Đồng(II) chlorat

Đồng(II) chlorat
Danh pháp IUPAC	Copper(2+) chlorate hydrate (1:2:4)
Tên khác	Đồng đichlorrat, cupric chlorrat, đồng(II) chlorrat(V), đồng đichlorrat(V), cupric chlorrat(V), cuprum(II) chlorrat, cuprum(II) chlorrat(V), cuprum đichlorrat, cuprum đichlorrat(V), cupric chlorrat(V)
Nhận dạng
Số CAS	135821-00-0
PubChem	3083246
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ O.O.O.O.[O-]Cl(=O)=O.[O-]Cl(=O)=O.[Cu+2]
InChI	đầy đủ 1S/2ClHO3.Cu/c2*2-1(3)4;/h2*(H,2,3,4);/q;;+2/p-2
ChemSpider	2340508
Thuộc tính
Công thức phân tử	Cu(ClO3)2
Khối lượng mol	230,4478 g/mol (khan) 302,50892 g/mol (4 nước) 338,53948 g/mol (6 nước)
Bề ngoài	tinh thể màu xanh dương
Khối lượng riêng	2,26 g/cm³
Điểm nóng chảy	73 °C (346 K; 163 °F)
Điểm sôi	phân hủy
Độ hòa tan trong nước	hòa tan tốt, xem bài viết cho chi tiết cụ thể
Độ hòa tan	tạo phức với amonia, hydrazin
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Trực thoi
Nhóm không gian	Pcab
Hằng số mạng	a = 12,924, b = 9,502, c = 7,233
Tọa độ	distorted octahedral
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	nguồn oxy hóa
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Tham khảo hộp thông tin

Đồng(II) chlorrat là hợp chất hóa học của kim loại chuyển tiếp đồng và anion chlorrat có công thức Cu(ClO₃)₂. Đồng(II) chlorrat là chất oxy hóa.^[1] Nó thường kết tinh với bốn phân tử nước.

Sản xuất

Đồng(II) chlorrat có thể được tạo ra bằng cách kết hợp dung dịch đồng(II) sunfat 1M với bari chlorrat, dẫn đến sự kết tủa của bari sunfat. Khi dung dịch được lọc, làm lạnh và bay hơi, các tinh thể màu xanh lam sẽ xuất hiện.^[2]

CuSO₄ + Ba(ClO₃)₂ → Cu(ClO₃)₂ + BaSO₄↓

Tính chất

Năm 1902, A Meusser đã nghiên cứu độ hòa tan của đồng(II) chlorrat. Ông thấy rằng nó nóng chảy và bắt đầu phân hủy trên 73 °C (163 °F; 346 K), giải phóng chlor.^[3]

Đồng(II) chlorrat hexahydrat, Cu(ClO₃)₂·6H₂O có khối lượng mol là 338,53948 g/mol và nóng chảy ở 65 °C (149 °F; 338 K). Độ hòa tan của nó trong nước tính bằng g/100 mL ở các nhiệt độ khác nhau: 141 (0 ℃), 164,4 (18 ℃), 195,6 (45 ℃), 332 (70 ℃). Nó cũng hòa tan trong axeton và ethanol.^[4]

Đồng(II) chlorrat tetrahydrat có cấu trúc tinh thể trực giao với các tham số a = 12,924, b = 9,502, c = 7,233, V = 888,3ų, d = 2,26 g/cm³.^[5] Mỗi nguyên tử đồng có sự phối hợp bát diện, bao quanh bởi bốn nguyên tử oxy của nước và hai nguyên tử oxy từ các nhóm chlorrat đối diện nhau. Nước gần đồng hơn so với chlorrat, 1,944 so với 2,396, cho thấy hợp chất có hiệu ứng Jahn-Teller. Các nhóm nguyên tử chlorrat có hình dạng của một tứ diện bị biến dạng. Ở 298 K (25 °C), khoảng cách oxy–chlor là 1,498, 1,488 và 1,468, với oxy dài nhất bên cạnh đồng. ∠O–Cu–O (góc phụ thuộc vào đồng bởi các nguyên tử oxy) là 105,2°, 108,3° và 106,8°. Ở nhiệt độ thấp hơn 233 K (−40 °C) các phân tử nước và khoảng cách đồng–chlorrat co lại.

Đồng(II) chlorrat tetrahydrat có các độ hòa tan trong nước như sau: -31 ℃: 54,59; -21 ℃: 57,12; 0,8 ℃: 58,51; 18 ℃: 62,17; 45 ℃: 66,17; 59,6 ℃: 69,42; 71 ℃: 76,9 g /100 mL dung dịch. Dung dịch bão hòa ở 18 ℃ có D = 1,695 g/cm³.^[6][7]

Đồng(II) chlorrat bị phân hủy khi đun nóng, tạo ra khí màu vàng, có thể chứa chlor, oxy và chlor dioxide.^[8] Chất rắn màu xanh lá cây còn lại là muối kiềm.^[9]

