مقدمة إلى كلوريد النحاس (II)
كلوريد النحاس (II) ، المعروف أيضًا باسم كلوريد الكوبريك ، هو مركب غير عضوي مع الصيغة cucl₂. إنه موجود في شكلين: الشكل المصفر - اللامائي البني والشكل الأزرق - الخضراء dihydrate (cucl₂ · 2H₂O). يحدث كل من هذه الأشكال بشكل طبيعي ، على الرغم من نادرًا ، حيث أن المعادن Tolbachite و Eriochalcite ، على التوالي. في الإعدادات الصناعية ، يستخدم النحاس (II) على نطاق واسع كحافز CO - في التفاعلات الكيميائية المختلفة ، وخاصة في عملية Wacker لإنتاج الأسيتالديهايد من الإيثيلين.
● المواد الخام لإنتاج كلوريد النحاس الثاني
لإنتاج كلوريد النحاس (II) ، هناك عدة مواد خام ضرورية. تشمل المصادر الأساسية للنحاس النحاس المعدني وأكاسيد النحاس والأملاح النحاسية مثل كربونات النحاس (II). كما يتم استخدام غاز الكلور (CL₂) وحمض الهيدروكلوريك (HCL) على نطاق واسع في عملية الإنتاج.
● مصادر النحاس
يمكن الحصول على النحاس من مركبات مختلفة مثل النحاس المعدني ، هيدروكسيد النحاس (Cu (OH) ₂) ، وكربونات النحاس (Cuco₃). تتفاعل هذه المركبات بسهولة مع حمض الهيدروكلوريك لإنتاج المطلوبكلوريد كوبريك ديهيدرات(Cucl₂ · 2H₂O).
● الكلور والمواد الكيميائية الأخرى
غاز الكلور هو رد فعل حيوي في تحضير كلوريد النحاس (II). يتم استخدامه للكلور المباشر للنحاس. حمض الهيدروكلوريك هو مادة كيميائية أساسية أخرى تستخدم في طرق التوليف البديلة ، خاصة عند التعامل مع أكاسيد النحاس أو الكربونات.
● عملية الكلور
الطريقة الصناعية الأولية لإنتاج كلوريد النحاس (II) تنطوي على الكلور من النحاس. تحدث هذه العملية في درجات حرارة مرتفعة حيث يتفاعل النحاس مباشرة مع غاز الكلور ، مما يؤدي إلى تكوين كلوريد النحاس (II). التفاعل طارد للحرارة للغاية ، ويطلق كمية كبيرة من الحرارة.
● ارتفاع درجة الحرارة مع النحاس
لبدء هذه العملية ، يتم تسخين النحاس إلى درجة حرارة حمراء تتراوح من 300 - 400 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه ، يتفاعل النحاس مع غاز الكلور لتشكيل كلوريد النحاس المنصهر (II). يستمر رد الفعل على النحو التالي:
\ [\ text {cu (s) + cl} _2 \ text {(g) → CuCl} _2 \ text {(l)} \]
● الطبيعة الطاردة للحرارة للعملية
هذا التفاعل طارد للحرارة ، مما يعني أنه يطلق الحرارة. لا تدفع الطبيعة الطاردة للحرارة إلى الأمام فحسب ، بل تساعد أيضًا في الحفاظ على درجة الحرارة اللازمة لتفاعل المضي قدمًا بكفاءة.
● توليفات بديلة لكلوريد النحاس الثاني
بصرف النظر عن الكلورة المباشرة ، هناك عدة طرق بديلة لتوليف كلوريد النحاس (II). غالبًا ما تتضمن هذه الطرق استخدام هيدروكسيدات النحاس أو الأكاسيد أو الكربونات ، وتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك.
