Бакар(I) ацетилид

С Википедије, слободне енциклопедије
Бакар(I) ацетилид
Називи
IUPAC назив
Dicuprous acetylide
Идентификација
3Д модел (Jmol)
ChemSpider
  • [C-]#[C-].[Cu+].[Cu+]
Својства
C2Cu2
Моларна маса 151,113
Агрегатно стање црвено-браон прах
Опасности
Опасност у току рада Експлозивно
САД здравствене границе излагања (НИОСХ):
ПЕЛ (дозвољиво)
 ТWА 1 мг/м3 (ас Цу)[3]
РЕЛ (препоручено)
 ТWА 1 мг/м3 (ас Цу)[3]
ИДЛХ (непосредна опасност)
 ТWА 100 мг/м3 (ас Цу)[3]
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25 °C [77 °F], 100 kPa).
НеН верификуј (шта је ДаYНеН ?)
Референце инфокутије

Бакар(I) ацетилид или Бакров ацетилид са формулом Цу2C2 је органско једињење, које садржи 2 атома угљеника и има молекулску масу од 151,113 Da. Иако никада није окарактерисан рендгенском кристалографијом, за материјал се то тврдило најмање од 1856. године.[4] За један облик се тврди да је монохидрат са формулом Цу
2C
2.Х
2О и он је црвенкасто-браон експлозивни прах.

То је карбид племенитог метала и веома је експлозиван. Када се загреје, ова супстанца експлодира.

Синтеза[уреди | уреди извор]

Материјали за које се сматра да је бакарни ацетилид могу се припремити третирањем ацетилена раствором бакар(I) хлорида и амонијака:

C2Х2 (г) + 2 ЦуЦл (с) → Цу2C2 (с) + 2 ХЦл (г)

Ова реакција производи црвенкасти чврсти талог.

Својства[уреди | уреди извор]

Када се осуши, бакар ацетилид је примарни експлозив осетљив на топлоту и ударе, осетљивији од ацетилида сребра.[5]

У погонима за производњу ацетилена, сматра се да се бакарни ацетилид формира унутар цеви направљених од бакра или легуре са високим садржајем бакра, што може довести до насилне експлозије.[6] То је довело до напуштања бакра који само штети материјалима који су направљени од бакра.[7] Бакарни катализатори који се користе у хемијској индустрији такође могу представљати одређени степен ризика под одређеним условима.[8]

Хемијска својства[уреди | уреди извор]

Бакар(I) ацетилид је нестабилно једињење. На ваздуху оксидира у бакар(II) ацетилид и бакар(II) оксид:[9]

2Цу2C2 + Ох2 → 2ЦуЦ2 + 2ЦуО

Подложност оксидацији је толика да није могуће добити производ чистоће веће од 95% припремањем на ваздуху.[10]

Током оксидације чистим кисеоником настају бакар(I) оксид и графит[10]

2Цу2C2 + Ох2 → 2Цу2О + 4Ц

Раствара се у разблаженим минералним киселинама уз ослобађање ацетилена и одговарајуће соли бакра(I).[9]

Цу2C2 + Х2СО4 → Цу2СО4 + C2Х2

До распадања са ослобађањем ацетилена долази и у реакцији са воденим раствором калијум цијанида:[10]

Цу2C2 + 8КЦН + 2Х2О → C2Х2↑ + 2К3[Цу(ЦН)4] + 2КОХ

Када се хидрат загреје у вакууму, он се разлаже на метални бакар, графит и воду:[10]

Цу2C2·Х2О → 2Цу + 2Ц + Х2О

У сувом стању је врло осетљив на ударце и може експлодирати приликом удара. Једна је од ретких супстанци која након експлозије не ослобађа никакве гасне производе. У испарењима хлора, брома и јода може доћи до спонтаног паљења. У реакцији са сребрним нитратом може створити експлозивне смеше које садрже сребрни ацетилид.[9]

