तांबा नाइट्रेट (द्वितीय) या ताम्रयुक्त नाइट्रेट, रासायनिक सूत्र Cu (कोई 3) 2, एक उज्ज्वल और आकर्षक रंग नीला-हरा अकार्बनिक नमक है। इसे खनिज खनिजों के अपघटन से औद्योगिक स्तर पर संश्लेषित किया जाता है, जिसमें खनिज गेरहाइडाइट और रूआइट शामिल हैं।
कच्चे माल और नमक की वांछित मात्रा के संदर्भ में अन्य अधिक संभव विधियां, तांबा और इसके व्युत्पन्न यौगिकों के साथ प्रत्यक्ष प्रतिक्रियाओं से मिलकर बनती हैं। जब तांबा नाइट्रिक एसिड (HNO 3) के एक केंद्रित समाधान के संपर्क में होता है, तो एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया होती है।
इस अभिक्रिया में, तांबे का ऑक्सीकरण किया जाता है और निम्न रासायनिक समीकरण के अनुसार नाइट्रोजन को कम किया जाता है:
Cu (s) + 4HNO 3 (conc) => Cu (NO 3) 2 (aq) + 2H 2 O (l) + 2NO 2 (g)
नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO 2) एक हानिकारक भूरी गैस है; परिणामी जलीय घोल नीला है। कॉपर कप आयन (Cu +), कप्रिक आयन (Cu 2+), या कम सामान्य आयन Cu 3+ बना सकता है; हालाँकि, cuprous आयन कई इलेक्ट्रॉनिक, ऊर्जावान और ज्यामितीय कारकों द्वारा जलीय मीडिया का पक्षधर नहीं है।
Cu + (0.52V) के लिए मानक कमी की क्षमता Cu 2+ (0.34V) की तुलना में अधिक है, जिसका अर्थ है कि Cu + अधिक अस्थिर है और Cu बनने के लिए एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है।)। यह विद्युत रासायनिक माप बताता है कि क्यूनो 3 प्रतिक्रिया उत्पाद के रूप में मौजूद नहीं है, या कम से कम पानी में है।
भौतिक और रासायनिक गुण
कॉपर नाइट्रेट पानी के विभिन्न अनुपात के साथ निर्जल (सूखा) या हाइड्रेटेड होता है। एनहाइड्राइड एक नीला तरल है, लेकिन पानी के अणुओं के साथ समन्वय करने के बाद - हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम - यह Cu (NO 3) 2 · 3H 2 O या Cu (NO 3) 2 · 6H 2 O के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है । ये हैं नमक के तीन रूप बाजार में उपलब्ध हैं।
सूखे नमक के लिए आणविक भार 187.6 g / mol है, इस मान को नमक में शामिल पानी के प्रत्येक अणु के लिए 18 g / mol मिलाते हैं। इसका घनत्व 3.05 ग्राम / एमएल के बराबर है, और इसमें शामिल पानी के प्रत्येक अणु के लिए घट जाती है: त्रि-हाइड्रेटेड नमक के लिए 2.32 ग्राम / एमएल, और हेक्सा-हाइड्रेटेड नमक के लिए 2.07 ग्राम / एमएल। इसमें क्वथनांक नहीं होता, बल्कि उच्चतर होता है।
कॉपर नाइट्रेट के तीनों रूप पानी, अमोनिया, डाइऑक्साने और इथेनॉल में अत्यधिक घुलनशील हैं। एक अन्य अणु के रूप में उनका पिघलने बिंदु गिरता है, तांबे के बाहरी समन्वय क्षेत्र में जोड़ा जाता है; संलयन तांबे नाइट्रेट के थर्मल अपघटन के बाद होता है, जो कि NO 2 की विषाक्त गैसों का उत्पादन करता है:
2 Cu (NO 3) 2 (s) => 2 CuO (s) + 4 NO 2 (g) + O 2 (g)
ऊपर रासायनिक समीकरण निर्जल नमक के लिए है; हाइड्रेटेड लवण के लिए, समीकरण के दाहिने हाथ पर जल वाष्प का उत्पादन भी किया जाएगा।
इलेक्ट्रोनिक विन्यास
Cu 2+ आयन के लिए इलेक्ट्रॉन विन्यास 3 डी 9 है, परमज्ञानवाद प्रदर्शित करता है (3 डी 9 कक्षीय में इलेक्ट्रॉन अप्रकाशित है)।
चूँकि तांबा आवर्त सारणी की चौथी अवधि का एक संक्रमण धातु है, और HNO 3 की कार्रवाई के कारण इसकी दो वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को खो दिया है, इसमें अभी भी कॉवसेंट बॉन्ड बनाने के लिए 4s और 4p ऑर्बिटल्स उपलब्ध हैं। इसके अलावा, Cu 2+ अपने सबसे बाहरी 4d ऑर्बिटल्स में से दो का उपयोग छह अणुओं के साथ समन्वय करने के लिए कर सकता है।
