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| 名前 | |||
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| IUPAC名
硝酸銅(II)
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| その他の名前
硝酸銅
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.019.853 | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| 銅( NO3 ) 2 | |||
| モル質量 | 187.5558 g/mol (無水) 241.60 g/mol (三水和物) 232.591 g/mol (半五水和物) | ||
| 外観 | 青緑色の結晶（無水） 青色の結晶（水和物） | ||
| 密度 | 3.05 g/cm 3 (無水) 2.32 g/cm 3 (三水和物) 2.07 g/cm 3 (六水和物) | ||
| 融点 | 114 °C (237 °F; 387 K) (無水、分解) 114.5 °C (三水和物) 26.4 °C (六水和物、分解) | ||
| 沸点 | 170 °C (338 °F; 443 K) (三水和物、分解) | ||
| 三水和物: [3] 381 g/100 mL (40 °C) 666 g/100 mL (80 °C) 六水和物: [3] 243.7 g/100 mL (80 °C) | |||
| 溶解度 | 水和物エタノール、アンモニア、水に非常に溶けやすい；酢酸エチルには不溶 | ||
磁化率（χ）
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+1570.0・10 -6 cm 3 /mol (~3H 2 O) | ||
| 構造 | |||
| 斜方晶系（無水） 菱面体晶系（水和物） | |||
| 危険 | |||
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |||
主な危険
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刺激物、酸化剤 | ||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 1 mg/m 3（銅として）[4] | ||
REL (推奨)
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TWA 1 mg/m 3（銅として）[4] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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TWA 100 mg/m 3（銅として）[4] | ||
| 安全データシート（SDS） | 銅(NO3)2·3H2O | ||
| 関連化合物 | |||
その他の陰イオン
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硫酸銅(II) 塩化銅(II) | ||
その他の陽イオン
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硝酸銀 硝酸 金(III) | ||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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硝酸銅(II)は、化学式Cu ( NO3 ) 2 ( H2O ) xで表される無機化合物の一種です。水和物は吸湿性の青い固体です。 無水硝酸銅は青緑色の結晶を形成し、真空中で150～200℃で昇華します。 [5] [ 6]一般的な水和物は、5水和物と3水和物です。
合成と反応
水和硝酸銅(II)
水和硝酸銅は、銅金属またはその酸化物を硝酸で処理することによって製造される：[7]
- Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2H 2 O + 2NO 2
同じ塩は、銅金属を硝酸銀の水溶液で処理することによっても調製できます。この反応は、銅金属が銀イオンを還元する能力を示しています。
水溶液中では、水和物は水錯体 [Cu(H 2 O) 6 ] 2+として存在する。このような錯体は非常に不安定であり、銅(II)のd 9電子配置のために急速な配位子交換を受けやすい。
水和した硝酸銅(II)を加熱して脱水しようとすると、Cu( NO 3 ) 2ではなく酸化物が得られます。[6] 80 °C で水和物は「塩基性硝酸銅」Cu 2 (NO 3 )(OH) 3に変換され、 180 °C でCuOに変換されます。 [7]この反応性を利用して、硝酸銅を加熱して分解させ、その蒸気を直接水に流すことで硝酸を生成することができます。この方法は、オストワルド法の最後のステップに似ています。式は次のとおりです。
- 2 Cu(NO 3 ) 2 → 2 CuO + 4 NO 2 + O 2
- 3 NO 2 + H 2 O → 2 HNO 3 + NO
銅(II)硝酸塩溶液をトリフェニルホスフィン、トリフェニルアルシン、トリフェニルスチビンで処理すると、対応する銅(I)錯体[Cu(EPh 3 ) 3 ]NO 3 (E = P, As, Sb; Ph = C 6 H 5 )が得られる。V族配位子は酸化物に酸化される。[8]
無水硝酸銅(II)
