COPPER (I) CHLORIDE (CUCL): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang tanso na klorido (I) ay isang inorganic compound na binubuo ng tanso (Cu) at klorin (Cl). Ang formula ng kemikal nito ay CuCl. Ang tanso sa tambalang ito ay may isang valence ng +1 at ang murang luntian -1. Ito ay isang puting mala-kristal na solid na, kapag nakalantad sa hangin sa loob ng mahabang panahon, nakakakuha ng isang berde na kulay dahil sa oksihenasyon ng tanso (I) sa tanso (II).

Kumikilos ito tulad ng Lewis acid, na nangangailangan ng mga electron mula sa iba pang mga compound na mga base ng Lewis, na kung saan ito ay bumubuo ng mga kumplikado o matatag na mga karagdagan. Ang isa sa mga compound na ito ay ang carbon monoxide (CO), kaya ang kakayahang magbigkis sa pagitan ng dalawa ay masigasig na ginagamit upang kunin ang CO mula sa mga agos ng gas.

Purified tanso (I) klorido (CuCl). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Mayroon itong mga optical na katangian na maaaring magamit sa light emitting semiconductors. Bukod dito, ang mga nanocubes ng CuCl ay may malaking potensyal na magamit sa mga aparato upang maimbak nang mahusay ang enerhiya.

Ginagamit ito sa sining ng pyrotechnics dahil sa pakikipag-ugnay sa isang siga ay gumagawa ito ng isang asul na berde na ilaw.

Istraktura

Ang CuCl ay binubuo ng cuprous ion Cu ⁺ at ang chloride anion Cl ^- . Ang pagsasaayos ng elektron ng Cu ⁺ ion ay:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ⁰

at dahil nawala ang tanso ng elektron mula sa shell ng 4s. Ang klorido ion ay may pagsasaayos:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶

Makikita na ang parehong mga ions ay may kumpletong electronic shell.

Ang compound na ito ay nag-crystallize na may cubic simetris. Ipinapakita ng imahe sa ibaba ang pag-aayos ng mga atoms sa isang yunit ng crystalline. Ang pink na spheres ay tumutugma sa tanso at ang berdeng spheres sa murang luntian.

Istraktura ng CuCl. May-akda: Benjah-bmm27. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Pangngalan

• Copper (I) klorido
• Cuprous klorido
• Copper monochloride

Ari-arian

Pisikal na estado

White crystalline solid na sa matagal na pakikipag-ugnay sa air oxidizes at nagiging berde.

Ang bigat ng molekular

98.99 g / mol

Temperatura ng pagkatunaw

430 ºC

Punto ng pag-kulo

Humigit-kumulang na 1400 ºC.

Density

4.137 g / cm ³

Solubility

Halos hindi matunaw sa tubig: 0.0047 g / 100 g ng tubig sa 20 ° C. Hindi matutunaw sa ethanol (C ₂ H ₅ OH) at acetone (CH ₃ (C = O) CH ₃ ).

Mga katangian ng kemikal

Hindi matatag sa hangin dahil ang Cu ^{+ ay may} posibilidad na mag-oxidize sa Cu ²⁺ . Sa paglipas ng panahon, ang cupric oxide (CuO), cuprous hydroxide (CuOH) o isang kumplikadong oxychloride ay nabuo at ang asin ay nagiging berde.

Copper (I) klorido na nakalantad sa kapaligiran at bahagyang na-oxidized. Maaaring maglaman ng CuO, CuOH, at iba pang mga compound. Benjah-bmm27 / Public domain. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Sa isang tubig na solusyon ito ay hindi matatag din bilang isang oksihenasyon at pagbawas ng reaksyon ay nangyayari nang sabay-sabay, na bumubuo ng metal na tanso at tanso (II) ion:

CuCl → Cu ⁰ + CuCl ₂

CuCl bilang Lewis acid

Ang tambalang ito ay kumikilos bilang kemikal bilang acid ng Lewis, na nangangahulugang nagugutom ito sa mga electron, kaya bumubuo ng mga matatag na karagdagan sa mga compound na maaaring magbigay sa kanila.

