कॉपर (II) नाइट्रेट: Difference between revisions

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Not to be confused with कॉपर(I) नाइट्रेट.
कॉपर (II) नाइट्रेट
Copper(II)-nitrate-trihydrate-sample.jpg
Anhydrous-copper(II)-nitrate-unit-cell-3D-bs-17.png
alpha polymorph[1]
Beta-copper(II)-nitrate-unit-cell-3D-bs-17.png
beta polymorph[2]
Names
IUPAC name
कॉपर (II) नाइट्रेट
Other names
क्यूप्रिक नाइट्रेट
Identifiers
3D model (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
RTECS number
  • GL7875000
UNII
  • InChI=1S/Cu.2NO3/c;2*2-1(3)4/q+2;2*-1 checkY
    Key: XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/Cu.2NO3/c;2*2-1(3)4/q+2;2*-1
    Key: XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYAG
  • [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O
Properties
Cu(NO3)2
Molar mass 187.5558 g/mol (anhydrous)
241.60 g/mol (trihydrate)
232.591 g/mol (hemipentahydrate)
Appearance blue crystals
hygroscopic
Density 3.05 g/cm3 (anhydrous)
2.32 g/cm3 (trihydrate)
2.07 g/cm3 (hexahydrate)
Melting point 114 °C (237 °F; 387 K) (anhydrous, decomposes)
114.5 °C (trihydrate)
26.4 °C (hexahydrate, decomposes)
Boiling point 170 °C (338 °F; 443 K) (trihydrate, decomposes)
trihydrate:[3]
381 g/100 mL (40 °C)
666 g/100 mL (80 °C)
hexahydrate:[3]
243.7 g/100 mL (80 °C)
Solubility hydrates very soluble in ethanol, ammonia, water; insoluble in ethyl acetate
+1570.0·10−6 cm3/mol (~3H2O)
Structure
orthorhombic (anhydrous)
rhombohedral (hydrates)
Hazards
Occupational safety and health (OHS/OSH):
Main hazards
 Irritant, Oxidizer
NFPA 704 (fire diamond)
NIOSH (US health exposure limits):
PEL (Permissible)
 TWA 1 mg/m3 (as Cu)[4]
REL (Recommended)
 TWA 1 mg/m3 (as Cu)[4]
IDLH (Immediate danger)
 TWA 100 mg/m3 (as Cu)[4]
Safety data sheet (SDS) Cu(NO3)2·3H2O
Related compounds
Other anions
 Copper(II) sulfate
Copper(II) chloride
Other cations
 Silver nitrate
Gold(III) nitrate
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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कॉपर (II) नाइट्रेट अकार्बनिक यौगिकों के परिवार के किसी भी सदस्य का सूत्र Cu(NO3)2(H2O)x के साथ वर्णन करता है। हाइड्रेट्स नीले ठोस होते हैं। निर्जल कॉपर नाइट्रेट 150-200 °C पर निर्वात में नीले-हरे क्रिस्टल और उदात्त पदार्थ का निर्माण करता है।[5][6] सामान्य हाइड्रेट्स हेमिपेंटाहाइड्रेट और ट्राईहाइड्रेट हैं।

संश्लेषण और प्रतिक्रियाएं

हाइड्रेटेड कॉपर (II) नाइट्रेट

हाइड्रेटेड कॉपर नाइट्रेट तैयार किया जाता है जब कॉपर मेटल या उसके ऑक्साइड को नाइट्रिक एसिड से विघटित किया जाता है:[7]

Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 H2O + 2 NO2

यही लवण तांबे की धातु को सिल्वर नाइट्रेट के जलीय घोल के साथ अभिक्रित करके प्राप्त किया जा सकता है। वह प्रतिक्रिया सिल्वर आयनों को कम करने के लिए तांबा धातु की क्षमता को दर्शाती है।

जलीय घोल में हाइड्रेट एक्वा कॉम्प्लेक्स [Cu(H2O)6]2+ के रूप में विद्यमान होते हैं। कॉपर (II) के d9 इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण ऐसे कॉम्प्लेक्स अत्यधिक अस्थिर होते हैं।