無水Cu(NO 3 ) 2は、数少ない無水遷移金属硝酸塩の1つです。[9]水を含むまたは水を生成する反応では生成できません。代わりに、銅金属を四酸化二窒素で処理すると無水Cu(NO 3 ) 2が形成されます。[6]
- Cu + 2 N 2 O 4 → Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO
構造
無水硝酸銅(II)
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無水硝酸銅(II)には、αとβの2つの多形が知られています。 [6]両方の多形は、銅(II)中心と硝酸基の無限鎖を持つ3次元配位ポリマーネットワークです。α型には[4+1]配位のCu環境が1つしかありませんが[1]、β型には2つの異なる銅中心があり、1つは[4+1]で、もう1つは正方形の平面です。[2]
ニトロメタン溶媒和物はまた、「[4+1]配位」を特徴とし、約200 pmの4つの短いCu-O結合と240 pmの1つのより長い結合を有する。[10]
固体の無水硝酸銅(II)を真空下で150～200℃に加熱すると昇華と「分解」が起こり、単量体硝酸銅(II)分子の蒸気が生じる。[6] [11]気相では、分子は2つの二座硝酸配位子を有する。[12]
水和硝酸銅(II)
これまでに5つの水和物が報告されている：一水和物（Cu(NO 3 ) 2 ·2H 2 O）[2] 、1.5水和物（Cu (NO 3 ) 2 · 1.5H 2 O）[13] 、 1.5水和物（ Cu(NO 3 ) 2 ·2.5H 2 O）[14] 、三水和物（Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O）[15]、および六水和物（[Cu(OH 2 ) 6 ](NO 3 ) 2 ） [16]。六水和物の結晶構造は、ほぼ等しい6つのCu–O距離を示しているように見え、八面体Cu(II)錯体に特徴的なヤーン・テラー歪みの通常の効果を明らかにしなかった。この効果がないのは、Cu-O結合の弾性を制限する強い水素結合に起因するが、おそらくニッケルが銅と誤認されたためである。洗練。
アプリケーション
硝酸銅(II)は様々な用途に使用されていますが、主な用途は酸化銅(II)への変換で、有機化学の様々なプロセスの触媒として使用されています。その溶液は繊維や他の金属の研磨剤に使用されています。硝酸銅はいくつかの花火に使用されています。[7]学校の実験室では化学電池反応 を実証するためによく使用されます。一部の陶磁器の釉薬や金属緑青の成分でもあります。
有機合成
硝酸銅は無水酢酸と組み合わせると、メンケニトロ化として知られる芳香族化合物のニトロ化に効果的な試薬となる。[17] 粘土に吸着した水和硝酸銅は「クレイコップ」と呼ばれる試薬を与える。得られた青色の粘土はスラリーとして使用され、例えばチオールをジスルフィドに酸化するために使用される。クレイコップはジチオアセタールをカルボニルに変換するのにも使用される。[18]モンモリロナイト をベースにした関連試薬は芳香族化合物のニトロ化に有効であることが証明されている。[19]
電解採取
硝酸銅(II)は、アンモニア(NH 3 )を副産物として小規模の銅電解採取にも使用されることがある。 [20]
天然に存在する硝酸銅
理想的なCu(NO 3 )式またはその水和物を持つ鉱物は知られていない。リカサイトCu 3 (NO 3 )(OH) 5 ·2H 2 OとブッテンバカイトCu 19 (NO 3 ) 2 (OH) 32 Cl 4 ·2H 2 Oは関連鉱物である。[21] [22]
天然の塩基性銅硝酸塩には、ゲルハルタイトとルアイトという希少鉱物があり、どちらもCu 2 (NO 3 )(OH) 3の多形です。[23] [24] [25]はるかに複雑で、塩基性で、水和し、塩化物を含む天然塩はブッゲンバカイトです。[22] [25]
参考文献
- ^ ab Wallwork, SC; Addison, WE (1965). 「526. 無水硝酸塩およびその錯体の結晶構造。パート I. 硝酸銅(II)のα型」J. Chem. Soc . 1965 : 2925–2933. doi :10.1039/JR9650002925.
- ^ abc Troyanov, SI; Morozov, IV; Znamenkov, KO; Yu; Korenev, M. (1995). 「新しい銅(II)硝酸塩の合成とX線構造：Cu(NO 3 ) 2 ·H 2 OおよびCu(NO 3 ) 2のβ-修飾」。Z . Anorg. Allg. Chem . 621 (7): 1261–1265. doi :10.1002/zaac.19956210727.
- ^ ab ペリーズ化学工学ハンドブック、第 7 版
- ^ abc NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0150」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ Pass and Sutcliffe (1968).実用無機化学. ロンドン: Chapman and Hall.
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- ^ 国際鉱物学協会 (2011年3月21日). 「鉱物リスト」www.ima-mineralogy.org。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、硝酸銅(II)に関連するメディアがあります。
- 国家汚染物質目録 – 銅および化合物ファクトシート
- ICSC 銅および化合物ファクトシート