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Cloruro de cobre (I)

Espectro de absorción IR del cloruro de cobre (I)

El cloruro de cobre (I) , comúnmente llamado cloruro cuproso , es el cloruro inferior del cobre , con la fórmula CuCl. La sustancia es un sólido blanco poco soluble en agua, pero muy soluble en ácido clorhídrico concentrado . Las muestras impuras aparecen verdes debido a la presencia de cloruro de cobre (II) (CuCl 2 ).

Historia

El cloruro de cobre (I) fue preparado por primera vez por Robert Boyle a mediados del siglo XVII a partir de cloruro de mercurio (II) ("sublimado veneciano") y cobre metálico: [7]

HgCl2 + 2 Cu → 2 CuCl + Hg

En 1799, J. L. Proust caracterizó los dos cloruros de cobre diferentes. Preparó CuCl calentándolo al rojo vivo en ausencia de aire, lo que hizo que perdiera la mitad de su cloro combinado y luego eliminó el CuCl 2 residual mediante un lavado con agua. [8]

Anteriormente se utilizaba una solución ácida de CuCl para analizar el contenido de monóxido de carbono en los gases, por ejemplo, en el aparato de gas de Hempel, donde el CuCl absorbe el monóxido de carbono. [9] Esta aplicación fue significativa durante los siglos XIX y principios del XX, cuando el gas de carbón se utilizaba ampliamente para calefacción e iluminación. [10]

Síntesis

El cloruro de cobre (I) se produce industrialmente mediante la combinación directa de cobre metálico y cloro a 450–900 °C: [11] [12]

2Cu+Cl2 → 2CuCl

El cloruro de cobre (I) también se puede preparar reduciendo el cloruro de cobre (II) con dióxido de azufre o con ácido ascórbico ( vitamina C ) que actúa como azúcar reductor : [13] [14]

2CuCl2 + SO2 + 2 H2O → 2CuCl + H2SO4 + 2 HCl
2CuCl2 + C6H8O6 → 2CuCl + 2HCl + C6H6O6​​​​​

Se pueden utilizar muchos otros agentes reductores. [12]

Propiedades

El cloruro de cobre (I) tiene la estructura cristalina de blenda de cinc cúbica en condiciones ambientales. Al calentarlo a 408 °C, la estructura cambia a hexagonal. A altas presiones (varios GPa) aparecen otras formas cristalinas de CuCl. [5]

El cloruro de cobre (I) es un ácido de Lewis . Se clasifica como blando según el concepto ácido-base duro-blando . Así, forma una serie de complejos con bases de Lewis blandas como la trifenilfosfina :

CuCl + 1 P(C6H5 ) 3 → 1/4 {CuCl[ P ( C6H5 ) 3 ] } 4
CuCl+2P(C6H5 ) 3 → CuCl [ P ( C6H5 ) 3 ) ] 2
CuCl+3P(C6H5 ) 3 → CuCl [ P ( C6H5 ) 3 ) ] 3

El CuCl también forma complejos con haluros . Por ejemplo, H 3 O + CuCl 2 − se forma en ácido clorhídrico concentrado . [15] El cloruro es desplazado por CN − y S 2 O 3 2− . [12]

Las soluciones de CuCl en HCl absorben monóxido de carbono para formar complejos incoloros como el dímero con puente de cloruro [CuCl(CO)] 2 . Las mismas soluciones de ácido clorhídrico también reaccionan con gas acetileno para formar [CuCl(C 2 H 2 )]. Las soluciones amoniacales de CuCl reaccionan con acetilenos para formar el explosivo acetiluro de cobre (I) , Cu 2 C 2 . Los complejos de alquenos de CuCl se pueden preparar por reducción de CuCl 2 con dióxido de azufre en presencia del alqueno en solución de alcohol . Los complejos con dienos como el 1,5-ciclooctadieno son particularmente estables: [16]

Estructura del complejo COD de CuCl

Al entrar en contacto con el agua , el cloruro de cobre (I) sufre una desproporción lenta : [17]

2CuCl → Cu + CuCl2

En parte por esta razón, las muestras en el aire adquieren una coloración verde. [18]

Usos

El cloruro de cobre (I) se utiliza principalmente como precursor del fungicida oxicloruro de cobre . Para ello, se genera cloruro de cobre (I) acuoso mediante la dosificación y luego se oxida con aire: [12]

Cu + CuCl2 → 2 CuCl
4 CuCl + O 2 + 2 H 2 O → Cu 3 Cl 2 (OH) 4 + CuCl 2

El cloruro de cobre (I) cataliza una variedad de reacciones orgánicas , como se mencionó anteriormente. Su afinidad por el monóxido de carbono en presencia de cloruro de aluminio se aprovecha en el proceso COPure SM . [19]

En síntesis orgánica

El CuCl se utiliza como cocatalizador con monóxido de carbono , cloruro de aluminio y cloruro de hidrógeno en la reacción de Gatterman-Koch para formar benzaldehídos. [20]

En la reacción de Sandmeyer , el tratamiento de una sal de arenodiazonio con CuCl produce un cloruro de arilo. Por ejemplo: [21] [22]

(Ejemplo de reacción de Sandmeyer utilizando CuCl)

La reacción tiene un amplio alcance y generalmente da buenos rendimientos. [22]

Los primeros investigadores observaron que los haluros de cobre (I) catalizan la adición 1,4 de reactivos de Grignard a cetonas alfa,beta-insaturadas [23], lo que condujo al desarrollo de reactivos de organocuprato que se utilizan ampliamente hoy en día en la síntesis orgánica : [24]

(Adición de RMgX a C=CC=O mediada por CuCl)

Este hallazgo condujo al desarrollo de la química del organocobre . Por ejemplo, el CuCl reacciona con metil-litio (CH3Li ) para formar " reactivos de Gilman ", como (CH3 ) 2CuLi , que se utilizan en la síntesis orgánica . Los reactivos de Grignard forman compuestos de organocobre similares. Aunque ahora se utilizan con más frecuencia otros compuestos de cobre(I), como el yoduro de cobre(I) , para este tipo de reacciones, el cloruro de cobre(I) todavía se recomienda en algunos casos: [25]

(Alquilación del éster de sorbato en la posición 4 mediada por CuCl)

El cloruro cuproso también cataliza la dimerización del acetileno a vinilacetileno , antaño utilizado como precursor de diversos polímeros como el neopreno . [26]

Usos de nicho

El CuCl se utiliza como catalizador en la polimerización radical por transferencia de átomos (ATRP). También se utiliza en pirotecnia como agente colorante azul/verde. En una prueba de llama , los cloruros de cobre, como todos los compuestos de cobre, emiten un color verde-azulado. [27]

Ocurrencia natural

La forma natural de CuCl es el raro mineral nantokita. [28] [29]

Véase también

Cloruro de cobre (II)

Referencias

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Enlaces externos

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