KOBBER (I) KLORID (CUCL): STRUKTUR, EGENSKAPER, BRUK - KJEMI - 2025

Den kobberklorid (I) er en uorganisk forbindelse som består av kobber (Cu) og klor (Cl). Den kjemiske formelen er CuCl. Kobberet i denne forbindelsen har en valens på +1 og klor -1. Det er et hvitt krystallinsk fast stoff som, når det blir utsatt for luft i lang tid, får en grønnaktig farge på grunn av oksidering av kobber (I) til kobber (II).

Den oppfører seg som Lewis-syre, og krever elektron fra andre forbindelser som er Lewis-baser, som den danner komplekser eller stabile addukter med. En av disse forbindelsene er karbonmonoksid (CO), så evnen til å binde seg mellom de to brukes industrielt til å trekke ut CO fra gasstrømmer.

Renset kobber (I) klorid (CuCl). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Den har optiske egenskaper som kan brukes i lysemitterende halvledere. Videre har CuCl-nanokubber stort potensial til å bli brukt i enheter for å lagre energi effektivt.

Det brukes innen pyroteknikk fordi det i kontakt med en flamme produserer et blågrønt lys.

Struktur

CuCl består av kopper-ionet Cu ⁺ og kloridanionen Cl ^- . Elektronkonfigurasjonen til Cu ⁺ -ionet er:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ⁰

og det er fordi kobber mistet elektronet fra 4s-skallet. Kloridionet har konfigurasjonen:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶

Det kan sees at begge ionene har sine komplette elektroniske skall.

Denne forbindelsen krystalliserer med kubisk symmetri. Bildet nedenfor viser atomenet i en krystallinsk enhet. De rosa kulene tilsvarer kobber og de grønne kulene til klor.

Struktur av CuCl. Forfatter: Benjah-bmm27. Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

• Kobber (I) klorid
• Cuprous klorid
• Kobbermonoklorid

Egenskaper

Fysisk tilstand

Hvitt krystallinsk fast stoff som i langvarig kontakt med luft oksiderer og blir grønt.

Molekylær vekt

98,99 g / mol

Smeltepunkt

430 ºC

Kokepunkt

Cirka 1400 ºC.

tetthet

4,377 g / cm ³

løselighet

Nesten uoppløselig i vann: 0,0047 g / 100 g vann ved 20 ° C. Uoppløselig i etanol (C ₂ H ₅ OH) og aceton (CH ₃ (C = O) CH ₃ ).

Kjemiske egenskaper

Det er ustabilt i luften fordi Cu ⁺ har en tendens til å oksidere til Cu ²⁺ . Over tid dannes kobberoksid (CuO), kobberhydroksid (CuOH) eller et sammensatt oksyklorid, og saltet blir grønt.

Kobber (I) klorid som har blitt utsatt for miljøet og delvis oksidert. Kan inneholde CuO, CuOH og andre forbindelser. Benjah-bmm27 / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.

I vandig løsning er det også ustabilt ettersom en oksidasjons- og reduksjonsreaksjon skjer samtidig, og danner metallisk kobber og kobber (II) ion:

CuCl → Cu ⁰ + CuCl ₂

CuCl som Lewis-syre

Denne forbindelsen fungerer kjemisk som Lewis-syre, noe som betyr at den er sulten på elektroner, og danner dermed stabile addukter med forbindelser som kan gi dem.

Det er meget oppløselig i saltsyre (HCl), hvor Cl ^- ioner oppfører seg som elektrondonorer og arter som CuCl ₂ ^- , CuCl ₃ ^2- og Cu _2- Cl ₄ ^{-2- dannes} , blant andre.

Dette er en av artene som dannes i oppløsninger av CuCl i HCl. Forfatter: Marilú Stea.

Vandige CuCl-løsninger har muligheten til å absorbere karbonmonoksid (CO). Denne absorpsjon kan forekomme når de nevnte løsninger er både sur, nøytral eller med ammoniakk (NH ₃ ).

I slike løsninger estimeres det at forskjellige arter dannes slik som Cu (CO) ⁺ , Cu (CO) ₃ ⁺ , Cu (CO) ₄ ⁺ , CuCl (CO) og ^- , som avhenger av mediet.

Andre egenskaper

Den har elektrooptiske egenskaper, lite optisk tap over et bredt spekter av lysspekteret fra synlig til infrarød, lav brytningsindeks og lav dielektrisk konstant.

Å skaffe

Kobber (I) klorid kan oppnås ved direkte å reagere kobbermetall med klorgass ved en temperatur på 450-900 ° C. Denne reaksjonen blir anvendt industrielt.

2 Cu + Cl ₂ → 2 CuCl

En reduksjonsforbindelse som askorbinsyre eller svoveldioksyd kan også brukes til å omdanne kobber (II) klorid til kobber (I) klorid. For eksempel, i tilfelle av SO ₂ , oksideres den til svovelsyre.

2 CuCl ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O → 2 CuCl + H ₂ SO ₄ + 2 HCl

applikasjoner

I CO utvinningsprosesser

CuCl-løsningenes evne til å absorbere og desorbere karbonmonoksid brukes industrielt for å oppnå rent CO.