किसी भी हाइड्रेटेड कॉपर (II) नाइट्रेट को गर्म करके निर्जलित करने का प्रयास करने पर ऑक्साइड उत्पन्न होते हैं, Cu(NO3)2 नहीं।[6] 80 °C पर हाइड्रेट्स "बेसिक कॉपर नाइट्रेट", Cu2(NO3)(OH)3 में परिवर्तित हो जाते हैं, जो 180 °C पर CuO में परिवर्तित हो जाते हैं।[7] इस प्रतिक्रियाशीलता का उपयोग करते हुए, कॉपर नाइट्रेट का उपयोग नाइट्रिक एसिड उत्पन्न करने के लिए इसे अपघटन तक गर्म करके और धुएं को सीधे जल में प्रवाहित करके किया जा सकता है। यह विधि ओस्टवाल्ड प्रक्रिया के आखिरी चरण के समान है। समीकरण निम्नलिखित हैं:

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

कॉपर (II) नाइट्रेट के घोल को ट्राइफेनिलफॉस्फ़ीन, ट्राइफेनिलार्सिन और ट्राइफेनिलस्टिबिन के साथ उपचार करने से संबंधित कॉपर (I) कॉम्प्लेक्स [Cu(EPh3)3]NO3 (E = P, As, Sb; Ph = C6H5) प्राप्त होता है। समूह V लिगैंड को ऑक्साइड में ऑक्सीकृत किया जाता है।[8]

निर्जल कॉपर (II) नाइट्रेट

निर्जल Cu(NO3)2 कुछ निर्जल संक्रमण धातु नाइट्रेटों में से एक है।[9] इसे जल युक्त अथवा उत्पादित अभिक्रियाओं द्वारा तैयार नहीं किया जा सकता। इसके बजाय, निर्जल Cu(NO3)2 तब बनता है जब तांबे की धातु को डाइनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड के साथ उपचारित किया जाता है:[6]

Cu + 2 N2O4 → Cu(NO3)2 + 2 NO

संरचना

निर्जल कॉपर (II) नाइट्रेट

गैस चरण में निर्जल कॉपर (II) नाइट्रेट की संरचना।[6]

निर्जल कॉपर (II) नाइट्रेट के दो पॉलिमोर्फ, α और β, ज्ञात हैं।[6] दोनों पॉलिमोर्फ्स कॉपर (II) केंद्रों और नाइट्रेट समूहों की अनंत श्रृंखलाओं के साथ त्रि-विमीय समन्वय बहुलक नेटवर्क हैं। α रूप में केवल एक Cu वातावरण होता है, [4+1] समन्वय के साथ,[1] लेकिन β रूप में दो अलग-अलग तांबे के केंद्र होते हैं, एक [4+1] के साथ और एक जो वर्गाकार तलीय होता है।[2]

नाइट्रोमेथेन सॉल्वेट में "[4+1] समन्वय" भी होता है, जिसमें लगभग 200 pm के चार छोटे Cu-O बांड और 240 pm एक लंबा बंधन होता है।[10]

ठोस निर्जल कॉपर (II) नाइट्रेट को निर्वात के नीचे 150-200 °C तक गर्म करने से ऊर्ध्वपातन होता है और मोनोमेरिक कॉपर (II) नाइट्रेट अणुओं का वाष्प प्राप्त करने के लिए "क्रैकिंग" होती है।[6][11] वाष्प चरण में, अणु में दो बाइडेंटेट नाइट्रेट लिगैंड होते हैं।[12]

हाइड्रेटेड कॉपर (II) नाइट्रेट

पांच हाइड्रेट्स बताए गए हैं: मोनोहाइड्रेट (Cu(NO3)2·2H2O),[2] सेसक्विहाइड्रेट (Cu(NO3)2·1.5H2O),[13] हेमिपेंटाहाइड्रेट (Cu(NO3)2·2.5H2O),[14] एक ट्राइहाइड्रेट (Cu(NO3)2·3H2O),[15] और एक हेक्साहाइड्रेट ([Cu(OH2)6](NO3)2)।[16] हेक्साहाइड्रेट दिलचस्प है क्योंकि Cu-O दूरियाँ सभी समान हैं, जाह्न-टेलर विरूपण के सामान्य प्रभाव को प्रकट नहीं करती हैं जो अन्यथा ऑक्टाहेड्रल Cu(II) परिसरों की विशेषता है। इस गैर-प्रभाव का श्रेय प्रबल हाइड्रोजन बंध को दिया जाता है जो Cu-O बॉन्ड की लोच को सीमित करता है।

