- Struktur
- nomenklatur
- Ejendomme
- Fysisk tilstand
- Molekylær vægt
- Smeltepunkt
- Kogepunkt
- Massefylde
- Opløselighed
- Kemiske egenskaber
- CuCl som Lewis-syre
- Andre egenskaber
- Indhentning
- Applikationer
- I CO-gendannelsesprocesser
- Ved katalyse
- Ved opnåelse af organiske kobberforbindelser
- Ved opnåelse af polymerer bundet til metaller
- I halvledere
- I superkapacitorer
- Andre apps
- Referencer
Den kobberchlorid (I) er en uorganisk forbindelse, der består af kobber (Cu) og chlor (Cl). Dens kemiske formel er CuCl. Kobberet i denne forbindelse har en valens på +1 og kloren -1. Det er et hvidt krystallinsk fast stof, der, når det udsættes for luft i lang tid, får en grønlig farve på grund af oxidationen af kobber (I) til kobber (II).
Det opfører sig som Lewis-syre og kræver elektroner fra andre forbindelser, der er Lewis-baser, hvormed det danner komplekser eller stabile addukter. En af disse forbindelser er kulilte (CO), så evnen til at binde mellem de to bruges industrielt til at ekstrahere CO fra gasstrømme.
Oprenset kobber (I) -chlorid (CuCl). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.
Det har optiske egenskaber, der kan bruges i lysemitterende halvledere. Endvidere har CuCl-nanocubes stort potentiale til at blive brugt i enheder til at lagre energi effektivt.
Det bruges inden for pyroteknikken, fordi det i kontakt med en flamme frembringer et blågrønt lys.
Struktur
CuCl består af kobberionen Cu + og kloridanionen Cl -. Cu + -ionens elektronkonfiguration er:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 0
og det skyldes, at kobber mistede elektronet fra 4s-skallen. Chloridionen har konfigurationen:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
Det kan ses, at begge ioner har deres komplette elektroniske skaller.
Denne forbindelse krystalliserer med kubisk symmetri. Billedet herunder viser anordningen af atomer i en krystallinsk enhed. De lyserøde kugler svarer til kobber og de grønne kugler til klor.
Struktur af CuCl. Forfatter: Benjah-bmm27. Kilde: Wikimedia Commons.
nomenklatur
- Kobber (I) -chlorid
- Kobberchlorid
- Kobbermonochlorid
Ejendomme
Fysisk tilstand
Hvidt krystallinsk fast stof, der ved langvarig kontakt med luft oxiderer og bliver grønt.
Molekylær vægt
98,99 g / mol
Smeltepunkt
430 ºC
Kogepunkt
Cirka 1400 ºC.
Massefylde
4,137 g / cm 3
Opløselighed
Næsten uopløselig i vand: 0,0047 g / 100 g vand ved 20 ° C. Uopløseligt i ethanol (C 2 H 5 OH) og acetone (CH 3 (C = O) CH 3).
Kemiske egenskaber
Det er ustabilt i luft, fordi Cu + tendens til at oxidere Cu 2+. Over tid dannes kobberoxid (CuO), kobberhydroxid (CuOH) eller et komplekst oxychlorid, og saltet bliver grønt.
Kobber (I) -chlorid, der er blevet udsat for miljøet og delvist oxideret. Kan indeholde CuO, CuOH og andre forbindelser. Benjah-bmm27 / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.
I vandig opløsning er det også ustabilt, da der sker en oxidations- og reduktionsreaktion samtidig, hvilket danner metallisk kobber og kobber (II) ion:
CuCl → Cu 0 + CuCI 2
CuCl som Lewis-syre
Denne forbindelse fungerer kemisk som Lewis-syre, hvilket betyder, at den er sulten efter elektroner, og danner således stabile addukter med forbindelser, der kan give dem.
Det er meget opløseligt i saltsyre (HCI), hvor Cl - ioner opfører sig som elektrondonorer og arter såsom CuCI 2 -, CuCI 3 2- og Cu 2 Cl 4 2- dannes, blandt andre.
Dette er en af de arter, der dannes i opløsninger af CuCI i HCI. Forfatter: Marilú Stea.
Vandige CuCI-opløsninger har evnen til at absorbere kulilte (CO). Denne absorption kan forekomme, når nævnte løsninger er både sure, neutrale eller med ammoniak (NH 3).
I sådanne opløsninger estimeres det, at forskellige former dannes, såsom Cu (CO) +, Cu (CO) 3 +, Cu (CO) 4 +, CuCl (CO) og -, som afhænger af mediet.
Andre egenskaber
Det har elektrooptiske egenskaber, lavt optisk tab i et bredt område af lysspektret fra synlig til infrarød, lavt brydningsindeks og lav dielektrisk konstant.
Indhentning
Kobber (I) -chlorid kan opnås ved direkte omsætning af kobbermetal med chlorgas ved en temperatur på 450-900 ° C. Denne reaktion anvendes industrielt.
2 Cu + Cl 2 → 2 CuCl
En reducerende forbindelse, såsom ascorbinsyre eller svovldioxid, kan også anvendes til at omdanne kobber (II) -chlorid til kobber (I) -chlorid. For eksempel i tilfældet med SO 2, er det oxideres til svovlsyre.