For eksempel, den prosessen som kalles COSORB anvendelser stabilisert kobberklorid i form av et komplekst salt med aluminium (CuAlCl ₄ ), som oppløses i et aromatisk oppløsningsmiddel som toluen.

Løsningen absorberer CO fra en gass-strøm for å skille den fra andre gasser, slik som CO ₂ , N _2, og CH ₄ . Den monoksydrike oppløsningen blir deretter oppvarmet under redusert trykk (det vil si under atmosfæren) og CO desorberes. Gassen som utvinnes på denne måten er av høy renhet.

Struktur av karbonmonoksid der elektronene som er tilgjengelige for kompleks med CuCl blir observert. Forfatter: Benjah-bmm27. Kilde: Wikimedia Commons.

Denne prosessen gjør det mulig å oppnå ren CO fra reformert naturgass, forgasset kull eller gasser som stammer fra produksjonen av stål.

I katalyse

CuCl brukes som katalysator for forskjellige kjemiske reaksjoner.

For eksempel, reaksjonen mellom elementet germanium (Ge) med hydrogenklorid (HCl) og etylen (CH ₂ = CH ₂ kan) bli utført ved anvendelse av denne forbindelsen. Det brukes også til syntese av organiske silisiumforbindelser og forskjellige heterocykliske organiske svovel- og nitrogenderivater.

En polyfenyleneterpolymer kan syntetiseres ved bruk av et 4-aminopyrin- og CuCl-katalysatorsystem. Denne polymeren er veldig nyttig for sine mekaniske egenskaper, lav fuktopptak, utmerket isolasjon fra elektrisitet og brannmotstand.

Ved å oppnå organiske kobberforbindelser

Alkenylkupratforbindelser kan fremstilles ved å omsette en terminal alkyne med en vandig løsning av CuCl og ammoniakk.

Ved å oppnå polymerer bundet til metaller

Kobber (I) klorid kan koordinere seg med polymerer, og danne komplekse molekyler som fungerer som katalysatorer og som kombinerer enkelheten til en heterogen katalysator med regelmessigheten til en homogen.

I halvledere

Denne forbindelsen brukes til å oppnå et materiale dannet av y-CuCl på silisium, som har fotoluminescensegenskaper med et høyt potensiale som kan brukes som en fotonavgivende halvleder.

Disse materialene er mye brukt i ultrafiolette lysdioder, laserdioder og lysdetektorer.

I superkapasatorer

Dette produktet, oppnådd i form av kubiske nanopartikler eller nanokubber, gjør det mulig å produsere superkapsler, ettersom det har en enestående ladehastighet, høy reversibilitet og et lite tap av kapasitans.

Superkapacitorer er energilagringsenheter som skiller seg ut for sin høye effekttetthet, sikre drift, raske ladnings- og utladningssykluser, langsiktig stabilitet og er miljøvennlige.

CuCl nanocubes kan brukes i elektronikk og energilagringsapplikasjoner. Forfatter: Tide He. Kilde: Pixabay.

Andre apper

Siden CuCl avgir blågrønt lys når det utsettes for en flamme, brukes det til å forberede fyrverkeri der det gir den fargen under utførelsen av pyroteknikk.

Den grønne fargen på noen fyrverkerier kan skyldes CuCl. Forfatter: Hans Braxmeier. Kilde: Pixabay.

referanser

1. Milek, JT og Neuberger, M. (1972). Cuprous klorid. I: Lineære elektrooptiske modulære materialer. Springer, Boston, MA. Gjenopprettet fra link.springer.com.
2. Lide, DR (redaktør) (2003). CRC Håndbok for kjemi og fysikk. 85 ^th CRC Press.
3. Sneeden, RPA (1982). Absorpsjons- / desorpsjonsmetoder. I omfattende organometallisk kjemi. Volum 8. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
4. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
5. Chandrashekhar, VC et al. (2018). Nyere fremskritt i direkte syntese av organometalliske og koordinasjonsforbindelser. I direkte syntese av metallkomplekser. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. Kyushin, S. (2016). Organosilicon Synthesis for Construction of Organosilicon Cluster. I effektive metoder for fremstilling av silisiumforbindelser. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
7. Van Koten, G. og Noltes, JG (1982). Organocopper forbindelser. I omfattende organometallisk kjemi. Volum 2. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
8. Danieluk, D. et al. (2009). Optiske egenskaper til udopede og oksygendopede CuCl-filmer på silisiumsubstrater. J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80. Gjenopprettet fra link.springer.com.
9. Yin, B. et al. (2014). Cuprous klorid nanocubes dyrket på kobberfolie for Pseudocapacitor elektroder. Nano-Micro Lett. 6, 340-346 (2014). Gjenopprettet fra link.springer.com.
10. Kim, K. et al. (2018). Et meget effektivt aromatisk aminligand / kobber (I) kloridkatalysatorsystem for syntese av poly (2,6-dimetyl-1,4-fenyleneter). Polymerer 2018, 10, 350. Gjenopprettet fra mdpi.com.
11. Wikipedia (2020). Kobber (I) klorid. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.