Хлорид меди (II) - Copper(II) chloride

Хлорид меди (II)

Безводный
Безводный
Дигидрат
Имена
Другие имена Хлорид меди
Идентификаторы
Количество CAS	7447-39-4 Y 10125-13-0 (дигидрат) Y
3D модель (JSmol )	Интерактивное изображение Интерактивное изображение
Ссылка на Beilstein	8128168
ЧЭБИ	ЧЕБИ: 49553 Y
ЧЭМБЛ	ChEMBL1200553 N
ChemSpider	148374 Y
DrugBank	DB09131
ECHA InfoCard	100.028.373
Номер ЕС	231-210-2
Ссылка на Гмелин	9300
PubChem CID	24014
Номер RTECS	GL7000000
UNII	P484053J2Y Y S2QG84156O (дигидрат) Y
Номер ООН	2802
Панель управления CompTox (EPA)	DTXSID7040449
ИнЧИ InChI = 1S / 2ClH.Cu / h2 * 1H; / q ;; + 2 / p-2 Y Ключ: ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L Y InChI = 1 / 2ClH.Cu / h2 * 1H; / q ;; + 2 / p-2 / rCl2Cu / c1-3-2 Ключ: ORTQZVOHEJQUHG-LRIOHBSEAE InChI = 1 / 2ClH.Cu / h2 * 1H; / q ;; + 2 / p-2 Ключ: ORTQZVOHEJQUHG-NUQVWONBAE
Улыбки Cl [Cu] Cl [Cu + 2]. [Cl -]. [Cl-]
Характеристики
Химическая формула	CuCl2
Молярная масса	134,45 г / моль (безводный) 170,48 г / моль (дигидрат)
Внешность	желто-коричневое твердое вещество (безводное) сине-зеленое твердое вещество (дигидрат)
Запах	без запаха
Плотность	3,386 г / см^3 (безводный) 2,51 г / см^3 (дигидрат)
Температура плавления	498 ° С (928 ° F, 771 К) (безводный) 100 ° C (обезвоживание дигидрата)
Точка кипения	993 ° С (1819 ° F, 1266 К) (безводный, разлагается)
Растворимость в воде	70,6 г / 100 мл (0 ° С) 75,7 г / 100 мл (25 ° С) 107,9 г / 100 мл (100 ° С)
Растворимость	метанол: 68 г / 100 мл (15 ° С) этиловый спирт: 53 г / 100 мл (15 ° С) растворим в ацетон
Магнитная восприимчивость (χ)	+1080·10^−6 см^3/ моль
Структура
Кристальная структура	искаженный CdI2 структура
Координационная геометрия	Восьмигранный
Опасности
Паспорт безопасности	Fisher Scientific
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Опасность
Формулировки опасности GHS	H301, H302, H312, H315, H318, H319, H335, H400, H410, H411
Меры предосторожности GHS	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 (огненный алмаз)	0 2 1
точка возгорания	Негорючий
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)	TWA 1 мг / м^3 (как Cu)[1]
REL (Рекомендуемые)	TWA 1 мг / м^3 (как Cu)[1]
IDLH (Непосредственная опасность)	TWA 100 мг / м^3 (как Cu)[1]
Родственные соединения
Другой анионы	Фторид меди (II) Бромид меди (II)
Другой катионы	Хлорид меди (I) Хлорид серебра Золото (III) хлорид
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
N проверять (что YN ?)
Ссылки на инфобоксы

Хлорид меди (II) это химическое соединение с химическая формула CuCl₂. Это светло-коричневое твердое вещество, которое медленно впитывает влагу, образуя сине-зеленый цвет. дигидрат.

И безводная, и дигидратная формы встречаются в природе как очень редкие минералы. толбачит и эриохальцит, соответственно.^[2]

Структура

Безводный CuCl₂ принимает искаженный йодид кадмия структура. В этом мотиве медные центры восьмигранный. Большинство соединений меди (II) демонстрируют искажения от идеализированной октаэдрической геометрии из-за Эффект Яна-Теллера, который в данном случае описывает локализацию одного d-электрона в молекулярная орбиталь это сильно разрыхлитель по отношению к паре хлоридных лигандов. В CuCl₂· 2H₂O, медь снова принимает сильно искаженную октаэдрическую геометрию, центры Cu (II) окружены двумя водными лигандами и четырьмя хлоридными лигандами, которые мост асимметрично другим центрам Cu.^[3]

Хлорид меди (II) парамагнитный. Исторический интерес, CuCl₂· 2H₂O использовался в первом электронный парамагнитный резонанс измерения Евгений Завойский в 1944 г.^[4][5]

Свойства и реакции

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

Водный раствор, приготовленный из хлорида меди (II), содержит ряд комплексов меди (II) в зависимости от концентрации, температуры и наличия дополнительных хлорид-ионов. Эти виды включают синий цвет [Cu (H₂O)₆]²⁺ и желтый или красный цвет галогенидных комплексов формулы [CuCl_{2 + х}]^x−.^[6]

Гидролиз

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

CuCl₂ + 2 NaOH → Cu (OH)₂ + 2 NaCl

Хлорид меди (II) дигидрат кристалл

Частичный гидролиз дает тригидроксид хлорида дигидрохлорида, Cu₂(ОЙ)₃Cl, популярный фунгицид.