Цу2C2 + 2АгНО3 → Аг2C2 + 2ЦуНО3

Присуство ацетилена у високолегираним бакарним цевима доводи до стварања бакар(I) ацетилида, што може резултирати наглим експлозијама унутар њих.[11]

У изворној литератури постоје неслагања у погледу температуре која изазива спонтано експлозивно распадање. Према Приручнику за неорганске хемикалије, експлозија настаје када се загреје изнад 100 °Ц (212 °Ф; 373 К),[9] док Енциклопедија експлозива и сродних предмета наводи температуру од 120 °Ц (248 °Ф; 393 К),[12] уз напомену да су веће вредности такође дате у литератури: тачка паљења 150 °Ц (302 °Ф; 423 К)[13] и температура експлозије од око 170 °Ц (338 °Ф; 443 К) на ваздуху и распадање на око 265 °Ц (509 °Ф; 538 К) у високом вакууму.[10]

Особине[уреди | уреди извор]

Особина Вредност
Број акцептора водоника 0
Број донора водоника 0
Број ротационих веза 0
Партициони коефицијент[14] (ALogP) 0,0
Растворљивост[15] (logS, log(mol/L)) 2,7
Поларна површина[16] (PSA, Å2) 92,0

Реакције[уреди | уреди извор]

Бакар ацетилид је супстрат Глејзеровог спајања за формирање полиина. У типичној реакцији, суспензија Цу
2C
2.Х
2О у амонијачном раствору се третира ваздухом. Бакар је оксидован у Цу2+
 и формира плави растворљиви комплекс са амонијаком, остављајући иза себе црни чврсти талог. За последње се тврди да се састоји од карбина, неухватљивог алотропа угљеника:[17]

Цу+
 −C(≡Ц−Ц≡)нC− Цу+

Ово тумачење је оспорено.[18]

Свеже припремљени ацетилид бакра реагује са хлороводоничном киселином и формира ацетилен и бакар(I) хлорид. Узорци који су стари уз излагање ваздуху или јонима бакра(II) ослобађају и више полиине Х(−Ц≡Ц−)нХ, са н вредностима од 2 до 6, када се разлаже хлороводоничном киселином. „Угљенични“ остатак ове декомпозиције такође има спектрални потпис (−Ц≡Ц−)н ланаца. Претпоставља се да оксидација изазива полимеризацију ацетилидних ањона C2−
2 чврстом стању у ањоне карбинског типа. C(≡Ц−Ц≡)нC2− или ањоне поликумуленског типа C(=C=C=)мC4−.[4]

Термичко распадање ацетилида бакра у вакууму није експлозивно и оставља бакар у облику финог праха на дну балона, док се на зидове таложи пахуљасти врло фини угљенични прах. На основу спектралних података, за овај прах се тврдило да је карбин C(−Ц≡Ц−)нC, а не графит како се очекивало.[4]

Коришћење[уреди | уреди извор]

Због своје високе осетљивости, нема неке посебне користи, али реакција коју производи може се користити за проверу присуства ацетилена:

C2Х2 + 2ЦуЦл → C2Цу2 + 2ХЦл

Ацетилен реагује са бакровим хлоридом да би дао бакар карбид и хлороводоничну киселину.

Апликације[уреди | уреди извор]

Иако није практично користан као експлозив због високе осетљивости, занимљив је као куриозитет јер је један од врло ретких експлозива који при детонацији не ослобађа никакве гасовите продукте.

Формирање бакар ацетилида када се гас пропушта кроз раствор бакар(I) хлорида користи се као тест за присуство ацетилена.

Реакције између Цу+ и алкина се дешавају само ако је присутан терминални водоник (јер је благо кисео по природи). Дакле, ова реакција се користи за идентификацију терминалних алкина.