● استخدام قواعد النحاس
يمكن أن تتفاعل قواعد النحاس مثل النحاس (II) هيدروكسيد ونحاس (II) مع حمض الهيدروكلوريك لتشكيل كلوريد النحاس والماء:
\ [\ text {cu (oh)} _ 2 + 2 \ text {hcl} → \ text {cuCl} _2 + 2 \ text {h} _2 \ text {o} \]
\ [\ text {cuco} _3 + 2 \ text {hcl} → \ text {cucl} _2 + \ text {h} _2 \ text {o} + \ text {co} _2 \]
● الطرق الكهروكيميائية
يمكن أن ينتج عن كلوريد الصوديوم المائي باستخدام أقطاب النحاس كلوريد النحاس (II). في هذه الطريقة ، يتم تمرير التيار الكهربائي من خلال المحلول ، مما يتسبب في أكسدة النحاس وتشكيل أيونات النحاس التي تتفاعل بعد ذلك مع أيونات الكلوريد لتشكيل cucl₂. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة أقل استخدامًا بسبب انبعاث غاز الكلور والتوافر العملي لعمليات كلورالكالي الأكثر كفاءة.
● تقنيات التنقية
بمجرد توليفها ، يجب تنقية محلول النحاس (II) كلوريد. التبلور هو واحد من التقنيات الأكثر شيوعا المستخدمة لهذا الغرض.
● طرق التبلور
لتنقية كلوريد النحاس (II) ، غالبًا ما يتم خلط المحلول مع حمض الهيدروكلوريك المخفف الساخن ثم يتم تبريده في حمام كلوريد الكالسيوم (CACL₂). هذا يؤدي إلى تشكيل بلورات زرقاء - خضراء من كلوريد كوبريك ديهيدرات.
● دور حمض الهيدروكلوريك وحمامات التبريد
يثبت حمض الهيدروكلوريك كلوريد النحاس (II) في المحلول ، مما يمنع التحلل المائي السابق لأوانه. يساعد حمام التبريد في التبلور السريع لكلوريد النحاس (II) ، مما يضمن نقاء عالية.
● التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على كلوريد النحاس الثاني
النحاس (II) كلوريد هو مادة كيميائية متعددة الاستخدامات تشارك في تفاعلات مختلفة ، بما في ذلك تفاعلات الأكسدة والاختزال ، التحلل المائي ، وتشكيل مجمعات التنسيق.
● تفاعلات الأكسدة والاختزال ومجمعات التنسيق
النحاس (II) يعمل كلوريد كأكسدة خفيفة وعرضة للتنسيق مع أيونات وجزيئات أخرى. على سبيل المثال ، يمكن أن تشكل أيونات معقدة مثل \ ([cuCl3]^{-} \) و \ ([cucl4]^{2 -} \) عند رد فعلها مع حمض الهيدروكلوريك أو مصادر كلوريد أخرى.
● التحلل المائي والتحلل
يمكن أن يخضع كلوريد النحاس (II) للتحلل المائي عند معالجته بقاعدة ، مما يرسب مثل هيدروكسيد النحاس (II):
\ [\ text {cuCl} _2 + 2 \ text {naoh} → \ text {cu (oh)} _ 2 + 2 \ text {nacl}} \]
كما أنه يتحلل حوالي 400 درجة مئوية لتشكيل كلوريد النحاس (I) كلوريد وغاز الكلور ، ويتحلل تمامًا بالقرب من 1000 درجة مئوية.
● التطبيقات الصناعية
تطبيقات النحاس (II) كلوريد واسعة ومتنوعة ، مع الاستخدام الأولي في الحفز الصناعي.
● المحفز في عملية Wacker
أحد التطبيقات الصناعية الرئيسية لكلوريد النحاس (II) في عملية Wacker كحافز مع كلوريد البلاديوم (II). هذه العملية تحول الإيثين إلى أسيتالديهايد:
\ [\ text {c} _2 \ text {h} _4 + \ text {pdcl} _2 + \ text {h} _2 \ text {o} → \ text {ch} _3 \ text {cho} + \ text {pd} + 2 \ \
يساعد كلوريد النحاس (II) في تجديد البلاديوم (II) كلوريد ، وبالتالي الحفاظ على الدورة الحفزية.
