נחושת דו-כלורית

נחושת דו-כלורית

CuCl2 (ללא מים)
CuCl2•2H2O (החומר לאחר ספיחת מים)
שם סיסטמטי	Copper(II) chloride
שמות נוספים	Cupric chloride
כתיב כימי	Cl₂Cu
מסה מולרית	134.45 גרם/מול
מראה	מוצק גבישי ירקרק-כחול (די-הידראט) או צהוב-חום (יבש)
מספר CAS	7447-39-4 (ללא מים); 10125-13-0 (דיהידראט)
צפיפות	3.386 במצב לא ממוים, 2.51 כדי-הידראט גרם/סמ"ק
מצב צבירה	מוצק
מסיסות	75.7 גרם ב-100 מ"ל מים ב 25°C
ממסים	מתנול (68 גרם ב 100 מ"ל); אתנול (53 גרם ב-100 מ"ל), אצטון
טמפרטורת היתוך	493 °C 766.15 K
טמפרטורת רתיחה	993 °C 1266.15 K
מקדם שבירה	1.724–1.739 במצב לא ממוים 1.514–1.544 כפנטא-הידרט
NFPA 704	0 ‏ 2 1
הערה כללית	מתפרק ברתיחה

מבנה גביש של נחושת כלורית

נחושת דו-כלורית היא תרכובת כימית של נחושת וכלור בעלת הנוסחה הכימית CuCl₂ מלח זה, בצורתו היבשה הוא מוצק שצבעו חום בהיר הסופח באיטיות לחות מהאוויר עד לקבלת דיהידרט CuCl₂•2H₂O שצבעו ירוק-כחול.

מבנה

הנחושת נמצאת במרכז אוקטאדר מעוות בשל אפקט יאן טלר. גם בצורה הממויימת (CuCl₂•2H₂O) הנחושת בקואורדינציה אוקטאדרית, מוקפת בשתי מולקולות מים ו4 יונים מגשרים של כלוריד. התרכובת פרהמגנטית ונחושת כלורית הייתה החומר הראשון שנבדק בתהודה מגנטית אלקטרונית בשנת 1944.

כימיה

תמיסה מיימית

התמיסה המתקבלת מהמסת CuCl₂ במים מכילה מגוון קומפלקסים של נחושת והרכבה משתנה בהתאם לריכוז, הטמפרטורה ונוכחות יוני כלוריד נוספים על אלו שמקורם במוצק. צורונים אלו כוללים את היון הקומפלקסי $[Cu(H_{2}O)_{6}^{+}2$ שצבעו כחול וקומפקסים המכילים יוני הליד מהצורה $[CuCl_{2+x}]^{x-}$ שצבעם צהוב כמו $[CuCl_{4}]^{-2}$ או אדום כמו $[CuCl_{3}]^{-}$ לכן תמיסת נחושת דו-כלורית יכולה לקבל כמה צבעים.

תמיסות CuCl2 בצבעים שונים: ירוק בריכוז גבוה של כלוריד (^-Cl) וכחול בריכוז כלוריד נמוך

בהוספת בסיס לתמיסה שוקעת נחושת הידרוקסיד

• $CuCl_{2(aq)}+2NaOH\Rightarrow Cu(OH)_{(2(s)}+2NaCl$

בהידרוליזה חלקית מתקבלת נחושת אוקסיכלוריד Cu2Cl(OH)₃- חומר המשמש כקוטל פטריות בחקלאות.

חמצון חיזור

נחושת דו-כלורית היא מחמצן עדין ומגיבה עם כמה מתכות לקבלת נחושת מתכתית או נחושת חד ערכית לקבלת נחושת חד ערכית מגיבים את החומר עם גפרית דו-חמצנית המשמשת כמחזר:

$2CuCl_{2}+2H_{2}O+SO_{2}\rightarrow 2CuCl+H_{2}SO_{4}+2HCl$

בטמפרטורה של כ 1000°C נחושת דו-כלורית תתפרק ל CuCl ו גז כלור Cl₂

ייצור

מפיקים נחושת דו-כלורית בתגובה של כלור עם נחושת בטמפרטורה של 300-400°C, התגובה אקסותרמית במיוחד.

$Cu+Cl_{2}+2H_{2}O\rightarrow CuCl_{2}(H_{2}O)_{2}$

ניתן לייצר את החומר גם בתגובה של נחושת הידרוקסיד, אוקסיד או קרבונט עם חומצה הידרוכלורית, באלקטרוליזה של NaCl עם אלקטרודות נחושת מתקבל קצף ירוק-כחול אותו ניתן להפריד ולהפוך לנחושת דו-כלורית ממויימת, אך תהליך זה עלול לפלוט גז כלור רעיל ולכן השימוש בו נדיר.

שימושים

משתמשים בנחושת דו-כלורית בעיקר כזרז למשל בייצור אצטאלדהיד מאתן משתמשים בנחושת דו-כלורית יחד עם פלדיום כלורי PdCl₂ פלדיום כלורי מתחזר במהלך התגובה לפלדיום ותפקיד הנחושת הדו-כלורית לחמצן את המתכת שוב לפלדיום כלורי (תגובה 2). שחזור הנחושת הכלורית נעשה באמצעות חמצן האוויר (תגובה 3). התגובות המעורבות:

1. C₂H₄ + PdCl₂ + H₂O → CH₃CHO + Pd + 2 HCl
2. Pd + 2 CuCl₂ → 2 CuCl + PdCl₂
3. 4 CuCl + 4 HCl + O₂ → 4 CuCl₂ + 2 H₂O

כך שהתהליך הכולל (סכום של הכפלת תגובות 1 ו 2 + תגובה 3):

2 C₂H₄ + O₂ → 2 CH₃CHO

נחושת כלורית משמשת כזרז גם בתהליך Deacon לייצור גז כלור מחומצה כלורית וחמצן

4 HCl + O₂ → 2 Cl₂ + 2 H₂O

נחושת דו-כלורית משמשת גם כזרז בשלב הכלורינציה בייצור ויניל כלוריד ודוכלורואתאן. בפירוטכניקה משמש החומר כצבען ירוק או כחול.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא נחושת דו-כלורית בוויקישיתוף