Iodure de cuivre(I)
| Iodure de cuivre(I) | ||
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| Structure du γ-CuI __Cu+__I− |
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| Identification | ||
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| NoECHA | 100.028.795 | |
| PubChem | 24350 | |
| SMILES | ||
| InChI | ||
| Apparence | solide gris inodore[1] | |
| Propriétés chimiques | ||
| Formule | CuI | |
| Masse molaire[2] | 190,45 ± 0,003g/mol Cu 33,37 %, I 66,63 %, |
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| Propriétés physiques | ||
| T°fusion | 588°C[1] | |
| T°ébullition | 1 290°C[1] | |
| Solubilité | pratiquement insoluble dans l'eau[1] | |
| Masse volumique | 5,62g·cm-3(20°C)[1] | |
| Pression de vapeur saturante | 13hPa(656°C)[3] | |
| Précautions | ||
| SGH[1] | ||
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| Transport[1] | ||
| Composés apparentés | ||
| Autres anions | Fluorure de cuivre(I) Chlorure de cuivre(I) Bromure de cuivre(I) |
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| Autres composés | ||
| Unités duSIetCNTP,sauf indication contraire. | ||
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L'iodure de cuivre(I),aussi appeléiodure cuivreux,est un composé inorganique, le plus basiodureducuivre,de formule CuI.
Il est utile dans une large gamme d'applications allant de lasynthèse organiqueà l'ensemencement des nuages.
Propriétés
[modifier|modifier le code]À l'état pur, il se présente sous la forme d'un poudre incolore[4],mais il est plus couramment d'une couleur grisâtre. Il existe aussi sous la forme d'un minerai naturel rare, lamarshite,et présente dans ce cas une teinte brun rougeâtre qui est due à la présence d'impuretés. Il est courant que de échantillons contenant de l'iode se décolorent en raison de l'oxydation aérobie facile de l'anion iodure endiiode[4].
Avec une solubilité de (0,000 42g/Là25°C)[4],l'iodure de cuivre est pratiquement insoluble dans l'eau, mais il se dissout en présence deNaIouKIpour donner l'anion linéaire [CuI2]−.La dilution de telles solutions avec de l'eau reprécipite CuI. Ce procédé de dissolution–précipitation est utilisé pour purifier CuI, et permet d'obtenir des échantillons incolores[4].
Dissout dans l'acétonitrile,il produit une solution de divers complexes. Lors de la cristallisation, des composés moléculaires[5]ou polymériques[6],[7]peuvent être isolés. Il est également possible de dissoudre CuI dans l'acétoneou lechloroformeen utilisant le bon agent complexant, par exemple duthiocarbamideou ses dérivés. Les composés qui cristallisent à partir de ce genre de solutions sont deschaînes inorganiques hybrides[8].
En raison de la configuration des électrons d10, les composés de cuivre(I) sontdiamagnétiques.L'iodure de cuivre est beaucoup moins sensible à la lumière que lebromureou lechlorure de cuivre(I),mais il libère néanmoins de petites quantités d'iode lorsqu'il est exposé à la lumière dans l'air ambiant avec une légère décomposition.
Structure
[modifier|modifier le code]L'iodure de cuivre(I), comme la plupart deshalogénures de métalbinaires, est unpolymère inorganique.Il a undiagramme de phaseriche, et existe sous la forme de plusieurs formes cristallins. Il adopte la structure de lablendeen dessous de390°C(γ-CuI), celle de lawurtziteentre 390 et440°C(β-CuI), et celle dusel (chlorure de sodium)au dessus de440°C(α-CuI). Les ions adoptent une configuration tétraédrique dans les structures blende ou wurtzite, avec une distance Cu-I de 2,338Å.
La même transition blende-wurtzite se produit pour lebromure de cuivre(I)et lechlorure de cuivre(I),respectivement à405°Cet435°C.Sachant que les distances interatomiques cuivre-brome et cuivre-chlore sont respectivement de 2,173Ået 2,051 ÅÅ[9],on peut noter une relation inverse entre la longueur de liaison cuivre-halogène et la hauteur de la température de transition entre les deux structures.
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| γ-CuI | β-CuI | α-CuI |
Synthèse
[modifier|modifier le code]L'iodure de cuivre(I) peut être préparé en laboratoire en dissolvant ducuivredans de l'acide iodhydriqueconcentré, en faisant réagir ducyanure de cuivre(I)avec de l'iodure d'hydrogène. Une autre méthode commune est de mélanger un sel de cuivre(II), généralement une solution desulfate de cuivre) et une solution d'iodure de sodiumou d'iodure de potassium.
Une dernière variante est letitraged'une solution de sulfate de cuivre(II) avec une solution stœchiométrique d'iodure de potassium et dethiosulfate de sodium,afin d'obtenir un produit aussi propre que possible[4]:
L'iodure de cuivre(II)formé de façon intermédiaire est instable et se décompose presque instantanément en iodure de cuivre(I) et en diiode.
- 2 CuI2⟶ 2 CuI +I2.
Cette dégradation constitue la base du dosage des composés de cuivre(II) pariodométrie,l'iode ainsi formé étant quantifié par un titrage rédox. Cependant, dans le cadre de la synthèse de CuI, cet excès d'iode a tendance à contaminer le produit obtenu et à former des complexes d'iodure de cuivre solubles; on l'élimine donc de la réaction par le thiosulfate, qui donne letétrathionate:
- 2Na2S2O3+ I2⟶ Na2S4O6+ 2 NaI.
