Cloreto de cobre (I) (CuCl): estrutura, propriedades, usos

Cloreto de cobre (I) (CuCl): estrutura, propriedades, usos

O cloreto de cobre (I) é um composto inorgânico constituído por cobre (Cu) e cloro (Cl). Sua fórmula química é CuCl. O cobre neste composto tem uma valência de +1 e o cloro -1. É um sólido cristalino branco que, quando exposto ao ar por muito tempo, adquire uma coloração esverdeada devido à oxidação do cobre (I) ao cobre (II).

Ele se comporta como o ácido de Lewis, necessitando de elétrons de outros compostos que são bases de Lewis, com os quais forma complexos ou adutos estáveis. Um desses compostos é o monóxido de carbono (CO), de modo que a capacidade de ligação entre os dois é usada industrialmente para extrair CO das correntes de gás.

Possui propriedades ópticas que podem ser usadas em semicondutores emissores de luz. Além disso, os nanocubos de CuCl têm um grande potencial para serem usados ​​em dispositivos para armazenar energia com eficiência.

É usado na arte da pirotecnia porque, em contato com uma chama, produz uma luz verde azulada.

Estrutura

O CuCl é formado pelo íon Cu + íon cuproso e pelo ânion Cl cloreto . A configuração eletrônica do íon Cu + é:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s

e é porque o cobre perdeu o elétron da camada 4s. O íon cloreto tem a configuração:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

Pode-se ver que ambos os íons têm suas camadas eletrônicas completas.

Este composto cristaliza com simetria cúbica. A imagem abaixo mostra o arranjo de átomos em uma unidade cristalina. As esferas rosa correspondem ao cobre e as verdes ao cloro.

Nomenclatura

  • Cloreto de cobre (I)
  • Cloreto de cobre
  • Monocloreto de cobre

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino branco que em contato prolongado com o ar oxida e fica verde.

Peso molecular

98,99 g / mol

Ponto de fusão

430 ºC

Ponto de ebulição

Aproximadamente 1400 ºC.

Densidade

4.137 g / cm 3

Solubilidade

Quase insolúvel em água: 0,0047 g / 100 g de água a 20 ° C. Insolúvel em etanol (C 2 H 5 OH) e acetona (CH 3 (C = O) CH 3 ).

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Propriedades quimicas

É instável no ar porque o Cu + tende a oxidar para o Cu 2+ . Com o tempo, o óxido cúprico (CuO), o hidróxido cuproso (CuOH) ou um oxicloreto complexo são formados e o sal fica verde.

Em solução aquosa, também é instável porque ocorre uma reação de oxidação e redução simultaneamente, formando o cobre metálico e o íon cobre (II):

CuCl → Cu + CuCl 2

CuCl como ácido de Lewis

Este composto age quimicamente como o ácido de Lewis, o que significa que tem fome de elétrons, portanto, forma adutos estáveis ​​com compostos que podem fornecê-los.

É muito solúvel em ácido clorídrico (HCl), onde os íons Cl se comportam como doadores de elétrons e espécies como CuCl 2 , CuCl 3 2- e Cu 2 Cl 4 2- são formadas , entre outras.

As soluções aquosas de CuCl têm a capacidade de absorver o monóxido de carbono (CO). Essa absorção pode ocorrer quando essas soluções são ácidas, neutras ou com amônia (NH 3 ).

Em tais soluções, estima-se que várias espécies como Cu (CO) + , Cu (CO) 3 + , Cu (CO) 4 + , CuCl (CO) e [Cu (CO) Cl 2 ] – sejam formadas , o que depende do Médio.

Outras propriedades

Possui características eletro-ópticas, baixa perda óptica em uma ampla gama de espectros de luz, do visível ao infravermelho, baixo índice de refração e baixa constante dielétrica.

Obtenção

O cloreto de cobre (I) pode ser obtido reagindo diretamente o metal de cobre com o gás cloro a uma temperatura de 450-900 ° C. Essa reação é aplicada industrialmente.

2 Cu + Cl 2 → 2 CuCl

Um composto redutor, como ácido ascórbico ou dióxido de enxofre, também pode ser usado para converter cloreto de cobre (II) em cloreto de cobre (I). Por exemplo, no caso do SO 2 , ele é oxidado em ácido sulfúrico.

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

Formulários

Nos processos de recuperação de CO

A capacidade das soluções de CuCl de absorver e dessorver monóxido de carbono é usada industrialmente para obter CO puro.