Редокс

Хлорид меди (II) - мягкий окислитель. Он разлагается на хлорид меди (I) и газообразный хлор около 1000 ° C:

2 CuCl₂ → 2 CuCl + Cl₂

Хлорид меди (II) (CuCl₂) 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 с помощью диоксид серы в качестве восстановителя:

2 CuCl₂ + ТАК₂ + 2 часа₂О → 2 CuCl + 2 HCl + H₂ТАК₄

Координационные комплексы

CuCl₂ реагирует с HCl или другими хлористый источники образования сложных ионов: красный CuCl₃⁻ (на самом деле это димер Cu₂Cl₆²⁻, пара тетраэдров с общим ребром), а зеленый или желтый CuCl₄²⁻.^[7]

CuCl
₂ + Cl⁻
⇌ CuCl⁻
₃

CuCl
₂ + 2 Cl⁻
⇌ 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 лиганды Такие как аммиак, пиридин и оксид трифенилфосфина:

CuCl₂ + 2 С₅ЧАС₅N → [CuCl₂(C₅ЧАС₅N)₂] (тетрагональный)

CuCl₂ + 2 (С₆ЧАС₅)₃ПО → [CuCl₂((C₆ЧАС₅)₃ЗП)₂] (четырехгранный)

Однако «мягкие» лиганды, такие как фосфины (например., трифенилфосфин ), йодида и цианида, а также некоторых третичных амины побудить снижение с образованием комплексов меди (I).

Подготовка

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

Cu (s) + Cl₂(грамм) → CuCl₂(л)

Также коммерчески практично комбинировать оксид меди (II) с избытком хлорид аммония при аналогичных температурах с образованием хлорида меди, аммиака и воды:

CuO + 2NH₄Cl → CuCl₂ + 2NH₃ + H₂О

Хотя сама медь не может окисляться соляная кислота медьсодержащие основания, такие как гидроксид, оксид или карбонат меди (II) может реагировать с образованием CuCl₂ в кислотно-основной реакции.

После приготовления раствор CuCl₂ может быть очищен кристаллизацией. Стандартный метод предполагает смешивание раствора с горячим разбавлением. соляная кислота, и заставляет кристаллы формироваться путем охлаждения в Хлорид кальция (CaCl₂) -ледяная ванна.^[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 это не делается из-за выброса токсичного газообразного хлора и преобладания более общих хлорно-щелочной процесс, 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

Хлорид меди (II) встречается в природе в виде очень редкого безводного минерала толбахита и дигидрата эриохальцита.^[2] Оба находятся рядом фумаролы и в некоторых медных рудниках.^[10][11][12] Чаще встречаются смешанные оксигидроксид-хлориды, такие как атакамит Cu₂(ОЙ)₃Cl, образующийся среди зон окисления Cu рудных пластов в засушливом климате (также известен из некоторых измененных шлаков).

Использует

Сокатализатор в процессе Wacker

Основное промышленное применение хлорида меди (II) - это сокатализатор с хлорид палладия (II) в Wacker процесс. В этом процессе этен (этилен) превращается в этанал (ацетальдегид) с помощью воды и воздуха. Во время реакции PdCl₂ является уменьшенный к Pd, а CuCl₂ служит для его повторного окисления до PdCl₂. Затем воздух может окислить образующийся CuCl назад к CuCl₂, завершая цикл.

1. C₂ЧАС₄ + PdCl₂ + H₂O → CH₃СНО + Pd + 2 HCl
2. Pd + 2 CuCl₂ → 2 CuCl + PdCl₂
3. 4 CuCl + 4 HCl + O₂ → 4 CuCl₂ + 2 часа₂О

Общий процесс:

2 С₂ЧАС₄ + O₂ → 2 канала₃CHO

Катализатор в производстве хлора

Хлорид меди (II) используется в качестве катализатора в различных процессах, которые производят хлор путем оксихлорирование. В Дьяконский процесс происходит при температуре от 400 до 450 ° C в присутствии хлорида меди:

4 HCl + O₂ → 2 Cl₂ + 2 часа₂О

Хлорид меди (II) катализирует хлорирование при производстве винилхлорид и дихлорэтан.^[13]

Хлорид меди (II) используется в Медно-хлорный цикл в котором он расщепляет пар на кислородсодержащее соединение меди и хлористый водород, а затем извлекается в цикле из электролиза хлорида меди (I).

