TEMBAGA (I) KLORIDA (TIMUN): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2026

The tembaga klorida (I) adalah sebatian organik yang terdiri daripada tembaga (Cu) dan klorin (Cl). Formula kimianya ialah CuCl. Tembaga dalam sebatian ini mempunyai nilai valensi +1 dan klorin -1. Ia adalah pepejal kristal putih yang, apabila terkena udara untuk waktu yang lama, memperoleh warna kehijauan kerana pengoksidaan tembaga (I) ke tembaga (II).

Ia berkelakuan seperti asid Lewis, memerlukan elektron dari sebatian lain yang merupakan asas Lewis, dengan mana ia membentuk kompleks atau bahan tambahan yang stabil. Salah satu sebatian ini adalah karbon monoksida (CO), sehingga kemampuan untuk mengikat antara keduanya digunakan secara industri untuk mengekstrak CO dari aliran gas.

Tembaga yang disucikan (I) klorida (CuCl). Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Ia mempunyai sifat optik yang boleh digunakan dalam semikonduktor pemancar cahaya. Selanjutnya, nanocube CuCl berpotensi besar untuk digunakan dalam peranti untuk menyimpan tenaga dengan cekap.

Ia digunakan dalam seni piroteknik kerana bersentuhan dengan api menghasilkan cahaya biru-hijau.

Struktur

CuCl terdiri daripada ion gelas Cu ⁺ dan anion klorida Cl ^- . Konfigurasi elektron ion Cu ⁺ adalah:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ⁰

dan kerana tembaga kehilangan elektron dari cangkang 4s. Ion klorida mempunyai konfigurasi:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶

Dapat dilihat bahawa kedua-dua ion tersebut mempunyai cengkerang elektronik yang lengkap.

Sebatian ini mengkristal dengan simetri padu. Gambar di bawah menunjukkan susunan atom dalam unit kristal. Sfera merah jambu sesuai dengan tembaga dan sfera hijau ke klorin.

Struktur CuCl. Pengarang: Benjah-bmm27. Sumber: Wikimedia Commons.

Tatanama

• Kuprum (I) klorida
• Klorida gelas
• Monoklorida tembaga

Hartanah

Keadaan fizikal

Pepejal kristal putih yang bersentuhan dengan udara berpanjangan mengoksidakan dan bertukar menjadi hijau.

Berat molekul

98.99 g / mol

Takat lebur

430 ºC

Takat didih

Lebih kurang 1400 ºC.

Ketumpatan

4.137 g / cm ³

Keterlarutan

Hampir tidak larut dalam air: 0,0047 g / 100 g air pada suhu 20 ° C. Tidak larut dalam etanol (C ₂ H ₅ OH) dan aseton (CH ₃ (C = O) CH ₃ ).

Sifat kimia

Ia tidak stabil di udara kerana Cu ⁺ cenderung mengoksidasi kepada Cu ²⁺ . Dari masa ke masa, terbentuk cupric oxide (CuO), cuprous hydroxide (CuOH) atau oxychloride kompleks dan garam bertukar menjadi hijau.

Tembaga (I) klorida yang telah terdedah kepada persekitaran dan sebahagiannya teroksida. Mungkin mengandungi CuO, CuOH, dan sebatian lain. Benjah-bmm27 / Domain awam. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam larutan berair ia juga tidak stabil kerana reaksi pengoksidaan dan pengurangan berlaku secara serentak, membentuk ion tembaga logam dan tembaga (II):

CuCl → Cu ⁰ + CuCl ₂

CuCl sebagai asid Lewis

Sebatian ini bertindak secara kimia sebagai asid Lewis, yang bermaksud bahawa ia lapar elektron, sehingga membentuk bahan tambahan yang stabil dengan sebatian yang dapat membekalkannya.

Ia adalah sangat larut dalam asid hidroklorik (HCl), di mana Cl ^- ion bertindak sebagai penderma elektron dan spesies seperti CuCl ₂ ^- , CuCl ₃ ^2- dan Cu ₂ Cl ₄ ^{2- terbentuk} , antara lain.

Ini adalah salah satu spesies yang terbentuk dalam larutan CuCl dalam HCl. Pengarang: Marilú Stea.

Larutan CuCl berair mempunyai keupayaan untuk menyerap karbon monoksida (CO). Penyerapan ini boleh berlaku apabila larutan tersebut berasid, neutral atau dengan ammonia (NH ₃ ).

Dalam penyelesaian tersebut dianggarkan bahawa pelbagai spesies terbentuk seperti Cu (CO) ⁺ , Cu (CO) ₃ ⁺ , Cu (CO) ₄ ⁺ , CuCl (CO) dan ^- , yang bergantung pada medium.

Harta lain

Ia mempunyai ciri elektro-optik, kehilangan optik rendah pada pelbagai spektrum cahaya dari yang boleh dilihat hingga inframerah, indeks biasan rendah dan pemalar dielektrik rendah.

Mendapatkan

Tembaga (I) klorida dapat diperoleh dengan langsung bertindak balas logam tembaga dengan gas klorin pada suhu 450-900 ° C. Tindak balas ini digunakan secara industri.

2 Cu + Cl ₂ → 2 CuCl

Sebatian pengurangan seperti asid askorbik atau sulfur dioksida juga boleh digunakan untuk menukar kuprum (II) klorida menjadi kuprum (I) klorida. Sebagai contoh, dalam kes SO ₂ , ia dioksidakan menjadi asid sulfurik.

2 CuCl ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O → 2 CuCl + H ₂ SO ₄ + 2 HCl

Permohonan

Dalam proses pemulihan CO

Keupayaan larutan CuCl untuk menyerap dan menyerap karbon monoksida digunakan secara industri untuk mendapatkan CO murni.

