Как гидролизуется нитрат меди

Нитрат меди (II)

Нитрат меди (II)
Систематическое название Нитрат меди (II)
Другие названия Медь азотнокислая
Химическая формула Cu(NO3)2
Внешний вид Бесцветные кристаллы (безводный)
Голубые кристаллы (кристаллогидраты)
Молярная масса безводный: 187,57 г/моль;
тригидрат: 241.63 г/моль;
гексагидрат: 295,69 г/моль
Температура плавления безводный: 255 °C;
тригидрат: 114,5 °C;
гексагидрат: 24,4 °C
Температура разложения безводный: 170 °C
Плотность безводный: 3,05 г/см³;
тригидрат: 2,32 г/см³;
гегсагидрат: 2,074 г/см³
Растворимость в воде 124,7 г/100 мл
LD 50 тригидрат: 940 мг/кг
Кристаллическая решётка безводный: ромбическая;
тригидрат: ромбическая;
гексагидрат: триклинная;
1,5- и 2,5-гидраты: моноклинная
Стандартная энтальпия образования безводный: −310 кДж/моль;
тригидрат: −1217 кДж/моль
Стандартная молярная энтропия +192 Дж/(К·моль)
Стандартная энергия образования Гиббса −117 кДж/моль
ГОСТ ГОСТ 4163-68
Регистрационный номер CAS 10031-43-3
Регистрационный номер EC 221-838-5
Пиктограммы опасности
Пиктограммы опасности СГС
Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Нитрат меди (II) — неорганическое вещество с формулой Cu(NO3)2 , является солью двухвалентной меди и азотной кислоты. Безводный нитрат меди (II) представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. При поглощении влаги образует кристаллогидраты голубого цвета.

Содержание

  • 1 Нахождение в природе
  • 2 Физические свойства
  • 3 Химические свойства
    • 3.1 Разложение
    • 3.2 Гидролиз
    • 3.3 Обменные реакции
    • 3.4 Прочие реакции
  • 4 Получение
  • 5 Применение
  • 6 Токсичность

Нахождение в природе

Нитрат меди (II) (в форме осно́вной соли) встречается в природе в виде минералов герхардтита и руаита. Свойства минералов представлены в таблице:

Герхардтит Руаит
Состав Cu2NO3(OH)3 Cu2NO3(OH)3
Цвет зелёный темно-зелёный
Сингония орторомбическая моноклинная
Плотность, г/см³ 3,40—3,43 3,38
Твердость 2 2

Физические свойства

Безводный нитрат меди (II) при нормальных условиях — твёрдое кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде (124,7 г/100 г H2O при 20 °C; 207,7 г/100 г H2O при 80 °C), этаноле, метаноле, этилацетате, ацетонитриле, ДМСО.

При кристаллизации из водных растворов образует ряд кристаллогидратов: нона-, гекса- и тригидраты. Также известны кристаллогидраты, содержащие 1,5 и 2,5 молекулы H2O. Параметры кристаллической решетки кристаллогидратов:

  • Cu(NO3)2·6H2O: триклинная сингония, пространственная группа P1, параметры ячейки a = 0,591 нм , b = 0,777 нм , c = 0,543 нм , α = 97,65° , β = 93,88° , γ = 72,53° , Z = 1 .
  • Cu(NO3)2·3H2O: ромбическая сингония, пространственная группа Pmn21, параметры ячейки a = 1,12 нм , b = 0,505 нм , c = 0,528 нм , Z = 4 .
  • Cu(NO3)2·2,5H2O: моноклинная сингония, пространственная группа I2/a, параметры ячейки a = 1,64539 нм , b = 0,49384 нм , c = 1,59632 нм , β = 93,764° , Z = 8 .
  • Cu(NO3)2·1,5H2O: моноклинная сингония, пространственная группа C2/c, параметры ячейки a = 2,22 нм , b = 0,490 нм , c = 1,54 нм , β = 48° , Z = 8 .

Гексагидрат разлагается при нагревании до 100 °C в вакууме. Тригидрат разлагается при 120 °C.

Химические свойства

Разложение

Нитрат меди (II) при нагревании разлагается с образованием оксида меди (II) и диоксида азота:

Образовавшийся диоксид азота можно использовать для лабораторного получения азотной кислоты:

Гидролиз

Нитрат меди (II) в водном растворе диссоциирует на ионы с одновременной гидратацией катиона:

Катион тетрааквамеди (II) подвергается обратимому гидролизу:

В упрощённом виде:

Cu 2+ + H2O ⇄ CuOH + + H +

Обменные реакции

В водных растворах нитрат меди (II) вступает в реакции ионного обмена, характерные для растворимых солей двухвалентной меди, например:
с щёлочью (выпадает голубой осадок)

с фосфатом натрия (выпадает синий осадок)

с жёлтой кровяной солью (выпадает красный осадок)

с концентрированным раствором аммиака (раствор приобретает тёмно-синий цвет)

с азидами щелочных металлов (выпадает коричневый осадок азида меди (II))

Прочие реакции

Нитрат меди (II) реагирует с растворами гидроксиламина (при кипении) и гидразина с выпадением белого осадка азида меди (I):

Нитрат меди (II) реагирует с жидким тетраоксидом диазота с выпадением темно-зелёного осадка:

Получение

Нитрат меди (II) может быть получен растворением в азотной кислоте металлической меди, оксида меди (II) или гидроксида меди (II):

Безводный нитрат меди (II) может быть получен при взаимодействии меди с тетраоксидом диазота (реакция ведётся при 80 °C в этилацетате):

Cu + 2N2O4 ⟶ Cu(NO3)2 + 2NO↑

Применение

Нитрат меди (II) используют для получения чистого оксида меди (II), медьсодержащих катализаторов, как фунгицид, протраву при крашении тканей.