अनुप्रयोग

कॉपर (II) नाइट्रेट का विभिन्न प्रकार से उपयोग किया जाता है, जिनमें से मुख्य है कॉपर (II) ऑक्साइड में इसका रूपांतरण, जिसका उपयोग कार्बनिक रसायन विज्ञान में विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। इसके समाधानों का उपयोग वस्त्रों और अन्य धातुओं के पॉलिशिंग एजेंटों में किया जाता है। कॉपर नाइट्रेट कुछ आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में पाए जाते हैं।[7] इसका प्रयोग प्रायः स्कूल प्रयोगशालाओं में रासायनिक वोल्टाइक सेल प्रतिक्रियाओं को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है। यह कुछ सिरेमिक ग्लेज़ और धातु पेटिनाज़ में एक घटक है।

जैविक संश्लेषण

कॉपर नाइट्रेट, एसिटिक एनहाईड्राइड के साथ मिलकर, सुगंधित यौगिकों के नाइट्रेशन के लिए एक प्रभावी अभिकर्मक है, जिसे मेन्के नाइट्रेशन के रूप में जाना जाता है।[17] हाइड्रेटेड कॉपर नाइट्रेट को मिट्टी पर अधिशोषित करने से "क्लेकॉप" नामक अभिकर्मक प्राप्त होता है। परिणामी नीले रंग की मिट्टी का उपयोग घोल के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए थिओल्स को डाइसल्फ़ाइड में ऑक्सीकरण करने के लिए। क्लेकॉप का उपयोग डाइथियोएसिटल को कार्बोनिल में परिवर्तित करने के लिए भी किया जाता है।[18] मोंटमोरिलोनाइट पर आधारित एक संबंधित अभिकर्मक सुगंधित यौगिकों के नाइट्रेशन के लिए उपयोगी साबित हुआ है।[19]

इलेक्ट्रोविनिंग

कॉपर (II) नाइट्रेट का उपयोग उपोत्पाद के रूप में अमोनिया (NH3) के साथ छोटे पैमाने पर कॉपर इलेक्ट्रोविनिंग के लिए भी किया जा सकता है।[20]

प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले कॉपर नाइट्रेट

आदर्श Cu(NO3) सूत्र या हाइड्रेट का कोई खनिज ज्ञात नहीं है। लाइकासाइट, Cu3(NO3)(OH)5·2H2O और बटगेनबाकाइट, Cu19(NO3)2(OH)32Cl4·2H2O संबंधित खनिज हैं।[21][22]

प्राकृतिक मूल कॉपर नाइट्रेट में दुर्लभ खनिज गेरहार्डाइट और रूएट सम्मिलित हैं, दोनों Cu2(NO3)(OH)3 के पॉलिमोर्फ हैं।[23][24][25] एक अधिक जटिल, क्षारीय, हाइड्रेटेड और क्लोराइड युक्त प्राकृतिक नमक बटजेनबाकाइट है।[22][25]

Wikimedia Commons has media related to Copper(II) nitrate.

