Acetileno de cobre(I): preparação e propriedades

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Última modificação: 2024-01-02 17:54

O acetileto de cobre é um composto binário organometálico. Esta fórmula é conhecida pela ciência desde pelo menos 1856. Nos cristais, forma um monohidrato com a fórmula Cu₂C₂×H_{2O. Termicamente instável, explode quando aquecido.}

Construção

O acetileno de cobre é um composto binário. É possível distinguir condicionalmente nele uma parte carregada negativamente - ânion C²⁻₂, e uma parte carregada positivamente - cátions de cobre Cu +. De fato, tal divisão é condicional: no composto há apenas uma fração da ligação iônica, embora seja maior em comparação com a ligação H-C≡. Mas esta ligação também tem uma polaridade muito forte (como para uma covalente) devido ao fato de que o átomo de carbono com uma ligação tripla está em hibridização sp - sua eletronegatividade relativa é maior do que em sp^{3 3} hibridizações (ligação simples) ou sp² (ligação dupla). Isso é o que torna relativamente fácil para o carbono no acetileno separar um átomo de hidrogênio de si mesmo e substituí-lo por um átomo de metal, ou seja, exibir as propriedades inerentes aos ácidos.

Receber

A maneira mais comum de obter acetileno de cobre no laboratório é passar o acetileno gasoso através de uma solução de amônia de cloreto de cobre(I). Como resultado, forma-se um precipitado insolúvel de acetileno avermelhado.

Em vez de cloreto de cobre(I), você também pode usar seu hidróxido Cu_{2O. Em ambos os casos, o importante é que a reação real seja com o complexo de cobre amônia.}

Propriedades físicas

Acetileno de cobre em sua forma pura - cristais marrom-avermelhados escuros. Na verdade, este é um monohidrato - no sedimento, cada molécula de acetileno corresponde a uma molécula de água (escrita como Cu₂C₂×H _{2 O). O acetileno de cobre seco é explosivo: pode detonar quando aquecido (é menos estável termicamente que o acetileno de prata), bem como sob estresse mecânico, como no impacto.}

Nesta ocasião, há uma suposição de que os tubos de cobre nas indústrias químicas são de grande perigo, pois durante a operação a longo prazo forma-se acetileno no interior, o que pode levar a uma forte explosão. Isso é especialmente verdadeiro para a indústria petroquímica, onde o cobre, assim como seus acetilenos, também são usados como catalisadores, o que aumenta o nível de risco.

Propriedades Químicas

Já dissemos que o carbono com ligação tripla no acetileno é muito mais eletronegativo do que, por exemplo, o carbono com ligação dupla (como no etileno) ou com ligação simples (no etano). A capacidade do acetileno de reagir comalguns metais, doando um íon hidrogênio e substituindo-o por um íon metálico (por exemplo, a reação de formação do acetileno de sódio durante a interação do acetileno com o sódio metálico) confirma isso. Chamamos essa capacidade do acetileno de uma das propriedades ácidas de acordo com a teoria de Bronsted-Lowry: segundo ela, a acidez de uma substância é determinada por sua capacidade de separar um próton de si mesma. A acidez do acetileno (também no acetileno de cobre) pode ser considerada em relação à amônia e à água: quando uma amida metálica reage com o acetileno, formam-se acetileno e amônia. Ou seja, o acetileno doa um próton, o que o caracteriza como um ácido mais forte que a amônia. No caso da água, o acetileno de cobre se decompõe para formar acetileno - ele aceita um próton de água, mostrando-se um ácido menos forte que a água. Assim, na série relativa de acidez (de acordo com Brönsted - Lowry), o acetileno é um ácido fraco, estando em algum lugar entre a água e a amônia.

O acetileno de cobre(I) é instável: em água (como já sabemos) e em soluções ácidas, ele se decompõe com a liberação de gás acetileno e um precipitado vermelho-acastanhado - óxido de cobre(I) ou um precipitado branco de cloreto de cobre(I) quando diluído com ácido clorídrico.

Para evitar uma explosão, a decomposição do acetileno é realizada por aquecimento suave enquanto molhado na presença de um ácido mineral forte, como ácido nítrico diluído.

Usar

A reação de formação do acetileno de cobre(I) pode ser qualitativa para a detecção de alcinos terminais (com uma ligação tripla no final). O indicador é a precipitação de vermelho insolúvelprecipitado marrom de acetileno.

Na produção de grande capacidade - por exemplo, na petroquímica - o acetileno de cobre(I) não é utilizado, pois é explosivo e instável em água. No entanto, várias reações específicas estão associadas a ela na chamada síntese fina.

O acetileno de cobre(I) também pode ser usado como reagente nucleofílico em síntese orgânica. Em particular, desempenha um papel importante na síntese de poliinos - compostos com várias ligações alternadas triplas e simples. Os acetilenos de cobre(I) em uma solução alcoólica são oxidados pelo oxigênio atmosférico, condensando-se para formar diinos. Esta é a reação de Glaser-Ellington, descoberta em 1870 e posteriormente aperfeiçoada. O cobre(I) desempenha aqui o papel de catalisador, pois não é consumido no processo.

Mais tarde, em vez do oxigênio, o hexacianoferrato(III) de potássio foi proposto como agente oxidante.

Ellington aprimorou o método de obtenção de poliínas. Em vez de alcinos e sais de cobre (I), como o cloreto, que foram inicialmente introduzidos na solução, por exemplo, ele propôs tomar acetato de cobre (II), que oxidaria o alcino no meio de outro solvente orgânico - piridina - em uma temperatura de 60-70 ° С.

Esta modificação possibilitou a obtenção de diynes moléculas muito maiores e mais estáveis - macrociclos.