Sebagai contoh, proses yang disebut COSORB menggunakan klorida tembaga yang stabil dalam bentuk garam kompleks dengan aluminium (CuAlCl ₄ ), yang larut dalam pelarut aromatik seperti toluena.

Penyelesaiannya menyerap CO dari aliran gas untuk memisahkannya dari gas lain seperti CO ₂ , N _2, dan CH ₄ . Larutan kaya monoksida kemudian dipanaskan di bawah tekanan yang berkurang (iaitu, di bawah atmosfera) dan CO diserap. Gas yang dipulihkan dengan cara ini adalah tinggi.

Struktur karbon monoksida di mana elektron yang terdapat pada kompleks dengan CuCl diperhatikan. Pengarang: Benjah-bmm27. Sumber: Wikimedia Commons.

Proses ini memungkinkan untuk mendapatkan CO murni bermula dari gas asli yang direformasi, arang batu gasifikasi atau gas yang berasal dari pengeluaran baja.

Dalam pemangkinan

CuCl digunakan sebagai pemangkin untuk pelbagai reaksi kimia.

Sebagai contoh, tindak balas unsur germanium (Ge) dengan hidrogen klorida (HCl) dan etilena (CH ₂ = CH ₂ ) dapat dilakukan dengan menggunakan sebatian ini. Ia juga digunakan untuk sintesis sebatian silikon organik dan pelbagai turunan sulfur dan nitrogen organik heterosiklik.

Polimer polifenilena eter boleh disintesis menggunakan sistem pemangkin 4-aminopyrine dan CuCl. Polimer ini sangat berguna untuk sifat mekaniknya, penyerapan kelembapan rendah, penebat yang sangat baik dari elektrik dan ketahanan terhadap api.

Dalam mendapatkan sebatian tembaga organik

Sebatian alkenylcuprate dapat dibuat dengan mereaksikan alkena terminal dengan larutan berair CuCl dan ammonia.

Dalam mendapatkan polimer yang terikat pada logam

Tembaga (I) klorida dapat berkoordinasi dengan polimer, membentuk molekul kompleks yang berfungsi sebagai pemangkin dan yang menggabungkan kesederhanaan pemangkin heterogen dengan keteraturan satu yang homogen.

Dalam semikonduktor

Sebatian ini digunakan untuk mendapatkan bahan yang dibentuk oleh γ-CuCl pada silikon, yang memiliki sifat fotoluminesen dengan potensi tinggi untuk digunakan sebagai semikonduktor pemancar foton.

Bahan-bahan ini banyak digunakan dalam diod pemancar cahaya ultraviolet, diod laser, dan pengesan cahaya.

Dalam superkapasitor

Produk ini, yang diperoleh dalam bentuk nanopartikel padu atau nanocubes, memungkinkan pembuatan superkapasitor, kerana ia mempunyai kelajuan pengecasan yang luar biasa, kebolehbalikan tinggi dan kehilangan kapasitans yang kecil.

Supercapacitors adalah alat penyimpanan tenaga yang menonjol kerana ketumpatan daya tinggi, keselamatan dalam operasi, kitaran pengisian dan pelepasan cepat, kestabilan jangka panjang, dan mesra alam.

Nanocube CuCl dapat digunakan dalam aplikasi elektronik dan penyimpanan tenaga. Pengarang: Tide He. Sumber: Pixabay.

Aplikasi lain

Oleh kerana CuCl memancarkan cahaya biru-hijau ketika terkena api, ia digunakan untuk menyiapkan kembang api di mana ia memberikan warna itu semasa pelaksanaan piroteknik.

Warna hijau beberapa bunga api mungkin disebabkan oleh CuCl. Pengarang: Hans Braxmeier. Sumber: Pixabay.

Rujukan

1. Milek, JT dan Neuberger, M. (1972). Klorida Cuprous. Dalam: Bahan Modular Elektrooptik Linear. Springer, Boston, MA. Dipulihkan dari link.springer.com.
2. Lide, DR (penyunting) (2003). Buku Panduan CRC Kimia dan Fizik. CRC Press ^ke- 85 .
3. Sneeden, RPA (1982). Kaedah penyerapan / penyerapan. Dalam Kimia Organometallik Komprehensif. Jilid 8. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
4. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjutan. Edisi Keempat. John Wiley & Anak.
5. Chandrashekhar, VC et al. (2018). Kemajuan Terkini dalam Sintesis Langsung Sebatian Organometallic dan Koordinasi. Dalam Sintesis Langsung Kompleks Logam. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Kyushin, S. (2016). Sintesis Organosilicon untuk Pembinaan Kluster Organosilicon. Dalam Kaedah Yang Efisien untuk Menyiapkan Sebatian Silikon. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
7. Van Koten, G. dan Noltes, JG (1982). Sebatian organocopper. Dalam Kimia Organometallik Komprehensif. Jilid 2. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
8. Danieluk, D. et al. (2009). Sifat optik filem CuCl yang tidak dicabut dan oksigen pada substrat silikon. J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80. Dipulihkan dari link.springer.com.
9. Yin, B. et al. (2014). Nanocubes Cuprous Chloride Tumbuh pada Kerajang Tembaga untuk Elektrod Pseudocapacitor. Nano-Mikro Lett. 6, 340-346 (2014). Dipulihkan dari link.springer.com.
10. Kim, K. et al. (2018). Sistem Pemangkin Amin Ligan / Kuprum (I) Aromatik Amat Berkesan untuk Sintesis Poli (2,6-dimetil-1,4-fenilena eter). Polimer 2018, 10, 350. Dipulihkan dari mdpi.com.
11. Wikipedia (2020). Kuprum (I) klorida. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.