Kupfer(II)-chlorid, Dihydrat (1:2:2) (13933-17-0) Physikalische und Chemische Eigenschaften
Kupfer(II)-chlorid, Dihydrat (1:2:2)
Hydriertes Kupfer(II)-chlorid, geliefert als dihydratisches kristallines Salz für die Industriesynthese, Katalysatorvorbereitung, Galvanisierungsformulierungen sowie analytische und F&E-Anwendungen.
| CAS-Nummer | 13933-17-0 |
| Stoffklasse | Anorganische Chloride |
| Typische Form | Pulver oder kristalliner Feststoff |
| Übliche Qualitätsgrade | EP, USP |
Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat ist ein anorganisches kristallines Salz des zweiwertigen Übergangsmetalls Kupfer und der Chloridanionen mit koordiniertem Kristallwasser. Die empirische Summenformel lautet \(\ce{Cl2CuH4O2}\), äquivalent dargestellt als \(\ce{CuCl2.2H2O}\). Aufbauchemisch handelt es sich um eine Koordinationsverbindung, in der die \(\ce{Cu^{2+}}\)-Zentren von Sauerstoff-donierenden Liganden (Wasser) und Chloridliganden umgeben sind; die \(\ce{Cu^{2+}}\) (d9)-Elektronenkonfiguration führt häufig zu Jahn-Teller-Verzerrungen in oktaedrischen Koordinationsgeometrien und verursacht charakteristische blau-grüne Farben in wässrigen Lösungen und Festkörper-Hydraten.
Elektronisch verhält sich die Verbindung wie ein typisches Lewis-saures Metallsalz: In wässriger Lösung dissoziiert es zu solvatisierten \(\ce{Cu^{2+}}\)- und \(\ce{Cl-}\)-Ionen, wobei das hydratisierte Metallion Hydrolyse und Ligandenaustausch mit koordinierenden Anionen oder neutralen Donoren unterliegt. Das Salz ist ionisch und polar, besitzt eine signifikante Wasserlöslichkeit und neigt bei erhöhter Chloridkonzentration zur Bildung von Chloro-Komplexen (z.B. \(\ce{CuCl+}\), \(\ce{CuCl2}\), \(\ce{CuCl3^-}\) Spezies unter spezifischen Bedingungen). Redoxchemie ist wichtig für Kupfer(II)-Salze: \(\ce{Cu^{2+}}\) kann unter reduzierenden Bedingungen zu Kupfer(I) reduziert werden und nimmt an Ein-Elektronen- und Zwei-Elektronen-Redoxprozessen teil, die für Katalyse und präparative Chemie relevant sind.
Industriell und in der Laborpraxis wird Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat breit als Reagenz und Katalysator (organische Umsetzungen, Kupplungsreaktionen, Oxidationschemie), als Vorläufer anderer Kupferverbindungen sowie als Bestandteil in Pigmenten, Holzschutz- und fungiziden Formulierungen verwendet. Die Kombination aus Lewis-Säurecharakter, Redoxaktivität und Wasserlöslichkeit macht es zu einer praktikablen Kupferquelle in der chemischen Herstellung, Analytik und Forschung.
Übliche kommerzielle Qualitätsgrade sind EP, USP.
Grundlegende Physikalische Eigenschaften
Dichte
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Qualitatives Merkmal: Als kristalliner anorganischer Hydrat hängt die Schüttdichte vom Kristallhabit und der Packungsdichte ab; Hydrate weisen typischerweise höhere Festkörperdichten als vergleichbare wasserfreie Salze pro Mol Metall auf, bedingt durch die Masse des koordinierten Wassers.
Schmelz- oder Zersetzungspunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Qualitatives Merkmal: Hydrierte anorganische Salze zerfallen oder verlieren Kristallwasser beim Erhitzen oft, bevor ein klarer Schmelzpunkt auftritt; Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat dehydriert typischerweise beim Erhitzen zum wasserfreien Salz und zersetzt sich letztlich bei höheren Temperaturen thermisch.
