硝酸銅
化合物
硝酸銅是銅(II)的硝酸鹽，化學式為Cu(NO3)2。無水物和水合物都是藍色晶體，但性質有很大不同。水合硝酸銅常用於在學校中演示原電池反應。
| 硝酸銅 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Copper(II) nitrate | |
| 別名 | 硝酸銅(II) |
| 識別 | |
| CAS號 | 3251-23-8  10031-43-3（三水） 13478-38-1（六水） 19004-19-4（2.5水）
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| PubChem | 18616 |
| ChemSpider | 17582 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYAG |
| ChEBI | 78036 |
| RTECS | GL7875000 |
| 性質 | |
| 化學式 | Cu(NO3)2 |
| 莫耳質量 | (無水) 187.57 g/mol (三水) 241.60 g/mol (2.5水) 232.59 g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 藍色晶體 |
| 密度 | 2.32 g/cm3 (三水) |
| 熔點 | 114.5 °C (三水) 210 °C 升華 (無水) |
| 沸點 | 170 °C 分解 |
| 溶解性（水） | 138 g/100 mL (0 °C) (三水) |
| 危險性 | |
| 警示術語 | R：R22, R36/37/38, R48/20/21/22, R66 |
| MSDS | Cu(NO3)2.3H2O |
| 主要危害 | 無毒，刺激性 |
| NFPA 704 |
 0
1
0
OX
|
| 相關物質 | |
| 相關化學品 | 硫酸銅，氯化銅 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
性質
水合硝酸銅與無水硝酸銅性質有很大差異。
無水物
亮藍色的無水硝酸銅（Cu(NO3)2）是一種易揮發的固體，在真空中升華。氣態時，Cu(NO3)2單體為平面正方結構，每個Cu原子與四個氧原子相連，冷凝時則發生聚合。[1]
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水合物
含2.5個結晶水的Cu(NO3)2(H2O)2.5中，中心銅被水分子和硝酸根包圍，為八面體配位。[1]
可通過熱分解硝酸銅並將產生的氣體導入水中來製取硝酸。該方法與奧斯瓦法最後一步類似。
- 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
- 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
浸過硝酸銅的薄木條在火焰下發出翡翠綠色的光，加入硝酸鎂則會產生橙綠色。
合成
含水的Cu(NO3)2加熱會水解生成鹼式鹽，進一步加熱分解為氧化銅，因此無法通過加熱水合物來製取無水硝酸銅。
- Cu + 2N2O4 → Cu(NO3)2 + 2NO
硝酸銅也可由銅與硝酸銀溶液發生置換反應得到。
有機合成中的應用
硝酸銅與乙酸酐的混合物（Menke condition）以發現的荷蘭化學家命名，是有機合成中有用的硝化劑，用於芳香化合物的硝化。[4]
硝酸銅承載到黏土（蒙脫土）上後，稱為粘土銅試劑（Claycop），可用於氧化硫醇至二硫化物，轉化縮硫醛為羰基化合物，[5]以及硝化芳香化合物，[6]從而避免大量使用混酸造成的環境污染。
參考資料
- ^ 1.0 1.1 Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press (1984). ISBN 0-19-855370-6.
- ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
- ^ Jolly, W. L. "The Synthesis and Characterization of Inorganic Compounds" Prentice Hall, London, 1970
- ^ Menke J.B. Nitration with nitrates. Recueil des Travaux Chimiques des Payes-Bas. 1925, 44: 141.
- ^ Balogh, M. "Copper(II) Nitrate–K10 Bentonite Clay" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289.
- ^ Collet, C.; Delville, A.; Laszlo, P. 「Clays Direct Aromatic Nitration」 Angewandte Chemie International Edition in English, 2003, Volume 29, Issue 5 , Pages 535 - 536. DOI 10.1002/anie.199005351.