержит ряд комплексов меди (II) в зависимости от концентрации, температуры и наличия дополнительных хлорид-ионов. Эти разновидности включают синий цвет [Cu (H 2 O) 6 ] 2+ и желтый или красный цвет галогенидных комплексов формулы [CuCl 2 + x ] x- . [6]

Гидролиз [ править ]

Гидроксид меди (II) осаждается при обработке растворов хлорида меди (II) основанием:

CuCl 2 + 2 NaOH → Cu (OH) 2 + 2 NaCl
Кристалл дигидрата хлорида меди (II)

Частичный гидролиз дает тригидроксид дихлорида меди, Cu 2 (OH) 3 Cl, популярный фунгицид.

Редокс [ править ]

Хлорид меди (II) - мягкий окислитель. Он разлагается до хлорида меди (I) и газообразного хлора около 1000 ° C:

2 CuCl 2 → 2 CuCl + Cl 2

Хлорид меди (II) (CuCl 2 ) реагирует с несколькими металлами с образованием металлической меди или хлорида меди (I) (CuCl) с окислением другого металла. Чтобы преобразовать хлорид меди (II) в хлорид меди (I), может быть удобно восстановить водный раствор диоксидом серы в качестве восстановителя:

2 CuCl 2 + SO 2 + 2 H 2 O → 2 CuCl + 2 HCl + H 2 SO 4

Координационные комплексы [ править ]

CuCl 2 реагирует с HCl или другими источниками хлорида с образованием комплексных ионов: красный CuCl 3 - (на самом деле это димер Cu 2 Cl 6 2- , пара тетраэдров, имеющих общий край) и зеленый или желтый CuCl 4 2− . [7]

CuCl
2+ Cl-
⇌ CuCl-
3
CuCl
2+ 2 кл-
⇌ CuCl2-
4

Некоторые из этих комплексов можно кристаллизовать из водного раствора, и они принимают широкий спектр структур.

Хлорид меди (II) также образует различные координационные комплексы с лигандами, такими как аммиак , пиридин и оксид трифенилфосфина :

CuCl 2 + 2 C 5 H 5 N → [CuCl 2 (C 5 H 5 N) 2 ] (тетрагональный)
CuCl 2 + 2 (C 6 H 5 ) 3 PO → [CuCl 2 ((C 6 H 5 ) 3 PO) 2 ] (тетраэдрический)

Однако «мягкие» лиганды, такие как фосфины (например, трифенилфосфин ), йодид и цианид, а также некоторые третичные амины, индуцируют восстановление с образованием комплексов меди (I).

Подготовка [ править ]

Хлорид меди (II) получают в промышленных масштабах путем хлорирования меди. Медь при красном нагреве (300-400 ° C) соединяется непосредственно с газообразным хлором, давая (расплавленный) хлорид меди (II). Реакция очень экзотермическая.

Cu ( ы ) + Cl- 2 ( г ) → CuCl 2 ( л )

Также коммерчески практично комбинировать оксид меди (II) с избытком хлорида аммония при аналогичных температурах, получая хлорид меди, аммиак и воду: [ цитата необходима ]

CuO + 2NH 4 Cl → CuCl 2 + 2NH 3 + H 2 O

Хотя сама металлическая медь не может быть окислена соляной кислотой , содержащие медь основания, такие как гидроксид, оксид или карбонат меди (II), могут реагировать с образованием CuCl 2 в кислотно-щелочной реакции.

После приготовления раствор CuCl 2 может быть очищен кристаллизацией. При стандартном методе раствор, смешанный с горячей разбавленной соляной кислотой , вызывает образование кристаллов путем охлаждения в ванне с хлоридом кальция (CaCl 2 ) и льдом. [8] [9]

Существуют косвенные и редко используемые способы использования ионов меди в растворе для образования хлорида меди (II). Электролиз водного раствора хлорида натрия с помощью медных электродов дает (среди прочего) сине-зеленую пену, которую можно собрать и превратить в гидрат. Хотя обычно этого не делают из-за выброса токсичного газообразного хлора и преобладания более общего процесса с хлористой щелочью , электролиз преобразует металлическую медь в ионы меди в растворе, образующем соединение. Действительно, любой раствор ионов меди можно смешать с соляной кислотой и превратить в хлорид меди, удалив любые другие ионы.