Ito ay napaka natutunaw sa hydrochloric acid (HCl), kung saan ang mga Cl ^- ions ay kumikilos bilang mga donor na elektron at species tulad ng CuCl ₂ ^- , CuCl ₃ ^2- at Cu ₂ Cl ₄ ^{2 - ay nabuo} , bukod sa iba pa.

Ito ay isa sa mga species na bumubuo sa mga solusyon ng CuCl sa HCl. May-akda: Marilú Stea.

Ang mga may tubig na solusyon sa CuCl ay may kakayahang sumipsip ng carbon monoxide (CO). Ang pagsipsip na ito ay maaaring mangyari kapag ang sinabi ng mga solusyon ay parehong acidic, neutral o may ammonia (NH ₃ ).

Sa ganitong mga solusyon tinatantiya na ang iba't ibang mga species ay nabuo tulad ng Cu (CO) ⁺ , Cu (CO) ₃ ⁺ , Cu (CO) ₄ ⁺ , CuCl (CO) at ^- , na nakasalalay sa daluyan.

Iba pang mga pag-aari

Mayroon itong mga katangian ng electro-optic, mababang pagkawala ng optical pagkawala sa isang malawak na saklaw ng light spectrum mula sa nakikita sa infrared, mababang refractive index at mababang dielectric na pare-pareho.

Pagkuha

Ang Copper (I) klorido ay maaaring makuha sa pamamagitan ng direktang reaksyon ng metal na tanso na may gasolina ng klorin sa temperatura ng 450-900 ° C. Ang reaksyon na ito ay inilalapat sa industriya.

2 Cu + Cl ₂ → 2 CuCl

Ang isang pagbabawas ng tambalan tulad ng ascorbic acid o asupre dioxide ay maaari ding magamit upang i-convert ang tanso (II) klorido sa tanso (I) chloride. Halimbawa, sa kaso ng KAYA ₂ , ito ay na-oxidized sa sulfuric acid.

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

Aplikasyon

Sa mga proseso ng pagbawi ng CO

Ang kakayahan ng mga solusyon sa CuCl na sumipsip at magbigay ng carbon monoxide ay ginagamit nang masipag upang makakuha ng purong CO.

Halimbawa, ang proseso na tinatawag na COSORB ay gumagamit ng nagpapatatag na tanso klorido sa anyo ng isang kumplikadong asin na may aluminyo (CuAlCl ₄ ), na natutunaw sa isang aromatic solvent tulad ng toluene.

Ang solusyon ay sumisipsip ng CO mula sa isang gas na agos upang paghiwalayin ito mula sa iba pang mga gas tulad ng CO ₂ , N _2, at CH ₄ . Ang solusyon na mayaman na monoxide ay pagkatapos ay pinainit sa ilalim ng pinababang presyon (iyon ay, sa ilalim ng atmospheric) at ang CO ay inalis. Ang gas na nakuhang muli sa ganitong paraan ay may mataas na kadalisayan.

Ang istraktura ng carbon monoxide kung saan magagamit ang mga elektron sa kumplikadong may CuCl ay sinusunod. May-akda: Benjah-bmm27. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Pinapayagan ang prosesong ito na makakuha ng purong CO na nagsisimula mula sa na-reformed natural gas, gasified karbon o gas na nagmula sa paggawa ng bakal.

Sa catalysis

Ang CuCl ay ginagamit bilang isang katalista sa iba't ibang mga reaksyon ng kemikal.

Halimbawa, ang reaksyon ng elemento ng germanium (Ge) na may hydrogen chloride (HCl) at ethylene (CH ₂ = CH ₂ ) ay maaaring isagawa gamit ang tambalang ito. Ginagamit din ito para sa synthesis ng mga organikong compound ng silikon at iba't ibang heterocyclic organikong asupre at mga derivatives ng nitrogen.

Ang isang polyphenylene eter polimer ay maaaring synthesized gamit ang isang 4-aminopyrine at CuCl catalyst system. Ang polimer na ito ay lubhang kapaki-pakinabang para sa mga mekanikal na katangian nito, mababang pagsipsip ng kahalumigmigan, mahusay na pagkakabukod mula sa kuryente at paglaban sa sunog.

Sa pagkuha ng mga organikong compound ng tanso

Ang mga compound ng Alkenylcuprate ay maaaring ihanda sa pamamagitan ng pag-reaksyon ng isang terminal alkyne na may isang may tubig na solusyon ng CuCl at ammonia.

