TEMBAGA (I) KLORIDA (MENTL): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The klorida tembaga (I) merupakan senyawa anorganik yang terdiri dari tembaga (Cu) dan klorin (Cl). Rumus kimianya adalah CuCl. Tembaga dalam senyawa ini memiliki valensi +1 dan klorin -1. Ini adalah padatan kristal putih yang, bila terkena udara untuk waktu yang lama, memperoleh warna kehijauan karena oksidasi tembaga (I) menjadi tembaga (II).

Ini berperilaku seperti asam Lewis, membutuhkan elektron dari senyawa lain yang merupakan basa Lewis, yang dengannya ia membentuk kompleks atau hasil adisi stabil. Salah satu senyawa tersebut adalah karbon monoksida (CO), sehingga kemampuan mengikat keduanya digunakan secara industri untuk mengekstraksi CO dari aliran gas.

Tembaga (I) klorida (CuCl) yang dimurnikan. Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Ini memiliki sifat optik yang dapat digunakan dalam semikonduktor pemancar cahaya. Selain itu, tabung nano CuCl memiliki potensi besar untuk digunakan dalam perangkat untuk menyimpan energi secara efisien.

Ini digunakan dalam seni kembang api karena kontak dengan nyala api menghasilkan cahaya biru-hijau.

Struktur

CuCl terdiri dari ion tembaga Cu ⁺ dan klorida anion Cl ^- . Konfigurasi elektron ion Cu ⁺ adalah:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ⁰

dan itu karena tembaga kehilangan elektron dari kulit 4s. Ion klorida memiliki konfigurasi:

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶

Dapat dilihat bahwa kedua ion memiliki cangkang elektronik yang lengkap.

Senyawa ini mengkristal dengan simetri kubik. Gambar di bawah ini menunjukkan susunan atom dalam unit kristal. Bola merah muda berhubungan dengan tembaga dan bola hijau berhubungan dengan klor.

Struktur CuCl. Penulis: Benjah-bmm27. Sumber: Wikimedia Commons.

Tata nama

• Tembaga (I) klorida
• Tembaga klorida
• Tembaga monoklorida

Properti

Keadaan fisik

Padatan kristal putih yang kontak lama dengan udara teroksidasi dan berubah menjadi hijau.

Berat molekul

98,99 g / mol

Titik lebur

430 ºC

Titik didih

Kira-kira 1400 ºC.

Massa jenis

4,137 g / cm ³

Kelarutan

Hampir tidak larut dalam air: 0,0047 g / 100 g air pada 20 ° C. Tidak larut dalam etanol (C ₂ H ₅ OH) dan aseton (CH ₃ (C = O) CH ₃ ).

Sifat kimiawi

Ini tidak stabil di udara karena Cu ⁺ cenderung teroksidasi menjadi Cu ²⁺ . Seiring waktu, cupric oxide (CuO), cuprous hydroxide (CuOH) atau kompleks oksiklorida terbentuk dan garam berubah menjadi hijau.

Tembaga (I) klorida yang telah terpapar ke lingkungan dan teroksidasi sebagian. Mungkin mengandung CuO, CuOH, dan senyawa lainnya. Benjah-bmm27 / Domain publik. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam larutan air juga tidak stabil karena reaksi oksidasi dan reduksi terjadi secara bersamaan, membentuk logam tembaga dan ion tembaga (II):

CuCl → Cu ⁰ + CuCl ₂

CuCl sebagai asam Lewis

Senyawa ini bertindak secara kimiawi sebagai asam Lewis, yang berarti ia haus akan elektron, sehingga membentuk hasil adisi yang stabil dengan senyawa yang dapat menyediakannya.

Ini sangat larut dalam asam klorida (HCl), di mana ion Cl ^- berperilaku sebagai donor elektron dan spesies seperti CuCl ₂ ^- , CuCl ₃ ^2- dan Cu ₂ Cl ₄ ^{2- terbentuk} , antara lain.

Ini adalah salah satu spesies yang terbentuk dalam larutan CuCl dalam HCl. Penulis: Marilú Stea.

Larutan CuCl encer memiliki kemampuan untuk menyerap karbon monoksida (CO). Absorpsi ini dapat terjadi bila larutan tersebut bersifat asam, netral atau dengan amonia (NH ₃ ).

Dalam larutan tersebut diperkirakan terbentuk berbagai spesies seperti Cu (CO) ⁺ , Cu (CO) ₃ ⁺ , Cu (CO) ₄ ⁺ , CuCl (CO) dan ^- yang bergantung pada medianya.

Sifat lainnya

Ini memiliki karakteristik elektro-optik, kehilangan optik rendah dalam berbagai spektrum cahaya dari yang terlihat hingga inframerah, indeks bias rendah dan konstanta dielektrik rendah.

Memperoleh

Tembaga (I) klorida dapat diperoleh dengan mereaksikan langsung logam tembaga dengan gas klor pada suhu 450-900 ° C. Reaksi ini diterapkan secara industri.

2 Cu + Cl ₂ → 2 CuCl

Senyawa pereduksi seperti asam askorbat atau sulfur dioksida juga dapat digunakan untuk mengubah tembaga (II) klorida menjadi tembaga (I) klorida. Misalnya, dalam kasus SO ₂ , itu dioksidasi menjadi asam sulfat.

2 CuCl ₂ + SO ₂ + 2 H ₂ O → 2 CuCl + H ₂ SO ₄ + 2 HCl

Aplikasi

Dalam proses pemulihan CO

Kemampuan larutan CuCl untuk menyerap dan mendisorbsi karbon monoksida digunakan secara industri untuk mendapatkan CO murni.

