Copper Hydroxide (Cu(OH)2) | Tính chất, Cấu tạo và Ứng dụng

Copper Hydroxide (Cu(OH)2) | Tính chất, Cấu tạo và Ứng dụng

Đôi nét về Copper Hydroxide (Cu(OH)2) | Tính chất, Cấu tạo và Ứng dụng

Copper Hydroxide (Đồng(II) Hydroxide) có công thức hóa học Cu(OH)₂, là một hợp chất vô cơ có màu xanh lam hoặc xanh lục nhạt. Nó xuất hiện dưới dạng bột hoặc tinh thể không tan trong nước. Và có thể dễ dàng được tạo ra khi dung dịch chứa ion đồng(II) (Cu²⁺) phản ứng với hydroxide (OH⁻). Copper Hydroxide thường được sử dụng trong các ứng dụng. Ví dụ như: thuốc trừ sâu, xử lý nước, và trong ngành dược phẩm. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong tổng hợp các hợp chất đồng khác và là một chất xúc tác trong một số phản ứng hóa học.

1. Giới thiệu về Copper Hydroxide (Cu(OH)2)

Copper Hydroxide (Đồng(II) Hydroxit) có công thức hóa học là Cu(OH)₂, là một hợp chất vô cơ màu xanh lam hoặc xanh lục nhạt. Được hình thành khi ion đồng(II) (Cu²⁺) kết hợp với ion hydroxide (OH⁻). Đồng(II) Hydroxit không tan trong nước, nhưng có thể dễ dàng hòa tan trong dung dịch amoniac hoặc axit loãng. Tạo thành các hợp chất đồng khác. Chất này thường tồn tại dưới dạng bột hoặc tinh thể và có tính kiềm nhẹ.

Trong tự nhiên, Copper Hydroxide xuất hiện như một khoáng vật, thường gặp trong các quặng đồng. Nó có thể được tổng hợp bằng cách cho dung dịch muối đồng(II). Ví dụ như đồng(II) sulfat (CuSO₄), phản ứng với dung dịch kiềm như natri hydroxide (NaOH). Phản ứng này tạo ra đồng(II) hydroxit và muối natri sulfat (Na₂SO₄):

CuSO4+2NaOH→Cu(OH)2+Na2SO4​

Copper Hydroxide có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và nông nghiệp. Nó được sử dụng rộng rãi trong ngành thuốc trừ sâu, đặc biệt là trong phòng chống nấm bệnh trên cây trồng. Do tính chất kháng khuẩn và chống nấm của nó. Ngoài ra, đồng(II) hydroxit còn được dùng trong xử lý nước để loại bỏ kim loại nặng. Và trong sản xuất các hợp chất đồng như đồng(II) oxit (CuO) hoặc đồng(II) clorua (CuCl₂). Trong lĩnh vực dược phẩm, Copper Hydroxide còn được nghiên cứu và ứng dụng trong việc tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học.

2. Tính chất vật lý và hóa học của Copper Hydroxide (Cu(OH)2)

Tính chất vật lý

• Màu sắc:
  • Copper Hydroxide có màu xanh lam hoặc xanh lục nhạt khi ở dạng tinh thể hoặc bột. Màu sắc này là đặc trưng của các hợp chất đồng(II).
• Dạng tồn tại:
  • Thường tồn tại dưới dạng bột hoặc tinh thể.
  • Các tinh thể có thể có dạng kim loại nhỏ, mịn.
• Khối lượng mol:
  • Khối lượng mol của Copper Hydroxide là 97,57 g/mol.
• Độ pH:
  • Copper Hydroxide có tính kiềm nhẹ, với pH trong dung dịch của nó thường lớn hơn 7. Nó có thể làm giảm tính axit trong dung dịch, điều này giải thích tại sao nó có thể phản ứng với axit để tạo ra muối đồng.