Sa pagkuha ng mga polimer na nakatali sa mga metal

Ang Copper (I) klorido ay maaaring makipag-ugnay sa mga polimer, na bumubuo ng mga kumplikadong molekula na nagsisilbing katalista at pinagsama ang pagiging simple ng isang heterogenous na katalista sa pagiging regular ng isang homogenous.

Sa mga semiconductors

Ang tambalang ito ay ginagamit upang makakuha ng isang materyal na nabuo ng γ-CuCl sa silikon, na mayroong mga katangian ng photoluminescence na may mataas na potensyal na magamit bilang isang photon na nagpapalabas ng semiconductor.

Ang mga materyales na ito ay malawakang ginagamit sa ultraviolet light emits diode, laser diode, at light detector.

Sa mga supercapacitors

Ang produktong ito, na nakuha sa anyo ng mga cubic nanoparticles o nanocubes, posible upang gumawa ng mga supercapacitors, dahil mayroon itong isang natitirang bilis ng singilin, mataas na pagbabalik-tanaw at isang maliit na pagkawala ng kapasidad.

Ang mga supercapacitor ay mga aparato ng imbakan ng enerhiya na nakatayo para sa kanilang mataas na density ng kuryente, kaligtasan sa operasyon, mabilis na pagsingil at paglabas ng mga siklo, pangmatagalang katatagan, at palakaibigan.

Maaaring magamit ang mga Cuoc nanocubes sa mga application ng elektroniko at imbakan ng enerhiya. May-akda: Tide He. Pinagmulan: Pixabay.

Iba pang apps

Dahil naglabasang si CuCl ng asul-berde na ilaw kapag nakalantad sa isang siga, ginagamit ito upang maghanda ng mga paputok kung saan nagbibigay ito ng kulay sa panahon ng pagpapatupad ng pyrotechnics.

Ang berdeng kulay ng ilang mga paputok ay maaaring dahil sa CuCl. May-akda: Hans Braxmeier. Pinagmulan: Pixabay.

Mga Sanggunian

1. Milek, JT at Neuberger, M. (1972). Cuprous Chloride. Sa: Linear Electrooptic Modular Material. Springer, Boston, MA. Nabawi mula sa link.springer.com.
2. Lide, DR (editor) (2003). Handbook ng CRC ng Chemistry at Physics. 85 ^th CRC Press.
3. Sneeden, RPA (1982). Mga pamamaraan ng pagsipsip / pagsipsip. Sa Comprehensive Organometallic Chemistry. Dami 8. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
4. Cotton, F. Albert at Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced na Diorganikong Chemistry. Pang-apat na Edisyon. John Wiley at Mga Anak.
5. Chandrashekhar, VC et al. (2018). Kamakailang Mga Pagsulong sa Direct Synthesis ng Organometallic at Coordination Compound. Sa Direct Synthesis ng Metal Complexes. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
6. Kyushin, S. (2016). Sintesis ng Organosilicon para sa Konstruksyon ng Mga Cluster ng Organosilicon. Sa Mahusay na Pamamaraan para sa Paghahanda ng Mga Compound ng Silicon. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
7. Van Koten, G. at Noltes, JG (1982). Mga compound ng organocopper. Sa Comprehensive Organometallic Chemistry. Dami 2. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
8. Danieluk, D. et al. (2009). Ang mga optical na katangian ng undoped at oxygen na naka-doped na mga pelikula ng CuCl sa mga substrate ng silikon. J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80. Nabawi mula sa link.springer.com.
9. Yin, B. et al. (2014). Ang Cuprous Chloride Nanocubes Lumago sa Copper Foil para sa Pseudocapacitor Electrodes. Nano-Micro Lett. 6, 340-346 (2014). Nabawi mula sa link.springer.com.
10. Kim, K. et al. (2018). Isang Mataas na Mahusay na Aromatic Amine Ligand / Copper (I) Chloride Catalyst System para sa Synthesis of Poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene eter). Polymers 2018, 10, 350. Nabawi mula sa mdpi.com.
11. Wikipedia (2020). Copper (I) klorido. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.