硝酸銅

硝酸銅

硝酸銅(Cupric nitrate),化學式為Cu(NO3)2,分子量為187.56。

藍色斜方片狀結晶。有潮解性。170℃分解放出氧。易溶於水和乙醇,幾乎不溶於乙酸乙酯。0.2mol/L水溶液的pH為4.0。相對密度2.05。熔點114.5℃。有氧化性,與炭末、硫黃或其他可燃性物質加熱打擊和摩擦時,發生燃燒爆炸。低毒,半數致死量(大鼠,經口)940mg/kg。

物化性質


化學性質

水合硝酸銅與無水硝酸銅性質有很大差異。
硝酸銅是銅(Ⅱ)的硝酸鹽,化學式為Cu(NO)。無水物和水合物都是藍色晶體,但性質有很大不同。水合硝酸銅常用於在學校中演示原電池反應。
無水物
亮藍色的無水硝酸銅(Cu(NO))是個易揮發的固體,在真空中升華。氣態時,Cu(NO)單體為平面正方結構,每個Cu原子與四個氧原子相連,冷凝時則發生聚合。
氣態時Cu(NO)單體的大致結構。
水合物
硝酸銅化學分子結構式
硝酸銅化學分子結構式
含2.5個結晶水的Cu(NO)·(HO)中,中心銅被水分子和硝酸根所包圍,為八面體配位結構。
該水合物在170°C左右分解為氧化銅、二氧化氮和氧氣:
2Cu(NO)(s) → 2CuO(s) + 4NO(g) + O(g)
可通過熱分解硝酸銅並將產生的氣體導入水中來製取硝酸。該方法與奧斯瓦法最後一步類似。
2Cu(NO)→ 2CuO + 4NO+ O
3NO+ HO → 2HNO+ NO
浸過硝酸銅的薄木條在火焰下發出翡翠綠色的光,加入硝酸鎂則會產生橙綠色的光。

性質與穩定性


與可燃物質混合加熱摩擦或撞擊能引起燃燒或爆炸。燃燒時產生有毒、刺激性的氮氧化物。對皮膚有刺激性。硝酸銅有三水、六水、九水三種化合物,三水為深藍色柱狀結晶,易溶於水和乙醇,其水溶液呈酸性。溶於濃氨水中形成硝酸四胺酮的絡鹽,加熱該絡鹽會發生爆炸。加熱硝酸銅至170℃分解成難溶的鹼式鹽[Cu(NH3)·2Cu(OH)2],繼續加熱則轉變為氧化銅。硝酸銅為強氧化劑,與炭末、硫黃或其他可燃性物質一起加熱、摩擦或撞擊,能引起燃燒或爆炸。燃燒時產生有毒、刺激性氧化氮氣體。

包裝及貯運


用內襯聚乙烯塑料袋的鐵桶包裝。包裝上應有明顯的“氧化劑”及“有毒品”標誌。
屬二級無機氧化劑,危規編號:23023。應貯存在陰涼、乾燥的庫房內。容器必須密封,注意防潮和風化。不得與可燃物、有機物共貯混運。運輸過程中要防雨淋和烈日曝晒。裝卸時要小心輕放,防止包裝破損。
貯存於陰涼、通風倉庫內。遠離火種、熱源。保持容器密封。嚴禁與酸類、易燃物、有機物、還原劑、自燃物品、遇濕易燃物品等混貯混運。
失火時,可用水、砂土和各種滅火器撲救。

合成


含水的Cu(NO)加熱會水解生成鹼式鹽,進一步加熱分解為氧化銅,因此無法通過加熱水合物來製取無水硝酸銅。
無水Cu(NO)可由金屬銅與NO反應製備:
Cu + 2NO→ Cu(NO)+ 2NO
硝酸銅也可由銅與硝酸銀溶液發生置換反應得到。
Cu+2AgNO=2Ag+Cu(NO)
還可用銅高溫變成氧化銅再用硝酸製取(成本低,無污染)
2Cu+O=高溫=2CuO
CuO+2HNO=Cu(NO)+HO
用銅與直接與硝酸反應製備:
4HNO(濃)+Cu=Cu(NO)+NO+2HO
8HNO(稀)+3Cu=3Cu(NO)+2NO+4HO