Tính chất hóa học

1. Phản ứng với axit:

• Copper Hydroxide có tính kiềm và dễ dàng phản ứng với axit để tạo ra muối đồng và nước. Đây là phản ứng điển hình của một base với axit:

Cu(OH)2+2H+→Cu2++2H2O

Ví dụ, khi Copper Hydroxide phản ứng với axit sulfuric (H₂SO₄), sẽ tạo thành đồng(II) sulfat (CuSO₄) và nước:

Cu(OH)2+H2SO4→CuSO4+2H2O

Phản ứng tương tự xảy ra khi Copper Hydroxide phản ứng với axit clohidric (HCl), tạo thành đồng(II) clorua (CuCl₂).

2. Phản ứng với dung dịch kiềm (tạo thành phức đồng):

• Copper Hydroxide có thể hòa tan trong dung dịch kiềm (ví dụ như natri hydroxide – NaOH) để tạo thành phức đồng(II) hydroxit, tạo thành phức đồng(II) amoniac:

Cu(OH)2+4NH3→[Cu(NH3)4](OH)2​

Phản ứng này là một ví dụ về tạo thành phức chất, trong đó ion amoniac (NH₃) liên kết với ion đồng(II) để tạo ra phức đồng(II).

3. Phản ứng phân hủy khi nung nóng:

• Khi đun nóng, Copper Hydroxide phân hủy thành Copper(II) Oxide (CuO) và nước. Đây là phản ứng phân hủy nhiệt:

Cu(OH)2→ΔCuO+H2O

Phản ứng này thường xảy ra khi Copper Hydroxide được nung nóng ở nhiệt độ khoảng 100°C hoặc cao hơn.

4. Phản ứng với các hợp chất oxy hóa (chất oxy hóa mạnh):

• Copper Hydroxide có thể bị oxy hóa khi tiếp xúc với một số chất oxy hóa mạnh như clor, tạo thành các hợp chất như Copper(II) Chloride (CuCl₂):

Cu(OH)2+Cl2→CuCl2+H2O

Phản ứng này cho thấy sự chuyển hóa của Copper Hydroxide thành hợp chất đồng(II) clorua dưới tác dụng của khí clor.

5. Tác dụng với các ion kim loại nặng:

• Copper Hydroxide có khả năng phản ứng với các ion kim loại nặng khác (như ion Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺) để tạo thành các hợp chất hydroxide không tan, giúp loại bỏ các ion kim loại này khỏi dung dịch.
• Ví dụ, khi Copper Hydroxide tác dụng với ion Fe²⁺, sẽ tạo ra Fe(OH)₂:

Cu(OH)2+Fe2+→Fe(OH)2+Cu2+

Phản ứng này giúp loại bỏ ion kim loại nặng từ dung dịch, thường được sử dụng trong các quá trình xử lý nước.

6. Tạo phức với các chất khử mạnh:

• Copper Hydroxide cũng có thể phản ứng với các chất khử mạnh (như hydrazine, NH₂NH₂), giúp tạo ra các hợp chất có chứa đồng trong các trạng thái oxy hóa khác nhau. Đây là các phản ứng chuyển hóa phức tạp giúp tổng hợp các hợp chất đồng khác.

3. Cấu tạo của Copper Hydroxide (Cu(OH)2)

Cấu trúc phân tử:

• Công thức hóa học: Cu(OH)₂

• Cấu trúc tinh thể: Copper hydroxide thường có dạng tinh thể màu xanh dương hoặc xanh lam. Nó có cấu trúc lưới tinh thể nơi các ion Cu²⁺ (ion đồng) được bao quanh bởi các nhóm hydroxide (OH⁻).

Chi tiết cấu trúc:

• Ion đồng (Cu²⁺):

  • Đồng có hóa trị +2, nên ion đồng sẽ mang điện tích dương (Cu²⁺).

  • Các ion Cu²⁺ sẽ tạo liên kết với các ion hydroxide (OH⁻) theo kiểu liên kết ion.

• Ion hydroxide (OH⁻):

  • Mỗi nhóm hydroxide bao gồm một nguyên tử oxy (O) liên kết với một nguyên tử hydro (H), mang điện tích âm.

Công thức cấu tạo: