Acetileniuro di rame(I): preparazione e proprietà

2024 Autore: Angel Austin | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-02 17:49

L'acetilide di rame è un composto binario organometallico. Questa formula è nota alla scienza almeno dal 1856. In cristalli, forma un monoidrato con la formula Cu₂C₂×H_{2O. Termicamente instabile, esplode se riscaldato.}

Edificio

L'acetileniuro di rame è un composto binario. È possibile distinguere condizionatamente in esso una parte carica negativa - anione C²⁻₂, e una parte carica positivamente - cationi rame Cu +. Infatti tale divisione è condizionale: nel composto c'è solo una frazione del legame ionico, sebbene sia maggiore rispetto al legame H-C≡. Ma questo legame ha anche una polarità molto forte (come per uno covalente) a causa del fatto che l'atomo di carbonio con un triplo legame è in sp ibridazione - la sua elettronegatività relativa è maggiore che in sp^{3 3} ibridazioni (legame singolo) o sp² (doppio legame). Questo è ciò che rende relativamente facile per il carbonio nell'acetilene separare un atomo di idrogeno da se stesso e sostituirlo con un atomo di metallo, cioè mostrare le proprietà inerenti agli acidi.

Ricevi

Il modo più comune per ottenere l'acetileniuro di rame in laboratorio è far passare l'acetilene gassoso attraverso una soluzione di ammoniaca di cloruro di rame(I). Di conseguenza, si forma un precipitato insolubile di acetileniuro rossastro.

Invece del cloruro di rame(I), puoi anche usare il suo idrossido Cu_{2O. In entrambi i casi, l'importante è che la reazione effettiva sia con il complesso di rame e ammoniaca.}

Proprietà fisiche

Acetileniuro di rame nella sua forma pura - cristalli rosso-marrone scuro. In effetti, questo è un monoidrato - nel sedimento, ogni molecola di acetileniuro corrisponde a una molecola d'acqua (scritta come Cu₂C₂×H _{2 O). L'acetileniuro di rame secco è esplosivo: può esplodere se riscaldato (è meno stabile termicamente dell'acetileniuro d'argento), così come sotto stress meccanico, come all'impatto.}

In questa occasione, si presume che i tubi di rame nelle industrie chimiche siano di grande pericolo, poiché durante il funzionamento a lungo termine all'interno si forma acetileniuro, che può quindi portare a una forte esplosione. Ciò è particolarmente vero per l'industria petrolchimica, dove il rame, così come i suoi acetilenidi, sono usati anche come catalizzatori, il che aumenta il livello di rischio.

Proprietà chimiche

Abbiamo già detto che il carbonio con un triplo legame in acetilene è molto più elettronegativo rispetto, ad esempio, al carbonio con un doppio legame (come nell'etilene) o un legame singolo (in etano). La capacità di reazione dell'acetilenealcuni metalli, donando uno ione idrogeno e sostituendolo con uno ione metallico (ad esempio, la reazione della formazione di acetileniuro di sodio durante l'interazione dell'acetilene con sodio metallico) lo conferma. Chiamiamo questa capacità dell'acetilene una delle proprietà acide secondo la teoria di Bronsted-Lowry: secondo essa, l'acidità di una sostanza è determinata dalla sua capacità di separare un protone da se stessa. L'acidità dell'acetilene (anche nell'acetileniuro di rame) può essere considerata relativa all'ammoniaca e all'acqua: quando un'ammide metallica reagisce con l'acetilene, si formano acetileniuro e ammoniaca. Cioè, l'acetilene dona un protone, che lo caratterizza come un acido più forte dell'ammoniaca. Nel caso dell'acqua, l'acetileniuro di rame si decompone per formare acetilene: accetta un protone dell'acqua, dimostrandosi un acido meno forte dell'acqua. Quindi, nella serie relativa dell'acidità (secondo Brönsted - Lowry), l'acetilene è un acido debole, essendo da qualche parte tra l'acqua e l'ammoniaca.

L'acetileniuro di rame(I) è instabile: in acqua (come già sappiamo) e in soluzioni acide si decompone rilasciando gas acetilene e un precipitato rosso-bruno - ossido di rame(I) o un precipitato bianco di cloruro di rame(I) quando diluito con acido cloridrico.

Per evitare un'esplosione, la decomposizione dell'acetileniuro viene effettuata mediante riscaldamento delicato mentre è bagnato in presenza di un acido minerale forte, come l'acido nitrico diluito.

Usa

La reazione di formazione dell'acetileniuro di rame(I) può essere qualitativa per la rilevazione di alchini terminali (con un triplo legame all'estremità). L'indicatore è la precipitazione di rosso insolubileprecipitato marrone di acetileniuro.

Nelle produzioni di grande capacità, ad esempio in petrolchimica, l'acetileniuro di rame(I) non viene utilizzato, perché è esplosivo e instabile nell'acqua. Tuttavia, nella cosiddetta sintesi fine, sono associate diverse reazioni specifiche.

L'acetileniuro di rame(I) può essere utilizzato anche come reagente nucleofilo nella sintesi organica. In particolare, svolge un ruolo importante nella sintesi dei poliini - composti con diversi tripli e singoli legami alternati. Gli acetileniuri di rame (I) in una soluzione alcolica vengono ossidati dall'ossigeno atmosferico, condensando a formare diine. Questa è la reazione di Glaser-Ellington, scoperta nel 1870 e successivamente migliorata. Il rame(I) svolge qui il ruolo di catalizzatore, poiché non viene esso stesso consumato nel processo.

In seguito, al posto dell'ossigeno, fu proposto l'esacianoferrato di potassio(III) come agente ossidante.

Ellington ha migliorato il metodo per ottenere le poliine. Invece di alchini e sali di rame (I), come il cloruro, che erano stati inizialmente introdotti nella soluzione, ad esempio, propose di assumere acetato di rame (II), che ossiderebbe l'alchino nel mezzo di un altro solvente organico - la piridina - a una temperatura di 60-70° С.

Questa modifica ha permesso di ottenere da diynes molecole molto più grandi e stabili - macrocicli.