2Cu(ClO₃)₂ → 2CuO + Cl₂↑+ 3O₂↑+ 2ClO₂

Lưu huỳnh có khả năng phản ứng cao với đồng(II) chlorrat và điều quan trọng là nó không làm nhiễm bẩn các hóa chất, ví dụ như trong chế tạo pháo hoa.^[10]

Hợp chất khác

François-Marie Chertier đã sử dụng đồng(II) chlorrat tetramin để tạo màu xanh dương cho ngọn lửa vào năm 1843. Hợp chất này được viết tắt là TACC với công thức Cu(ClO₃)₂·4NH₃. TACC phát nổ khi va chạm.^[11]

Chất này được gọi là đồng Chertier để sử dụng trong pháo hoa màu xanh dương.^[12] Tuy nhiên, sự tan chảy của nó có thể gây ra một vấn đề.^[13] Hỗn hợp với các muối kim loại khác cũng có thể tạo ra màu tím hoặc màu hoa cà.^[14]

Nó cũng đã được sử dụng để tạo màu nâu cho đồng.^[15]

Ngoài ra, phức Cu(ClO₃)₂·6NH₃ cũng được biết đến, dưới dạng là chất rắn màu dương, bị phân hủy ở nhiệt độ phòng.^[16]

Với N₂H₄, Cu(ClO₃)₂·2N₂H₄ sẽ được tạo thành. Chất kết tủa không màu này rất dễ nổ, ngay cả khi không có sự tác động của con người.^[17]

Tham khảo

1. Lewis, Richard J. (2008). Hazardous Chemicals Desk Reference (bằng tiếng Anh). John Wiley & Sons. tr. 384. ISBN 9780470334454.
2. Suhara, Masahiko (tháng 4 năm 1973). “The Temperature Dependence of the Nuclear Quadrupole Resonance of 35Cl in KClO₃, AgClO₃, Ba(ClO₃)₂·H₂O, and Cu(ClO₃)₂·6H₂O”. Bulletin of the Chemical Society of Japan. 46 (4): 1053–1055. doi:10.1246/bcsj.46.1053.
3. Meusser, A. (tháng 4 năm 1902). “Metallchlorate. Studien über die Löslichkeit der Salze. X” (PDF). Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 35 (2): 1414–1424. doi:10.1002/cber.19020350240.
4. “copper(II) chlorate hexahydrate”. chemister.ru (bằng tiếng Anh).
5. Blackburn, A. C.; Gallucci, J. C.; Gerkin, R. E. (ngày 1 tháng 8 năm 1991). “Structure of tetraaquacopper(II) chlorate at 296 and 223 K”. Acta Crystallographica Section B. B47: 474–479. doi:10.1107/S0108768191000435. ISSN 0108-7681. PMID 1930830.
6. Seidell, Atherton (1919). A. Solubilities of inorganic and organic compounds. - 3ed., vol.1 (PDF) (ấn bản thứ 2). New York: D. Van Nostrand Company. tr. 264. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 3 tháng 2 năm 2018. Truy cập ngày 1 tháng 2 năm 2018.
7. Woolley, E. M.; Miyamoto, H.; Salomon, M. (1990). Copper and Silver Halates (PDF) (bằng tiếng Anh). Elsevier. ISBN 9781483286051.
8. Rosenstiehl, A. (tháng 9 năm 1876). “The Theory of Formation of Aniline Black”. Journal of the Chemical Society. London. 30 (165): 311.
9. Waechter, M. Alexander (ngày 30 tháng 4 năm 2009). “On the preparation and properties of certain chlorates”. Philosophical Magazine. 3rd Series. 25 (165): 235–237. doi:10.1080/14786444408644978.
10. Bretherick, L. (1990). Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards (bằng tiếng Anh). Butterworths. tr. 975. ISBN 9780750601030.
11. Kosanke, K. L.; Sturman, Barry T.; Winokur, Robert M.; Kosanke, B. J. (2012). Encychlorpedic Dictionary of Pyrotechnics: (and Related Subjects) (bằng tiếng Anh). Journal of Pyrotechnics. tr. 1107. ISBN 9781889526218.
12. Browne, W. H. (1873). The art of pyrotechny (bằng tiếng Anh). London: The Bazaar. tr. 35.
13. Thorpe, Sir Thomas Edward (1924). A Dictionary of Applied Chemistry (bằng tiếng Anh). Longmans, Green, and Company. tr. 520.
14. Hiscox, G. D. (1931). Henley's twentieth century formulas, recipes and processes (bằng tiếng Anh). Рипол Классик. tr. 609–610. ISBN 9785876347008.
15. Krause, Hugo (1938). Metal coloring and finishing: latest practical methods for coloring and finishing metals of all kinds (bằng tiếng Anh). Chemical publishing co. of N. Y., inc. tr. 96.
16. Encychlorpedia of Explosives and Related Items, Tập 1 (Basil Timothy Fedoroff; Picatinny Arsenal, 1960), trang A-281. Truy cập 15 tháng 7 năm 2020.
17. Encychlorpedia of Explosives and Related Items, Tập 3 (Basil Timothy Fedoroff; Picatinny Arsenal, 1960), trang C-521. Truy cập 9 tháng 10 năm 2020.