과레늄산

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과레늄산
Perrhenic-acid-3D-balls.png
ChemicalStructureOfPerrhenicAcid.png
일반적인 성질
IUPAC 이름 Perrhenic(VII) acid
화학식 H4O9Re2 (고체)
HReO4 (기체)
별칭 Hydrated rhenium(VII) oxide
CAS 번호 13768-11-1
PubChem 83718
ChemSpider 21106462
물리적 성질
상태 밝은 노란색 고체
분자량 251.2055 g/mol
형태 밝은 노란색
열화학적 성질
안전성
유럽 연합
위험 규정
R34
유럽 연합
안전 규정
S26, S36/37, S39, S45

과레늄산은 화학식이 Re2O7(OH2)2인 화합물이다. Re2O7의 수용액을 증발시킴으로서 얻을 수 있다. 예전에는 HRe2O4와 같은 분자식을 가질것으로 여겨졌으며, 이는 산화 레늄(VII)이 증기나 수분이 존재하는 상태에서 승화하는 경우 형성된다. [1] Re2O7용액은 시간이 흐름에 따라 사면체 분자구조의 ReO4-을 포함하고 있는 HReO4·H2O결정을 형성한다.[2] 대부분의 경우 산화 레늄(VII)과 과레늄산은 비슷한 용도로서 사용된다. 레늄질산이나 농축 황산에 용해시켜서 과레늄산을 얻기도 한다.

이온화상수는 -1.25로 강산에 속한다.[3]

성질[편집]

고체상태의 과레늄산은[O3Re-O-ReO3(H2O)2]의 구조를 가진다.[4]

과레늄산은 물과 배위결합하는 금속 산화물의 드문 예이다. 대부분의 metal-oxo-aquo species은 대응하는 수산화물에 대해 불안정한하다.

M(O)(H2O)M(OH)2

기체상태의 과레늄산은 사면체 분자구조를 가지며 화학식은 HReO4이다.

반응[편집]

과레늄산과 관련된 무수 산화물인 Re2O7황화수소와 반응하여 칠황화 레늄으로 변한다.

Re2O7 + 7 H2SRe2S7 + 7 H2O

복잡한 구조를 가진 이 칠황화물은 이중결합의 수소첨가 반응에서 촉매작용을 하며, 귀금속을 통한 촉매를 이용할 수 없는 다른 황화물을 견딜 수 있는 특징이 있다.[5] 또한 Re2S7은 질산이 N2O으로 변하는 환원반응에도 촉매의 역할을 한다.

과레늄산은 HCl의 존재하에서 삼차 인화 수소(tertiary phosphine)와 싸이오에터에 의해 Re(V)으로 환원되어 ReOCl3L2의 형태가 된다.[6]

과레늄산은 백금과 결합하여 석유화학분야에서 수소 첨가 분해(hydrocracking)와 수소 첨가 반응의 촉매역할을 한다.[7] 과레늄산 용액이 주입된 이산화 규소의 경우, 수소로 500℃에서 환원된다. [출처 필요] 알코올탈수소화암모니아의 분해를 촉진하기 위해서도 사용된다.

수용액에서 과레늄산 이온의 표준전극전위는 다음과 같다.[8]

ReO4- + 2 H+ + e- ReO3(s) + H2O,    E°= 0.768 V
ReO4- + 4 H+ + 3 e- ReO2(s) + 2 H2O,    E°= 0.51 V
ReO4- + 8 H+ + 7 e- Re(s) + 4 H2O,    E°= 0.34 V

촉매[편집]

과레늄산은 수많은 균질 촉매의 선구물질로서 이용된다. 삼차 아르신]과 결합하여 알케인에폭시화 반응에서 과산화 수소와 함께 촉매로 이용된다.[9] 옥심나이트릴로의 탈수 반응에도 촉매로서 사용된다.[10]

Perrhenic-acid-nitrile-formation.png

이용[편집]

과레늄산은 엑스레이타겟을 제조하는데 쓰인다.[11][12]

각주[편집]

  1. Glemser, O.; Müller, A.; Schwarzkopf, H. (1964). “Gasförmige Hydroxide. IX. Über ein Gasförmiges Hydroxid des Rheniums”. 《Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie》 (German) 334: 21–26. doi:10.1002/zaac.19643340105.  .
  2. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.
  3. http://www.iupac.org/publications/pac/1998/pdf/7002x0355.pdf
  4. Beyer, H.; Glemser, O.; Krebs, B. “Dirhenium Dihydratoheptoxide Re2O7(OH2)2 - New Type of Water Bonding in an Aquoxide” Angewandte Chemie, International Edition English 1968, Volume 7, Pages 295 - 296. doi 10.1002/anie.196802951.
  5. Schwarz, D. E.; Frenkel, A. I.; Nuzzo, R. G.; Rauchfuss, T. B.; Vairavamurthy, A. (2004). “Electrosynthesis of ReS4. XAS Analysis of ReS2, Re2S7, and ReS4”. 《Chemistry of Materials》 16: 151–158. doi:10.1021/cm034467v. 
  6. Parshall, G. W.; Shive, L. W.; Cotton, F. A. (1997). “Phosphine Complexes of Rhenium”. 《Inorganic Syntheses》 17: 110–112. doi:10.1002/9780470132487.ch31. 
  7. Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  8. Allen J. Bard, Roger Parsons, Joseph Jordan, Standard Potentials in Aqueous Solution, Marcel Dekker Inc (1985).
  9. van Vliet, M. C. A.; Arends, I. W. C. E.; (1999). “Rhenium Catalysed Epoxidations with Hydrogen Peroxide: Tertiary Arsines as Effective Cocatalysts”. 《J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1》 (3): 377–80. doi:10.1039/a907975k. 
  10. Ishihara, K.; Furuya, Y.; Yamamoto, H. (2002). “Rhenium(VII) Oxo Complexes as Extremely Active Catalysts in the Dehydration of Primary Amides and Aldoximes to Nitriles”. 《》 41 (16): 2983–2986. doi:10.1002/1521-3773(20020816)41:16<2983::AID-ANIE2983>3.0.CO;2-X. 
  11. http://www.gehealthcare.com/usen/service/time_material_support/docs/Radplus2100.pdf
  12. X-ray#Sources