Аммиакаты меди

Аммиакаты – это комплексные соединения, в которых функции лигандов выполняют молекулы аммиака NH3. Более точное название комплексов, содержащих аммиак во внутренней сфере – аммины; однако молекулы NH3 могут находиться не только во внутренней, но и во внешней сфере соединения – аммиаката.

Соли аммония и аммиакаты обычно рассматривают как два близких по составу и многим свойствам вида комплексных соединений, первые — аммиака с кислотами, вторые — аммиака с солями преимущественно тяжелых металлов.

Аммиачные комплексы обычно получают при взаимодействии солей или гидроксидов металлов с аммиаком в водных или неводных растворах, либо обработкой тех же солей в кристаллическом состоянии газообразным аммиаком: Например, аммиачный комплекс меди образуется в результате реакции:

Cu2+ + 4NН3 → [Cu(NH3)4]2+

Химическая связь молекул аммиака с комплексообразователем устанавливается через атом азота, который служит донором неподеленной пары электронов.

Образование амминокомплексов в водных растворах происходит путем последовательного замещения молекул воды во внутренней сфере аквакомплексов на молекулы аммиака:

[Cu(H2O)4]2+ + NH3 . H2O [Cu(H2O)3(NH3)]2+ + 2 H2O;

[Cu(H2O)3(NH3)]2+ + NH3 . H2O [Cu(H2O)2(NH3)2]2+ + 2H2O

Не следует забывать и о взаимодействии аммиака с анионом соли. Реакция образования тетрааммиаката меди из медного купороса и водного раствора аммиака выглядит следующим образом:

CuSO4 + 2NH3 +2H2O = Cu(OH)2 + (NH4)2SO4

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2

Другое название получившегося соединения – реактив Швейцера, в чистом виде – взрывоопасное соединение, часто применяемое как растворитель целлюлозы и в производстве медно-аммиачных волокон.

Самые устойчивые среди аммиачных комплексов:

- [Co(NH3)6]3+ (b6 = 1,6 . 1035),

- [Cu(NH3)4]2+ (b4 = 7,9 . 1012),

- [Zn(NH3)4]2+ (b4 = 4,2 . 109) и некоторые другие.

Аммиакаты разрушаются при любых воздействиях, которые удаляют (при нагревании) или разрушают (действием окислителя) молекулу аммиака, переводят аммиак в кислотной среде в катион аммония (катион аммония не содержит неподеленных пар электронов и поэтому не может выполнять функции лиганда), либо связывают центральный атом комплекса, например, в виде малорастворимого осадка:

[Ni(NH3)6]Cl2 = NiCl2 + 6 NH3(г)

[Cu(NH3)4]SO4 + 6 Br2 = CuSO4 + 12 HBr + 2 N2(г)

[Ni(NH3)6]SO4 + 3 H2SO4 = NiSO4 + 3 (NH4)2SO4

[Cu(NH3)4](OH)2 + Na2S + 4 H2O = CuS↓ + 2 NaOH + 4 NH3 . H2O

Аммиакаты различаются как по составу [Ag(NH3)2]+, [Ni(NH3)4]2+, так и по устойчивости в водных растворах, используются в аналитической химии для обнаружения и разделения ионов металлов.

При нагревании (в зависимости от давления – от 80 до 140 єС) и пониженном давлении аммиакаты меди могут терять аммиак и переходить из формы тетраамиаката к диамиакату.

При более интенсивном химическом разложении нитрат меди может разложиться до воды, азота и меди. В таблице 1 приведены сравнительные характеристики тетраамиаката нитрата меди и нитрата аммония.

Таблица 1: Сравнительные характеристики тетрааммиаката нитрата меди и нитрата аммония

Вещество

Формула

Плот­ность (г/смэ)

Теплота образо-вания (кал /моль)

Уравнение реакции разложения

Теплота реакции разложения

(ккал/моль)

Объем газов (л/кг)

Нитрат аммония

NH4NO3

1,73

87.3

2H2Oпар+N2+1/2O2

28

980

Тетрааммиакат нитрата меди

[Си(NН3)4] (N03)2

1,60

196.2

6H2O+3N2+Cuж

148

790

Значительно большая (в 1.6—1.7 раза, считая на единицу веса) по сравнению с NH4N03 теплота термического разложения тетрааммиаката нитрата меди позволяет предполагать, что в них сравнительно легко могут быть инициированы реакции горе­ния или взрыва. В 1964 г. Преллером (4) были изучены чувствительность и некоторые взрывчатые свойства аммиакатов меди (II),. кобальта (III) и никеля (II). Оказалось, что эти соединения обладают значительными взрывчатыми свойствами, и скорость их детонации соста­вляет 2400—3500 м/сек.

Исследователи провели также изучение горения тетрааммиаката нитрата меди. Температура вспышки этого соединения составила 288є С при скорости нагревания 20 град./мин. Экспериментально установлена способность аммиаката меди к горению при повышенном давлении (не менее 60 атм.). Этот факт еще раз подтверждает выдвинутое по­ложение, согласно которому всякая химическая система, в которой может протекать экзотермическая химическая реакция, при подборе соответствующих условий должна оказаться способной к распространению в ней реакции горения.

Находящаяся в тетраммиакате медь (II) может восстанавливаться до (I) с получением диаммиаката одновалентной меди. Пример подобной реакции – взаимодействие синего тетрааммиаката меди с медной стружкой при комнатной температуре, небольшом перемешивании и отсутствии взаимодействия с воздухом. В ходе реакции синий цвет исчезает.

[Cu(NH3)4](OH)2 + Cu = 2[Cu(NH3)2](OH)

Диаммиакат одновалентной меди легко окисляется до тетраммиаката при взаимодействии с кислородом воздуха.

4[Cu(NH3)2](OH) + 2H2O + O2 + 8NH3 = 4[Cu(NH3)4](OH)2

Источник: http://can-az. /86260.html