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硝酸銅

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硝酸銅
IUPAC名
Copper(II) nitrate
別名 硝酸銅(II)
識別
CAS號 3251-23-8  checkY
10031-43-3(三水)  checkY
13478-38-1(六水)  checkY
19004-19-4(2.5水)  checkY
PubChem 18616
ChemSpider 17582
SMILES
 
  • [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O
InChI
 
  • 1/Cu.2NO3/c;2*2-1(3)4/q+2;2*-1
InChIKey XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYAG
ChEBI 78036
RTECS GL7875000
性質
化學式 Cu(NO3)2
摩爾質量 (無水) 187.57 g/mol
(三水) 241.60 g/mol
(2.5水) 232.59 g·mol⁻¹
外觀 藍色晶體
密度 2.32 g/cm3 (三水)
熔點 114.5 °C (三水)
210 °C 升華 (無水)
沸點 170 °C 分解
溶解性 138 g/100 mL (0 °C) (三水)
危險性
警示術語 R:R22, R36/37/38, R48/20/21/22, R66
MSDS Cu(NO3)2.3H2O
主要危害 無毒,刺激性
NFPA 704
0
1
0
OX
相關物質
相關化學品 硫酸銅氯化銅
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

硝酸銅是銅(II)硝酸鹽,化學式為Cu(NO3)2。無水物和水合物都是藍色晶體,但性質有很大不同。水合硝酸銅常用於在學校中演示原電池反應。

性質

水合硝酸銅與無水硝酸銅性質有很大差異。

無水物

亮藍色的無水硝酸銅(Cu(NO3)2)是一種易揮發的固體,在真空中升華。氣態時,Cu(NO3)2單體為平面正方結構,每個Cu原子與四個氧原子相連,冷凝時則發生聚合。[1]

氣態時Cu(NO3)2單體的大致結構。[2]

水合物

含2.5個結晶水的Cu(NO3)2(H2O)2.5中,中心銅被水分子和硝酸根包圍,為八面體配位。[1]

該水合物在170 °C左右分解為氧化銅二氧化氮氧氣

2Cu(NO3)2(s) → 2CuO(s) + 4NO2(g) + O2(g)

可通過熱分解硝酸銅並將產生的氣體導入水中來製取硝酸。該方法與奧斯瓦法最後一步類似。

2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

浸過硝酸銅的薄木條在火焰下發出翡翠綠色的光,加入硝酸鎂則會產生橙綠色。

合成

含水的Cu(NO3)2加熱會水解生成鹼式鹽,進一步加熱分解為氧化銅,因此無法通過加熱水合物來製取無水硝酸銅。

無水Cu(NO3)2可由金屬銅與N2O4反應製備:[3]

Cu + 2N2O4 → Cu(NO3)2 + 2NO

硝酸銅也可由銅與硝酸銀溶液發生置換反應得到。

有機合成中的應用

硝酸銅與乙酸酐的混合物(Menke condition)以發現的荷蘭化學家命名,是有機合成中有用的硝化劑,用於芳香化合物的硝化[4]

硝酸銅承載到黏土(蒙脫土)上後,稱為粘土銅試劑(Claycop),可用於氧化硫醇二硫化物,轉化縮硫醛為羰基化合物,[5]以及硝化芳香化合物,[6]從而避免大量使用混酸造成的環境污染。

參考資料

  1. ^ 1.0 1.1 Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press (1984). ISBN 0-19-855370-6.
  2. ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
  3. ^ Jolly, W. L. "The Synthesis and Characterization of Inorganic Compounds" Prentice Hall, London, 1970
  4. ^ Menke J.B. Nitration with nitrates. Recueil des Travaux Chimiques des Payes-Bas. 1925, 44: 141. 
  5. ^ Balogh, M. "Copper(II) Nitrate–K10 Bentonite Clay" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289.
  6. ^ Collet, C.; Delville, A.; Laszlo, P. 「Clays Direct Aromatic Nitration」 Angewandte Chemie International Edition in English, 2003, Volume 29, Issue 5 , Pages 535 - 536. DOI 10.1002/anie.199005351.

外部連結