Иодид меди(I)

Иоди́д ме́ди(I) — неорганическое вещество с формулой ${\displaystyle {\mathsf {CuI}}}$, соединение меди и иода. Относится к классу бинарных соединений, может рассматриваться как соль одновалентной меди и иодоводородной кислоты. В чистом виде — белое кристаллическое вещество, со временем приобретает бурый цвет из-за разложения на медь и иод^[1].

Иодид меди(I)
Систематическое название	Иодид меди(I)
Химическая формула	CuI
Внешний вид	белые кристаллы, со временем коричневеют
Свойства
Молярная масса	190,45 г/моль
Температура плавления	605 °C (878,15 К)
Температура кипения	1320 °C (1593,15 К)
Плотность	5,62 г/см³
Показатель преломления	2,346
Твёрдость по Моосу	2,5
Растворимость в воде	2⋅10−5 г/100 мл
Произведение растворимости	1,1⋅10−12
Давление пара	13 гПа (656 °С)
Термодинамические свойства
Стандартная энтальпия образования	−68 кДж/моль
Стандартная молярная энтропия	+97 Дж/(моль·К)
Стандартная энергия образования Гиббса	−70 кДж/моль
Классификация
Регистрационный номер CAS	7681-65-4
Регистрационный номер EC	231-674-6
Безопасность
R-фразы	R22; R36/37/38; R50/53
S-фразы	S22; S24/25; S26; S61
H-фразы	H302; H315; H319; H335; H340
P-фразы	P261; P273; P305 + P351 + P338
Пиктограммы опасности
Пиктограммы опасности СГС
NFPA 704	1 1 0
Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Иодид меди(I) свежий неокисленный

Нахождение в природе

Иодид меди(I) встречается в природе в виде минерала маршита. Цвет минерала от белого до темно-коричневого. Твёрдость по шкале Мооса 2,5.^[2]

Физические свойства

Иодид меди(I) при нормальных условиях — твёрдое вещество белого цвета, нерастворимое в воде, этаноле, эфире, хорошо растворимое в пиридине (до 1,73 моль/кг). Растворяется в диметилформамиде в присутствии молекулярного иода, причем концентрация иодида меди в растворе прямо зависит от концентрации молекулярного иода. Плавится без разложения при 605 °C. Не образует кристаллогидратов^[1][3], но с пиридином образует комплексы состава ${\displaystyle \mathrm {CuI\cdot 5Py} }$.

Иодид меди(I), как и большинство бинарных соединений с галогенами, является неорганическим полимером. Иодид меди(I) имеет богатую фазовую диаграмму, а это значит, что он существует в нескольких кристаллических формах. Иодид меди(I) принимает структуру сфалерита ниже 390 °C (γ-CuI), структуру вюрцита между 390 и 440 °C (β-CuI) и структуру галита выше 440 °C (α-CuI). Когда иодид меди(I) принимает структуру сфалерита и вюрцита, ионы располагаются тетраэдрически, на расстоянии 2,338 Å. Бромид меди(I) и хлорид меди(I) аналогично переходят из структуры сфалерита в структуру вюрцита при 405 и 435 °C, соответственно. Межатомные расстояния в бромиде меди(I) и хлориде меди(I) равны 2,173 и 2,051 Å соответственно.^[4]

γ-CuI	β-CuI	α-CuI

Химические свойства

Иодид меди(I) не реагирует с гидратом аммиака; подвергается следующим химическим превращениям^[1]:

• Иодид меди медленно окисляется кислородом воздуха до иода, что объясняет его окраску.

