과레늄산
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1. 개요
과레늄산은 화학식 HReO₄를 가지는 레늄의 산화물로, 고체 상태에서는 [O₃Re-O-ReO₃(H₂O)₂] 구조를, 기체 상태에서는 사면체 분자 구조를 갖는다. 수용액에서 과망간산 이온과 달리 안정하며, 산화제 작용은 약하다. 칠황화 레늄 생성, 레늄(V) 착물 형성, 석유화학 촉매, 알켄 에폭시화 반응, 옥심의 나이트릴 탈수 반응 등 다양한 화학 반응의 촉매로 사용되며, X선 타겟 제조에도 이용된다.
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과레늄산 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
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일반 정보 | |
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IUPAC명 | 테트라옥소레늄(VII)산 |
다른 이름 | 수화된 산화 레늄(VII) |
식별 | |
PubChem | 83718 |
EC 번호 | 237-380-4 |
InChI | 1/2H2O.7O.2Re/h2*1H2;;;;;;;;;/rH4O9Re2/c1-10(2,3)9-11(4,5,6,7)8/h4-5H2 |
InChIKey | JOTGKJVGIIKFIQ-SEUCOXMMAB |
SMILES | [OH2+][Re-2](=O)(=O)(=O)([OH2+])O[Re](=O)(=O)=O |
표준 InChI | 1S/2H2O.7O.2Re/h2*1H2;;;;;;;;; |
표준 InChIKey | JOTGKJVGIIKFIQ-UHFFFAOYSA-N |
CAS 등록번호 | 13768-11-1 |
ChemSpider ID | 21106462 |
RTECS | TT4550000 |
속성 | |
화학식 | H₄Re₂O₉ (고체) |
화학식 (기체) | HReO₄ |
몰 질량 | 251.2055 g/mol |
외관 | 옅은 노란색 고체 |
용해도 | 용해됨 |
녹는점 | 해당 없음 |
끓는점 | 승화 |
짝염기 | 과레늄산염 |
pKa | -1.25 http://www.iupac.org/publications/pac/1998/pdf/7002x0355.pdf |
구조 | |
배위 | 팔면체-사면체 (고체) |
배위 (기체) | 사면체 (기체) |
위험성 | |
외부 MSDS | 해당 없음 |
주요 위험 | 부식성 |
NFPA 704 (보건) | 3 |
NFPA 704 (인화성) | 해당 없음 |
NFPA 704 (반응성) | 해당 없음 |
인화점 | 불연성 |
GHS 신호어 | 위험 |
관련 화합물 | |
관련 화합물 | 과레늄산염, 산화 망간(VII), 테크네튬(VII) 산화물, 산화 레늄(VII), 과망간산, 과테크네트산, 과염소산 |
2. 성질
과레늄산은 다양한 구조를 가질 수 있다. 대부분의 금속 산화물은 물과 배위 결합하면 불안정해져 수산화물이 되지만, 과레늄산은 물과 안정적으로 배위 결합하는 드문 예이다.[4]
2. 1. 분자 구조
고체 상태의 과레늄산은 [O3Re-O-ReO3(H2O)2] 구조를 가진다.[28] 두 레늄 원자는 결합 기하가 다르며, 하나는 사면체이고 다른 하나는 팔면체이며, 물 리간드는 후자에 배위된다. 이는 물과 배위결합하는 금속 산화물의 드문 예시이다.[4] 대부분의 금속-옥소-아쿠오 종은 대응하는 수산화물에 대해 불안정하다.기체 상태의 과레늄산은 사면체 분자 구조를 가지며 화학식은 HReO4이다.
