Koppar(I)oxid

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 1 maj 2020; kontroller kräver 35 redigeringar .

Kopparoxid (I).

Allmän
Traditionella namn	Kopparoxid, kopparhemoxid, dimediumoxid
Chem. formel	Cu2O _ _
Råtta. formel	Cu2O _ _
Utseende	Brunröda kristaller
Fysikaliska egenskaper
Molar massa	143,09 g/ mol
Densitet	6,1 g/cm³
Hårdhet	3,5 - 4
Termiska egenskaper
Entalpi
• smältning	+64,22 kJ/mol
Kemiska egenskaper
Löslighet
• i vatten	2,4⋅10 −7 g/100 ml
Optiska egenskaper
Brytningsindex	2,85
Strukturera
Kristallstruktur	kubisk
Klassificering
Reg. CAS-nummer	1317-39-1
PubChem	10313194
Reg. EINECS-nummer	215-270-7
LEDER	[Cu]O[Cu]
InChI	InChI=1S/2Cu.O/q2*+1;-2KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N
RTECS	GL8050000
CHEBI	81908
ChemSpider	8488659
Säkerhet
LD 50	470 mg/kg
Giftighet	medel
Riskfraser (R)	R22 ; R50/53
Säkerhetsfraser (S)	S22 ; S60 ; S61
Kort karaktär. fara (H)	H302 , H410
säkerhetsåtgärder. (P)	P273 , P501
GHS-piktogram
NFPA 704	0 2 ett
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
Mediafiler på Wikimedia Commons

Koppar(I) oxid (kopparhemioxid, dikopparoxid, föråldrad kopparoxid, cuprit ) är en binär kemisk förening av envärd koppar med syre, amfoter oxid (visar svaga sura egenskaper)

Att vara i naturen

Koppar(I)oxid förekommer naturligt som mineralet cuprit (föråldrade namn: röd kopparmalm, glasartad kopparmalm, rubinkoppar). Färgen på mineralet är röd, brunröd, lilaröd eller svart. Mohs hårdhet 3,5 - 4. [1]

En mängd cuprit med långsträckta morrhår kallas chalcotrichite (förlegat namn: plysch kopparmalm). Den tegelröda blandningen av cuprit och limonit kallas "kakelmalm". [2]

Fysiska egenskaper

Koppar(I)oxid är under normala förhållanden ett brunrött fast ämne, olösligt i vatten och etanol . Smälter utan sönderdelning vid 1242 °C. [2] [3]

Koppar(I)oxid har ett kubiskt kristallgitter , rymdgrupp Pn3m , a = 0,4270 nm, Z = 2.

Kemiska egenskaper

Reaktioner i vattenlösningar

Koppar(I)oxid reagerar inte med vatten. I mycket liten utsträckning ( PR = 1,2⋅10 −15 ) dissocierar:

{\displaystyle {\mathsf {Cu_{2}O\ +\ H_{2}O\ \rightleftarrows \ 2Cu^{+}+\ 2OH^{-))))

Disproportionell jämvikt:

{\mathsf {2Cu^{+}\ \rightleftarrows \ Cu^{2+}\ +\ Cu\ +\mathbb {Q} ))

Koppar(I)oxid överförs till lösning:

koncentrerad saltsyra

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 4HCl\ \longrightarrow \ 2H[CuCl_{2}]\ +\ H_{2}O))

koncentrerad alkali (delvis)

{\displaystyle {\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 2OH^{-}\ +\ H_{2}O\ \rightleftarrows \ 2[Cu(OH)_{2}]^{-))))

koncentrerat ammoniakhydrat och koncentrerade lösningar av ammoniumsalter

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 4(NH_{3}\cdot H_{2}O)\ \longrightarrow \ 2[Cu(NH_{3})_{2}]OH\ + \ 3H_{2}O}}

