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Cianuro di rame(I)
composto chimico Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
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Il cianuro di rame(I) è il composto inorganico con formula CuCN. Nella vecchia nomenclatura tradizionale è chiamato cianuro rameoso. In condizioni normali è un solido bianco praticamente insolubile in acqua. Disponibile in commercio, è usato principalmente in galvanostegia, come catalizzatore di polimerizzazione e come reagente per la sintesi di nitrili.[1] È un composto da trattare con attenzione data la forte tossicità.
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Struttura
Riepilogo
Prospettiva
Allo stato solido CuCN ha una struttura polimerica. Esiste in due polimorfi, entrambi formati da catene di unità -[Cu-CN]n- dove gli atomi di rame sono legati da ponti cianuro.
Il polimorfo stabile a bassa temperatura è noto come LT-CuCN ed è quello presente nei campioni disponibili in commercio; le catene non sono lineari ma hanno una forma ondulata che si ripete ogni nove unità CuCN (Figura 1). La struttura cristallina è ortorombica, gruppo spaziale C2221, con costanti di reticolo a = 784 pm, b = 1280 pm, c = 1814 pm.[2]
Il polimorfo stabile ad alta temperatura, noto come HT-CuCN, è isostrutturale con AgCN con catene -[Cu-CN]n- lineari (Figura 2) in un reticolo esagonale, gruppo spaziale R3m, con costanti di reticolo a = 591 pm, c = 486 pm.[3]
Figura 1: Struttura di LT-CuCN con catene ondulate disposte in sequenza ABAB. Legenda: rame = arancione, ciano = gruppi cianuro con orientazione testa-coda disordinata.
Figura 2: Struttura di HT-CuCN con catene disposte lungo l'asse c. Legenda: rame = arancione, ciano = gruppi cianuro con orientazione testa-coda disordinata.
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LT-CuCN può essere convertito in HT-CuCN per riscaldamento a 563 K in atmosfera inerte. In entrambi i polimorfi le distanze C–Cu e Cu–N sono di circa 185 pm e i gruppi CN sono orientati in modo disordinato nel senso testa-coda.[4]
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Sintesi
Riepilogo
Prospettiva
CuCN si prepara riducendo il solfato di rame con idrogenosolfito di sodio a 60 °C, aggiungendo poi cianuro di sodio.[5] La soluzione di solfato di rame di colore blu diventa verde in seguito all'aggiunta di NaHSO3; a questo punto si aggiunge NaCN. Si ottiene un prodotto con struttura LT-CuCN.
![{\displaystyle {2\,\mathrm {CuSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}~\ {}+{}\ \mathrm {NaHSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}~\ {}+{}\ \mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} ~\ {}+{}\ 2\,\mathrm {NaCN} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {CuCN} ~\ {}+{}\,~3\,\mathrm {NaHSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cc2cb6519256f540c83ff55e2e314a655ff03423)
Storicamente la preparazione di CuCN prevedeva la reazione tra CuSO4 e NaCN; in questa reazione redox però si forma il gas tossico (CN)2, e occorrono due equivalenti di NaCN per ogni equivalente di CuCN prodotto.[6] Il cianuro di rame prodotto per questa via è impuro.
![{\displaystyle {2\,\mathrm {CuSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}~\ {}+{}\ 4\,\mathrm {NaCN} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {CuCN} ~\ {}+{}\ (\mathrm {CN} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}~\ {}+{}\ 2\,\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7fdb162f496fe233880e6eb32ab9d4a71fb008c8)
In quest'ultima reazione lo ione cianuro agisce da riducente producendo Cu(I); per questo motivo non è noto il cianuro di rame(II), Cu(CN)2. Per lo stesso motivo esiste lo ioduro di rame(I), CuI, mentre non è noto il corrispondente ioduro di rame(II), CuI2.
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Reattività
CuCN è praticamente insolubile in acqua, ma si scioglie in soluzioni contenenti l'anione CN- formando i complessi [Cu(CN)3]2- e [Cu(CN)4]3-, che hanno rispettivamente geometria trigonale planare e tetraedrica. Questo comportamento si differenzia da quello dei cianuri di oro e argento che in soluzione formano ioni lineari [M(CN)2]-.[7]
Usi
CuCN è usato principalmente in galvanostegia e in reazioni di chimica organica come catalizzatore di polimerizzazione e come reagente per la sintesi di nitrili.[1] Ad esempio nella reazione di Rosenmund-von Braun è usato per la preparazione di nitrili arilici.[8]
Viene utilizzato inoltre per la sintesi di reattivi di organo-rame per transmetallazione con reattivi di organo-litio:
![{\displaystyle {\mathrm {CuCN} ~\ {}+{}\ 2\,\mathrm {BuLi} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Bu} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CuLi} ~\ {}+{}\ \mathrm {LiCN} }}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/27efa624185a5e3cf5ece4f1ba0a5c64b0b86fcf)
CuCN è stato anche utilizzato come pigmento per pitture antivegetative marine ed ha proprietà fungicide e insetticide.[1]
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Tossicità / Indicazioni di sicurezza
CuCN è disponibile in commercio. Il composto è molto tossico e può essere letale se ingerito, inalato, o per contatto cutaneo. Non ci sono evidenze di effetti cancerogeni. È molto tossico anche per gli organismi acquatici con effetti di lunga durata.[9]
Note
Bibliografia
Altri progetti
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