Acetilènur de coure(I): preparació i propietats

2024 Autora: Angel Austin | [email protected]. Última modificació: 2024-01-02 17:43

L'acetilur de coure és un compost binari organometàl·lic. Aquesta fórmula és coneguda per la ciència almenys des de 1856. En cristalls, forma un monohidrat amb la fórmula Cu₂C₂×H_{2O. Tèrmicament inestable, explota quan s'escalfa.}

Edifici

L'acetilènur de coure és un compost binari. És possible distingir-hi condicionalment una part carregada negativament: l'anió C²⁻₂, i una part carregada positivament: els cations de coure Cu +. De fet, aquesta divisió és condicional: en el compost només hi ha una fracció de l'enllaç iònic, tot i que és més gran en comparació amb l'enllaç H-C≡. Però aquest enllaç també té una polaritat molt forta (com en un covalent) a causa del fet que l'àtom de carboni amb un enllaç triple es troba en hibridació sp: la seva electronegativitat relativa és més gran que en sp^{3 3} hibridacions (enllaç únic) o sp² (enllaç doble). Això és el que fa que sigui relativament fàcil que el carboni de l'acetilè separi un àtom d'hidrogen d'ell mateix i el substitueixi per un àtom de metall, és a dir, que mostri les propietats inherents als àcids.

Rebre

La forma més habitual d'obtenir acetilènur de coure al laboratori és fer passar acetilè gasós a través d'una solució d'amoníac de clorur de coure (I). Com a resultat, es forma un precipitat insoluble d'acetilènur vermellós.

En lloc del clorur de coure (I), també podeu utilitzar el seu hidròxid Cu_{2O. En ambdós casos, l'important és que la reacció real sigui amb el complex de coure amoníac.}

Propietats físiques

Acetilènur de coure en la seva forma pura: cristalls marró vermell fosc. De fet, es tracta d'un monohidrat: al sediment, cada molècula d'acetilènur correspon a una molècula d'aigua (escrita com a Cu₂C₂×H _{2 O). L'acetilènur de coure sec és explosiu: pot detonar quan s'escalfa (és menys estable tèrmicament que l'acetilènur de plata), així com sota estrès mecànic, com ara un impacte.}

En aquesta ocasió, es suposa que les canonades de coure a les indústries químiques són de gran perill, ja que durant el funcionament a llarg termini es forma acetilènur a l'interior, que pot provocar una forta explosió. Això és especialment cert per a la indústria petroquímica, on el coure, així com els seus acetilènurs, també s'utilitzen com a catalitzadors, la qual cosa augmenta el nivell de risc.

Propietats químiques

Ja hem dit que el carboni amb un triple enllaç en l'acetilè és molt més electronegatiu que, per exemple, el carboni amb un doble enllaç (com en l'etilè) o un enllaç senzill (en l'etan). La capacitat de reaccionar amb l'acetilèalguns metalls, donant un ió d'hidrogen i substituint-lo per un ió metàl·lic (per exemple, la reacció de formació d'acetilènur de sodi durant la interacció de l'acetilè amb el sodi metàl·lic) ho confirma. Anomenem aquesta capacitat de l'acetilè una de les propietats àcides d'acord amb la teoria de Bronsted-Lowry: segons aquesta, l'acidesa d'una substància està determinada per la seva capacitat per separar un protó d'ella mateixa. L'acidesa de l'acetilè (també en l'acetilènur de coure) es pot considerar relativa a l'amoníac i l'aigua: quan una amida metàl·lica reacciona amb l'acetilè, es formen acetilènur i amoníac. És a dir, l'acetilè dona un protó, que el caracteritza com un àcid més fort que l'amoníac. En el cas de l'aigua, l'acetilènur de coure es descompon per formar acetilè: accepta un protó d'aigua, mostrant-se un àcid menys fort que l'aigua. Per tant, a la sèrie relativa d'acidesa (segons Brönsted - Lowry), l'acetilè és un àcid feble, situat entre l'aigua i l'amoníac.

L'acetilènur de coure(I) és inestable: en aigua (com ja sabem) i en solucions àcides, es descompon amb l'alliberament de gas acetilè i un precipitat marró vermellós: òxid de coure (I) o un precipitat blanc. de clorur de coure (I) quan es dilueix amb àcid clorhídric.

Per evitar una explosió, la descomposició de l'acetilènur es realitza mitjançant un escalfament suau mentre està humit en presència d'un àcid mineral fort, com l'àcid nítric diluït.

Utilitzar

La reacció de formació de l'acetilènur de coure(I) pot ser qualitativa per a la detecció d'alquins terminals (amb un triple enllaç al final). L'indicador és la precipitació de color vermell insoluble.precipitat marró d'acetilènur.

En la producció de gran capacitat, per exemple, en petroquímica, no s'utilitza acetilènur de coure(I), perquè és explosiu i inestable a l'aigua. Tanmateix, hi ha associades diverses reaccions específiques en l'anomenada síntesi fina.

L'acetilènur de coure (I) també es pot utilitzar com a reactiu nucleòfil en síntesi orgànica. En particular, té un paper important en la síntesi de poliins, compostos amb diversos enllaços alternatius triples i simples. Els acetilènurs de coure (I) en una solució alcohòlica s'oxiden per l'oxigen de l'atmosfera, condensant-se per formar diines. Aquesta és la reacció de Glaser-Ellington, descoberta el 1870 i millorada posteriorment. El coure(I) juga aquí el paper de catalitzador, ja que no es consumeix en el procés.

Més tard, en comptes de l'oxigen, es va proposar l'hexacianoferrat (III) de potassi com a agent oxidant.

Ellington va millorar el mètode per obtenir poliïnes. En lloc d'alquins i sals de coure (I), com el clorur, que es van introduir inicialment a la solució, per exemple, va proposar prendre acetat de coure (II), que oxidaria l'alquin en el medi d'un altre dissolvent orgànic, la piridina, a una temperatura de 60-70 ° С.

Aquesta modificació va permetre obtenir a partir de diynes molècules molt més grans i estables: macrocicles.