Đồng(I) acetylua

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới điều hướng Bước tới tìm kiếm
Đồng(I) acetylua
Copper acetylide.png
Cấu trúc của đồng(I) acetylua
Danh pháp IUPACDicuprous acetylide
Tên khácCuprơ acetylua
Nhận dạng
Số CAS1117-94-8
PubChem19021056
Ảnh Jmol-3Dảnh
SMILES
InChI
ChemSpider14318114
Thuộc tính
Công thức phân tửCu2C2
Khối lượng mol151,114 g/mol
Bề ngoàibột vô định hình màu đỏ gạch[1]
Điểm nóng chảy120 (nổ)[1]
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nướctan ít[1]
Độ hòa tantan trong kiềm và dung dịch kali cyanua[1]
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chínhdễ nổ, có hại
Điểm bắt lửa150[1]
PELTWA 1 mg/m³ (tính theo Cu)[2]
RELTWA 1 mg/m³ (tính theo Cu)[2]
IDLHTWA 100 mg/m³ (tính theo Cu)[2]
Các hợp chất liên quan
Hợp chất liên quanĐồng(II) acetylua
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).
KhôngN kiểm chứng (cái gì ☑YKhôngN ?)

Đồng(I) acetylua (còn viết là cuprơ acetylua) là một hợp chất với công thức hóa học Cu2C2. Dù chưa được nghiên cứu tinh thể học tia X, hợp chất này được biết ít nhất từ ​​năm 1856.[3] Dạng phổ biến là monohydrat với công thức Cu2C2·H2O – một chất rắn màu đỏ nhạt, dễ nổ khi khô.

Cấu trúc[sửa | sửa mã nguồn]

Đồng(I) acetylua là một muối của anion acetylua C22− và cation đồng(I) Cu+. Nó tương tự như bạc acetyluacanxi cacbua, mặc dù nó không được gọi là cacbua trong hóa học.

Tổng hợp[sửa | sửa mã nguồn]

Đồng acetylua có thể được điều chế bằng cách đưa khí acetylen qua dung dịch đồng(I) clorua với sự hiện diện của amoniac:

C2H2 + 2CuCl + 2NH3 → Cu2C2↓ + 2NH4Cl

Acetylua sau đó tách ra dưới dạng một chất kết tủa đỏ.

Thuộc tính[sửa | sửa mã nguồn]

Khi khô, đồng(I) acetylua là chất gây nổ với nhiệt và độ nhạy cao, nhạy hơn bạc acetylua.[4] Đồng(I) acetylua có thể tạo thành bên trong các đường ống bằng đồng hoặc hợp kim có hàm lượng đồng cao, có thể gây ra vụ nổ dữ dội.[5] Điều này đã được tìm thấy là nguyên nhân gây ra vụ nổ ở các nhà máy sản xuất acetylen và dẫn đến việc loại bỏ đồng ra khỏi các vật liệu xây dựng các nhà máy như vậy.[6] Các chất xúc tác đồng sử dụng trong hóa dầu cũng có thể có một mức độ rủi ro trong một số điều kiện nhất định.[7]

Phản ứng[sửa | sửa mã nguồn]

Đồng(I) acetylua là chất nền của Glaser coupling cho sự hình thành polyynes. Trong một phản ứng điển hình, không khí được bọt thông qua dung dịch keo của Cu2C2·H2O trong dung dịch amoniac. Đồng bị oxy hóa thành Cu2+ và tạo thành một phức chất hòa tan màu xanh dương với amoni, đồng thời để lại một chất rắn màu đen. Loại thứ hai đã được khẳng định là carbyne, một hợp chất khó điều chế của cacbon, chính xác hơn về anion "polyacetylua" với các ion đồng(I) dư:

Cu+
C(≡C−C≡)nC Cu+

Sự giải thích này đã gây ra tranh cãi.[8]

Đồng(I) acetylua mới điều chế phản ứng với axit clohydric để tạo thành acetylen và đồng(I) clorua. Các mẫu đã được làm già khi tiếp xúc với không khí hoặc các ion đồng(II) giải phóng polyynes H(−C≡C−)nH cao hơn, với n từ 2 đến 6, khi bị phân hủy bởi axit clohydric. Dư lượng "cacbon" của sự phân hủy này cũng có đặc điểm quang phổ của chuỗi (−C≡C−)n. Người ta phỏng đoán rằng quá trình oxy hóa gây ra sự trùng hợp của các anion acetylua trong chất rắn thành anion loại carbyne C(≡C−C≡)nC2− hoặc polycumulene C(=C=C=)mC4−.[3]

Sự phân hủy nhiệt của đồng(I) acetylua trong chân không không gây nổ và để lại đồng ở dạng bột mịn ở đáy bình, đồng thời lắng đọng một lớp bột cacbon rất mịn trên thành bình. Trên cơ sở dữ liệu quang phổ, loại bột này được cho là carbyne C(−C≡C−)nC chứ không phải là graphit như được dự đoán.[3]

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Mặc dù thực tế không hữu ích do nó có độ nhạy cao và phản ứng với nước, đồng(I) acetylua được cho là thú vị vì nó là một trong số rất ít chất nổ không giải phóng bất kỳ sản phẩm khí nào khi kích nổ.

Sự tạo thành đồng(I) acetylua khi cho một khí đi qua dung dịch đồng(I) clorua được dùng làm dấu hiệu nhận biết acetylen.

Phản ứng giữa Cu+ và alkyne chỉ xảy ra khi có mặt hydro đầu cuối (vì nó có tính axit nhẹ). Do đó, phản ứng này được sử dụng để xác định các alkyne cuối.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă â b c Encyclopedia of Explosives and Related Items, Tập 1 (Basil Timothy Fedoroff; Picatinny Arsenal, 1960), trang A-72. Truy cập 10 tháng 5 năm 2021.
  2. ^ a ă â “NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0150”. Viện An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Quốc gia Hoa Kỳ (NIOSH).
  3. ^ a ă â Franco Cataldo (1999), From dicopper acetylide to carbyne. Polymer International, 48 (1), 5–22. doi:10.1002/(SICI)1097-0126(199901)48:1.
  4. ^ Cataldo, Franco; Casari, Carlo S. (2007). “Synthesis, Structure and Thermal Properties of Copper and Silver Polyynides and Acetylides”. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 17 (4): 641–651. doi:10.1007/s10904-007-9150-3. ISSN 1574-1443.
  5. ^ “Mine Safety and Health Administration (MSHA) - Accident Prevention Program - Miner's Tips - Hazards of Acetylene Gas”. Bản gốc lưu trữ ngày 6 tháng 7 năm 2008. Truy cập ngày 8 tháng 6 năm 2008.
  6. ^ https://web.archive.org/web/20071001010729/http://www.ilo.org/encyclopedia/?print&nd=857200158. Bản gốc lưu trữ ngày 1 tháng 10 năm 2007. Truy cập ngày 8 tháng 2 năm 2013. |title= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  7. ^ “The Safe Use of Copper -Containing Catalysts in Ethylene Plants”. Truy cập ngày 8 tháng 6 năm 2008.
  8. ^ H. Kroto (2010), Carbyne and other myths about carbon. RSC Chemistry World, November 2010.