Introducción al cobre (ii) cloruro
El cloruro de cobre (II), también conocido como cloruro cúprico, es un compuesto inorgánico con la fórmula cucl₂. Existe en dos formas: la forma anhidra marrón amarillenta y la forma azul de dihidrato verde (cucl₂ · 2h₂o). Ambas formas ocurren naturalmente, aunque raramente, como los minerales tolbachita y eriochalcita, respectivamente. En entornos industriales, el cloruro de cobre (II) se usa ampliamente como catalizador de CO en varias reacciones químicas, especialmente en el proceso de backer para producir acetaldehído a partir de etileno.
● Materias primas para la producción de cloruro de cobre II
Para producir cloruro de cobre (II), son necesarias varias materias primas. Las fuentes principales de cobre incluyen cobre metálico, óxidos de cobre y sales de cobre como el carbonato de cobre (II). El gas de cloro (CL₂) y el ácido clorhídrico (HCl) también se usan ampliamente en el proceso de producción.
● Fuentes de cobre
El cobre se puede obtener de varios compuestos como el cobre metálico, el hidróxido de cobre (Cu (OH) ₂) y el carbonato de cobre (Cuco₃). Estos compuestos reaccionan fácilmente con el ácido clorhídrico para producir los deseadosDihidrato de cloruro cúprico(CUCL₂ · 2H₂O).
● cloro y otros productos químicos
El gas de cloro es un reactivo vital en la preparación del cloruro de cobre (II). Se utiliza para la cloración directa del cobre. El ácido clorhídrico es otro químico esencial utilizado en métodos de síntesis alternativos, especialmente cuando se trata de óxidos o carbonatos de cobre.
● Proceso de cloración
El método industrial primario para producir cloruro de cobre (II) implica la cloración del cobre. Este proceso ocurre a temperaturas elevadas donde el cobre reacciona directamente con el gas de cloro, lo que resulta en la formación de cloruro de cobre (II). La reacción es altamente exotérmica, liberando una cantidad significativa de calor.
● Alta reacción de temperatura con cobre
Para iniciar este proceso, el cobre se calienta a una temperatura roja - caliente que varía desde 300 - 400 ° C. A esta temperatura, el cobre reacciona con gas de cloro para formar cloruro de cobre fundido (II). La reacción procede de la siguiente manera:
\ [\ text {cu (s) + cl} _2 \ text {(g) → cucl} _2 \ text {(l)} \]
● Naturaleza exotérmica del proceso
Esta reacción es exotérmica, lo que significa que libera calor. La naturaleza exotérmica no solo impulsa la reacción, sino que también ayuda a mantener la temperatura necesaria para que la reacción continúe de manera eficiente.
● Síntesis alternativas de cloruro de cobre II
Además de la cloración directa, hay varios métodos alternativos para sintetizar el cloruro de cobre (II). Estos métodos a menudo implican el uso de hidróxidos de cobre, óxidos o carbonatos, que reaccionan con ácido clorhídrico.
● Usar bases de cobre
Las bases de cobre como el carbonato de hidróxido de cobre (II) y cobre (II) pueden reaccionar con ácido clorhídrico para formar cobre (ii) cloruro y agua:
\ [\ 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 \]
● Métodos electroquímicos
La electrólisis del cloruro de sodio acuoso con electrodos de cobre también puede producir cloruro de cobre (II). En este método, se pasa una corriente eléctrica a través de la solución, lo que hace que el cobre oxida y forme iones de cobre que luego reaccionan con iones de cloruro para formar cucl₂. Sin embargo, este método se usa menos comúnmente debido a la emisión de gas cloro y la disponibilidad práctica de procesos cloralkali más eficientes.
● Técnicas de purificación
Una vez sintetizado, la solución de cloruro de cobre (II) debe purificarse. La cristalización es una de las técnicas más comunes utilizadas para este propósito.
● Métodos de cristalización
Para purificar el cloruro de cobre (II), la solución a menudo se mezcla con ácido clorhídrico diluido caliente y luego se enfría en un baño de hielo de cloruro de calcio (CaCl₂). Esto da como resultado la formación de cristales azules de dihidrato de cloruro de cloruro cúprico.
● Papel del ácido clorhídrico y los baños de enfriamiento
El ácido clorhídrico estabiliza el cloruro de cobre (II) en solución, evitando la hidrólisis prematura. El baño de enfriamiento ayuda en la rápida cristalización del cloruro de cobre (II), asegurando una alta pureza.
● Reacciones químicas que involucran cloruro de cobre II
El cloruro de cobre (II) es un químico versátil que participa en diversas reacciones, incluidas las reacciones redox, la hidrólisis y la formación de complejos de coordinación.
● Reacciones redox y complejos de coordinación
El cloruro de cobre (II) actúa como un oxidante suave y es propenso a la coordinación con otros iones y moléculas. Por ejemplo, puede formar iones complejos como \ ([CUCL3]^{-} \) y \ ([CUCL4]^{2 -} \) cuando reacciona con ácido clorhídrico u otras fuentes de cloruro.
● Hidrólisis y descomposición
El cobre (ii) el cloruro puede sufrir hidrólisis cuando se trata con una base, precipitando como cobre (ii) hidróxido:
\ [\ text {CUCL} _2 + 2 \ text {NaOH} → \ text {cu (OH)} _ 2 + 2 \ text {NaCl} \]
También se descompone alrededor de 400 ° C para formar cobre (i) gas cloruro y cloro, descomponiendo completamente cerca de 1,000 ° C.
● Aplicaciones industriales
Las aplicaciones de cobre (ii) del cloruro son extensas y variadas, con uso primario en la catálisis industrial.
● Catalizador en el proceso de Wacker
Una de las principales aplicaciones industriales del cloruro de cobre (II) está en el proceso de Wacker como un catalizador de CO - con cloruro de paladio (II). Este proceso convierte el eteno en acetaldehído:
\ [\ text {c} _2 \ text {h} _4 + \ text {pdcl} _2 + \ text {h} _2 \ text {o} → \ text {ch} _3 \ text {cho} + \ text {pd} + 2 \ text {hcl} \]
El cloruro de cobre (ii) ayuda a regenerar cloruro de paladio (II), manteniendo así el ciclo catalítico.
● Síntesis de compuestos orgánicos
El cloruro de cobre (II) se usa para clorar hidrocarburos aromáticos y la posición alfa de los compuestos de carbonilo. También oxida fenoles a quinonas o productos acoplados, que son intermedios cruciales en las síntesis orgánicas.
● Usos de nicho y especializados
Además de los usos industriales amplios, el cloruro de cobre (II) encuentra aplicaciones en campos especializados.
● Agentes de pirotecnia y colorante
El cloruro de cobre (II) se usa en pirotecnia para producir colores de llama azul y verde. Esta propiedad lo convierte en un compuesto solicitado en la industria de los fuegos artificiales.
● Indicadores de humedad y otras aplicaciones
Cobalt - Las tarjetas indicadoras de humedad libre que usan cloruro de cobre (II) están disponibles en el mercado. Estos indicadores cambian de color según los niveles de humedad. El compuesto también se usa como mordante en la industria textil, un conservante de madera y un limpiador de agua.
● Consideraciones de salud y seguridad
El cloruro de cobre (ii) es una sustancia tóxica y debe manejarse con cuidado. El límite permitido de los iones de cobre acuoso en el agua potable establecida por la EPA de los EE. UU. Es de 1.3 ppm. La exposición a altas concentraciones puede conducir a problemas de salud graves, incluidos los trastornos del SNC y la hemólisis.
● Toxicidad y límites de exposición permitidos
La exposición al cloruro de cobre (II) puede provocar dolor de cabeza, diarrea, caída de presión arterial y fiebre. La exposición a largo plazo puede conducir a problemas de salud crónicos, enfatizando la necesidad de una estricta adherencia a las pautas de seguridad.
● Impacto ambiental y regulaciones
El cloruro de cobre (ii) también es una preocupación ambiental, particularmente para los microbios de agua y suelo. Inhibe la actividad de las bacterias desnitrificantes, afectando así la fertilidad del suelo y el equilibrio del ecosistema.
● Conclusión y direcciones futuras
Para resumir, el cloruro de cobre (II) se puede obtener a través de varios métodos, incluida la cloración directa de cobre, reacciones con bases de cobre y métodos electroquímicos. El compuesto tiene amplios usos industriales, particularmente como catalizador, y aplicaciones de nicho en indicadores de pirotecnia e humedad. Sin embargo, es crucial manejarlo con cuidado debido a su toxicidad e impacto ambiental. Los avances futuros pueden centrarse en métodos de producción más sostenibles y aplicaciones más amplias en entornos industriales y de investigación.
Acerca deHongyuan Nuevos materiales
Hangzhou Hongyuan New Materials Co., Ltd. (Hangzhou Fuyang Hongyuan Renewable Resources Co., Ltd.) se estableció en diciembre de 2012 y adquirió Hangzhou Haoteng Technology Co., Ltd. En diciembre de 2018. Ubicada en la zona económica de desarrollo económico y tecnológico de Fuyang. Desarrollo, producción y ventas de polvo de metal y productos de sal de cobre. Con una inversión de 350 millones de yuanes y un área vegetal de 50,000 metros cuadrados, la compañía opera múltiples líneas de producción y tiene una capacidad integral anual de 35,000 toneladas.
Tiempo de publicación: 2024 - 10 - 14 10:15:05