Нитрат меди (II)
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 |
| LD50 | 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:
- 2Cu(NO3)2 →>170∘C 2CuO + 4NO2 + O2
Образовавшийся диоксид азота можно использовать для лабораторного получения азотной кислоты:
- 3NO2 + H2O ⟶ 2HNO3 + NO↑
Гидролиз
Нитрат меди (II) в водном растворе диссоциирует на ионы с одновременной гидратацией катиона:
- Cu(NO3)2 + 4H2O ⟶ [Cu(H2O)4]2+ + 2NO3−
Катион тетрааквамеди (II) подвергается обратимому гидролизу:
- [Cu(H2O)4]2+ + H2O ⇄ [Cu(H2O)3(OH)]+ + H3O+ , pKa = 7,34
В упрощённом виде:
- Cu2+ + 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)
- Cu(NO3)2 + 2NaOH ⟶ Cu(OH)2 ↓ + 2NaNO3
с фосфатом натрия (выпадает синий осадок)
- 3Cu(NO3)2 + 2Na3PO4 + 3H2O ⟶ Cu3(PO4)2 ⋅ 3H2O↓ + 6NaNO3
с жёлтой кровяной солью (выпадает красный осадок)
- 2Cu(NO3)2 + K4[Fe(CN)6] ⟶ Cu2[Fe(CN)6]↓ + 4KNO3
с концентрированным раствором аммиака (раствор приобретает тёмно-синий цвет)
- Cu(NO3)2 + 4NH3 ⋅ H2O ⟶ [Cu(NH3)4](NO3)2 + 4H2O
с азидами щелочных металлов (выпадает коричневый осадок азида меди (II))
- Cu(NO3)2 + 2MN3 →0−10∘C Cu(N3)2 ↓ + 2MNO3 (M = Li, Na)
Прочие реакции
Нитрат меди (II) реагирует с растворами гидроксиламина (при кипении) и гидразина с выпадением белого осадка азида меди (I):
- 4Cu(NO3)2 + 18(NH2OH ⋅ H2O) ⟶ 4CuN3↓ + 9N2O↑ + 12NH3↑ + 27H2O
- 4Cu(NO3)2 + (N2H4 ⋅ H2O) + 4NaOH ⟶ 4CuN3↓ + N2↑ + 4NaN3 + 5H2O
Нитрат меди (II) реагирует с жидким тетраоксидом диазота с выпадением темно-зелёного осадка:
- Cu(NO3)2 + N2O4 ⟶ Cu(NO3)2 ⋅ N2O4↓
Получение
Нитрат меди (II) может быть получен растворением в азотной кислоте металлической меди, оксида меди (II) или гидроксида меди (II):
- Cu + 4HNO3 ⟶ Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
- CuO + 2HNO3 ⟶ Cu(NO3)2 + H2O
- Cu(OH)2 + 2HNO3 ⟶ Cu(NO3)2 + 2H2O
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.