Chlorid měďnatý

Chlorid měďnatý je anorganická sloučenina se vzorcem CuCl2. Jedná se o žlutohnědou tuhou látku, která pomalu pohlcuje vlhkost a tvoří modrozelený dihydrát. Chlorid měďnatý je druhou nejrozšířenější měďnatou sloučeninou po síranu měďnatém.

Struktura

Bezvodý chlorid měďnatý má strukturu vycházející z té, kterou známe od jodidu kademnatého. Měďnatá centra jsou osmistěnná. +more Většina měďnatých sloučenin vykazuje deformace oproti ideální osmistěnné geometrii vlivem Jahn-Tellerova efektu, který zde popisuje lokalizaci jednoho elektronu d v orbitalu, kde je silně antivazebný oproti páru chloridových ligandů. V CuCl2·2H2O má měď opět silně zdeformovanou osmistěnnou geometrii, centra mědi jsou obklopena dvěma ligandy vody a čtyřmi chloridovými, které asymetricky přemosťují měďnatá centra.

Chlorid měďnatý je paramagnetický. V historii byl CuCl2·2H2O použit pro první měření paramagnetické rezonance elektronů, a to Jevgenijem Zavojským v roce 1944.

Vlastnosti a reakce

[[Soubor:CuCl2 equilibrium. JPG|náhled|vlevo|Vodné roztoky chloridu měďnatého. +more Zelenější s větším obsahem [Cl-], modřejší s nižším. ]] Vodné roztoky připravované z chloridu měďnatého obsahují škálu měďnatých komplexů v závislosti na koncentraci, teplotě a přítomnosti dalších chloridových iontů. Tato škála sahá od modré barvy [Cu(H2O)6]2+ až po žlutou nebo červenou barvu halogenidových komplexů se vzorcem [CuCl2+x]x−.

Krystaly dihydrátu chloridu měďnatého Při 1 000 °C se chlorid měďnatý rozkládá na chlorid měďný a chlor: :2 CuCl2 → 2 CuCl + Cl2

S chlorovodíkem nebo jinými zdroji chloridu tvoří komplexní ionty: červený CuCl3− nebo žlutý CuCl42−.

:CuCl2 + 2 Cl− CuCl3− + Cl− CuCl42−

Některé z těchto komplexů mohou krystalizovat z vodných roztoků a získávají širokou škálu různých struktur. :+morepng|480px'>Příklady.

Při přidání hydroxidu do roztoku chloridu měďnatého se sráží hydroxid měďnatý: :CuCl2 + 2 NaOH → Cu(OH)2 + 2 NaCl

Chlorid měďnatý tvoří také různé koordinační komplexy s ligandy, například s pyridinem nebo trifenylfosfanoxidem: :CuCl2 + 2 C5H5N → [CuCl2(C5H5N)2] (čtyřstěnný) :CuCl2 + 2 (C6H5)3P=O → [CuCl2((C6H5)3P=O)2] (čtyřstěnný) Ovšem některé „měkké ligandy“, například fosfanové (kupř. trifenylfosfan), jodidové nebo kyanidové, stejně jako třeba některé terciární aminy, způsobují redukci na měďné komplexy. +more Pro převod chloridu měďnatého na měďné deriváty je ale obecně běžnější redukovat vodný roztok oxidem siřičitým: :2 CuCl2 + SO2 + 2 H2O → 2 CuCl + 2 HCl + H2SO4.

Hydrolýzou chloridu měďnatého vzniká oxychlorid měďnatý, Cu2Cl(OH)3, populární fungicid.

Příprava

Chlorid měďnatý se komerčně připravuje chlorací mědi: : Cu + Cl2 + 2 H2O → CuCl2 · 2 H2O Lze ho vyrábět také z hydroxidu, oxidu nebo uhličitanu měďnatého působením kyseliny chlorovodíkové. Elektrolýzou vodného roztoku chloridu sodného s měděnými elektrodami vzniká (kromě jiného) modrozelená pěna, kterou lze sbírat a převádět na hydrát chloridu měďnatého.

Bezvodý CuCl2 lze připravovat přímo slučováním prvků, tedy mědi a chloru.

CuCl2 lze čistit krystalizací z horké zředěné kyseliny chlorovodíkové, ochlazováním v lázni chloridu vápenatého a ledu.

Výskyt v přírodě

Chlorid měďnatý se v přírodě vyskytuje jako velmi vzácný nerost tolbachit a v podobě dihydrátu jako eriochalcit. Oba se objevují blízko fumarol. +more Rozšířenější jsou smíšené oxyhydroxid-chloridy, například atacamit Cu2(OH)3Cl, objevující se v oxidačních zónách slojí měděné rudy za suchého podnebí (též v některých pozměněných usazeninách).

Použití

Kokatalyzátor ve Wackerově procesu

Hlavní průmyslovou aplikací chloridu měďnatého je jako kokatalyzátor (společně s chloridem palladnatým) ve Wackerově procesu. Zde se ethen (ethylen) převádí na ethanal (acetaldehyd) pomocí vody a vzduchu. +more Při reakci se PdCl2 redukuje na elementární palladium, CuCl2 ho oxiduje zpět na PdCl2. Vzduch pak oxiduje výsledný chlorid měďný zpět na chlorid měďnatý, čímž se cyklus uzavře.

# C2H4 + PdCl2 + H2O → CH3CHO + Pd + 2 HCl # Pd + 2 CuCl2 → 2 CuCl + PdCl2 # 4 CuCl + 4 HCl + O2 → 4 CuCl2 + 2 H2O

Celý proces lze zapsat takto: :2 C2H4 + O2 → 2 CH3CHO

Chlorace

Chlorid měďnatý katalyzuje chloraci při výrobě vinylchloridu a dichlorethanu.

Další aplikace v organické syntéze

Chlorid měďnatý má řadu různých specializovaných aplikací v syntéze organických sloučenin. Chloruje aromatické uhlovodíky - často za přítomnosti oxidu hlinitého. +more Je schopen chlorovat alfapozici karbonylových sloučenin: :Alfachlorace aldehydu pomocí CuCl2.

Tato reakce probíhá v polárních rozpouštědlech, například dimethylformamidu (DMF), často v přítomnosti chloridu lithného, který reakci urychluje.

Za přítomnosti kyslíku může CuCl2 oxidovat fenoly. Takto lze získávat chinon nebo spřažený produkt oxidativní dimerizace. +more Druhý z procesů poskytuje (s velkou výtěžností) 1,1-binaftol: :Spřažení beta-naftolu pomocí CuCl2 Takové sloučeniny jsou surovinami pro syntézu BINAP a jeho derivátů.

Dihydrát chloridu měďnatého vyvolává hydrolýzu acetonidů, tj. deprotekci k regeneraci diolů nebo aminoalkoholů, jako v tomto příkladě (kde TBDPS = terc-butyldifenylsilyl): :+morepng|350px'>Deprotekce acetonidu pomocí CuCl2·2H2O.

Pyrotechnika

CuCl2 lze použít v pyrotechnice k barvení plamene na modrozeleno (podobně jako další sloučeniny mědi).

Reference

Externí odkazy

[url=http://www.amazingrust.com/Experiments/background_knowledge/CuCl2.html]Copper (II) Chloride - Description and Pictures[/url]

Literatura

Měďnatý Kategorie:Měďnaté sloučeniny Kategorie:Pyrotechnická barviva