2. 2. 수용액에서의 성질
진한 수용액에서는 삼염기산인 메소과레늄산(H3ReO5)을 생성한다고 알려져 있지만, 단리되지는 않았다. 과레늄산 진한 수용액의 당량 전도도 저하는 이 약산인 메소과레늄산의 생성 때문으로 추정된다.[16]과망간산 이온과 달리 수용액에서 안정하며, 산화제로서의 작용은 약하고 과테크네튬산 이온과 유사하다. 알칼리성 수용액에서는 안정하지만, 염산(HCl), 브로민화 수소산(HBr), 아이오딘화 수소산(HI) 수용액에서는 환원된다.[17]
수용액에서 과레늄산 이온의 표준 환원 전위는 다음과 같다.[18]
:
:
:
3. 반응
과레늄산은 여러 화학 반응에 관여하며, 특히 촉매로 많이 사용된다.
수용액에서 과레늄산 이온의 표준전극전위는 다음과 같다.[32]
반응식 | E° (V) |
---|---|
ReO4- + 2 H+ + e- ⇄ ReO3(s) + H2O | 0.768 |
ReO4- + 4 H+ + 3 e- ⇄ ReO2(s) + 2 H2O | 0.51 |
ReO4- + 8 H+ + 7 e- ⇄ Re(s) + 4 H2O | 0.34 |
3. 1. 칠황화 레늄 생성
과레늄산 또는 무수 산화물(Re2O7)은 황화 수소(H2S)와 반응하여 칠황화 레늄(Re2S7)을 생성한다.[29]: Re2O7 + 7 H2S → Re2S7 + 7 H2O
복잡한 구조를 가진 칠황화 레늄은 이중 결합의 수소 첨가 반응에서 촉매 작용을 하며, 귀금속을 통한 촉매를 이용할 수 없는 다른 황화물을 견딜 수 있는 특징이 있다.[29] 또한 칠황화 레늄은 질산이 아산화 질소(N2O)로 환원되는 반응에도 촉매로 작용한다.[29],[5]
3. 2. 레늄(V) 착물 생성
과레늄산은 염산(HCl) 존재 하에서 싸이오에터 및 삼차 인화 수소와 반응하여 ReOCl3L2 형태의 레늄(V) 착물을 생성한다.[6][20][30]3. 3. 기타 반응
과레늄산은 백금과 결합하여 석유화학 분야에서 수소 첨가 분해(hydrocracking)와 수소 첨가 반응의 촉매 역할을 한다.[31] 과레늄산 용액을 주입한 이산화 규소는 500℃에서 수소로 환원된다. 이 촉매는 알코올의 탈수소화 및 암모니아 분해를 촉진한다.[31]4. 촉매 작용
과레늄산은 여러 균일 촉매 반응의 전구체로 사용된다.
4. 1. 알켄 에폭시화 반응
과레늄산은 삼차 아르신과 결합하여 과산화 수소를 이용한 알켄의 에폭시화 반응에 대한 촉매를 제공한다.[33][8][23]4. 2. 옥심의 나이트릴 탈수 반응
과레늄산은 옥심의 탈수 반응을 통해 나이트릴을 생성하는 반응을 촉매한다.[34][9] 아마이드 및 옥심의 나이트릴로의 탈수를 촉매한다.[22]
5. 이용
참조
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웹사이트
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http://www.iupac.org[...]
2022-03-01
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논문
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[3]
리다이렉트
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[4]
논문
Dirhenium Dihydratoheptoxide Re2O7(OH2)2 – New Type of Water Bonding in an Aquoxide
[5]
논문
Electrosynthesis of ReS4. XAS Analysis of ReS2, Re2S7, and ReS4
[6]
서적
Phosphine Complexes of Rhenium
[7]
서적
Inorganic Chemistry
Academic Press
[8]
논문
Rhenium Catalysed Epoxidations with Hydrogen Peroxide: Tertiary Arsines as Effective Cocatalysts
[9]
논문
Rhenium(VII) Oxo Complexes as Extremely Active Catalysts in the Dehydration of Primary Amides and Aldoximes to Nitriles
[10]
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http://www.gehealthc[...]
2018-03-01
[11]
문서
X-ray#Sources
[12]
웹사이트
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http://www.iupac.org[...]
[13]
논문
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[14]
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[15]
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Dirhenium Dihydratoheptoxide Re2O7(OH2)2 - New Type of Water Bonding in an Aquoxide
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문서
X-ray Sources
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