氯化銅(英文名稱:Cupric 氯化物),別名二氯化銅,無機(jī)化合物。化學(xué)式為CuCl2,摩爾質(zhì)量為134.45g/摩爾,密度為3.39g/cm3。氯化銅為棕黃色結(jié)晶粉末,具有吸濕性,溶于水、甲醇、乙醇等。其二水合物為綠色斜方或棱形晶體,屬單斜晶系,在潮濕空氣中易潮解,在干燥空氣中也易風(fēng)化。氯化銅溶于水呈酸性,易與堿發(fā)生反應(yīng),能與金屬進(jìn)行置換,與有機(jī)化合物絡(luò)合。氯化銅可由單質(zhì)銅與氯直接化合而成,也可由堿式碳酸銅與鹽酸反應(yīng)制得,也可以從托氯銅石(化學(xué)式為CuCl2)和水氯銅礦(CuCl2·2H2O)等礦物中提取。
氯化銅對(duì)皮膚有刺激作用,粉塵刺激眼睛,并引起角膜潰病。氯化銅在工業(yè)領(lǐng)域可以用于有機(jī)和無機(jī)反應(yīng)催化劑,媒染劑,殺蟲劑,石油脫臭、脫硫和精制劑;用作電鍍槽增加銅離子添加劑;金屬冶煉;木材防腐等。在生活領(lǐng)域可以用于凈水消毒和作為食品色素。還可以用于影視技術(shù)。
相關(guān)歷史
《唐本草》敘述了氯化銅的制法:“以光明鹽、砂、赤銅屑釀之為塊,綠色?!惫饷鼷}就是食鹽,用氯化鈉、氯化銨和銅屑反應(yīng),可生成不純的氯化銅。李時(shí)珍還談到堿式碳酸銅的制法:“近時(shí)人以醋制銅生綠,取收,曬干,貨之?!?/p>
19世紀(jì)60年代,開發(fā)了用氯化銅為催化劑使氯化氫進(jìn)行氧化以制取氯氣的迪肯過程。1959年,人們又發(fā)明了乙烯直接氧化法(又稱瓦克法),該法以氯化鈀氯化亞銅一鹽酸一水組成的溶液為催化劑,使乙烯直接氧化為乙醛。1978年,日本使用超高分辨力的電子顯微鏡成功地拍攝了氯化銅——鈦花青染料分子結(jié)構(gòu)中的原子照片。
應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)領(lǐng)域
氯化銅在工業(yè)領(lǐng)域可以用于有機(jī)和無機(jī)反應(yīng)催化劑,媒染劑,殺蟲劑,石油脫臭、脫硫和精制劑。此外,還可用作電鍍槽增加銅離子添加劑、金屬冶煉、木材防腐等。氯化銅是堿式氯化銅蝕刻液和酸式氯化銅蝕刻液的主要成分。
催化劑
氯化銅用作乙烯液相氧化制乙醛、乙烯氯化制二氯乙烷及烴脫氫等有機(jī)合成催化劑。在氯化鈀、氯化銅存在下,通過空氣將烯烴氧化成醛或的過程稱為Wacker氧化反應(yīng)。雙鍵在末端的烯烴氧化成甲基酮。例如:乙烯可以在氯化鈀及氯化銅溶液中氧化成乙醛。
制作玻璃
膠體銅顯色玻璃,通常由鈉鈣硅酸鹽玻璃組成,用氧化亞銅、氯化銅等著色劑,加入一定量的還原劑和二氧化錫,在弱還原條件下熔化。制成的玻璃,需再加熱才能顯示紅色。
染色
使用氯化銅等金屬鹽處理可以提高染色物的耐水洗牢度或耐日曬色牢度等性能,由于銅能與染料分子中的有關(guān)官能團(tuán),如羧基或-OH、-NH2等發(fā)生絡(luò)合,不但封閉了水溶性基團(tuán),降低了染料分子的相關(guān)官能團(tuán)的電子云密度,也由于增加相對(duì)分子質(zhì)量,使水溶性基團(tuán)的相對(duì)含量減少,這樣不但可以提高染色物的濕處理牢度,使顏色轉(zhuǎn)深變暗,還可以提高染色物的耐日曬色牢度,從而提高染色產(chǎn)品的質(zhì)量。
生活領(lǐng)域
凈水消毒
凈水廠在除去水源中的藻類時(shí),可使用硫酸銅、氯氣、氯化銅等藥劑。使用時(shí)必須要考慮對(duì)魚類的影響。在自來水過濾池中常常使用銅鹽,而銅離子在過濾層中可成為不溶物質(zhì)易于除去。此外,還必須注意的是抗性藻類的殘存、繁殖,會(huì)使氯氣、銅鹽的藥效下降。
食品色素
葉綠素銅鈉為食用色素之一,是以綠色植物或葉綠素為原料制成的綠色素,通常是用丙酮提取葉綠素,再與硫酸酮或氯化銅作用,使葉綠素中的鎂離子被銅離子代替,然后用茍性鈉溶液進(jìn)行皂化作用,最后制成粉末。粉末狀的葉綠素銅鈉為墨綠色,易溶于水,水溶液呈藍(lán)綠色,鮮亮透明,對(duì)光和熱均很穩(wěn)定,耐貯存,使用方便,對(duì)人體也安全。
其他
影視技術(shù)
銅調(diào)是染印法工藝中制作平板模片的方法。銅調(diào)就是用銅調(diào)液處理經(jīng)反轉(zhuǎn)沖洗的模片上的負(fù)像銀,使其形成防染層。銅調(diào)液中含有氯化銅、檸檬酸鈉和鐵氰化鉀等,氯化銅與檸檬酸鈉形成配位化合物,避免其與鐵化鉀反應(yīng)生成鐵氰化銅沉淀。當(dāng)平板模片進(jìn)入銅調(diào)液時(shí),立即發(fā)生銅調(diào)反應(yīng),首先是擴(kuò)散迅速的鐵氰化物與模片乳劑中的負(fù)像銀反應(yīng)生成硫酸亞鐵氰離子,亞鐵氰離子與銅絡(luò)離子反應(yīng)生成亞鐵氰化銅沉淀而形成防染層。
