Новости Нефтегазовая пром.
Выставки Наука и технология


Нитрат меди (II)

Нитрат меди (II)


Нитрат меди (II)

Нитрат меди (II)
Нитрат меди (II)
Систематическое названиеНитрат меди (II)
Другие названияМедь азотнокислая
Химическая формулаCu(NO3)2
Внешний видБесцветные кристаллы (безводный)
Голубые кристаллы (кристаллогидраты)
Молярная массабезводный: 187,57 г/моль;
тригидрат: 241.63 г/моль;
гексагидрат: 295,69 г/моль
Температура плавлениябезводный: 255 °C;
тригидрат: 114,5 °C;
гексагидрат: 24,4 °C
Температура разложениябезводный: 170 °C
Плотностьбезводный: 3,05 г/см³;
тригидрат: 2,32 г/см³;
гегсагидрат: 2,074 г/см³
Растворимость в воде124,7 г/100 мл
LD50тригидрат: 940 мг/кг
Кристаллическая решёткабезводный: ромбическая;
тригидрат: ромбическая;
гексагидрат: триклинная;
1,5- и 2,5-гидраты: моноклинная
Стандартная энтальпия образованиябезводный: −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 CAS10031-43-3
Регистрационный номер EC221-838-5
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), является солью двухвалентной меди и азотной кислоты. Безводный нитрат меди (II) представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. При поглощении влаги образует кристаллогидраты голубого цвета.


Нитрат меди (II)

Нахождение в природе

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


ГерхардтитРуаит
СоставCu2NO3(OH)3Cu2NO3(OH)3
Цветзелёныйтемно-зелёный
Сингонияорторомбическаямоноклинная
Плотность, г/см³3,40—3,433,38
Твердость22

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 ↓ + 2NaNO

с фосфатом натрия (выпадает синий осадок)

 3Cu(NO3)2 + 2Na3PO+ 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 + 2MN30−10∘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)+ 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↑
Нитрат меди (II)

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.