Acetato de cobre(II)

Acetato de cobre(II)
Nombre IUPAC
Etanoato de cobre(II)
General
Otros nombres	Acetato cúprico
Fórmula semidesarrollada	${\displaystyle {\ce {Cu(CH3COO)2}}}$
Fórmula estructural	${\displaystyle {\ce {CH3-COO-Cu-OOC-CH3}}}$
Fórmula molecular	${\displaystyle {\ce {C4H6CuO4}}}$
Identificadores
Número CAS	142-71-2[1]​
ChemSpider	21169880 8555, 21169880
PubChem	131875629 8895, 131875629
UNII	39M11XPH03
InChI InChI=InChI=1S/2C2H4O2.Cu/c2*1-2(3)4;/h2*1H3,(H,3,4);/q;;+2/p-2 Key: OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L
Propiedades físicas
Apariencia	Sólido verde agua
Densidad	3,9 kg/m³; 0,0039 g/cm³
Masa molar	181,634 g/mol
Punto de fusión	473 K (200 °C)
Termoquímica
S^0sólido	171.7 J·mol^–1·K^–1
Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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Introducción

La mayoría de sales de cobre II se disuelven con facilidad en agua para dar el ion acuoso [Cu(H₂O)₆]2+, pero debe tenerse en cuenta que dos de las moléculas de agua están más lejos del átomo metálico que las otras cuatro. La adición de ligantes a dichas sustancias se crean a partir de la sustitución de moléculas de agua es un proceso fácil con las 4 primeras moléculas, pero con la quinta y la sexta el proceso es más difícil. Esto se debe con un distorsión Jahn-Teller del octaedro formado por las 6 moléculas de agua (dos moléculas de agua están más alejadas del centro metálico que las otras cuatro).

Preparación

El acetato de cobre (II) ha sido sintetizado durante siglos mediante el método descrito . No obstante, este método produce un acetato impuro. En el laboratorio, se puede sintetizar más puro mediante un procedimiento en tres pasos. La reacción global es como sigue:^[2]​

2 CuSO₄^.5H₂O + 4 NH₃ + 4 C₂H₄O₂ → Cu₂(OAc)₄(H₂O)₂ + 2 (NH₄)₂SO₄ + 8 H₂O

La forma hidratada puede deshidratarse por calor a 100 °C en vacío:^[3]​

Cu₂(OAc)₄(H₂O)₂ → Cu₂(OAc)₄ + 2 H₂O

Calentando una mezcla de Cu₂(OAc)₄ anhidro y cobre metálico, se obtiene acetato cuproso, volátil e incoloro:^[4]​

2 Cu + Cu₂(OAc)₄ → 4 CuOAc

Hay otros métodos de síntesis:

2) Inicialmente se forma acetato de sodio a partir de hidróxido sódico y ácido acético. El PH básico que aporta el hidróxido favorece que el ácido se ionice:

NaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O

El acetato de sodio formado se hace reaccionar con sulfato de cobre, formando el acetato de cobre (II)

3) El primer paso es disolver sulfato de cobre en agua (formando el complejo hexacuoso arriba descrito). A continuación se añade amoniaco, produciendo el complejo debido a la sustitución de 4 moléculas de agua por 4 moléculas de NH₃:

CuSO₄ + H₂O + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄]2+ + SO₄2-

Al añadir NaOH precipita hidróxido de cobre (II) azul claro:

[Cu(NH₃)₄]2+ + NaOH + SO₄2- → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄ + 4 NH₃

El siguiente paso es redisolver el precipitado en ácido acético glacial, formándose una disolución verde oscura. La disolución resultante la concentramos mediante calentamiento hasta prácticamente sequedad. Es posible que al calentar vuelva a precipitar hidróxido de cobre, esto se soluciona añadiendo más ácido acético (una vez que los cuatro acetatos se coordinan al centro metálico no se liberan). El precipitado formado se filtra a vacío.

2 Cu(OH)₂ + 4 CH₃COOH → 2[Cu(CH₃COO)₂ ·H₂O]

Otro método más utilizado y sencillo para formar acetato de cobre puro, es reaccionar directamente cobre con ácido acético. Esta reacción no se da directamente, es por eso que se añade un oxidante cómo peróxido de hidrógeno (H₂O₂). La reacción se escribe de la siguiente manera:

Cu + H₂O₂ + 2 CH₃COOH → Cu(CH₃COO)₂ + 2 H₂O

En esta reacción el cobre se oxida, formando el ion Cu+² mientras que el peróxido de hidrógeno se reduce formando agua (H₂O). Después de esto, el ion de cobre reacciona con el ácido acético para formar el acetato de cobre (Cu(CH₃COO)₂)

Después de unos días, cuando la disolución tome un color azul verdoso se puede comprobar la acidez del agua con un indicador pH para ver si sigue habiendo ácido. Sí ya no hay ácido se saca el excedente de cobre metálico y se reduce la disolución calentando. Después se deja cristalizar para conseguir pequeños cristales.

Estructura

Se describe como 4 ligandos acetato coordinados a dos centros de cobre(el acetato es un ligando bidentado). A su vez se coordinan dos moléculas de agua debido a que cada cobre tiene libre un orbital vacío. El agua se coordina donando carga a dicho orbital.

Caracterización

Midiendo el momento magnético de esta sustancia llegamos a la conclusión de que hay 1 electrón libre. Pero en total hay 2 electrones libres (uno por cada cobre), esto se debe a un acoplamiento antiferromagnético entre los dos átomos de cobre, disminuyendo así dicho momento.

Referencias

1. Número CAS
2. [1]
3. S. J. Kirchner, Q. Fernando (1980). «Copper(I) Acetate». Inorg. Synth. 20: 53-55. doi:10.1002/9780470132517.ch16. 
4. Parish, E. J.; Kizito, S. A. "Copper(I) Acetate" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/047084289X.rc193.