用途


分析鍶。芳香有機硅化合物硝化劑。有機反應催化劑。
用於製造較純的氧化銅,也是製造其他銅鹽、鍍銅的原料。還用於製造農藥。用作媒染劑、銅催化劑、助燃劑。搪瓷工業用作著色劑。還用於油漆工業,用於製造無機顏料。用作搪瓷著色劑,也用於鍍銅、制氧化銅及農藥等用作分析試劑及氧化劑。
硝酸銅可用作陶瓷的著色劑,製取純度高的氧化銅、碳酸銅、銅系催化劑。可用作光敏電阻材料、熒光粉激活劑的原料,還可用作電鍍和化學試劑等。
用作分析試劑,氧化劑、硝化劑、催化劑和熒光粉激活劑及光敏電阻材料,用於顯像管生產和鍍銅。
硝酸銅可用於電鍍銅的供給源,也可用於鋁及合金化學拋光的添加物質。在鋼鐵類的蝕刻中也常被採用。

毒學資料


銅鹽使人慢性中毒時,表現為神經系統機能紊亂、肝腎功能障礙、鼻中隔潰瘍形成和穿孔。急性中毒時,引起噁心,嘔吐、腹痛、腹瀉,在血漿和尿中很快出現血紅蛋白、黃疸、貧血,紅細胞抵抗力下降。對皮膚有刺激作用;粉塵對眼睛有刺激,並可引起角膜潰瘍。最高容許濃度以金屬銅計為1 mg/m。

安全措施


貯於陰涼、通風處與還原劑、易(可)燃物、等分儲。皮膚(眼睛)接觸,用流動清水沖洗。吸入,給輸氧或作人工呼吸。
滅火:該品不燃。根據著火原因選擇適當滅火劑滅火。

合成應用


硝酸銅與乙酸酐的混合物(Menke condition)以發現的荷蘭化學家命名,是有機合成中有用的硝化劑,用於芳香化合物的硝化。
硝酸銅承載到黏土(蒙脫土)上后,稱為粘土銅試劑(Claycop),可用於氧化硫醇至二硫化物,轉化縮硫醛為羰基化合物,以及硝化芳香化合物,從而避免大量使用混酸造成的環境污染。
可與氨水作用合成硝酸四氨合銅(TACN,一種含能材料。)。

安全信息


危險運輸編碼:UN 3085 5.1/PG 2
危險品標誌:氧化劑腐蝕
安全標識:S17S26S45S36/S37/S39
危險標識:R8R22R34

安全術語

S17Keep away from combustible material.
遠離可燃性物質。
S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸后,請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。
S36/37/39Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴適當的防護服、手套和護目鏡或面具。
S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)
若發生事故或感不適,立即就醫(可能的話,出示其標籤)。

風險術語

R8Contact with combustible material may cause fire.
與可燃物料接觸可能引起火災。
R22Harmful if swallowed.
吞食有害。
R34 Causes burns.
引起灼傷。

計算化學數據


1、疏水參數計算參考值(XlogP):無
2、氫鍵供體數量:0
3、氫鍵受體數量:6
4、可旋轉化學鍵數量:0
5、互變異構體數量:無
6、拓撲分子極性表面積:126
7、重原子數量:9
8、表面電荷:0
9、複雜度:18.8
10、同位素原子數量:0
11、確定原子立構中心數量:0
12、不確定原子立構中心數量:0
13、確定化學鍵立構中心數量:0
14、不確定化學鍵立構中心數量:0
15、共價鍵單元數量:3