L'équation globale de la réaction est donc:
Dans l'industrie, l'iodure de cuivre(I) est obtenu en faisant passer des vapeur dediiodesur du cuivre métallique:
Utilisations
[modifier|modifier le code]L'iodure de cuivre(I) est utilisé dans de nombreux domaines pour des applications variées, et plus particulièrement ensynthèse organique
En combinaison avec desligands1,2- ou 1,3-diamine, CuI catalyse la conversion de bromures d'aryle, d'hétéroaryle ou de vinyle en iodures correspondants, l'iodure de sodiumservant de source en iodure et ledioxanedesolvant(voir laréaction de Finkelstein)[10].Leshalogénures d'arylesont utilisés pour former desliaisons carbone-carboneet carbone-hétéroatome via des procédés tels que laréaction de Heck,laréaction de Stille,laréaction de Suzuki,lecouplage de Sonogashiraou laréaction d'Ullmann.Les iodures d'aryle sont à ce propos bien plus réactifs que leurs homologues bromures ou chlorures. L'ioure de cuivre(I) peut aussi être utilisé pour catalyser des réactions de couplage desalcynesvec de halogénoalcane. On peut citer comme exemple la réaction entre le 2-bromo-1-octèn-3-ol avec lenon-1-ynecatalysé par ledichlorobis(triphénylphosphine)palladium(II),ladiéthylamineet CuI et pour former le 7-méthylène-8-hexadécyn-6-ol[11].
Le CuI est utilisé dans la production d'agrégatsde Cu(I)[12].Il est également utilisé dans la détection dumercure.Au contact de vapeurs de mercure, le composé initialement blanc prend une teinte brune du fait de la formation de tétraiodomercurate de cuivre.
Le CuI peut servir de source d'iode alimentaire dans lesel de tableet la nourriture animale[13].Enfin, CuI est utilisé dans l'ensemencement des nuages[13],c'est-à-dire modifier la quantité ou le type de précipitation d'un nuage, voire leur structure en dispersant des substances dans l'atmosphère qui augmentent la capacité de l'eau à former des gouttelettes ou des cristaux. Le CuI fournit une sphère autour de laquelle l'humidité contenue dans le nuage se condense, ce qui entraîne une augmentation des précipitations et une diminution de la densité du nuage.
Notes et références
[modifier|modifier le code]- Entrée « Copper(I) iodide » dans la base de données de produits chimiquesGESTISde la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand,anglais), accès le 7 septembre 2020(JavaScript nécessaire).
- Masse molaire calculée d’après«Atomic weights of the elements 2007», surwww.chem.qmul.ac.uk.
- FicheSigma-Aldrichdu composéCopper(I) iodide,consultée le 7 septembre 2020.
- Kauffman GB, Fang LY,Purification of Copper(I) Iodide,vol.22,coll.«Inorganic Syntheses»,,101–103p.(ISBN978-0-470-13253-1,DOI10.1002/9780470132531.ch20)
- Barth ER, Golz C, Knorr M, Strohmann C, «Crystal structure of di-μ-iodido-bis-[bis(aceto-nitrile-κN)copper(I)]»,Acta Crystallographica Section E,vol.71,noPt 11,,m189-90(PMID26594527,PMCID4645014,DOI10.1107/S2056989015018149)
- (en)Healy PC, Kildea JD, Skelton BW, White AH, «Lewis-Base Adducts of Group 11 Metal(I) Compounds. XL. Conformational Systematics of [(N-base)1(CuX)1]∞ Orthogonal' Stair' Polymers (N-base = 'One-Dimensional Aceto-nitrile, Benzo-nitrile Ligand)»,Australian Journal of Chemistry,vol.42,no1,,p.79(ISSN0004-9425,DOI10.1071/CH9890079)
- (en)Arkhireeva TM, Bulychev BM, Sizov AI, Sokolova TA, Belsky VK, Soloveichik GL, «Copper(I) complexes with metal-metal (d10–d10) bond. Crystal and molecular structures of adducts of tantalocene trihydride with copper(I) iodide of composition: (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 and {Cu(μ3-I)·P[N(CH3)2]3}4»,Inorganica Chimica Acta,vol.169,no1,,p.109–118(DOI10.1016/S0020-1693(00)82043-5)
- Rosiak D, Okuniewski A, Chojnacki J, «Copper(I) iodide ribbons coordinated with thiourea derivatives»,Acta Crystallographica Section C,vol.74,noPt 12,,p.1650–1655(PMID30516149,DOI10.1107/S2053229618015620)
- Wells AF,Structural Inorganic Chemistry,Oxford, Oxford University Press,,5théd.,410 and 444
- Klapars A, Buchwald SL, «Copper-catalyzed halogen exchange in aryl halides: an aromatic Finkelstein reaction»,Journal of the American Chemical Society,vol.124,no50,,p.14844–5(PMID12475315,DOI10.1021/ja028865v)
- Marshall JA, Sehon CA,Isomerization of Β-Alkynyl Allylic Alcohols to Furans Catalyzed by Silver Nitrate on Silica Gel: 2-Pentyl-3-methyl-5-heptylfuran,Org. Synth.76,coll.« vol. », 263p.
- MuxinYu,LianChen,FeilongJiang,KangZhou,CaipingLiu,CaiSun,XingjunLi,YanYanget MaochunHong,«Cation-Induced Strategy toward an Hourglass-Shaped Cu6I7– Cluster and its Color-Tunable Luminescence»,Chemistry of Materials,vol.29,no19,,p.8093–8099(DOI10.1021/acs.chemmater.7b01790)
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- (en)Cet article est partiellement ou en totalité issu des articles intitulés en anglais«Copper(I) iodide»(voir la liste des auteurs)et«Kupfer(I)-iodid»(voir la liste des auteurs).