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Por exemplo, o processo COSORB usa cloreto de cobre estabilizado na forma de um sal de complexo de alumínio (CuAlCl 4 ), que se dissolve em um solvente aromático como o tolueno.

A solução absorve CO de uma corrente de gás para separá-lo de outros gases como CO 2 , N 2 e CH 4 . Em seguida, a solução rica em monóxido é aquecida sob pressão reduzida (isto é, mais baixa que a atmosférica) e o CO é dessorvido. O gás recuperado dessa maneira é de alta pureza.

Esse processo permite obter CO puro a partir de gás natural reformado, carvão aerado ou gases derivados da produção de aço.

Em catálise

O CuCl é usado como catalisador para várias reações químicas.

Por exemplo, a reacção do elemento de germânio (Ge) com cloreto de hidrogénio (HCl) e etileno (CH 2 = CH 2 ) pode ser levada a cabo utilizando este composto. Serve também para a síntese de compostos orgânicos de silício e vários derivados orgânicos heterocíclicos de enxofre e nitrogênio.

Um polímero de éter polifenileno pode ser sintetizado usando um sistema catalisador de 4-aminopirina e CuCl. Este polímero é muito útil por suas propriedades mecânicas, baixa absorção de umidade, excelente isolamento elétrico e resistência ao fogo.

Na obtenção de compostos orgânicos de cobre

Os compostos alcenilcuprato podem ser preparados fazendo reagir um alcino terminal com uma solução aquosa de CuCl e amônia.

Na obtenção de polímeros ligados a metais

O cloreto de cobre (I) pode coordenar-se com os polímeros para formar moléculas complexas que servem como catalisadores e que combinam a simplicidade de um catalisador heterogêneo com a regularidade de um catalisador homogêneo.

Em semicondutores

Este composto é usado na obtenção de um material formado por γ-CuCl em silício, que possui propriedades de fotoluminescência com alto potencial para ser usado como um semicondutor emissor de fótons.

Esses materiais são amplamente utilizados em diodos emissores de luz ultravioleta, diodos a laser e detectores de luz.

Em supercapacitores

Este produto, obtido na forma de nanopartículas cúbicas ou nanocubos, permite a fabricação de supercapacitores, pois possui uma velocidade de carregamento excepcional, alta reversibilidade e pequena perda de capacitância.

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Os supercapacitores são dispositivos de armazenamento de energia que se destacam por sua alta densidade de potência , operação segura, ciclos rápidos de carga e descarga, estabilidade a longo prazo e são ecologicamente corretos.

Outros aplicativos

Como o CuCl emite uma luz verde azulada quando submetido a uma chama, ele é usado para preparar fogos de artifício onde fornece essa cor durante a execução de pirotecnia.

Referências

  1. Milek, JT e Neuberger, M. (1972). Cloreto Cuproso. In: Materiais modulares eletro-ópticos lineares. Springer, Boston, MA. Recuperado de link.springer.com.
  2. Lide, DR (editor) (2003). Manual CRC de Química e Física. 85 a CRC Pressione.
  3. Sneeden, RPA (1982). Métodos de absorção / dessorção. Em Química Organometálica Abrangente. Volume 8. Recuperado de sciencedirect.com.
  4. Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
  5. Chandrashekhar, VC et al. (2018). Avanços recentes na síntese direta de compostos organometálicos e de coordenação. Na síntese direta de complexos metálicos. Recuperado de sciencedirect.com.
  6. Kyushin, S. (2016). Síntese de Organossilício para Construção de Clusters de Organossilício. Em métodos eficientes para a preparação de compostos de silício. Recuperado de sciencedirect.com.
  7. Van Koten, G. e Noltes, JG (1982). Compostos organocópicos. Em Química Organometálica Abrangente. Volume 2. Recuperado de sciencedirect.com.
  8. Danieluk, D. et al. (2009). Propriedades ópticas de filmes de CuCl não dopados e dopados com oxigênio em substratos de silicone. J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80. Recuperado de link.springer.com.
  9. Yin, B. et al. (2014). Nanocubos de cloreto cuproso cultivados em folha de cobre para eletrodos de pseudocapacitores. Nano-Micro Lett. 6, 340-346 (2014). Recuperado de link.springer.com.
  10. Kim, K. et ai. (2018). Um sistema catalisador de ligante amina aromática altamente eficiente / cloreto de cobre (I) para a síntese de poli (éter 2,6 (dimetil-1,4-fenileno). Polymers 2018, 10, 350. Recuperado de mdpi.com.
  11. Wikipedia (2020). Cloreto de cobre (I). Recuperado de en.wikipedia.org.

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