Yoduro de cobre (I)

Yoduro de cobre (I)

Nombres
Nombre IUPAC Yoduro de cobre (I)
Otros nombres Yoduro cuproso, marshita
Identificadores
Número CAS	7681-65-4 Y
Modelo 3D ( JSmol )	Imagen interactiva
ChemSpider	22766 Y
Tarjeta de información ECHA	100.028.795
PubChem CID	24350
UNII	7DE9CA6IL2 Y
Tablero CompTox ( EPA )	DTXSID5041803
InChI InChI = 1S / Cu.HI / h; 1H / q + 1; / p-1 Y Clave: LSXDOTMGLUJQCM-UHFFFAOYSA-M Y InChI = 1 / Cu.HI / h; 1H / q + 1; / p-1 Clave: LSXDOTMGLUJQCM-REWHXWOFAV
Sonrisas [Cu] yo
Propiedades
Fórmula química	CuI
Masa molar	190,45 g / mol
Apariencia	Polvo de color blanco a bronceado
Olor	inodoro
Densidad	5,67 g / cm 3 [1]
Punto de fusion	606 ° C (1.123 ° F; 879 K)
Punto de ebullición	1290 ° C (2350 ° F; 1560 K) (se descompone)
solubilidad en agua	0,000042 g / 100 ml
Producto de solubilidad ( K sp )	1,27 x 10 −12 [2]
Solubilidad	soluble en soluciones de amoniaco y yoduro insoluble en ácidos diluidos
Presión de vapor	10 mm Hg (656 ° C)
Susceptibilidad magnética (χ)	-63,0 · 10 −6 cm 3 / mol
Índice de refracción ( n D )	2.346
Estructura
Estructura cristalina	blenda de zinc
Geometría de coordinación	Aniones y cationes tetraédricos
Riesgos
Ficha de datos de seguridad	Sigma Aldrich [3]
Pictogramas GHS
Palabra de señal GHS	Peligro
Declaraciones de peligro GHS	H302 , H315 , H319 , H335 , H400 , H410
Consejos de prudencia del SGA	P261 , P273 , P305 + 351 + 338 , P501
NFPA 704 (diamante de fuego)	1 1 0
punto de inflamabilidad	No es inflamable
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.):
PEL (permitido)	TWA 1 mg / m 3 (como Cu) [4]
REL (recomendado)	TWA 1 mg / m 3 (como Cu) [4]
IDLH (peligro inmediato)	TWA 100 mg / m 3 (como Cu) [4]
Compuestos relacionados
Otros aniones	Fluoruro de cobre (I) Cloruro de cobre (I) Bromuro de cobre (I)
Otros cationes	yoduro de plata
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referencias de Infobox

Compuesto químico

El yoduro de cobre (I) es el compuesto inorgánico de fórmula CuI. También se conoce como yoduro cuproso . Es útil en una variedad de aplicaciones que van desde la síntesis orgánica hasta la siembra de nubes .

El yoduro de cobre (I) puro es blanco, pero las muestras suelen ser de color tostado o incluso, cuando se encuentran en la naturaleza como un mineral raro marshita , marrón rojizo, pero ese color se debe a la presencia de impurezas. Es común que las muestras de compuestos que contienen yoduro se decoloren debido a la fácil oxidación aeróbica del anión yoduro a yodo molecular. ^{[5] [6] [7]}

Estructura

El yoduro de cobre (I) , como la mayoría de los haluros metálicos binarios (que contienen solo dos elementos), es un polímero inorgánico . Tiene un diagrama de fase rico , lo que significa que existe en varias formas cristalinas. Adopta una estructura de mezcla de zinc por debajo de 390 ° C (γ-CuI), una estructura de wurtzita entre 390 y 440 ° C (β-CuI) y una estructura de sal de roca por encima de 440 ° C (α-CuI). Los iones están coordinados tetraédricamente cuando se encuentran en la mezcla de zinc o en la estructura de wurtzita , con una distancia Cu-I de 2,338 Å. Copper (I) bromuro y cloruro de cobre (I)también se transforman de la estructura de mezcla de zinc a la estructura de wurtzita a 405 y 435 ° C, respectivamente. Por lo tanto, cuanto mayor sea la longitud del enlace de cobre y haluro, menor será la temperatura que se necesita para cambiar la estructura de la estructura de la mezcla de zinc a la estructura de la wurtzita. Las distancias interatómicas en el bromuro de cobre (I) y el cloruro de cobre (I) son 2,173 y 2,051 Å, respectivamente. ^[8]

γ-CuI	β-CuI	α-CuI

Preparación

El yoduro de cobre (I) se puede preparar calentando yodo y cobre en ácido yodhídrico concentrado , HI. Sin embargo, en el laboratorio, el yoduro de cobre (I) se prepara simplemente mezclando una solución acuosa de yoduro de potasio y una sal soluble de cobre (II) como el sulfato de cobre .