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Wallwork, S. C.; Addison, W. E. (1965). "526. The crystal structures of anhydrous nitrates and their complexes. Part I. The α form of copper(II) nitrate". J. Chem. Soc. 1965: 2925–2933. doi:10.1039/JR9650002925.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 Troyanov, S. I.; Morozov, I. V.; Znamenkov, K. O.; Yu; Korenev, M. (1995). "Synthesis and X-Ray Structure of New Copper(II) Nitrates: Cu(NO3)2·H2O and β-modification of Cu(NO3)2". Z. Anorg. Allg. Chem. 621 (7): 1261–1265. doi:10.1002/zaac.19956210727.
  3. ↑ 3.0 3.1 Perrys' Chem Eng Handbook, 7th Ed
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0150". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  5. ↑ Pass and Sutcliffe (1968). व्यावहारिक अकार्बनिक रसायन विज्ञान. London: Chapman and Hall.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. p. 1190. ISBN 978-0-08-037941-8.
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 H.Wayne Richardson "Copper Compounds" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a07_567.
  8. ↑ Gysling, Henry J. (1979). "Coordination Complexes of Copper(I) Nitrate". अकार्बनिक संश्लेषण. अकार्बनिक संश्लेषण. Vol. 19. pp. 92–97. doi:10.1002/9780470132500.ch19. ISBN 9780470132500.
  9. ↑ Addison, C. C.; Logan, N.; Wallwork, S. C.; Garner, C. D. (1971). "समन्वित नाइट्रेट समूहों के संरचनात्मक पहलू". Quarterly Reviews, Chemical Society. 25 (2): 289. doi:10.1039/qr9712500289.
  10. ↑ Duffin, B.; Wallwork, S. C. (1966). "The crystal structure of anhydrous nitrates and their complexes. II. The 1:1 copper(II) nitrate-nitromethane complex". Acta Crystallographica. 20 (2): 210–213. doi:10.1107/S0365110X66000434.
  11. ↑ Addison, C. C.; Hathaway, B. J. (1958). "628. The vapour pressure of anhydrous copper nitrate, and its molecular weight in the vapour state". J. Chem. Soc.: 3099–3106. doi:10.1039/JR9580003099.
  12. ↑ LaVilla, R. E.; Bauer, S. H. (1963). "इलेक्ट्रॉन विवर्तन द्वारा निर्धारित गैसीय कॉपर (II) नाइट्रेट की संरचना". J. Am. Chem. Soc. 85 (22): 3597–3600. doi:10.1021/ja00905a015.
  13. ↑ Dornberger-Schiff, K.; Leciejewicz, J. (1958). "Zur Struktur des Kupfernitrates Cu(NO3)2.1.5H2O". Acta Crystallogr. 11 (11): 825–826. doi:10.1107/S0365110X58002322.
  14. ↑ Morosin, B. (1970). "The crystal structure of Cu(NO3)2.2.5H2O". Acta Crystallogr. B26 (9): 1203–1208. doi:10.1107/S0567740870003898.
  15. ↑ J. Garaj, Sbornik Prac. Chem.-Technol. Fak. Svst., Cskosl. 1966, pp. 35–39.
  16. ↑ Zibaseresht, R.; Hartshorn, R. M. (2006). "Hexaaquacopper(II) dinitrate: absence of Jahn-Teller distortion". Acta Crystallogr. E. 62: i19–i22. doi:10.1107/S1600536805041851.
  17. ↑ Menke J.B. (1925). "नाइट्रेट के साथ नाइट्रेशन". Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 44: 141. doi:10.1002/recl.19250440209.
  18. ↑ 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:10.1002/047084289X.
  19. ↑ Collet, Christine (1990). "मिट्टी प्रत्यक्ष सुगंधित नाइट्रेशन". Angewandte Chemie International Edition in English. 29 (5): 535–536. doi:10.1002/anie.199005351.
  20. ↑ Oishi, Tetsuo; Koyama, Kazuya; Konishi, Hirokazu; Tanaka, Mikiya; Lee, Jae-Chun (November 2007). "अमोनियाकल क्षारीय विलयनों से तांबे की इलेक्ट्रोविनिंग पर अमोनियम नमक का प्रभाव". Electrochimica Acta (in English). 53 (1): 127–132. doi:10.1016/j.electacta.2007.06.024.
  21. ↑ "एल आई कार्ड साइट". www.mindat.org.
  22. ↑ 22.0 22.1 "बटजेनबाकाइट". www.mindat.org.
  23. ↑ "गेरहार्डाइट". www.mindat.org.
  24. ↑ "देखना". www.mindat.org.
  25. ↑ 25.0 25.1 International Mineralogical Association (21 March 2011). "खनिजों की सूची". www.ima-mineralogy.org.


बाहरी संबंध

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