${\displaystyle {\mathsf {2CuI\ +O_{2}\longrightarrow 2CuO\ +\ I_{2}}}}$

• переводится в раствор с помощью реакций ионного обмена с концентрированными растворами иодоводородной кислоты, иодида калия, цианида калия, тиосульфата натрия

${\displaystyle {\mathsf {CuI\ +\ MI\ \longrightarrow \ M[CuI_{2}]}}}$, где ${\displaystyle {\mathsf {M=H,K}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CuI\ +\ 2KCN\ \longrightarrow \ K[Cu(CN)_{2}]\ +\ KI}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CuI\ +\ 2Na_{2}S_{2}O_{3}\ \longrightarrow \ Na_{3}[Cu(S_{2}O_{3})_{2}]\ +\ NaI}}}$

• окисляется до соединений меди(II) и иода концентрированной азотной кислотой, горячей концентрированной серной кислотой

${\displaystyle {\mathsf {2CuI\ +\ 8HNO_{3}\ \longrightarrow \ I_{2}\downarrow \ +\ 2Cu(NO_{3})_{2}\ +\ 4NO_{2}\uparrow \ +\ 4H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {4CuI\ +\ 5H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ 4CuSO_{4}\ +\ 2I_{2}\downarrow \ +\ H_{2}S\uparrow \ +\ 4H_{2}O}}}$

• в горячей концентрированной щёлочи разлагается до оксида меди(I)

${\displaystyle {\mathsf {2CuI\ +\ 2OH^{-}\ \longrightarrow \ Cu_{2}O\downarrow \ +\ 2I^{-}\ +\ H_{2}O}}}$

• под действием сильных восстановителей (например, алюмогидрид лития) образует гидрид меди(I)

${\displaystyle {\mathsf {4CuI\ +\ Li[AlH_{4}]\ \longrightarrow \ LiI\ +\ AlI_{3}\ +\ 4CuH}}}$

Получение

Иодид меди(I) может быть получен следующими способами:^[1]

• взаимодействием оксида меди(I) с разбавленной иодоводородной кислотой

${\displaystyle {\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 2HI\ \longrightarrow \ 2CuI\downarrow \ +\ H_{2}O}}}$

• нагреванием оксида меди(II) с иодидом алюминия

${\displaystyle {\mathsf {6CuO\ +\ 4AlI_{3}\ {\xrightarrow {230\ ^{\circ }C}}\ 6CuI\ +\ 2Al_{2}O_{3}\ +\ 3I_{2}}}}$

• взаимодействием растворимых солей меди(II) с растворимыми иодидами; образующийся в данной реакции гипотетический иодид меди(II) мгновенно превращается в иодид меди(I)

${\displaystyle {\mathsf {2Cu^{2+}\ +\ 4I^{-}\ \longrightarrow \ 2[CuI_{2}]\ \longrightarrow \ 2CuI\downarrow \ +\ I_{2}}}}$

• взаимодействием металлической меди (например, в виде порошка) с растворами иода в пиридине или диметилформамиде^[5]

${\displaystyle {\mathsf {2Cu\ +\ I_{2}\ \longrightarrow \ 2CuI}}}$

В отличие от прочих способов, иодид меди получается в виде раствора в органическом растворителе.

Применение

Индикатор паров ртути.

Токсичность

Вызывает раздражение слизистых оболочек (глаз, органов дыхания). Может вызывать раздражение кожи. При проглатывании вызывает раздражение ЖКТ и общее отравление.

Очень опасно для водных организмов. Может вызывать долговременные негативные изменения в водной среде. LC₅₀ для рыбок Danio rerio составляет 0,4 мг/л в течение 96 ч.

См. также

• Полииодиды меди(II)

Примечания

1. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Реакции неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2007. — С. 146—152. — 637 с. — ISBN 978-5-358-01303-2.
2. Маршит на webmineral.com  (неопр.). Дата обращения: 26 июня 2011. Архивировано 7 февраля 2010 года.
3. Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Константы неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2006. — С. 103, 604. — 685 с. — ISBN 5-7107-8085-5.
4. Wells, A. F. Structural Inorganic Chemistry Oxford University Press, Oxford, (1984). 5th ed., p. 410 and 444.
5. Калита Д. И. Медь, её сплавы, ртуть и амальгамы в качестве восстановителей в содержащих растворённый иод органических средах: диссертация … кандидата химических наук : 02.00.04.- Курск, 2001.- 169 с.