В сочетании с уксусным ангидридом используется в органическом синтезе в качестве реагента для нитрования ароматических соединений (т. н. «условия Менке»).

Токсичность

Нитрат меди (II) является умеренно-токсичным веществом — LD50 для крыс перорально 950 мг/кг (тригидрат).

При контакте с кожей и слизистыми оболочками вызывает раздражение, при попадании в глаза — сильное раздражение с риском помутнения роговицы.

Представляет опасность для окружающей среды — LC50 для рыб 0,29 мг/л в течение 96 ч.

Источник

Гидролиз

Гидролиз (греч. hydor — вода и lysis — разрушение) — процесс расщепления молекул сложных химических веществ за счет реакции с молекулами воды.

В химии, как и в жизни, разрушается чаще всего нестойкое и слабое (стойкое и сильное выдерживает удар). Запомните, что гидролиз (вода) разрушает «слабое» — это правило вам очень пригодится.

Любая соль состоит из остатка основания и кислоты. Абсолютно любая:

  • NaCl — производное основания NaOH и кислоты HCl
  • KNO3 — производное основания KOH и кислоты HNO3
  • CuSO4 — производное основания Cu(OH)2 и кислоты H2SO4
  • Al3PO4 — производное основания Al(OH)3 и кислоты H3PO4
  • Ca(NO2)2 — производное основания Ca(OH)2 и кислоты HNO2

Чтобы успешно решать задания по теме гидролиза и писать реакции, вам следует запомнить, какие основания и кислоты являются слабыми, а какие — сильными.

При изучении гидролиза я рекомендую ученикам сохранить на гаджет схему, которую вы видите ниже. Для того, чтобы приобрести нужный опыт — она незаменима. Пользуйтесь ей как можно чаще, подглядывайте в нее и она незаметно окажется в вашем интеллектуальном составляющем 😉

По катиону, по аниону или нет гидролиза?

Итак, если в состав соли входит остаток сильного основания и остаток сильной кислоты — гидролиза не происходит. Примеры: NaCl, KBr, CaSO4. Также гидролиза не происходит, если соль нерастворима (вне зависимости от того, чем она образована): AlPO4, FeSO3, CaSO3.

Если в состав соли входит остаток слабого основания и остаток сильной кислоты, то гидролиз идет по катиону. Помните, что гидролиз разрушает слабое, в данном случае — катион. Примеры: AlCl3, MgBr2, Cr2SO4, NH4NO3.

Катион NH4 + и его основание NH4OH , несмотря на растворимость, является слабым, поэтому гидролиз будет идти по катиону в соли NH4Cl. Замечу также, что Ca(OH)2 считается растворимым основанием, поэтому гидролиза соли CaCl2 не происходит.

Если в состав соли входит остаток сильного основания и остаток слабой кислоты, то гидролиз идет по аниону. Примеры: K3PO4, NaNO2, Ca(OCl)2, Ba(CH3COO)2, Li2SiO3.

Если соль образована остатком слабого основания и слабой кислоты, то гидролиз идет и по катиону, и по аниону. Примеры: Mg(NO2)2, Al2S3, Cr2(SO3)3, CH3COONH4.

Среда раствора

Среда раствора может быть нейтральной, кислой или щелочной. Определяется типом гидролиза. Некоторые задания могут быть построены так, что, увидев соль, вы должны будете определить ее тип раствора.

Обрадую вас: если вы усвоили тему гидролиза, сделать это проще простого. В случае, когда гидролиз не идет или идет и по катиону, и по аниону среда раствора — нейтральная.

Если гидролиз идет по катиону (разрушается остаток основания) среда — кислая, если гидролиз идет по аниону (разрушается остаток кислоты), то среда раствора будет щелочная. Изучите примеры.

Однако замечу, что в дигидрофосфатах, гидросульфитах и гидросульфатах среда всегда кислая из-за особенностей диссоциации. Примеры: NH4H2PO4, LiHSO4. В гидрофосфатах среда щелочная из-за того, что константа диссоциации по третьей ступени меньше, чем константа гидролиза. Примеры: K2HPO4, Na2HPO4.

Попробуйте определить среду раствора для соединений из самостоятельного задания, которое вы только что решили. Ниже будет располагаться решение.

С целью запутать в заданиях часто бывают даны синонимы. Так «среду раствора» могут заменить водородным показателем pH.

Запомните, что кислая среда характеризуется pH 7.

Например, в соли CaCl2 среда раствора будет нейтральной (pH=7), а в растворе AlCl3 — кислой (pH

Источник

Читайте также:  Как выбрать сталь по степени раскисления
Поделиться с друзьями
Металл и камни