Qu’est-ce que le nitrate de cuivre ?
Le nitrate de cuivre désigne généralement le nitrate de cuivre (II). La forme anhydre est cristalline bleue et la forme hydratée est également bleue. L’hydrate est utilisé dans les écoles pour démontrer la cellule de Daniell.
En cas d’incendie, du monoxyde de carbone et d’autres substances peuvent être générés. Il convient donc d’être prudent car il est hautement toxique.
Utilisations du nitrate de cuivre
Le nitrate de cuivre est utilisé dans un grand nombre de domaines. Il sert notamment de matière première pour le placage de cuivre, d’agent oxydant et de catalyseur. Le nitrate de cuivre est également utilisé dans la fabrication de feux d’artifice, comme matière première pour les produits pharmaceutiques et les pesticides, comme mordant dans les teintures textiles et les encres d’imprimerie, et comme réactif analytique en tant que source d’ions cuivre.
En agriculture, il peut être utilisé pour prévenir les carences en cuivre dans le sol. Il est également utilisé dans les fongicides et les insecticides, les herbicides, les engrais et les micronutriments. Le nitrate de cuivre anhydre est hygroscopique. Il absorbe l’eau pour former un hydrate bleu, qui peut être utilisé pour la détection de l’humidité et comme agent déshydratant.
Les solutions de nitrate de cuivre corrodent le fer et peuvent donc être utilisées pour les finitions antiques noires et la coloration brune du zinc. De plus, il est utilisé comme catalyseur pour les carburants de fusée en raison de son effet auxiliaire de combustion. La solution de nitrate de cuivre sert également d’agent de nitrocation pour les composés organosiliciés dans les mastics et les calfeutrages automobiles.
Propriétés du nitrate de cuivre
La forme anhydre du nitrate de cuivre est un solide volatil qui se sublime à 210°C dans le vide. Les hydrates comprennent le trihydrate avec la formule chimique Cu(NO3)2∙3H2O et l’hexahydrate avec Cu(NO3)2∙6H2O. Le point de fusion du trihydrate est de 114,5°C. Les hydrates de nitrate de cuivre sont déliquescents et sont bien solubles dans l’eau ainsi que l’éthanol.
En solution aqueuse, les nitrates de cuivre existent sous la forme du complexe aquatique [Cu(H2O)6]2+. Toutefois, ce complexe est très instable en raison de la configuration d9 des électrons du cuivre (II).
Structure du nitrate de cuivre
Le nitrate de cuivre est un composé inorganique dont la formule chimique est Cu(NO3)2. Deux polymorphes, α et β, sont connus pour l’anhydride du nitrate de cuivre. Tous deux ont une structure planaire-quadrangulaire avec un centre de cuivre entouré de quatre atomes d’oxygène. Lorsqu’ils sont condensés, ils forment des polymères : la forme α n’a qu’un seul environnement de cuivre coordonné [4+1]. La forme β dispose quant à elle de deux centres de cuivre différents, l’un coordonné [4+1] et l’autre carré-planaire. Dans les solvants de nitrométhane, la coordination [4+1] est due à quatre courtes liaisons Cu-O d’environ 200 pm et à une longue liaison de 240 pm.
Les distances Cu-O sont toutes égales pour le trihydrate Cu(NO3)2∙3H2O et l’hexahydrate Cu(NO3)2∙6H2O. Ceci est dû au fait que l’élasticité des liaisons Cu-O est limitée par des liaisons hydrogène fortes.
Cu(NO3)2(H2O)2.5 a une structure octaédrique, le centre du cuivre étant entouré d’ions nitrate et d’eau. Il se décompose en oxyde de cuivre (II), en oxygène et en dioxyde d’azote à environ 170°C.
Autres informations sur le nitrate de cuivre
1. Nitrate de cuivre naturel
On ne le trouve pas dans les minéraux sous forme de nitrate de cuivre. La likasite contient Cu3(NO3)(OH)5.2H2O et la buttgenbachite contient Cu19(NO3)2(OH)32Cl4.2H2O.
Les nitrates de cuivre basiques naturels comprennent les minéraux rares Gerhardtite et Rouaite, tous deux polymorphes de Cu2(NO3)(OH)3.
2. Méthode de synthèse du nitrate de uivre
Le traitement du métal cuivre avec du tétroxyde de diazote donne du nitrate de cuivre anhydride. L’hydrolyse de l’anhydride de nitrate de cuivre donne du nitrate de cuivre hydraté. L’addition d’acide nitrique dilué ou d’une solution de nitrate d’argent au cuivre métallique peut également produire des hydrates de nitrate de cuivre.
3. Réaction du nitrate de cuivre
L’acide nitrique est obtenu lorsque le gaz produit par le chauffage du nitrate de cuivre passe dans l’eau. Cette réaction est similaire à l’étape finale du processus d’Ostwald.