La cromita de cobre es un compuesto inorgánico con la fórmula Cu 2 Cr 2 O 5 . Es un sólido negro que se utiliza para catalizar reacciones en síntesis orgánica . [3]
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
Tarjeta de información ECHA | 100.031.806 |
PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
Cu 2 Cr 2 O 5 | |
Masa molar | 311.0812 g / mol |
Apariencia | polvo gris |
Densidad | 4,5 g / cm 3 [1] |
Peligros | |
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |
PEL (permitido) | TWA 1 mg / m 3 (como Cu) [2] |
REL (recomendado) | TWA 1 mg / m 3 (como Cu) [2] |
IDLH (peligro inmediato) | TWA 100 mg / m 3 (como Cu) [2] |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Referencias de Infobox | |
Historia
El material fue descrito por primera vez en 1908. [4] El catalizador fue desarrollado en Norteamérica por Homer Burton Adkins y Wilbur Arthur Lazier, en parte basado en interrogatorios a químicos alemanes después de la Segunda Guerra Mundial en relación con el proceso Fischer-Tropsch . [5] [6] Por esta razón, a veces se lo denomina catalizador Adkins o catalizador Lazier .
Estructura química
El compuesto adopta una estructura de espinela . Los estados de oxidación de los metales constituyentes son Cu (II) y Cr (III). [7] Se reconoce una variedad de composiciones para la sustancia, incluyendo Cr 2 CuO 4 · CuO · BaCrO 4 ( CAS # 99328-50-4) y Cr 2 Cu 2 O 5 (CAS # 12053-18-8). Las muestras comerciales a menudo contienen óxido de bario y otros componentes.
Producción
La cromita de cobre se produce por descomposición térmica de una de tres sustancias. El método tradicional es la ignición de cromato de cobre: [8]
- 2 CuCrO
4→ 2 CuCrO
3+ O
2
El cromato de cobre, bario y amonio es la sustancia más utilizada para la producción de cromito de cobre. La mezcla de cromito de cobre resultante producida por este método solo se puede usar en procedimientos que contienen materiales inertes al bario , ya que el bario es un producto de la descomposición del cromato de cobre, bario y amonio y, por lo tanto, está presente en la mezcla resultante. El subproducto de óxido de cobre se elimina usando una extracción con ácido acético , que consiste en lavar con el ácido, decantar y luego secar con calor el sólido restante para producir cromito de cobre aislado. La cromita de cobre se produce mediante la exposición de cromato de cobre, bario y amonio a temperaturas de 350-450 ° C, generalmente mediante un horno de mufla : [5]
- Licenciado en Letras
2Cu
2(NUEVA HAMPSHIRE
4)
2(CrO
4)
5→ CrCuO
3+ CuO + 2 Ba + 4 H
2O + 4 Cr + N
2+ 6 O
2
El cromato de cobre y amonio también se utiliza para la producción de cromito de cobre. Generalmente se utiliza como una alternativa a la ruta del cromato de bario y amonio para su uso en productos químicos reactivos con bario. Esto también se puede lavar con ácido acético y secar para eliminar las impurezas. La cromita de cobre se produce mediante la exposición de cromato de amonio y cobre a temperaturas de 350-450 ° C:
- Cu (NH
4)
2(CrO
4)
2→ CrCuO
3+ CrO + 4 H
2O + N
2
Se puede preparar un catalizador de cromito de cobre activo que incluya bario en su estructura a partir de una solución que contenga nitrato de bario , nitrato de cobre (II) y cromato de amonio . Cuando estos compuestos se mezclan, se forma un precipitado resultante. Este producto sólido luego se calcina a 350–400 ° C para producir el catalizador: [8]
- Cu (NO 3 ) 2 + Ba (NO 3 ) 2 + (NH 4 ) 2 CrO 4 → CuCr 2 O 4 · BaCr 2 O 4
Reacciones ilustrativas
- Hidrogenólisis de compuestos éster a los correspondientes alcoholes , y dobles enlaces carbono-carbono y carbono-oxígeno a enlaces sencillos. Por ejemplo, la sebacoína, derivada de la condensación de aciloína del sebacato de dimetilo , se hidrogena a 1,2-ciclodecanodiol mediante este catalizador. [9] El fenantreno también se reduce, en la posición 9,10.
- La hidrogenolisis de alcohol tetrahidrofurfurílico ] para 1,5-pentanodiol a 250-300 ° C bajo 3300 a 6000 psi de H 2 . [10]
- Descarboxilación del ácido α-fenilcinámico a cis - estilbeno . [11]
Las reacciones que involucran hidrógeno se llevan a cabo a una presión de gas relativamente alta (135 atm ) y altas temperaturas (150–300 ° C) en una llamada bomba de hidrogenación . Los catalizadores más activos, como el níquel Raney de grado W-6 , también catalizan hidrogenaciones como las reducciones de ésteres . El último catalizador se beneficia de requerir condiciones menos vigorosas (es decir, trabaja a temperatura ambiente bajo presiones de hidrogenación similares) pero requiere que el químico use una relación más alta de catalizador a reactivos . [9]
Ver también
- Reducción de amidas
Referencias
- ^ Elementos, americano. "Cromita de cobre" . Elementos americanos . Consultado el 19 de junio de 2020 .
- ^ a b c Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0150" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Cladingboel, DE "Cromita de cobre" en Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica 2001 John Wiley & Sons. doi : 10.1002 / 047084289X.rc221
- ^ Gröger, Max (1912). "Cromita aus basechen Chromaten" . Zeitschrift für Anorganische Chemie . 76 : 30–38. doi : 10.1002 / zaac.19120760103 .
- ^ a b Adkins, Homer; Burgoyne, Edward; Schneider, Henry (1950). "El catalizador de óxido de cromo-cobre para la hidrogenación". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 72 (6): 2626–2629. doi : 10.1021 / ja01162a079 .
- ^ Archivo Fischer-Tropsch
- ^ Prince, E. (1957). "Estructura cristalina y magnética de la cromita de cobre" . Acta Crystallographica . 10 (9): 554–556. doi : 10.1107 / S0365110X5700198X .
- ^ a b Lazier, WA; Arnold, HR (1939). "Catalizador de cromita de cobre". Síntesis orgánicas . 19 : 31. doi : 10.15227 / orgsyn.019.0031 .
- ^ a b Blomquist, AT; Goldstein, Albert (1956). "1,2-ciclodecanodiol". Síntesis orgánicas . 36 : 12. doi : 10.15227 / orgsyn.036.0012 .
- ^ Kaufman, Daniel; Reeve, Wilkins (1946). "1,5-pentanodiol". Síntesis orgánicas . 26 (83). doi : 10.15227 / orgsyn.026.0083 .
- ^ Buckles, Robert; Wheeler, Norris (1953). "cis-Estilbeno". Síntesis orgánicas . 33 : 88. doi : 10.15227 / orgsyn.033.0088 .
enlaces externos
- Registro CAS [7440-47-3] y [1317-38-0]