El nitrato de cobre (II) describe cualquier miembro de la familia de compuestos inorgánicos con la fórmula Cu ( NO 3 ) 2 (H 2 O) x . Los hidratos son sólidos azules . El nitrato de cobre anhidro forma cristales de color azul verdoso y se sublima en el vacío a 150-200 °C. [5] [6] Los hidratos comunes son el hemipentahidrato y el trihidrato.
El nitrato de cobre hidratado se prepara tratando cobre metálico o su óxido con ácido nítrico : [7]
Las mismas sales se pueden preparar tratando cobre metálico con una solución acuosa de nitrato de plata . Esa reacción ilustra la capacidad del cobre metálico para reducir los iones de plata.
En solución acuosa, los hidratos existen como el complejo acuático [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ . Estos complejos son muy lábiles y están sujetos a un rápido intercambio de ligandos debido a la configuración electrónica d 9 del cobre (II).
El intento de deshidratación de cualquiera de los nitratos de cobre (II) hidratados mediante calentamiento produce los óxidos, no Cu(NO 3 ) 2 . [6] A 80 °C los hidratos se convierten en "nitrato de cobre básico", Cu 2 (NO 3 )(OH) 3 , que se convierte en CuO a 180 °C. [7] Aprovechando esta reactividad, el nitrato de cobre se puede utilizar para generar ácido nítrico calentándolo hasta su descomposición y pasando los vapores directamente al agua. Este método es similar al último paso del proceso de Ostwald . Las ecuaciones son las siguientes:
El tratamiento de soluciones de nitrato de cobre (II) con trifenilfosfina , trifenilarsina y trifenilstibina da los correspondientes complejos de cobre (I) [Cu(EPh 3 ) 3 ]NO 3 (E = P, As, Sb; Ph = C 6 H 5 ). El ligando del grupo V se oxida al óxido. [8]
El Cu(NO 3 ) 2 anhidro es uno de los pocos nitratos de metales de transición anhidros. [9] No puede prepararse mediante reacciones que contengan o produzcan agua. En cambio, se forma Cu(NO 3 ) 2 anhidro cuando el cobre metálico se trata con tetróxido de dinitrógeno : [6]
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Se conocen dos polimorfos de nitrato de cobre (II) anhidro, α y β. [6] Ambos polimorfos son redes de polímeros de coordinación tridimensionales con cadenas infinitas de centros de cobre (II) y grupos nitrato. La forma α tiene solo un entorno de Cu, con coordinación [4+1], [1] pero la forma β tiene dos centros de cobre diferentes, uno con [4+1] y otro que es cuadrado plano. [2]
El solvato de nitrometano también presenta "coordinación [4+1]", con cuatro enlaces cortos Cu-O de aproximadamente 200 pm y un enlace más largo de 240 pm. [10]
Calentar nitrato de cobre (II) anhidro sólido al vacío a 150-200 °C conduce a la sublimación y al " craqueo " para dar un vapor de moléculas de nitrato de cobre (II) monomérico. [6] [11] En la fase de vapor, la molécula presenta dos ligandos de nitrato bidentados. [12]
Se han reportado cinco hidratos : el monohidrato ( Cu(NO 3 ) 2 ·2H 2 O ), [2] el sesquihidrato ( Cu(NO 3 ) 2 ·1.5H 2 O ), [13] el hemipentahidrato ( Cu(NO 3 ) ) 2 ·2,5H 2 O ), [14] un trihidrato ( Cu(NO 3 ) 2 ·3H 2 O ), [15] y un hexahidrato ( [Cu(OH 2 ) 6 ](NO 3 ) 2 . [16 ] La estructura cristalina del hexahidrato parecía mostrar seis distancias Cu-O casi iguales, sin revelar el efecto habitual de una distorsión de Jahn-Teller que por lo demás es característica de los complejos octaédricos de Cu (II). enlace de hidrógeno que limita la elasticidad de los enlaces Cu-O, pero probablemente se deba a que el níquel se identificó erróneamente como cobre en el refinamiento.
El nitrato de cobre (II) encuentra una variedad de aplicaciones, siendo la principal su conversión en óxido de cobre (II) , que se utiliza como catalizador para una variedad de procesos en química orgánica . Sus soluciones se utilizan en textiles y agentes de pulido para otros metales. Los nitratos de cobre se encuentran en algunos productos pirotécnicos . [7] A menudo se utiliza en laboratorios escolares para demostrar reacciones químicas de células voltaicas . Es un componente de algunos esmaltes cerámicos y pátinas metálicas.
El nitrato de cobre, en combinación con anhídrido acético , es un reactivo eficaz para la nitración de compuestos aromáticos , conocida como nitración de Menke . [17] El nitrato de cobre hidratado adsorbido sobre arcilla produce un reactivo llamado "Claycop". La arcilla de color azul resultante se utiliza como suspensión, por ejemplo para la oxidación de tioles a disulfuros . Claycop también se utiliza para convertir ditioacetales en carbonilos. [18] Un reactivo relacionado basado en montmorillonita ha demostrado ser útil para la nitración de compuestos aromáticos. [19]
El nitrato de cobre (II) también se puede utilizar para la electroobtención de cobre a pequeña escala con amoníaco (NH 3 ) como subproducto. [20]
No se conoce ningún mineral de fórmula ideal de Cu(NO 3 ) , ni sus hidratos. La likasita, Cu 3 (NO 3 ) (OH) 5 ·2H 2 O y la buttgenbachita, Cu 19 (NO 3 ) 2 (OH) 32 Cl 4 ·2H 2 O son minerales relacionados. [21] [22]
Los nitratos de cobre básicos naturales incluyen los minerales raros gerhardtita y rouaita, ambos polimorfos de Cu 2 (NO 3 )(OH) 3 . [23] [24] [25] Una sal natural mucho más compleja, básica, hidratada y que contiene cloruro es la buttgenbachita. [22] [25]