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 2NH_{4}^{+}\ \longrightarrow \ 2[Cu(H_{2}O)(NH_{3})]^{+))}

genom oxidation till koppar(II)salter med olika oxidationsmedel (till exempel koncentrerad salpetersyra och svavelsyra , syre i utspädd saltsyra)

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 6HNO_{3}\ \longrightarrow \ 2Cu(NO_{3})_{2}\ +\ 2NO_{2}\uparrow +\ 3H_{2}O }}

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 3H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ 2CuSO_{4}\ +\ SO_{2}\uparrow +\ 3H_{2}O))

{\mathsf {2Cu_{2}O\ +\ 8HCl\ +\ O_{2}\ \longrightarrow \ 4CuCl_{2}\ +\ 4H_{2}O))

Koppar(I)oxid går också in i följande reaktioner i vattenlösningar:

oxideras långsamt av syre till koppar(II)hydroxid

{\mathsf {2Cu_{2}O\ +\ 4H_{2}O\ +\ O_{2}\ \longrightarrow \ 4Cu(OH)_{2}\downarrow ))

reagerar med utspädda halogenvätesyror för att bilda motsvarande koppar(I)-halogenider:

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 2HHal\ \longrightarrow \ 2CuHal\downarrow +\ H_{2}O\ \ (Hal\ =\ Cl,\ Br,\ I)))

i utspädd svavelsyra dismuteras det till koppar(II)sulfat och metallisk koppar

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ CuSO_{4}\ +\ Cu\downarrow +\ H_{2}O))

reduceras till metallisk koppar med typiska reduktionsmedel, såsom natriumhydrosulfit i koncentrerad lösning

{\displaystyle {\mathsf {2Cu_{2}O\ +\ 2NaHSO_{3}\ \longrightarrow \ 4Cu\downarrow +\ Na_{2}SO_{4}\ +\ H_{2}SO_{4))))

Reaktioner vid höga temperaturer

Koppar(I)oxid reduceras till metallisk koppar i följande reaktioner:

vid uppvärmning till 1800 °C (sönderdelning)

{\displaystyle {\mathsf {2Cu_{2}O\ {\xrightarrow {1800\ ^{\circ }C))\ 4Cu\ +\ O_{2))))

vid upphettning i en ström av väte , kolmonoxid , med aluminium

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ H_{2}\ {\xrightarrow {>250\ ^{\circ }C))\ 2Cu\ +\ H_{2}O))

{\displaystyle {\mathsf {Cu_{2}O\ +\ CO\ {\xrightarrow {250-300\ ^{\circ }C))\ 2Cu\ +\ CO_{2))))

{\displaystyle {\mathsf {3Cu_{2}O\ +\ 2Al\ {\xrightarrow {1000\ ^{\circ }C))\ 6Cu\ +\ Al_{2}O_{3))))

vid upphettning med svavel

{\displaystyle {\mathsf {2Cu_{2}O\ +\ 3S\ {\xrightarrow {>600\ ^{\circ }C))\ 2Cu_{2}S\ +\ SO_{2))))

{\displaystyle {\mathsf {2Cu_{2}O\ +\ Cu_{2}S\ {\xrightarrow {1200-1300\ ^{\circ }C))\ 6Cu\ +\ SO_{2))))

Koppar(I)oxid kan oxideras till koppar(II)föreningar i en ström av syre eller klor :

{\mathsf {2Cu_{2}O\ +\ O_{2}\ {\xrightarrow {500\ ^{\circ }C))\ 4CuO))

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ Cl_{2}\ {\xrightarrow {250\ ^{\circ }C))\ Cu_{2}Cl_{2}O))

Vid höga temperaturer reagerar koppar(I)oxid:

med ammoniak ( koppar(I)nitrid bildas )

{\mathsf {3Cu_{2}O\ +\ 2NH_{3}\ {\xrightarrow {250\ ^{\circ }C))\ 2Cu_{3}N\ +\ 3H_{2}O))

med oxider av alkalimetaller och barium (dubbeloxider bildas)

