硝酸銅

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。

Quick Facts 硝酸銅, 識別 ...

Close

水合硝酸銅與無水硝酸銅性質有很大差異。

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]


氣態時Cu(NO₃)₂單體的大致結構。^[2]

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]

該水合物在170 °C左右分解為氧化銅、二氧化氮和氧氣：

2Cu(NO₃)₂(s) → 2CuO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g)

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。

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。

無水Cu(NO₃)₂可由金屬銅與N₂O₄反應製備：^[3]

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。

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。

[1]
Wells, A.F. Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press (1984). ISBN 0-19-855370-6.
[2]
Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
[3]
Jolly, W. L. "The Synthesis and Characterization of Inorganic Compounds" Prentice Hall, London, 1970
[4]
Menke J.B. Nitration with nitrates. Recueil des Travaux Chimiques des Payes-Bas. 1925, 44: 141.
[5]
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.
[6]
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.

性質