Естественное явление [ править ]

Хлорид меди (II) встречается в природе в виде очень редкого безводного минерала толбахита и дигидрата эриохальцита. [2] Оба найдены возле фумарол и в некоторых медных рудниках. [10] [11] [12] Более распространены смешанные оксигидроксид-хлориды, такие как атакамит Cu 2 (OH) 3 Cl, образующиеся в зонах окисления Cu рудных пластов в засушливом климате (также известные из некоторых измененных шлаков).

Использует [ редактировать ]

Сокатализатор в процессе Wacker [ править ]

Основное промышленное применение хлорида меди (II) - это сокатализатор с хлоридом палладия (II) в процессе Wacker . В этом процессе этен (этилен) превращается в этаналь (ацетальдегид) с использованием воды и воздуха. В ходе реакции, PdCl 2 является сводится к Pd , и CuCl 2 служит для повторного окисления это обратно в PdCl 2 . Затем воздух может окислить образовавшуюся CuCl обратно до CuCl 2 , завершая цикл.

  1. C 2 H 4 + PdCl 2 + H 2 O → CH 3 CHO + Pd + 2 HCl
  2. Pd + 2 CuCl 2 → 2 CuCl + PdCl 2
  3. 4 CuCl + 4 HCl + O 2 → 4 CuCl 2 + 2 H 2 O

Общий процесс:

2 С 2 Н 4 + О 2 → 2 СН 3 СНО

Катализатор в производстве хлора [ править ]

Хлорид меди (II) используется в качестве катализатора в различных процессах, которые производят хлор путем оксихлорирования . Процесс Дикона протекает при температуре от 400 до 450 ° C в присутствии хлорида меди:

4 HCl + O 2 → 2 Cl 2 + 2 H 2 O

Хлорид меди (II) катализирует хлорирование при производстве винилхлорида и дихлорэтана . [13]

Хлорид меди (II) используется в цикле медь – хлор, в котором он расщепляет водяной пар на соединение кислорода меди и хлористый водород, а затем восстанавливается в цикле при электролизе хлорида меди (I).

Другие органические синтетические приложения [ править ]

Хлорид меди (II) имеет несколько узкоспециализированных применений в синтезе органических соединений . [8] Это воздействие хлорирование из ароматических углеводородов - это часто осуществляется в присутствии оксида алюминия . Он способен хлорировать альфа-положение карбонильных соединений: [14]

Эта реакция проводится в полярном растворителе, таком как диметилформамид (ДМФ), часто в присутствии хлорида лития , который ускоряет реакцию.

CuCl 2 в присутствии кислорода также может окислять фенолы . Основной продукт может быть направлен на получение либо хинона, либо связанного продукта окислительной димеризации. Последний процесс обеспечивает путь получения 1,1-бинафтола с высоким выходом : [15]

Такие соединения являются промежуточными продуктами в синтезе BINAP и его производных.

Дигидрат хлорида меди (II) способствует гидролизу ацетонидов, то есть для снятия защиты с регенерированием диолов [16] или аминоспиртов, как в этом примере (где TBDPS = трет- бутилдифенилсилил ): [17]

CuCl 2 также катализирует свободнорадикальное присоединение сульфонилхлоридов к алкенам ; затем альфа-хлорсульфон может быть отщеплен основанием с образованием винилсульфонового продукта. [ необходима цитата ]

Ниша использует [ править ]

Хлорид меди (II) также используется в пиротехнике как сине-зеленый краситель. При испытании пламенем хлориды меди, как и все соединения меди, излучают зелено-синий цвет.