Cu ²⁺ + 2I ^- → CuI ₂

CuI ₂ se descompone rápidamente en yoduro de cobre (I) con liberación de I ₂ . ^[9]

2 CuI ₂ → 2 CuI + I ₂

Esta reacción se ha empleado como medio para analizar muestras de cobre (II), ya que el I _{2 desarrollado} se puede analizar mediante titulación redox. La reacción en sí mismo puede parecer bastante extraño, como el uso de la regla de oro para un procedimiento de reacción redox , E ^o _oxidante  - E ^o _reductor  > 0, falla esta reacción. La cantidad está por debajo de cero, por lo que la reacción no debería continuar. Pero la constante de equilibrio ^[10] para la reacción es 1,38 * 10 ⁻¹³ . Al usar concentrados bastante moderados de 0.1 mol / L tanto para yoduro como para Cu ²⁺ , la concentración de Cu ⁺ se calcula como 3 * 10 ⁻⁷. Como consecuencia, el producto de las concentraciones es muy superior al producto de solubilidad, por lo que precipita el yoduro de cobre (I). El proceso de precipitación reduce la concentración de cobre (I), proporcionando una fuerza impulsora entrópica de acuerdo con el principio de Le Chatelier y permitiendo que prosiga la reacción redox.

Propiedades

El CuI es poco soluble en agua (0,00042 g / L a 25 ° C), pero se disuelve en presencia de NaI o KI para dar el anión lineal [CuI ₂ ] ^- . La dilución de tales soluciones con agua vuelve a precipitar el CuI. Este proceso de disolución-precipitación se emplea para purificar CuI, proporcionando muestras incoloras. ^[5]

El yoduro de cobre (I) se puede disolver en acetonitrilo , produciendo una solución de diferentes compuestos complejos. Tras la cristalización, se pueden aislar compuestos moleculares ^[11] o poliméricos ^{[12] [13]} . La disolución también se observa cuando se usa una solución del agente complejante apropiado en acetona o cloroformo . Por ejemplo, se puede utilizar tiourea y sus derivados. Los sólidos que cristalizan a partir de esas soluciones están compuestos por cadenas inorgánicas híbridas . ^[14]

Usos

CuI tiene varios usos:

• CuI se utiliza como reactivo en síntesis orgánica . En combinación con ligandos de 1,2- o 1,3 diamina, CuI cataliza la conversión de bromuros de arilo, heteroarilo y vinilo en los yoduros correspondientes. NaI es la fuente de yoduro típica y el dioxano es un solvente típico (ver reacción aromática de Finkelstein ). ^[15] Los haluros de arilo se utilizan para formar enlaces carbono-carbono y carbono-heteroátomo en procesos como las reacciones de acoplamiento de tipo Heck , Stille , Suzuki , Sonogashira y Ullmann . Sin embargo, los yoduros de arilo son más reactivos que los correspondientes bromuros de arilo o cloruros de arilo. 2-bromo-1-octen-3-ol y 1-nonino se acoplan cuando se combinan condiclorobis (trifenilfosfina) paladio (II) , CuI y dietilamina para formar 7-metilen-8-hexadecin-6-ol. ^[dieciséis]
• El CuI se utiliza en la siembra de nubes , ^[17] alterando la cantidad o tipo de precipitación de una nube, o su estructura al dispersar sustancias en la atmósfera que aumentan la capacidad del agua para formar gotas o cristales. CuI proporciona una esfera para que la humedad de la nube se condense, lo que hace que la precipitación aumente y la densidad de la nube disminuya.
• Las propiedades estructurales de CuI permiten que CuI estabilice el calor en el nailon en las industrias de alfombras comerciales y residenciales, accesorios para motores de automóviles y otros mercados donde la durabilidad y el peso son un factor.
• El CuI se utiliza como fuente de yodo dietético en la sal de mesa y en la alimentación animal. ^[17]
• CuI se utiliza en la detección de mercurio . Al entrar en contacto con los vapores de mercurio, el compuesto originalmente blanco cambia de color para formar tetraiodomercurato de cobre, que tiene un color marrón.
• CuI se utiliza para diseñar y sintetizar clústeres de Cu (I), ^[18] que son compuestos complejos polimetálicos.
• Como semiconductor tipo p, ^[19] CuI tiene ventajas como alta conductividad, gran banda prohibida, procesamiento de soluciones y bajo costo. Recientemente, se han publicado muchos artículos para dilucidar la aplicación como conductor de huecos en varios sistemas fotovoltaicos, tales como células solares sensibilizadas con colorante, células solares de polímero y células solares de perovskita.