Другие области применения органических синтетических материалов

Хлорид меди (II) имеет некоторые узкоспециализированные применения в синтез органических соединений.^[8] Это эффекты хлорирование из ароматические углеводороды - это часто выполняется при наличии оксид алюминия. Он способен хлорировать альфа-положение карбонил соединения:^[14]

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

CuCl₂, в присутствии кислород, может также окислять фенолы. Основной продукт может быть направлен на получение либо хинон или связанный продукт окислительной димеризации. Последний процесс обеспечивает высокодоходный путь к 1,1-бинафтол:^[15]

Такие соединения являются промежуточными продуктами в синтезе БИНАП и его производные

Дигидрат хлорида меди (II) способствует гидролизу ацетонидов, т.е. для снятия защиты с регенерацией диолов.^[16] или аминоспирты, как в этом примере (где TBDPS = терт-бутилдифенилсилил ):^[17]

CuCl₂ также катализирует свободный радикал добавление сульфонилхлориды к алкены; альфа-хлорсульфон может затем подвергнуться устранение с основанием для создания винила сульфон товар.^{[нужна цитата ]}

Ниша использует

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

В карты индикаторов влажности (HIC), HIC от коричневого до лазурного цвета без кобальта (на основе хлорида меди (II)) можно найти на рынке. В 1998 г. европейское сообщество (EC) предметы, содержащие хлорид кобальта (II) от 0,01 до 1% по весу, классифицируются как T (токсичные), с соответствующими Фраза R R49 (может вызвать рак при вдыхании). Как следствие, были разработаны новые не содержащие кобальта карты индикаторов влажности, содержащие медь.

Безопасность

Хлорид меди (II) может быть токсичным. В питьевой воде разрешены только концентрации ниже 5 ppm. Агентство по охране окружающей среды США.

Рекомендации

1. Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0150". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
2. Марлен С. Моррис, Ховард Ф. Мак-Мерди, Элоиза Х. Эванс, Борис Паретцкин, Гарри С. Паркер и Николас С. Панагиотопулос (1981) Гидрат хлорида меди (эриохальцит), в Стандартные порошковые рентгеновские дифрактограммы Национальное бюро стандартов, монография 25, раздел 18; стр.33.
3. Уэллс, А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, Оксфорд: Clarendon Press. ISBN  0-19-855370-6.
4. Петр 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. Гринвуд Н. Н. и Эрншоу А. (1997). Химия элементов (2-е изд.), Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  0-7506-3365-4.
7. Найда С. Гилл; Ф. Б. Тейлор (1967). ТЕТРАГАЛОКомплексы дипозитивных металлов в первой переходной серии.. Неорганические синтезы. 9. С. 136–142. Дои:10.1002 / 9780470132401.ch37. ISBN  978-0-470-13240-1.
8. С. Х. Берц, Э. Х. Фэйрчайлд, в Справочник реагентов для органического синтеза, Том 1: Реагенты, вспомогательные вещества и катализаторы для образования связи C-C(Р. М. Коутс, С. Е. Дания, ред.), Стр. 220-3, Wiley, New York, 1738.
9. У. Л. Ф. Армарего; Кристина Ли Лин Чай (2009-05-22). Очистка лабораторных химикатов (Google Книги выдержка) (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 г., Wiley-VCH, Weinheim, Дои:10.1002 / 14356007.a07_567
14. К. Э. Кастро; Э. Дж. Гоган; Д. К. Оусли (1965). «Галогениды меди». Журнал органической химии. 30 (2): 587. Дои:10.1021 / jo01013a069.
15. Дж. Брюсси; J. L.G. Groenendijk; Дж. М. Коппеле; А.С.А. Янсен (1985). «О механизме образования s (-) - (1,1'-бинафталин) -2,2'-диола через аминные комплексы меди (II)». Тетраэдр. 41 (16): 3313. Дои: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. Дои: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. Дои:10.1016 / j.tetlet.2007.08.053.

дальнейшее чтение

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). Справочник по химии и физике CRC: готовый справочник химических и физических данных. Бока-Ратон: CRC Press. ISBN  0-8493-0471-7.
3. Индекс Merck, 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., С. 723, Вили, Нью-Йорк, 1992.
7. Реагенты Fieser & Fieser для органического синтеза Том 5, стр. 158, Wiley, New York, 1975.
8. Д. В. Смит (1976). «Хлоркупраты (II)». Обзоры координационной химии. 21 (2–3): 93–158. Дои:10.1016 / S0010-8545 (00) 80445-2.

внешняя ссылка

• Хлорид меди в Периодическая таблица видео (Ноттингемский университет)
• Хлорид меди (II) - описание и фотографии
• Национальный кадастр загрязнителей - Информационный бюллетень по меди и соединениям