Il nitrato di rame (II), frequentemente chiamato nitrato rameico, presenta una formula chimica Cu(NO3)2, dove il rame ha uno stato di ossidazione di +2. Questo composto può esistere anche in diverse forme idrate: sesquiidrato (Cu(NO3)2·1.5 H2O), triidrato (Cu(NO3)2·3 H2O), emipentaidrato (Cu(NO3)2·2.5 H2O) e esaidrato (Cu(NO3)2·6 H2O). I cristalli di queste forme idratate si caratterizzano per un colore blu, mentre la forma anidra assume un colore blu-verde.
Utilizzi e reazioni chimiche del nitrato di rame
Il nitrato di rame è un precursore importante per la produzione di nanoparticelle di ossido di rame (II), le quali dispongono di attività fotocatalitica. La decomposizione termica avviene a una temperatura di 170°C secondo la reazione:
2 Cu(NO3)2 → 2 CuO + 4 NO2 + O2. Inoltre, funge da materiale di partenza per ottenere l’ossido di rame e gallio (CuGaO2), un semiconduttore di tipo p.
Da un punto di vista chimico, le soluzioni di nitrato di rame presentano un pH inferiore a 7. Sebbene lo ione nitrato, che è la base coniugata dell’acido nitrico, non subisca idrolisi, lo ione rame reagisce idrolizzandosi secondo la seguente equazione: Cu²⁺ + H2O ⇄ Cu(OH)⁺ + H⁺.
Proprietà fisiche e sintesi
Il nitrato di rame è un composto ionico, composto da uno ione Cu²⁺ e due anioni nitrato NO3⁻. Questo composto mostra una solubilità in acqua, etanolo e ammoniaca, ma è scarsamente solubile in acetato di etile. Nella forma anidra, il nitrato presenta una struttura ortorombica, mentre le varianti idrate assumono una struttura romboedrica. La forma anidra sublima a temperature comprese tra 150 e 200 °C.
La densità varia a seconda del grado di idratazione: la densità del nitrato di rame anidro è di 3.05 g/cm³, mentre quella del triidrato e dell’esaidrato è rispettivamente di 2.32 g/cm³ e 2.07 g/cm³. La triidrato possiede una temperatura di fusione di 114.5 °C e un punto di ebollizione di 170 °C.
L’ottenimento del nitrato di rame anidro avviene attraverso la reazione tra rame e tetrossido di azoto:
Cu + 2 N2O4 → Cu(NO3)2 + 2 NO. Al contrario, per formare la varietà idrata, si utilizza la reazione tra rame e acido nitrico:
Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 H2O + 2 NO2. Altri metodi faciliti l’ottenimento di nitrato di rame coinvolgono l’interazione di ossido di rame (II) e carbonato di rame (II) con acido nitrico.
Una ulteriore reazione degna di nota è quella tra rame e nitrato d’argento, in cui si forma nitrato di rame e argento. Questa reazione viene spesso utilizzata per illustrare l’esperimento conosciuto come “albero di argento”. È promosso da un potenziale di reazione positivo, risultando nella produzione di rame e argento metallici.
Un’altra interessante reazione porta alla formazione di nitrato di rame da parte del cloruro d’oro (III), dove il rame si riduce mentre il nitrato viene generato.
Applicazioni pratiche del nitrato di rame
Il nitrato di rame ha impieghi diversificati tra cui l’utilizzo come pigmento in vetri, smalti e ceramiche, nonché come mordente in tinture per tessuti. È stato anche studiato come reagente nella sintesi organica, mostrandosi utile come catalizzatore per la sintesi di vari composti.
In aggiunta, viene impiegato nei trattamenti di conservazione del legno, proteggendolo da insetti e dalla degradazione. Infine, è utilizzato in ambito pirotecnico per conferire un blu accattivante ai fuochi d’artificio.