Misalnya, proses yang disebut COSORB menggunakan tembaga klorida yang distabilkan dalam bentuk garam kompleks dengan aluminium (CuAlCl ₄ ), yang larut dalam pelarut aromatik seperti toluena.

Larutannya menyerap CO dari aliran gas untuk memisahkannya dari gas lain seperti CO ₂ , N _2, dan CH ₄ . Larutan kaya monoksida kemudian dipanaskan di bawah tekanan tereduksi (di bawah atmosfer) dan CO didesorbsi. Gas yang diperoleh dengan cara ini memiliki kemurnian tinggi.

Struktur karbon monoksida di mana elektron tersedia untuk kompleks dengan CuCl diamati. Penulis: Benjah-bmm27. Sumber: Wikimedia Commons.

Proses ini memungkinkan perolehan CO murni mulai dari gas alam yang direformasi, batu bara yang digasifikasi atau gas yang berasal dari produksi baja.

Dalam katalisis

CuCl digunakan sebagai katalisator untuk berbagai reaksi kimia.

Misalnya, reaksi unsur germanium (Ge) dengan hidrogen klorida (HCl) dan etilen (CH ₂ = CH ₂ ) dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa ini. Ini juga digunakan untuk sintesis senyawa silikon organik dan berbagai turunan sulfur organik heterosiklik dan nitrogen.

Polimer polifenilena eter dapat disintesis dengan menggunakan sistem katalis 4-aminopyrine dan CuCl. Polimer ini sangat berguna karena sifat mekaniknya, penyerapan air yang rendah, isolasi yang sangat baik dari listrik dan tahan api.

Dalam memperoleh senyawa tembaga organik

Senyawa alkenilkuprat dapat dibuat dengan mereaksikan alkuna terminal dengan larutan CuCl dan amonia berair.

Untuk mendapatkan polimer yang terikat pada logam

Tembaga (I) klorida dapat berkoordinasi dengan polimer, membentuk molekul kompleks yang berfungsi sebagai katalis dan yang menggabungkan kesederhanaan katalis heterogen dengan keteraturan katalis homogen.

Dalam semikonduktor

Senyawa ini digunakan untuk mendapatkan material yang dibentuk oleh γ-CuCl pada silikon yang memiliki sifat fotoluminesensi dengan potensi tinggi untuk digunakan sebagai semikonduktor pemancar foton.

Bahan-bahan ini banyak digunakan dalam dioda pemancar sinar ultraviolet, dioda laser, dan detektor cahaya.

Dalam superkapasitor

Produk ini, diperoleh dalam bentuk nanopartikel kubik atau nanocubes, memungkinkan pembuatan superkapasitor, karena memiliki kecepatan pengisian yang luar biasa, reversibilitas tinggi, dan sedikit kehilangan kapasitansi.

Superkapasitor adalah perangkat penyimpanan energi yang menonjol karena kepadatan dayanya yang tinggi, keamanan dalam pengoperasian, siklus pengisian dan pengosongan yang cepat, stabilitas jangka panjang, dan ramah lingkungan.

Nanocubes CuCl dapat digunakan dalam aplikasi penyimpanan energi dan elektronik. Penulis: Tide He. Sumber: Pixabay.

Aplikasi lain

Karena CuCl memancarkan cahaya biru-hijau saat terkena nyala api, itu digunakan untuk menyiapkan kembang api yang memberikan warna tersebut selama pelaksanaan kembang api.

Warna hijau dari beberapa kembang api mungkin disebabkan oleh CuCl. Penulis: Hans Braxmeier. Sumber: Pixabay.

Referensi

1. Milek, JT dan Neuberger, M. (1972). Cuprous Klorida. Dalam: Bahan Modular Elektrooptik Linear. Springer, Boston, MA. Dipulihkan dari link.springer.com.
2. Lide, DR (editor) (2003). Buku Pegangan CRC Kimia dan Fisika. 85 ^th CRC Press.
3. Sneeden, RPA (1982). Metode absorpsi / desorpsi. Dalam Kimia Organometalik Komprehensif. Volume 8. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
4. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjut. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
5. Chandrashekhar, VC dkk. (2018). Kemajuan Terbaru dalam Sintesis Langsung Senyawa Organologam dan Koordinasi. Dalam Sintesis Langsung Kompleks Logam. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Kyushin, S. (2016). Sintesis Organosilicon untuk Pembangunan Cluster Organosilicon. Metode yang Efisien untuk Mempersiapkan Senyawa Silikon. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
7. Van Koten, G. dan Noltes, JG (1982). Senyawa organokopper. Dalam Kimia Organometalik Komprehensif. Volume 2. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
8. Danieluk, D. dkk. (2009). Sifat optik film CuCl yang tidak diolah dan diolah dengan oksigen pada substrat silikon. J Mater Sci: Mater Electron (2009) 20: 76-80. Dipulihkan dari link.springer.com.
9. Yin, B. dkk. (2014). Nanocubes Cuprous Chloride Tumbuh di atas Foil Tembaga untuk Elektroda Pseudocapacitor. Nano-Micro Lett. 6, 340-346 (2014). Dipulihkan dari link.springer.com.
10. Kim, K. dkk. (2018). Sistem Katalis Ligan Amina / Tembaga (I) Klorida Aromatik yang Sangat Efisien untuk Sintesis Poli (2,6-dimetil-1,4-fenilena eter). Polimer 2018, 10, 350. Diperoleh dari mdpi.com.
11. Wikipedia (2020). Tembaga (I) klorida. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.