2 CuCI 2 + SO 2 + 2 H 2 O → 2 CuCl + H 2 SO 4 + 2 HCI
Applikationer
I CO-gendannelsesprocesser
CuCl-opløsnings evne til at absorbere og desorbere carbonmonoxid anvendes industrielt til at opnå rent CO.
For eksempel processen kaldet COSORB anvendelser stabiliseret kobberchlorid i form af et komplekst salt med aluminium (CuAlCl 4), der opløses i et aromatisk opløsningsmiddel, såsom toluen.
Opløsningen absorberer CO fra en gasstrøm at adskille den fra andre gasser, såsom CO 2, N 2, og CH 4. Den monoxidrige opløsning opvarmes derefter under reduceret tryk (dvs. under atmosfærisk), og CO desorberes. Gassen, der udvindes på denne måde, er af høj renhed.
Struktur af kulilte, hvor de elektroner, der er tilgængelige for kompleks med CuCl, overholdes. Forfatter: Benjah-bmm27. Kilde: Wikimedia Commons.
Denne proces giver mulighed for at opnå rent CO startende fra reformeret naturgas, forgaset kul eller gasser, der stammer fra produktion af stål.
Ved katalyse
CuCl bruges som katalysator til forskellige kemiske reaktioner.
For eksempel omsætningen af elementet germanium (Ge) med hydrogenchlorid (HCl) og ethylen (CH 2 = CH 2 kan) udføres ved anvendelse af denne forbindelse. Det bruges også til syntese af organiske siliciumforbindelser og forskellige heterocykliske organiske svovl- og nitrogenderivater.
En polyphenylenetherpolymer kan syntetiseres ved anvendelse af et 4-aminopyrin- og CuCl-katalysatorsystem. Denne polymer er meget nyttig for dens mekaniske egenskaber, lav fugtabsorption, fremragende isolering fra elektricitet og brandbestandighed.
Ved opnåelse af organiske kobberforbindelser
Alkenylcuprate-forbindelser kan fremstilles ved omsætning af en terminal alkyne med en vandig opløsning af CuCI og ammoniak.
Ved opnåelse af polymerer bundet til metaller
Kobber (I) -chlorid kan koordinere med polymerer og danne komplekse molekyler, der tjener som katalysatorer, og som kombinerer enkelheden af en heterogen katalysator med en regelmæssighed af en homogen.
I halvledere
Denne forbindelse bruges til at opnå et materiale dannet af y-CuCl på silicium, som har fotoluminescensegenskaber med et stort potentiale til at blive anvendt som en fotonemitterende halvleder.
Disse materialer er vidt brugt i ultraviolette lysemitterende dioder, laserdioder og lysdetektorer.
I superkapacitorer
Dette produkt opnået i form af kubiske nanopartikler eller nanokuber gør det muligt at fremstille superkapsler, da det har en enestående opladningshastighed, høj reversibilitet og et lille tab af kapacitet.
Superkapacitorer er energilagringsenheder, der skiller sig ud for deres høje effekttæthed, sikkerhed i drift, hurtig opladnings- og afladningscyklusser, langtidsstabilitet og er miljøvenlige.
CuCl nanocubes kunne bruges til elektronik og energilagringsapplikationer. Forfatter: Tide He. Kilde: Pixabay.
Andre apps
Da CuCl udsender blågrønt lys, når de udsættes for en flamme, bruges det til at forberede fyrværkeri, hvor det giver den farve under udførelsen af pyroteknikker.
Den grønne farve på nogle fyrværkeri kan skyldes CuCl. Forfatter: Hans Braxmeier. Kilde: Pixabay.
Referencer
- Milek, JT og Neuberger, M. (1972). Kobberchlorid. I: Lineære elektrooptiske modulære materialer. Springer, Boston, MA. Gendannes fra link.springer.com.
- Lide, DR (redaktør) (2003). CRC-håndbog om kemi og fysik. 85 th CRC Press.
- Sneeden, RPA (1982). Absorptions / desorptionsmetoder. I omfattende organometallisk kemi. Bind 8. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
- Chandrashekhar, VC et al. (2018). Nylige fremskridt inden for direkte syntese af organometalliske og koordinationsforbindelser. I direkte syntese af metalkomplekser. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Kyushin, S. (2016). Organosilicon-syntese til konstruktion af organosilicon-klynger. I effektive metoder til fremstilling af siliciumforbindelser. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Van Koten, G. og Noltes, JG (1982). Organocopper-forbindelser. I omfattende organometallisk kemi. Bind 2. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Danieluk, D. et al. (2009). Optiske egenskaber ved udopede og iltdopede CuCl-film på siliciumsubstrater. J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80. Gendannes fra link.springer.com.
- Yin, B. et al. (2014). Cuprochlorid-nanocubes dyrket på kobberfolie til pseudokapacitorelektroder. Nano-Micro Lett. 6, 340-346 (2014). Gendannes fra link.springer.com.
- Kim, K. et al. (2018). Et yderst effektivt aromatisk aminligand / kobber (I) -chloridkatalysatorsystem til syntese af poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylenether). Polymerer 2018, 10, 350. Gendannes fra mdpi.com.
- Wikipedia (2020). Kobber (I) -chlorid. Gendannet fra en.wikipedia.org.