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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 de color verde 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]

HgCl 2 + 2 Cu → 2 CuCl + Hg

En 1799, JL Proust caracterizó los dos cloruros de cobre diferentes. Preparó CuCl calentando CuCl 2 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 lavándolo con agua. [8]

Antiguamente se utilizaba una solución ácida de CuCl para analizar el contenido de monóxido de carbono en gases, por ejemplo en el aparato de gas de Hempel, donde el CuCl absorbe el monóxido de carbono. [9] Esta aplicación fue importante durante el siglo 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]

2 Cu + Cl 2 → 2 CuCl

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]

2 CuCl 2 + SO 2 + 2 H 2 O → 2 CuCl + H 2 SO 4 + 2 HCl
2 CuCl 2 + C 6 H 8 O 6 → 2CuCl + 2HCl + C 6 H 6 O 6

Se pueden utilizar muchos otros agentes reductores. [12]

Propiedades

El cloruro de cobre (I) tiene la estructura cristalina cúbica de zincblenda en condiciones ambientales. Al calentar a 408 °C la estructura cambia a hexagonal. Varias otras formas cristalinas de CuCl aparecen a altas presiones (varios GPa). [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(C 6 H 5 ) 3 → 1/4 {CuCl[P(C 6 H 5 ) 3 ]} 4
CuCl + 2 P(C 6 H 5 ) 3 → CuCl[P(C 6 H 5 ) 3 )] 2
CuCl + 3 P(C 6 H 5 ) 3 → CuCl[P(C 6 H 5 ) 3 )] 3

CuCl también forma complejos con haluros . Por ejemplo, se forma H 3 O + CuCl 2 − 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 alqueno de CuCl se pueden preparar mediante la reducción de CuCl 2 con dióxido de azufre en presencia del alqueno en una solución alcohólica . Los complejos con dienos como el 1,5-ciclooctadieno son particularmente estables: [16]

Estructura del complejo DQO de CuCl.

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

2 CuCl → Cu + CuCl 2

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

Usos

El uso principal del cloruro de cobre (I) es como precursor del fungicida oxicloruro de cobre . Para este propósito, se genera cloruro de cobre (I) acuoso mediante comproporción y luego se oxida con aire: [12]

Cu + CuCl 2 → 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 analizó 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 arendiazonio con CuCl conduce a un cloruro de arilo. Por ejemplo: [21] [22]

(Ejemplo de reacción de Sandmeyer usando CuCl)

La reacción tiene un amplio alcance y suele dar 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] y condujo al desarrollo de reactivos organocupratos que se utilizan ampliamente hoy en día en 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, CuCl reacciona con metil litio (CH 3 Li) para formar " reactivos de Gilman " como (CH 3 ) 2 CuLi, que encuentran uso en síntesis orgánica . Los reactivos de Grignard forman compuestos organocobre similares. Aunque ahora se utilizan con mayor frecuencia otros compuestos de cobre(I), como el yoduro de cobre(I), para este tipo de reacciones, en algunos casos todavía se recomienda el cloruro de cobre(I): [25]

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

Usos especializados

El CuCl se utiliza como catalizador en la polimerización por radicales por transferencia de átomos (ATRP). También se utiliza en pirotecnia como colorante azul/verde. En una prueba de llama , los cloruros de cobre, como todos los compuestos de cobre, emiten un color verde azulado. [26]

ocurrencia natural

La forma natural de CuCl es el raro mineral nantokita. [27] [28]

Ver también

Cloruro de cobre (II)

Referencias

  1. ^ abcdef Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Ratón, FL: CRC Press . pag. 4.61. ISBN 1-4398-5511-0.
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  3. ^ Haynes, William M., ed. (2011). Manual CRC de Química y Física (92ª ed.). Boca Ratón, FL: CRC Press . pag. 4.132. ISBN 1-4398-5511-0.
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enlaces externos

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