Нитрат меди(II)

Нитра́т ме́ди(II) — неорганическое вещество с формулой , 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)

Систематическое название Нитрат меди(II)
Другие названия Медь азотнокислая
Химическая формула Cu(NO3)2
Внешний вид Бесцветные кристаллы (безводный)
Голубые кристаллы (кристаллогидраты)
Свойства
Молярная масса безводный: 187,57 г/моль;
тригидрат: 241.63 г/моль;
гексагидрат: 295,69 г/моль
Температура плавления безводный: 255 °C[1];
тригидрат: 114,5 °C;
гексагидрат: 24,4 °C
Температура разложения безводный: 170 °C
Плотность безводный: 3,05 г/см³;
тригидрат: 2,32 г/см³;
гексагидрат: 2,074 г/см³
Растворимость в воде 124,7 г/100 мл
Токсикологические данные
LD50 тригидрат: 940 мг/кг
Структура
Кристаллическая решётка безводный: ромбическая;
тригидрат: ромбическая;
гексагидрат: триклинная;
1,5- и 2,5-гидраты: моноклинная
Термодинамические свойства
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
Классификация
Регистрационный номер CAS 10031-43-3
Регистрационный номер EINECS 221-838-5
ChEBI 78036
Номер ООН 1477
Код SMILES [Cu++].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O
Код InChI InChI=1S/Cu.2NO3/c;2*2-1(3)4/q+2;2*-1
Безопасность
R-фразы R8, R22, R34
S-фразы S17, S26, S36/37/39, S45, S60
H-фразы
H272, H314, H318, H302
P-фразы
P221, P210, P303+P361+P353, P305+P351+P338, P405, P501
Пиктограммы опасности Пиктограмма «X: Вредно» системы ECBПиктограмма «C: Разъедающее» системы ECBПиктограмма «O: Окислитель» системы ECB
Пиктограммы опасности СГС Пиктограмма «Пламя над окружностью» системы СГСПиктограмма «Коррозия» системы СГСПиктограмма «Восклицательный знак» системы СГС
NFPA 704
Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Нахождение в природе

править

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

Герхардтит[2] Руаит[3]
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

править

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[4].

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[5]:

Гексагидрат разлагается при нагревании до 100 °C в вакууме. Тригидрат разлагается при 120 °C[6].

Химические свойства

править

Разложение

править

Нитрат меди(II) при нагревании разлагается с образованием оксида меди(II) и диоксида азота:

 

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

 

Гидролиз

править

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

 

Катион тетрааквамеди(II) подвергается обратимому гидролизу:

 

В упрощённом виде:

 

Обменные реакции

править

В водных растворах нитрат меди(II) вступает в реакции ионного обмена, характерные для растворимых солей двухвалентной меди, например:
с щёлочью (выпадает голубой осадок)

 

с фосфатом натрия (выпадает синий осадок)

 

с жёлтой кровяной солью (выпадает красный осадок)

 

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

 

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

 

Прочие реакции

править

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

 
 

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

 

Получение

править

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

 
 
 

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

 

Применение

править

Нитрат меди(II) используют для получения чистого оксида меди(II), медьсодержащих катализаторов, как фунгицид, протраву при крашении тканей[5].

В сочетании с уксусным ангидридом используется в органическом синтезе в качестве реагента для нитрования ароматических соединений (т. н. «условия Менке»)[7].

Токсичность

править

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.[8]

Примечания

править
  1. При быстром нагревании или избыточном давлении.
  2. Герхардтит на webmineral.com. Дата обращения: 28 июля 2010. Архивировано 2 мая 2012 года.
  3. Руаит на webmineral.com. Дата обращения: 28 июля 2010. Архивировано 2 мая 2012 года.
  4. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Реакции неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2007. — С. 147. — 637 с. — ISBN 978-5-358-01303-2.
  5. 1 2 [www.xumuk.ru/encyklopedia/2460.html Нитрат меди на xumuk.ru]. Дата обращения: 15 июля 2010.
  6. Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Константы неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2006. — С. 104. — 685 с. — ISBN 5-7107-8085-5.
  7. Menke J. B. Nitration with nitrates (неопр.) // Recueil des Travaux Chimiques des Payes-Bas. — 1925. — Т. 44. — С. 141.
  8. Merck Safety Data Sheet — Copper(II) nitrate trihydrate (pdf)