Wasserlöslichkeit
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Qualitatives Verhalten: Die Verbindung ist gut in Wasser löslich und dissoziiert in solvatisierte \(\ce{Cu^{2+}}\)- und \(\ce{Cl-}\)-Ionen. Wässrige Lösungen sind je nach Konzentration und Speziesierung blau bis grün; eine höhere Chloridkonzentration verschiebt die Speziesierung hin zu Chloro-Komplexen.
pH-Wert der Lösung (Qualitatives Verhalten)
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Qualitatives Verhalten: Wässrige Lösungen von Kupfer(II)-salzen sind leicht sauer aufgrund der Hydrolyse des hydratisierten \(\ce{Cu^{2+}}\)-Ions (\(\ce{[Cu(H2O)6]^2+}\) ⇌ \(\ce{[Cu(H2O)5(OH)]^+}\) + \(\ce{H+}\)). Der pH-Wert hängt von Konzentration, Pufferkapazität sowie der Anwesenheit koordinierender Anionen oder Basen ab, die die Hydrolyse unterdrücken können.
Chemische Eigenschaften
Säure-Basen-Verhalten
Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat wirkt als Quelle des Lewis-sauren \(\ce{Cu^{2+}}\)-Zentrums in Lösung. Das hydratisierte Metallion durchläuft Ligandenaustausch und Hydrolyse; Koordinationsgleichgewichte mit Chlorid und weiteren Liganden führen zu einem Speziesverteilung, die von Chloridkonzentration und Lösungsmittel beeinflusst wird. In Gegenwart starker Basen fällt Kupfer(II) unter typischen wässrigen Bedingungen als Hydroxid (\(\ce{Cu(OH)2}\)) aus; je nach pH und Liganden können weitere Komplexe oder Redoxreaktionen folgen.
Reaktivität und Stabilität
Das feste Dihydrat ist unter normalen Laborbedingungen stabil, verliert aber Wasser beim Erhitzen und kann unter stark reduzierenden Bedingungen zu Kupfer(I)-Spezies reduziert werden. Die Verbindung ist inkompatibel mit starken Reduktionsmitteln und aktiven Metallen; Gemische mit organometallischen Reagenzien und Sauerstoff, die Kupfer(II)-salze enthalten, sind mit der Bildung von Peroxiden und energetischer Zersetzung in dokumentierten Fällen assoziiert. Kontakt mit starken Basen, Sulfiden oder Komplex bildenden/Reduktionsmitteln kann zu Ausfällen, Komplexbildung oder Reduktion zu elementarem Kupfer bzw. Kupfer(I)-Verbindungen führen. Bei der Verwendung von Reduktionsmitteln oder organometallischen Reagenzien sollten Standardverfahren unter Inertatmosphäre angewandt werden.
Molekulare und Ionische Parameter
Formel und Molare Masse
- Molekulare Formel: \(\ce{Cl2CuH4O2}\)
- Gängige Strukturformel: \(\ce{CuCl2.2H2O}\)
- Molmasse: 170.48 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Exakte Masse (monoisotopisch): 168.888432
Weitere berechnete Deskriptoren: Anzahl Wasserstoffbrücken-Donoren = 2; Anzahl Wasserstoffbrücken-Akzeptoren = 4; Anzahl drehbarer Bindungen = 0; topologische polare Oberfläche = 2 (berichtet nach berechneten Deskriptoren).
Bestandteile in Ionenform
Primäre ionische Bestandteile in wässriger Lösung: - \(\ce{Cu^{2+}}\) (Hexaaqua- und andere solvatisierte Koordinationsformen) - \(\ce{Cl-}\)
Kristalline Form enthält koordiniertes Wasser, üblicherweise beschrieben als \(\ce{2H2O}\) pro Formeleinheit.
Identifikatoren und Synonyme
Registernummern und Codes
- CAS-Nummer: 13933-17-0
- UNII: S2QG84156O
- DSSTox Substance ID: DTXSID1049564
- InChI:
InChI=1S/2ClH.Cu.2H2O/h2*1H;;2*1H2/q;;+2;;/p-2 - InChIKey:
MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L - SMILES:
O.O.[Cl-].[Cl-].[Cu+2]
Synonyme und gebräuchliche Bezeichnungen
Gemeldete Synonyme (ausgewählt aus verfügbaren Einträgen und Quellen) umfassen: - Kupfer(II)-chlorid, Dihydrat - Kupferchlorid(II)-Dihydrat - Kupferchlorid-Dihydrat - Kupferchlorid; Kupferchlorid-Dihydrat; Kupferdichlorid-Dihydrat - Kupfer(II)-chlorid, Dihydrat - Kupferchlorid (CuCl2), Dihydrat
(Weitere Einlieferer- und historische Synonyme sind in den Quellannotationen vorhanden.)