Referencias

1. Lide, David R., ed. (2006). Manual CRC de Química y Física (87ª ed.). Boca Raton, FL: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
2. John Rumble (18 de junio de 2018). Manual CRC de Química y Física (99ª ed.). Prensa CRC. págs. 4–47. ISBN 1138561630.
3. Sigma-Aldrich Co. , Yoduro de cobre (I) .
4. Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0150" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
5. Kauffman GB, Fang LY (1983). "Purificación de yoduro de cobre (I)". Purificación de yoduro de cobre (I) . Inorg. Synth. Síntesis inorgánica. 22 . págs. 101-103. doi : 10.1002 / 9780470132531.ch20 . ISBN 978-0-470-13253-1.
6. https://www.mindat.org/min-2580.html
7. https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
8. Wells AF (1984). Química inorgánica estructural (5ª ed.). Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford. págs. 410 y 444.
9. Holleman AF, Wiberg E (2001). Química inorgánica . San Diego: Prensa académica. ISBN 0-12-352651-5.
10. El valor depende de la semirreacción específica del yodo. El valor en sí se calcula usando la fórmula: K _redox = 10 ^ {(n _ox * n _red /0.0591)*(E ^o _oxidator  - E ^o _reductor )} que en sí mismo se deriva fácilmente de las ecuaciones de Nernst para la mitad específica reacciones. Usando E ^o _ox = E ^o _{Cu ²⁺ / Cu ⁺} = 0.15; n _ox = 1 para cobre; E ^o _rojo = E ^o _{I ^- / I 2} = 0.52; n _rojo = 2 para yodo
11. Barth ER, Golz C, Knorr M, Strohmann C (noviembre de 2015). "Estructura cristalina de di-μ-yodido-bis- [bis (aceto-nitrilo-κN) cobre (I)]" . Acta Crystallographica Sección E . 71 (Parte 11): m189-90. doi : 10.1107 / S2056989015018149 . PMC 4645014 . PMID 26594527 .  
12. Healy PC, Kildea JD, Skelton BW, White AH (1989). "Aductos a base de Lewis de compuestos de metal (I) del grupo 11. XL. Sistemática conformacional de [(base N) 1 (CuX) 1] ∞ Polímeros ortogonales de 'escalera' (base N = 'Acetonitrilo unidimensional, Ligando de benzo-nitrilo) ". Revista australiana de química . 42 (1): 79. doi : 10.1071 / CH9890079 . ISSN 0004-9425 . 
13. Arkhireeva TM, Bulychev BM, Sizov AI, Sokolova TA, Belsky VK, Soloveichik GL (1990). "Complejos de cobre (I) con enlace metal-metal (d10-d10). Estructuras cristalinas y moleculares de aductos de trihidruro de tantaloceno con yoduro de cobre (I) de composición: (η5-C5H5) 2TaH [(μ2-H) Cu (μ2 -I) 2Cu (μ2-H)] 2HTa (η5-C5H5) 2, (η5-C5H4But) 2TaH (μ2-H) 2Cu (μ2-I) 2Cu (μ2-H) 2HTa (η5-C5H4But) 2 · CH3CN y {Cu (μ3-I) · P [N (CH3) 2] 3} 4 ". Inorgánica Chimica Acta . 169 (1): 109-118. doi : 10.1016 / S0020-1693 (00) 82043-5 .
14. Rosiak D, Okuniewski A, Chojnacki J (diciembre de 2018). "Cintas de yoduro de cobre (I) coordinadas con derivados de tiourea". Acta Crystallographica Sección C . 74 (Parte 12): 1650-1655. doi : 10.1107 / S2053229618015620 . PMID 30516149 . 
15. Klapars A, Buchwald SL (diciembre de 2002). "Intercambio de halógeno catalizado por cobre en haluros de arilo: una reacción aromática de Finkelstein". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 124 (50): 14844–5. doi : 10.1021 / ja028865v . PMID 12475315 . 
16. Marshall JA, Sehon CA. "Isomerización de alcoholes Β-alquinil alílicos a furanos catalizados por nitrato de plata sobre gel de sílice: 2-pentil-3-metil-5-heptifurano" . Síntesis orgánicas . 76 : 263.
17. Zhang J, Richardson HW (junio de 2000). "Compuestos de cobre". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. págs. 1-31. doi : 10.1002 / 14356007.a07_567 . ISBN 3527306730.
18. Yu M, Chen L, Jiang F, Zhou K, Liu C, Sun C, Li X, Yang Y, Hong M (2017). "Estrategia inducida por cationes hacia un cúmulo de Cu6I7 en forma de reloj de arena y su luminiscencia sintonizable en color". Química de Materiales . 29 (19): 8093–8099. doi : 10.1021 / acs.chemmater.7b01790 .
19. Bidikoudi, Maria; Kymakis, Emmanuel (2019). "Nuevos enfoques y perspectivas de escalabilidad de materiales de transporte de agujeros basados ​​en cobre para células solares planas de perovskita" . Diario de Química de Materiales C . 7 (44): 13680-13708. doi : 10.1039 / c9tc04009a .

Lectura adicional

• Macintyre J (1992). Diccionario de compuestos inorgánicos . 3 . Londres: Chapman y Hall. pag. 3103.

Enlaces externos

• Base de datos de propiedades de Chemicalland
• Inventario Nacional de Contaminantes - Hoja de datos de cobre y compuestos