Нитрат меди(II)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Нитра́т ме́ди(II) — неорганическое вещество с формулой $𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}$, является солью двухвалентной меди и азотной кислоты. Безводный нитрат меди(II) представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. При поглощении влаги образует кристаллогидраты голубого цвета.

Нахождение в природе

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

	Герхардтит	Руаит
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

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.

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:

• Cu(NO₃)₂·6H₂O: Шаблон:Крист.
• Cu(NO₃)₂·3H₂O: Шаблон:Крист.
• Cu(NO₃)₂·2,5H₂O: Шаблон:Крист.
• Cu(NO₃)₂·1,5H₂O: Шаблон:Крист.

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

Химические свойства

Разложение

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

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{t>170^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

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

$\mathrm{𝟥}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{{}^{o}t}{\to }\mathrm{𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖭𝖮\mathsf{\uparrow }$

Гидролиз

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

$𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{⟶}\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{]}}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭O_{\mathrm{𝟥}}^{\mathsf{-}}$

Катион тетрааквамеди(II) подвергается обратимому гидролизу:

$\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{]}}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}𝖮𝖧\mathsf{)}{\mathsf{]}}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}{𝖮}^{\mathsf{+}},p{K}_a=7,34$

В упрощённом виде:

$𝖢{𝗎}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }𝖢𝗎𝖮{𝖧}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}{𝖧}^{\mathsf{+}}$

Обменные реакции

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

$𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{⟶}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

с фосфатом натрия (выпадает синий осадок)

$\mathrm{𝟥}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟥}}𝖯{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{⟶}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}𝖯{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\cdot }\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖭𝖺𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

с жёлтой кровяной солью (выпадает красный осадок)

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖪}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{⟶}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖢𝖭{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟨}}\mathsf{]}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖪𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

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

$𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{⟶}\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{]}\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

$𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖬𝖾{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{0-10^{\circ }C}{\to }𝖢𝗎\mathsf{(}{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖬𝖾𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{(}𝖬𝖾\mathsf{=}𝖫𝗂,𝖭𝖺\mathsf{)}$

Прочие реакции

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

$\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟪}\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{\cdot }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{)}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟦}𝖢𝗎{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟫}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}\mathrm{𝟩}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathsf{(}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\cdot }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{)}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{⟶}\mathrm{𝟦}𝖢𝗎{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

$𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{⟶}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\cdot }{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\downarrow }$

Получение

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

$𝖢𝗎\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢𝗎𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢𝗎\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

$𝖢𝗎\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{{}^{o}t,kat}{\to }𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖮\mathsf{\uparrow }$

Применение

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

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

Токсичность

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.