Inleiding tot koper (II) chloride
Koper (II) chloride, ook bekend als cupric chloride, is een anorganische verbinding met de formule CUCL₂. Het bestaat in twee vormen: de geelachtige - bruine watervrije vorm en de blauwe - groene dihydraatvorm (Cucl₂ · 2h₂o). Beide vormen treden op natuurlijke wijze op, hoewel zelden, zoals de mineralen tolbachiet en eriochalciet, respectievelijk. In industriële omgevingen wordt koper (II) chloride veel gebruikt als een Co - katalysator in verschillende chemische reacties, vooral in het wacker -proces voor het produceren van acetaldehyde uit ethyleen.
● Grondstoffen voor koper II -chlorideproductie
Om koper (II) chloride te produceren, zijn verschillende grondstoffen nodig. De primaire bronnen van koper omvatten metalen koper, koperoxiden en koperen zouten zoals koper (II) carbonaat. Chloorgas (CL₂) en zoutzuur (HCL) worden ook uitgebreid gebruikt in het productieproces.
● Koperbronnen
Koper kan worden afkomstig van verschillende verbindingen zoals metallic koper, koperhydroxide (Cu (OH) ₂) en kopercarbonaat (CUCO₃). Deze verbindingen reageren gemakkelijk met zoutzuur om de gewenste te producerenCupric chloride dihydraat(CUCL₂ · 2H₂O).
● Chloor en andere chemicaliën
Chloorgas is een vitale reactant bij de bereiding van koper (II) chloride. Het wordt gebruikt voor de directe chlorering van koper. Zuurzuur is een andere essentiële chemische stof die wordt gebruikt bij alternatieve synthesemethoden, vooral bij het omgaan met koperoxiden of carbonaten.
● Chloreringsproces
De primaire industriële methode voor het produceren van koper (II) chloride omvat de chlorering van koper. Dit proces treedt op bij verhoogde temperaturen waar koper direct reageert met chloorgas, wat resulteert in de vorming van koper (II) chloride. De reactie is zeer exotherme en brengt een aanzienlijke hoeveelheid warmte vrij.
● Hoog - Temperatuurreactie met koper
Om dit proces te starten, wordt koper verwarmd tot een rode - hete temperatuur variërend van 300 - 400 ° C. Bij deze temperatuur reageert koper met chloorgas om gesmolten koper (II) chloride te vormen. De reactie verloopt als volgt:
\ [\ text {cu (s) + cl} _2 \ text {(g) → cucl} _2 \ text {(l)} \]
● Exotherme aard van het proces
Deze reactie is exotherme, wat betekent dat het warmte vrijgeeft. De exotherme aard drijft niet alleen de reactie naar voren, maar helpt ook bij het handhaven van de temperatuur die nodig is om de reactie efficiënt te verlopen.
● Alternatieve syntheses van koper II -chloride
Afgezien van directe chlorering, zijn er verschillende alternatieve methoden om koper (II) chloride te synthetiseren. Deze methoden omvatten vaak het gebruik van koperhydroxiden, oxiden of carbonaten, die reageren met zoutzuur.
● Gebruik van koperen bases
Koperbasen zoals koper (II) hydroxide en koper (II) carbonaat kunnen reageren met zoutzuur om koper (II) chloride en water te vormen:
\ [\ 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 \]
● Elektrochemische methoden
Elektrolyse van waterig natriumchloride met behulp van koperelektroden kan ook koper (II) chloride produceren. In deze methode wordt een elektrische stroom door de oplossing geleid, waardoor koper oxideert en koperionen vormt die vervolgens reageren met chloride -ionen om CUCL₂ te vormen. Deze methode wordt echter minder vaak gebruikt vanwege de emissie van chloorgas en de praktische beschikbaarheid van efficiëntere chlooralkali -processen.
● Zuiveringstechnieken
Eenmaal gesynthetiseerd, moet de koper (II) chloride -oplossing worden gezuiverd. Kristallisatie is een van de meest voorkomende technieken die voor dit doel worden gebruikt.
● Kristallisatiemethoden
Om koper (II) chloride te zuiveren, wordt de oplossing vaak gemengd met heet verdunde zoutzuur en vervolgens gekoeld in een calciumchloride (CaCl₂) ijsbad. Dit resulteert in de vorming van blauwe - groene kristallen van cupric chloride -dihydraat.
● Rol van zoutzuur en koelbaden
Het zoutzuur stabiliseert het koper (II) chloride in oplossing, waardoor voortijdige hydrolyse wordt voorkomen. Het koelbad helpt bij de snelle kristallisatie van koper (II) chloride, waardoor een hoge zuiverheid zorgt.
● Chemische reacties met betrekking tot koper II -chloride
Koper (II) chloride is een veelzijdige chemische stof die deelneemt aan verschillende reacties, waaronder redoxreacties, hydrolyse en de vorming van coördinatiecomplexen.