3 नहीं - आयनों समतल हैं, और Cu 2+ के लिए उनके साथ समन्वय करने में सक्षम होने के लिए इसमें एक 3 3 डी 2 संकरण होना चाहिए जो इसे एक अष्टकोणीय ज्यामिति को अपनाने की अनुमति देता है; यह NO 3 को रोकता है - आयनों को एक दूसरे से "टकराने" से।
यह Cu 2+ द्वारा प्राप्त किया जाता है, उन्हें एक दूसरे के चारों ओर एक वर्ग विमान में रखते हैं। नमक के भीतर घन परमाणु के लिए परिणामी विन्यास है: 3 डी 9 4 2 2 4 पी 6 ।
रासायनिक संरचना
ऊपरी छवि में, Cu (NO 3) 2 के एक पृथक अणु को गैस चरण में दर्शाया जाता है। नाइट्रेट आयन का ऑक्सीजन परमाणु सीधे कॉपर सेंटर (आंतरिक समन्वय क्षेत्र) के साथ समन्वय करता है, जिससे चार Cu - O बॉन्ड बनते हैं।
इसमें एक स्क्वायर प्लेन आणविक ज्यामिति है। विमान केंद्र में लाल गोले द्वारा खींचा जाता है और केंद्र में तांबे का गोला होता है। NO 3 - समूहों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण के कारण गैस चरण में इंटरैक्शन बहुत कमजोर है ।
हालांकि, ठोस चरण में तांबा केंद्र धातु बांड बनाते हैं - क्यू - क्यूई -, बहुलक तांबा श्रृंखला बनाते हैं।
पानी के अणु हाइड्रोजन बॉन्ड को NO 3 - समूहों के साथ बना सकते हैं, और ये अन्य पानी के अणुओं के लिए हाइड्रोजन बॉन्ड की पेशकश करेंगे, और इसी तरह जब तक Cu (NO 3) 2 के आसपास पानी का क्षेत्र नहीं बनता ।
इस क्षेत्र में आपके पास 1 से 6 बाहरी पड़ोसी हो सकते हैं; इसलिए नमक आसानी से हाइड्रेटेड त्रि और हेक्सा लवण उत्पन्न करने के लिए हाइड्रेटेड होता है।
नमक एक Cu 2+ आयन और दो NO 3 - आयनों से बनता है, जो इसे आयनिक यौगिकों की विशेषता देता है। हालांकि, बंधन प्रकृति में अधिक सहसंयोजक हैं।
अनुप्रयोग
तांबे के नाइट्रेट के आकर्षक रंगों के कारण, यह नमक धातु की सतहों पर, कुछ आतिशबाजी में और कपड़ा उद्योग में भी एक संयम के रूप में सिरेमिक में एक योजक के रूप में उपयोग करता है।
यह कई प्रतिक्रियाओं के लिए आयनिक तांबे का एक अच्छा स्रोत है, खासकर उन लोगों में जिनमें यह कार्बनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है। यह भी अन्य नाइट्रेट के समान उपयोग करता है, या तो एक कवकनाशी, शाकनाशी के रूप में या एक लकड़ी परिरक्षक के रूप में उपयोग करता है।
इसके मुख्य और नवीनतम उपयोगों में से एक CuO उत्प्रेरकों के संश्लेषण में है, या प्रकाश संश्लेषक गुणों के साथ सामग्री का।
यह भी वोल्टीय कोशिकाओं के भीतर प्रतिक्रियाओं को दिखाने के लिए प्रयोगशालाओं में शिक्षण में एक क्लासिक अभिकर्मक के रूप में उपयोग किया जाता है।
जोखिम
- यह एक दृढ़ता से ऑक्सीकरण एजेंट है, जो समुद्री पारिस्थितिक तंत्र, अड़चन, विषाक्त और संक्षारक के लिए हानिकारक है। अभिकर्मक के साथ सीधे सभी भौतिक संपर्क से बचना महत्वपूर्ण है।
- यह ज्वलनशील नहीं है।
- यह उच्च तापमान पर विघटित गैसों को छोड़ता है, जिनमें NO 2 भी शामिल है ।
- मानव शरीर में यह हृदय और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को पुरानी क्षति पहुंचा सकता है।
- जठरांत्र संबंधी मार्ग में जलन हो सकती है।
- नाइट्रेट होने के कारण शरीर के भीतर यह नाइट्राइट हो जाता है। नाइट्राइट रक्त ऑक्सीजन के स्तर और हृदय प्रणाली पर कहर बरपाता है।
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