Industrielle und gewerbliche Anwendungen
Funktionale Rollen und Anwendungsbereiche
Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat dient hauptsächlich als Quelle von löslichem Kupfer(II) für: - Die synthetische und präparative Chemie (Katalyse, Reagenz für Oxidations- und Kupplungsreaktionen) - Die Analytische Chemie als Referenz- und Reagenzstoff für anorganische und nasschemische Methoden - Die Herstellung und Zwischenproduktion anderer Kupferverbindungen und Koordinationskomplexe - Die Pigment- und Farbstoffverarbeitung sowie als Bestandteil bestimmter Holzschutz- und Antifouling-/Fungizidformulierungen, in denen Kupfersalze eingesetzt werden
Seine kombinierte Lewis-Säureeigenschaft, Löslichkeit und Redoxaktivität machen es zu einer gebräuchlichen Kupferquelle im Labor und in der Industrie.
Typische Anwendungsbeispiele
- Einsatz als homogener Katalysator oder Katalysatorvorstufe in organischen Kupplungs- und Halogenierungsprotokollen.
- Einsatz als lösliche Kupferquelle für die Synthese von Koordinationskomplexen und zur in situ Erzeugung von Kupfer(I)-Spezies durch kontrollierte Reduktion.
- Einsatz als analytisches Reagenz für qualitative und quantitative Nachweise, die Kupfer(II) erfordern.
- Einsatz als Zwischenprodukt für die Herstellung kupferhaltiger Pigmente und Spezialchemikalien.
Wenn spezifische Anwendungsspezifikationen oder validierte Formulierungen erforderlich sind, sollte die Auswahl auf Basis der beschriebenen physikochemischen Eigenschaften und der Kompatibilität mit den Prozessbedingungen erfolgen.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Gesundheits- und Umweltgefahren
Kupfer(II)-salze sind Haut-, Augen- und Schleimhautreizstoffe und können bei ausreichender Einnahme gesundheitsschädlich sein; Kupfer ist für aquatische Organismen toxisch, weshalb eine Emission in die Umwelt minimiert und kontrolliert werden sollte. Die Verbindung kann an Redox- und Komplexbildungsvorgängen teilnehmen, die unter ungeeigneten Bedingungen gefährliche Nebenprodukte erzeugen können. Es sind dokumentierte Fälle bekannt, in denen Gemische aus Kupfer(II)-salzen, Organolithiumreagenzien und Sauerstoff zur Bildung von Peroxiden und explosiven Reaktionen führten; die Kombination starker reduzierender organometallischer Reagenzien, Oxidationsmittel und Kupfer(II)-salze in Gegenwart protischer Lösungsmittel oder Sauerstoff sollte ohne geeignete Risikokontrollen vermieden werden.
Für detaillierte Gefahren-, Transport- und Regulierungsinformationen sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) sowie die örtlichen gesetzlichen Bestimmungen heranziehen.
Lagerungs- und Handhabungshinweise
In dicht verschlossenem Behälter an einem kühlen, trockenen, gut belüfteten Ort lagern, fern von inkompatiblen Stoffen wie starken Reduktionsmitteln, Alkalimetallen und starken Basen. Staubentwicklung vermeiden und Exposition durch technische Schutzmaßnahmen sowie geeignete persönliche Schutzausrüstung (Handschuhe, Augenschutz, Laborkittel) kontrollieren. Bei Verwendung in Prozessen mit reaktiven organometallischen Reagenzien oder starken Oxidationsmitteln sind Handhabung unter Inertgasatmosphäre und validierte Verfahren umzusetzen, um das Risiko der Peroxidbildung, unkontrollierter Reaktionen oder Gasentwicklung zu minimieren. Abfälle, die Kupfer enthalten, sollten gesammelt und gemäß den Umweltvorschriften entsorgt werden, um aquatische Toxizität zu verhindern.