● Redox -reacties en coördinatiecomplexen
Koper (II) chloride werkt als een mild oxidatiemiddel en is vatbaar voor coördinatie met andere ionen en moleculen. Het kan bijvoorbeeld complexe ionen vormen zoals \ ([CUCL3]^{-} \) en \ ([CUCL4]^{2 -} \) wanneer gereageerd met zoutzuur of andere chloride -bronnen.
● Hydrolyse en ontleding
Koper (II) chloride kan hydrolyse ondergaan bij behandeling met een basis, neerslaat als koper (II) hydroxide:
\ [\ text {cucl} _2 + 2 \ text {naoH} → \ text {cu (oh)} _ 2 + 2 \ text {NaCl} \]
Het ontleedt ook ongeveer 400 ° C om koper (I) chloride en chloorgas te vormen, volledig ontleedend nabij 1.000 ° C.
● Industriële toepassingen
De toepassingen van koper (II) chloride zijn uitgebreid en gevarieerd, met primair gebruik in industriële katalyse.
● Katalysator in het Wacker -proces
Een van de belangrijkste industriële toepassingen van koper (II) chloride is in het wacker -proces als een co - katalysator met palladium (II) chloride. Dit proces converteert Ethene naar acetaldehyde:
\ [\ text {c} _2 \ text {h} _4 + \ text {pdcl} _2 + \ text {h} _2 \ text {o} → \ text {ch} _3 \ text {cho} + \ text {pd} + 2 \ text \ text {hcl} \]
Koper (II) chloride helpt palladium (II) chloride te regenereren, waardoor de katalytische cyclus wordt gehandhaafd.
● Synthese van organische verbindingen
Koper (II) chloride wordt gebruikt om aromatische koolwaterstoffen en de alfabositie van carbonylverbindingen te chloreren. Het oxideert ook fenolen tot chinonen of gekoppelde producten, die cruciale tussenproducten zijn in organische syntheses.
● Niche en gespecialiseerd gebruik
Naast breed industrieel gebruik vindt koper (II) chloride toepassingen in gespecialiseerde velden.
● Pyrotechniek en kleurstoffen
Koper (II) chloride wordt gebruikt in pyrotechniek om blauwe en groene vlamkleuren te produceren. Deze woning maakt het een gezochte - na compound in de vuurwerkindustrie.
● Vochtige indicatoren en andere toepassingen
Cobalt - Gratis vochtige indicatiekaarten met koper (II) chloride zijn beschikbaar op de markt. Deze indicatoren veranderen van kleur op basis van vochtigheidsniveaus. De verbinding wordt ook gebruikt als een bijtend in de textielindustrie, een houtconserveermiddel en een waterreiniger.
● Overwegingen van gezondheid en veiligheid
Koper (II) chloride is een giftige stof en moet met zorg worden behandeld. De toelaatbare limiet van waterige koperionen in drinkwater dat door de Amerikaanse EPA is ingesteld, is 1,3 ppm. Blootstelling aan hoge concentraties kan leiden tot ernstige gezondheidsproblemen, waaronder CNS -aandoeningen en hemolyse.
● Toxiciteit en toegestane blootstellingslimieten
Blootstelling aan koper (II) chloride kan leiden tot hoofdpijn, diarree, bloeddrukdaling en koorts. Lange blootstelling aan termijn kan leiden tot chronische gezondheidsproblemen, met nadruk op de noodzaak van strikte naleving van veiligheidsrichtlijnen.
● Milieu -impact en voorschriften
Koper (II) chloride is ook een zorg voor het milieu, met name voor water- en bodemmicroben. Het remt de activiteit van denitrificerende bacteriën, waardoor de bodemvruchtbaarheid en het ecosysteembalans worden beïnvloed.
● Conclusie en toekomstige richtingen
Samenvattend kan koper (II) chloride worden verkregen via verschillende methoden, waaronder directe chlorering van koper, reacties met koperen basen en elektrochemische methoden. De verbinding heeft uitgebreid industrieel gebruik, met name als katalysator en nichetoepassingen in pyrotechnics en vochtige indicatoren. Het is echter cruciaal om het met zorg om te gaan vanwege de toxiciteit en de impact van het milieu. Toekomstige vooruitgang kan zich richten op duurzamere productiemethoden en bredere toepassingen in industriële en onderzoeksomgevingen.
OverHongyuan nieuwe materialen
Hangzhou Hongyuan New Materials Co., Ltd. (Hangzhou Fuyang Hongyuan Renewable Resources Co., Ltd.) was established in December 2012 and acquired Hangzhou Haoteng Technology Co., Ltd. in December 2018. Located in Xindeng New Area, Fuyang Economic and Technological Development Zone, Hangzhou City, Zhejiang Province, Hongyuan New Materials specializes in the Onderzoek, ontwikkeling, productie en verkoop van metaalpoeder en koperzoutproducten. Met een investering van 350 miljoen yuan en een plantengebied van 50.000 vierkante meter, heeft het bedrijf meerdere productielijnen en heeft het een jaarlijkse uitgebreide capaciteit van 35.000 ton.
Posttijd: 2024 - 10 - 14 10:15:05