В картах индикатора влажности (HIC) на рынке можно найти HIC от коричневого до лазурного цвета (на основе хлорида меди (II)), не содержащие кобальта. В 1998 году Европейское сообщество (ЕС) классифицировало предметы, содержащие хлорид кобальта (II) от 0,01 до 1% по массе, как T (токсичные) с соответствующей R-фразой R49 (может вызывать рак при вдыхании). Как следствие, были разработаны новые не содержащие кобальта карты индикаторов влажности, содержащие медь.

Безопасность [ править ]

Хлорид меди (II) может быть токсичным. Агентством по охране окружающей среды США разрешены только концентрации ниже 5 частей на миллион в питьевой воде .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0150» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ Б Марлен С. Моррис, Говард Ф. McMurdie, Eloise Х. Эванс, Б. Paretzkin, Harry S. Parker, C. и Николя Panagiotopoulos (1981) Медный хлорид гидрата (eriochalcite) , в стандартной дифракции рентгеновских лучей порошка Модели National Бюро стандартов, монография 25, раздел 18; стр.33.
  3. ^ Уэллс, AF (1984) Структурная неорганическая химия, Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6 . 
  4. ↑ Питер Балаж (2008). Механохимия в нанонауке и минеральной инженерии . Springer. п. 167. ISBN. 978-3-540-74854-0.
  5. ^ Марина Брустолон (2009). Электронный парамагнитный резонанс: инструментарий практикующего врача . Джон Уайли и сыновья. п. 3. ISBN 978-0-470-25882-8.
  6. Перейти ↑ Greenwood, NN, Earnshaw, A. (1997). Химия элементов (2-е изд.), Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 0-7506-3365-4 . 
  7. ^ Найда С. Гилл; Ф. Б. Тейлор (1967). Тетрагалогические комплексы дипозитных металлов в первой переходной серии . Неорганические синтезы. 9 . С. 136–142. DOI : 10.1002 / 9780470132401.ch37 . ISBN 978-0-470-13240-1.
  8. ^ a b С. Х. Берц, Э. Х. Фэйрчайлд, в Справочнике реагентов для органического синтеза, Том 1: Реагенты, вспомогательные вещества и катализаторы для образования CC-связей , (RM Coates, SE Дания, ред.), стр. 220-3, Wiley, New Йорк, 1738 год.
  9. ^ WLF Armarego; Кристина Ли Линь Чай (2009-05-22). Очистка лабораторных химикатов ( выдержка из Google Книги ) (6-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. п. 461. ISBN.  978-1-85617-567-8.
  10. ^ https://www.mindat.org/min-3990.html
  11. ^ https://www.mindat.org/min-1398.html
  12. ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
  13. ^ Х. Уэйн Ричардсон, «Соединения меди» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2005, Wiley-VCH, Weinheim, doi : 10.1002 / 14356007.a07_567
  14. ^ CE Кастро; EJ Gaughan; DC Owsley (1965). «Галогениды меди». Журнал органической химии . 30 (2): 587. DOI : 10.1021 / jo01013a069 .
  15. ^ Дж. Брюсси; JLG Groenendijk; JM Koppele; ACA Янсен (1985). «О механизме образования s (-) - (1,1'-бинафталин) -2,2'-диола через аминные комплексы меди (II)». Тетраэдр . 41 (16): 3313. DOI : 10.1016 / S0040-4020 (01) 96682-7 .
  16. ^ Чандрасекхар, М .; Кусум Л. Чандра; Винод К. Сингх (2003). «Полный синтез (+) - боронолида, (+) - деацетилборонолида и (+) - дидеацетилборонолида». Журнал органической химии . 68 (10): 4039–4045. DOI : 10.1021 / jo0269058 . PMID 12737588 . 
  17. ^ Кришна, Палакодети Радха; Г. Даякер (2007). «Стереоселективный полный синтез (-) - андрахцинидина через протокол перекрестного метатезиса олефинов». Буквы тетраэдра . Эльзевир. 48 (41): 7279–7282. DOI : 10.1016 / j.tetlet.2007.08.053 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  1. Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. Лиде, Дэвид Р. (1990). CRC Справочник по химии и физике: готовый справочник химических и физических данных . Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 0-8493-0471-7.
  3. The Merck Index , 7-е издание, Merck & Co, Рэуэй, Нью-Джерси, США, 1960.
  4. Д. Николлс, Комплексы и переходные элементы первого ряда , Macmillan Press, Лондон, 1973.
  5. А.Ф. Уэллс, Структурная неорганическая химия , 5-е изд., Oxford University Press, Оксфорд, Великобритания, 1984.
  6. Дж. Марч, Продвинутая органическая химия , 4-е изд., Стр. 723, Вили, Нью-Йорк, 1992.
  7. Реагенты Fieser & Fieser для органического синтеза, том 5, стр. 158, Wiley, New York, 1975.
  8. Д. У. Смит (1976). «Хлоркупраты (II)». Координационные обзоры химии . 21 (2–3): 93–158. DOI : 10.1016 / S0010-8545 (00) 80445-2 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Хлорид меди в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
  • Хлорид меди (II) - описание и фотографии
  • Национальный кадастр загрязнителей - Информационный бюллетень по меди и соединениям
  • v
  • т
  • е
Соли и ковалентные производные хлорид- иона
HClОн
LiClBeCl 2BCl 3
B 2 Cl 4		CCl 4NCl 3
ClN 3		Cl 2 O
ClO 2
Cl 2 O 7		ClF
ClF 3
ClF 5		Ne
NaClMgCl 2AlCl
AlCl 3		SiCl 4P 2 Cl 4
PCl 3
PCl 5		S 2 Cl 2
SCl 2
SCl 4		Cl 2Ar
KClCaCl
CaCl 2		ScCl 3TiCl 2
TiCl 3
TiCl 4		VCl 2
VCl 3
VCl 4
VCl 5		CrCl 2
CrCl 3
CrCl 4		MnCl 2FeCl 2
FeCl 3		CoCl 2
CoCl 3		NiCl 2CuCl
CuCl 2		ZnCl 2GaCl 2
GaCl 3		GeCl 2
GeCl 4		AsCl 3
AsCl 5		Se 2 Cl 2
SeCl 4		BrClKrCl
RbClSrCl 2YCl 3ZrCl 3
ZrCl 4		NbCl 3
NbCl 4
NbCl 5		MoCl 2
MoCl 3
MoCl 4
MoCl 5
MoCl 6		TcCl 3
TcCl 4		RuCl 3RhCl 3PdCl 2AgClCdCl 2InCl
InCl 2
InCl 3		SnCl 2
SnCl 4		SbCl 3
SbCl 5		Те 3 Cl 2
TeCl 4		ICl
ICl 3		XeCl
XeCl 2
XeCl 4
CsClBaCl 2 HfCl 4TaCl 5WCl 2
WCl 3
WCl 4
WCl 5
WCl 6		Re 3 Cl 9
ReCl 4
ReCl 5
ReCl 6		OsCl 4IrCl 2
IrCl 3
IrCl 4		PtCl 2
PtCl 4		AuCl
AuCl 3		Hg 2 Cl 2 ,
HgCl 2		TlClPbCl 2 ,
PbCl 4		BiCl 3PoCl 2 ,
PoCl 4		AtClRnCl 2
FrClRaCl 2 RfCl 4DbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvЦOg
↓
LaCl 3CeCl 3PrCl 3NdCl 2 ,
NdCl 3		PmCl 3SmCl 2 ,
SmCl 3		EuCl 2 ,
EuCl 3		GdCl 3TbCl 3DyCl 2 ,
DyCl 3		HoCl 3ErCl 3TmCl 2
TmCl 3		YbCl 2
YbCl 3		LuCl 3
AcCl 3ThCl 4PaCl 5UCl 3
UCl 4
UCl 5
UCl 6		NpCl 4PuCl 3AmCl 2
AmCl 3		CmCl 3BkCl 3CfCl 3EsCl 3FMМкрНетLrCl 3