● توليف المركبات العضوية
يستخدم النحاس (II) الكلوريد للهيدروكربونات العطرية الكلور وموضع ألفا لمركبات الكربونيل. كما أنه يؤكسد الفينولات على الكينونات أو المنتجات المقترنة ، والتي تعد وسيطة حاسمة في التوليفات العضوية.
● الاستخدامات المتخصصة والمتخصصة
بالإضافة إلى الاستخدامات الصناعية الواسعة ، يجد النحاس (II) تطبيقات كلوريد في الحقول المتخصصة.
● النشاطات النارية وعوامل التلوين
يتم استخدام كلوريد النحاس (II) في الألعاب النارية لإنتاج ألوان اللهب الأزرق والأخضر. هذه الخاصية تجعلها مطلوبة - بعد مركب في صناعة الألعاب النارية.
● مؤشرات الرطوبة والتطبيقات الأخرى
تتوفر بطاقات مؤشر الرطوبة المجانية باستخدام كلوريد النحاس (II) في السوق. هذه المؤشرات تغير اللون بناءً على مستويات الرطوبة. يستخدم المركب أيضًا كمجهد في صناعة النسيج ، ومحافظة على الخشب ، ونظافة المياه.
● اعتبارات الصحة والسلامة
النحاس (ii) كلوريد هو مادة سامة ويجب معالجتها بعناية. الحد الأقصى المسموح به لأيونات النحاس المائي في مياه الشرب التي وضعتها وكالة حماية البيئة الأمريكية هي 1.3 جزء في المليون. يمكن أن يؤدي التعرض لتركيزات عالية إلى مشاكل صحية شديدة ، بما في ذلك اضطرابات الجهاز العصبي المركزي وانحلال الدم.
● السمية وحدود التعرض المسموح بها
يمكن أن يؤدي التعرض للنحاس (II) إلى الصداع والإسهال وانخفاض ضغط الدم والحمى. يمكن أن يؤدي التعرض الطويل - التعرض للمصطلح إلى مشاكل صحية مزمنة ، مع التأكيد على الحاجة إلى الالتزام الصارم بإرشادات السلامة.
● التأثير البيئي واللوائح
يعد كلوريد النحاس (II) مصدر قلق بيئي أيضًا ، خاصة بالنسبة للميكروبات المائية والتربة. إنه يمنع نشاط البكتيريا النيتروجين ، مما يؤثر على خصوبة التربة وتوازن النظام الإيكولوجي.
● الاستنتاج والاتجاهات المستقبلية
خلاصة القول ، يمكن الحصول على كلوريد النحاس (II) من خلال عدة طرق ، بما في ذلك الكلور المباشر للنحاس ، وردود الفعل مع قواعد النحاس ، والطرق الكهروكيميائية. يحتوي المركب على استخدامات صناعية واسعة ، خاصةً كحافز ، وتطبيقات متخصصة في مؤشرات النهر النارية ومؤشرات الرطوبة. ومع ذلك ، من الأهمية بمكان التعامل معها بعناية بسبب سمية وتأثيرها البيئي. قد تركز التطورات المستقبلية على أساليب إنتاج أكثر استدامة وتطبيقات أوسع في الإعدادات الصناعية والبحثية.
عنمواد هونغيوان الجديدة
تم تأسيس شركة Hangzhou Hongyuan New Material Co. ، Ltd. إنتاج ، ومبيعات مسحوق المعادن ومنتجات الملح النحاس. مع استثمار 350 مليون يوان ومنطقة مصنع تبلغ 50000 متر مربع ، تدير الشركة خطوط إنتاج متعددة ولديها قدرة شاملة سنوية تبلغ 35000 طن.
وقت النشر: 2024 - 10 - 14 10:15:05