хлорид меди (I)

хлорид меди (I) — бинарное химическое соединение, медная соль хлороводородной кислоты.

Представляет собой белый или зеленоватый порошок, практически нерастворимый в воде (0,0062 г/100 мл при 20 °C). Зеленоватую окраску придают примеси хлорида меди (II).

История открытия

Впервые хлорид меди (I) был получен Робертом Бойлем в 1666 году, из хлорида ртути (II) и металлической меди:

 HgCl₂ + 2Cu ⟶ 2CuCl + Hg

В 1799 году, Джозеф Луи Пруст успешно отделил дихлорид меди от монохлорида и описал эти соединения. Это было достигнуто путём нагревания CuCl₂ в бескислородной среде, в результате чего хлорид меди(II) потерял половину связанного хлора. После этого он удалил остатки дихлорида меди от хлорида меди (I) и промыл водой.

 2CuCl₂ →^t∘  2CuCl + Cl₂↑

Физические свойства

Монохлорид меди образует кристаллы белого цвета, кубической сингонии, пространственная группа F 43m, параметры ячейки a = 0,5418 нм, Z = 4, структура типа ZnS. При нагревании кристаллы синеют. При температуре 408 °C CuCl переходит в модификацию гексагональной сингонии, пространственная группа P 6₃mc, параметры ячейки a = 0,391 нм, c = 0,642 нм, Z = 4.

Монохлорид меди плавится и кипит без разложения. В пара́х молекулы полностью ассоциированы (димеры с незначительной примесью тримеров), поэтому формулу вещества иногда записывают как Cu₂Cl₂.

Плохо растворим в воде (0,062% при 20 °C), но хорошо в растворах хлоридов щелочных металлов и соляной кислоте. Так в насыщенном растворе NaCl растворимость CuCl составляет 8% при 40 °C и 15% при 90 °C. Водный раствор аммиака растворяет CuCl с образованием бесцветного комплексного соединения [Cu(NH₃)₂]Cl.

Получение

В природе монохлорид меди встречается в виде редкого минерала нантокит (по названию села Нантоко, Чили), который благодаря подмеси атакамита часто окрашен в зелёный цвет.

В промышленности монохлорид меди получают несколькими способами:

• Хлорирование избытка меди, взвешенной в расплавленном CuCl:

 2Cu + Cl₂ →^450oC 2CuCl

• Восстановление CuCl₂ медью в подкисленном растворе:

 Cu + CuCl₂ →^80oC,HCl   2 CuCl↓

В лабораторной практике последний метод также широко распространён.

• Очень чистый препарат получается при взаимодействии меди с газообразным хлористым водородом:

 2Cu + 2HCl →^500−600oC  2CuCl + H₂

• Похожая реакция идёт в растворе в присутствии окислителей (O₂, HNO₃, KClO₃):

 4Cu + 4HCl + O₂ →^70−80oC  4CuCl + 2H₂O

• Удобен способ восстановления меди (II) диоксидом серы:

 2CuSO₄ + 2NaCl + SO₂ + 2H₂O → 2CuCl↓ + 2H₂SO₄ + Na₂SO₄

• Восстановление сульфитом при избытке хлоридов:

 2Cu²⁺ + 3Cl⁻ + 3SO₃²⁻ + H₂O →  2CuCl↓ + 2SO₄²⁻ + 2HSO₃⁻

• Возможна реакция конпропорционирования:

 CuSO₄ + Cu + 2NaCl →^70oC,HCl  2CuCl↓ + Na₂SO₄

• Возможно получение монохлорида меди термическим разложением дихлорида:

 2CuCl₂ →^∼1000oC   2CuCl + Cl₂

Химические свойства

• При кипячении суспензии монохлорида меди происходит реакция диспропорционирования:

 2CuCl →^100oC  CuCl2 + Cu

• Монохлорид меди обратимо растворяется в соляной кислоте с образованием комплексного соединения:

 CuCl + HCl  ⇄  H[CuCl₂]

• Монохлорид меди устойчив в сухом воздухе, но во влажном начинает окисляться до основного хлорида (который и придаёт кристаллам зелёный цвет):

 4CuCl + O₂ + 2H₂O → 4CuCl(OH)

• В кислой среде окисление приводит к образованию нормальных солей:

 4CuCl + 4HCl + O₂ →^95oC  4CuCl₂ + 2H₂O

• Окисление можно проводить и горячей концентрированной азотной кислотой:

 CuCl + 3HNO₃ →^τ  Cu(NO₃)₂ + HCl + NO₂↑ + H₂O

• Аммиачные растворы монохлорида меди поглощают ацетилен с образованием красного осадка:

 2CuCl + C₂H₂ + 2NH₃ →  Cu₂C₂↓ + 2NH₄Cl

• Кислые растворы монохлорида меди обратимо поглощают окись углерода:

 CuCl + CO   ⇄   CuCl ⋅ CO

Применение

• Монохлорид меди — промежуточный продукт при производстве меди.
• Поглотитель газов при очистке ацетилена, а также CO в газовом анализе.
• Катализатор в органическом синтезе, например при окислительном хлорировании метана или этилена, в производстве акрилонитрила.
• Антиоксидант для растворов целлюлозы.

Физиологическое действие

хлорид меди (I) ядовит. Может привести к тяжёлым отравлениям. Относится ко 2-му классу опасности.