Русская Википедия:Нитрат меди(II)

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Шаблон:Химкарточка Нитра́т ме́ди(II) — неорганическое вещество с формулой <math>\mathsf{Cu(NO_3)_2}</math>, является солью двухвалентной меди и азотной кислоты. Безводный нитрат меди(II) представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. При поглощении влаги образует кристаллогидраты голубого цвета.

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: Шаблон:Крист.
• Cu(NO₃)₂·3H₂O: Шаблон:Крист.
• Cu(NO₃)₂·2,5H₂O: Шаблон:Крист.
• Cu(NO₃)₂·1,5H₂O: Шаблон:Крист.

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:

<math>\mathsf{2Cu(NO_3)_2\ \xrightarrow{t>170^\circ C}\ 2CuO+ \!\ 4NO_2\!\uparrow+\!\ O_2\!\uparrow}</math>

Образовавшийся диоксид азота можно использовать для лабораторного получения азотной кислоты. Реакция протекает в горячей воде:

<math>\mathsf{3NO_2+H_2O\ \xrightarrow{^ot}\ 2HNO_3+ NO \!\uparrow}</math>

Гидролиз

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

<math>\mathsf{Cu(NO_3)_2 + 4\ H_2O \longrightarrow \ [Cu(H_2O)_4]^{2+} + 2\ NO_3^-}</math>

Катион тетрааквамеди(II) подвергается обратимому гидролизу:

<math>\mathsf{[Cu(H_2O)_4]^{2+} +\ H_2O \rightleftarrows \ [Cu(H_2O)_3(OH)]^+ +\ H_3O^+} ,\ pK_a \ = 7,34</math>

В упрощённом виде:

<math>\mathsf{Cu^{2+} +\ H_2O \rightleftarrows \ CuOH^+ +\ H^+}</math>

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)

<math>\mathsf{Cu(NO_3)_2 + 2NaOH \longrightarrow Cu(OH)_2 \!\downarrow +\!\ 2NaNO_3}</math>

с фосфатом натрия (выпадает синий осадок)

<math>\mathsf{3 Cu(NO_3)_2 + 2\ Na_3PO_4 + 3\ H_2O \longrightarrow \ Cu_3(PO_4)_2 \cdot 3H_2O \!\downarrow + 6\ NaNO_3}</math>

с жёлтой кровяной солью (выпадает красный осадок)

<math>\mathsf{2 Cu(NO_3)_2 +\ K_4[Fe(CN)_6] \longrightarrow \ Cu_2[Fe(CN)_6] \!\downarrow + 4\ KNO_3}</math>

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

<math>\mathsf{Cu(NO_3)_2 + 4\ NH_3 \cdot H_2O \longrightarrow \ [Cu(NH_3)_4](NO_3)_2 + 4\ H_2O}</math>

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

<math>\mathsf{Cu(NO_3)_2 + 2MeN_3\ \xrightarrow{0-10^\circ C} \ Cu(N_3)_2 \!\downarrow +\!\ 2MeNO_3 \ (Me \ = \ Li, \ Na)}</math>

Прочие реакции

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

<math>\mathsf{4 Cu(NO_3)_2 + 18(NH_2OH \cdot H_2O) \longrightarrow 4CuN_3 \!\downarrow +\!\ 9N_2O \!\uparrow +\!\ 12NH_3 \!\uparrow +\!\ 27H_2O}</math>

<math>\mathsf{4 Cu(NO_3)_2 + (N_2H_4 \cdot H_2O) + 4NaOH \longrightarrow 4CuN_3 \!\downarrow + \ N_2 \!\uparrow + 4NaN_3 + 5H_2O}</math>

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

<math>\mathsf{Cu(NO_3)_2 +\ N_2O_4 \longrightarrow \ Cu(NO_3)_2 \cdot N_2O_4 \!\downarrow}</math>

Получение

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

<math>\mathsf{Cu + 4HNO_3 \longrightarrow \ Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \!\uparrow + 2H_2O}</math>

<math>\mathsf{CuO + 2HNO_3 \longrightarrow \ Cu(NO_3)_2 + H_2O}</math>

<math>\mathsf{Cu(OH)_2 + 2HNO_3 \longrightarrow \ Cu(NO_3)_2 + 2H_2O}</math>

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

<math>\mathsf{Cu + 2N_2O_4\ \xrightarrow{^ot, kat} \ Cu(NO_3)_2 + 2NO \!\uparrow }</math>

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.