自然來源
氯化銅的天然礦物為托氯銅石(化學(xué)式為CuCl2)和水氯銅礦(CuCl2·2H2O)。托氯銅石是一種銅的氯化物礦物。屬隕氯鐵族。單斜晶系。羽果樂隊(duì)呈板狀、細(xì)長(zhǎng)纖維狀;集合體呈青苔狀、塔狀包殼附著在玄武巖上。棕色至金黃色,珍珠光澤,半透明。1982年發(fā)現(xiàn)于俄羅斯帝國(guó)堪察加州托爾巴契克火山大裂縫北部破火山口第一個(gè)火山渣錐。水氯銅礦是一種含結(jié)晶水的銅的氯化物礦物。正交晶系。晶體呈短柱狀、毛發(fā)狀;集合體呈似羊毛狀、球粒狀、花朵狀。淺綠藍(lán)色至淺藍(lán)綠色,有時(shí)帶淺黃色調(diào),玻璃光澤,透明;硬度2.5,完全解理。1870年發(fā)現(xiàn)于意大利那不勒斯省外輪山一維蘇威雜巖體維蘇威火山氣孔升華物。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
氯化銅為黃棕色結(jié)晶粉末,化學(xué)式為CuCl2,摩爾質(zhì)量為134.45g/摩爾,密度為3.39g/cm3,熔點(diǎn)為620℃,在993℃會(huì)分解成氯化亞銅和氯氣。具有吸濕性,易溶于水、乙醇、丙酮,溶于氨水,稍溶于丙酮和乙酸乙酯,微溶于乙醚。
水合物
氯化銅從水溶液中結(jié)晶析出時(shí),溫度不同所含的結(jié)晶水數(shù)量也不同。在26℃~42℃析出的為含二水磷酸鈉鹽,在15℃以下析出的為含四水鹽,在15℃~25.7℃析出的為含三水鹽,在42℃以上析出的為含一水鹽,100℃得碘化鈉鹽。其中二水氯化銅為綠色斜方或棱形羽果樂隊(duì),屬單斜晶系。密度為2.54g/cm3,在潮濕空氣中易潮解,在干燥空氣中也易風(fēng)化。易溶于水、氯化銨、丙酮、醇及醚中。110℃時(shí)失去結(jié)晶水而成無水物(CuCl2)。
化學(xué)性質(zhì)
配合反應(yīng)
在CuCl2很濃的水溶液中,可形成黃色的[CuCI4]2-。
而CuCl2的稀溶液為淺藍(lán)色,原因是水分子取代[CuCI4]2-中的CI-,形成了[Cu(H2O)4]2+。
CuCl2的濃溶液通常為黃綠色或綠色,這是由于溶液中同時(shí)含有[CuCI4]2-和[Cu(H2O)4]2+。
與金屬置換
氯化銅與鋅、鐵等金屬發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)銅。
受熱分解與電解
銅與氯有較強(qiáng)的結(jié)合力,氯化銅在993℃下會(huì)分解生成氯化亞銅,但此時(shí)仍得不到單體銅。
氯化銅電解會(huì)生成單質(zhì)銅和氯氣。
與硫化物反應(yīng)
氯化銅與硫化亞銅、硫化亞鐵等硫化物反應(yīng)生成CuCl2雙聚體和單質(zhì)硫。
與堿反應(yīng)
制備方法
鹽酸法
氯化銅可由鹽酸溶解銅氧化物制得。相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式為:
氯化法
通過氯氣氧化電解銅粒,制得氯化銅。相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式為:
分子結(jié)構(gòu)
碘化鈉氯化銅(CuCl2)具有聚合鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),由平面型CuCl4單元共用相對(duì)的棱所組成。水合氯化銅(CuCl2·2H2O)結(jié)構(gòu)與無水氯化銅(CuCl2)相似。差異是圍繞銅原子的四方平面頂點(diǎn)分別是兩個(gè)氯原子(兩個(gè)銅CI鍵)和兩個(gè)羥基(兩個(gè)CuOH鍵)。
安全事宜
安全標(biāo)志
毒性
大鼠經(jīng)口LD50:140mg/kg。
健康危害
氯化銅對(duì)皮膚有刺激作用,粉塵刺激眼睛,并引起角膜潰病。生產(chǎn)人員要穿工作服,戴口罩、手套等勞保用品,生產(chǎn)設(shè)備密閉,車間通風(fēng)良好。下班后要洗淋浴。
急救措施
吸入:呼吸新鮮空氣。
攝入:給予大量水;誘導(dǎo)嘔吐;就醫(yī)。
眼睛:用水沖洗15分鐘;如果損傷是由固體引起的,就醫(yī)。
皮膚:用水沖洗。
儲(chǔ)存運(yùn)輸
屬無機(jī)化合物有毒品。應(yīng)貯存在陰涼、通風(fēng)、干燥的庫(kù)房?jī)?nèi)。注意防潮,不得露天堆放。不可與食用物品共貯混運(yùn)。運(yùn)輸過程中要防雨淋和日曬。裝卸時(shí)要小心輕放,防止包裝破裂而潮解。
參考資料 >
Cupric Chloride | CuCl2 | CID 24014 - PubChem.PubChem.2023-07-01