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  уреди
  2. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  3. ^ а б в NIOSH Џепни водич хемијских хазарда. „#0150”. Nacionalni institut za bezbednost i zdravlje na radu (NIOSH). 
  4. ^ а б в Cataldo, Franco (1999). „From dicopper acetylide to carbyne”. Polymer International. 48: 15—22. doi:10.1002/(SICI)1097-0126(199901)48:1<15::AID-PI85>3.0.CO;2-#. 
  5. ^ Cataldo, Franco; Casari, Carlo S. (2007). „Synthesis, Structure and Thermal Properties of Copper and Silver Polyynides and Acetylides”. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 17 (4): 641—651. ISSN 1574-1443. S2CID 96278932. doi:10.1007/s10904-007-9150-3. 
  6. ^ „Mine Safety and Health Administration (MSHA) - Accident Prevention Program - Miner's Tips - Hazards of Acetylene Gas”. Архивирано из оригинала 06. 07. 2008. г. Приступљено 08. 06. 2008. 
  7. ^ „Copper”. Архивирано из оригинала 1. 10. 2007. г. Приступљено 8. 2. 2013. 
  8. ^ „The Safe Use of Copper -Containing Catalysts in Ethylene Plants”. Приступљено 2008-06-08. 
  9. ^ а б в г Patnaik, Pradyot (2003). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. стр. 258–259. ISBN 978-0-07-049439-8. 
  10. ^ а б в г д Klement, R.; Köddermann-Gros, E. (1947). „Die Oxydationsprodukte des Kupfer(I)-acetylides”. Zeitschrift für Anorganische Chemie (на језику: немачки). 254: 201—216. doi:10.1002/zaac.19472540305. 
  11. ^ „MSHA’s Accident Prevention Program Miner’s Tip – Hazards of Acetylene Gas” (на језику: енглески). Mine Safety and Health Administration. Архивирано из оригинала 31. 01. 2015. г. Приступљено 10. 10. 2010. 
  12. ^ Basil T. Fedoroff, Henry A. Aaronson, Earl F. Reese, Oliver E. Sheffield, George D. Clift (1960). Encyclopedia of Explosives and Related Items (на језику: енглески). 1. New Jersey: U.S. Army Research and Development Command, TACOM, ARDEC, Warheads, Energetics and Combat Support Center, Picatinny Arsenal. стр. A72. LCCN 61-61759. 
  13. ^ „An improved process for making explosive compositions for detonating rivets. Patent GB528299”. Espacenet. Dynamit Nobel AG. 1940. Приступљено 2015-05-27. 
  14. ^ Ghose, A.K.; Viswanadhan V.N. & Wendoloski, J.J. (1998). „Prediction of Hydrophobic (Lipophilic) Properties of Small Organic Molecules Using Fragment Methods: An Analysis of AlogP and CLogP Methods”. J. Phys. Chem. A. 102: 3762—3772. doi:10.1021/jp980230o. 
  15. ^ Tetko IV, Tanchuk VY, Kasheva TN, Villa AE (2001). „Estimation of Aqueous Solubility of Chemical Compounds Using E-State Indices”. Chem Inf. Comput. Sci. 41: 1488—1493. PMID 11749573. doi:10.1021/ci000392t. 
  16. ^ Ertl P.; Rohde B.; Selzer P. (2000). „Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment based contributions and its application to the prediction of drug transport properties”. J. Med. Chem. 43: 3714—3717. PMID 11020286. doi:10.1021/jm000942e. 
  17. ^ Цаталдо, Францо (1997). „А студy он тхе струцтуре анд елецтрицал пропертиес оф тхе фоуртх царбон аллотропе: Царбyне”. Полyмер Интернатионал. 44 (2): 191—200. дои:10.1002/(СИЦИ)1097-0126(199710)44:2<191::АИД-ПИ842>3.0.ЦО;2-Y. 
  18. ^ Х. Крото (2010), Царбyне анд отхер мyтхс абоут царбон. РСЦ Цхемистрy Wорлд, Новембер 2010.

Литература[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Бакар(I) ацетилид на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Bakar(I)_acetilid&oldid=27771101”