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ M_{2}O\ {\xrightarrow {600-800\ ^{\circ }C))\ 2MCuO))

{\displaystyle {\mathsf {Cu_{2}O\ +\ BaO\ {\xrightarrow {500-600\ ^{\circ }C))\ BaCu_{2}O_{2))))

Andra reaktioner

Koppar(I)oxid reagerar med väteazid :

vid kylning fälls koppar(II)azid ut

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 5HN_{3}\ {\xrightarrow {10-15\ ^{\circ }C))\ 2Cu(N_{3})_{2}\downarrow +\ H_{2}O\ +\ NH_{3}\uparrow +\ N_{2}\uparrow }}

vid rumstemperatur fälls en fällning av koppar(I)azid ut i en ström av hydroazidsyra

{\mathsf {Cu_{2}O\ +\ 2HN_{3}\ {\xrightarrow {20-25\ ^{\circ }C))\ 2CuN_{3}\downarrow +\ H_{2}O }}

Får

Koppar(I)oxid kan erhållas:

uppvärmning av metallisk koppar i frånvaro av syre

{\mathsf {4Cu\ +\ O_{2}\ {\xrightarrow {>200\ ^{\circ }C))\ 2Cu_{2}O))

uppvärmning av metallisk koppar i en ström av kväveoxid (I) eller kväveoxid (II)

{\displaystyle {\mathsf {2Cu\ +\ N_{2}O\ {\xrightarrow {500-600\ ^{\circ }C))\ Cu_{2}O\ +\ N_{2))))

{\displaystyle {\mathsf {4Cu\ +\ 2NO\ {\xrightarrow {500-600\ ^{\circ }C))\ 2Cu_{2}O\ +\ N_{2))))

uppvärmning av metallisk koppar med koppar(II)oxid

{\mathsf {Cu\ +\ CuO\ {\xrightarrow {1000-1200\ ^{\circ }C))\ Cu_{2}O))

termisk nedbrytning av koppar(II)oxid

{\displaystyle {\mathsf {4CuO\ {\xrightarrow {1026-1100\ ^{\circ }C))\ 2Cu_{2}O\ +\ O_{2))))

genom att värma koppar(I)sulfid i en ström av syre

{\mathsf {2Cu_{2}S\ +\ 3O_{2}\ {\xrightarrow {1200-1300\ ^{\circ }C))\ 2Cu_{2}O\ +\ 2SO_{2)) }

Under laboratorieförhållanden kan koppar(I)oxid erhållas genom att reducera koppar(II)hydroxid (till exempel hydrazin ):

{\mathsf {4Cu(OH)_{2}\ +\ N_{2}H_{4}\cdot H_{2}O\ {\xrightarrow {100\ ^{\circ }C))\ 2Cu_ {2}O\downarrow +\ N_{2}\uparrow +\ 7H_{2}O}}

Dessutom bildas koppar(I)oxid i jonbytarreaktioner av koppar(I)salter med alkalier , till exempel:

i reaktionen av koppar(I)jodid med en varm koncentrerad lösning av kaliumhydroxid

{\mathsf {2CuI\ +\ 2KOH\ \longrightarrow \ Cu_{2}O\downarrow +\ 2KI\ +\ H_{2}O))

vid reaktion av vätediklorkuprat(I) med en utspädd natriumhydroxidlösning

{\mathsf {2H[CuCl_{2}]\ +\ 4NaOH\ \longrightarrow \ Cu_{2}O\downarrow +\ 4NaCl\ +\ 3H_{2}O))

I de två sista reaktionerna bildas ingen förening med en sammansättning som motsvarar formeln (koppar(I)hydroxid). Bildningen av koppar(I)oxid sker genom en mellanliggande hydratform med variabel sammansättning . ${\mathsf {CuOH))$ ${\mathsf {Cu_{2}O\cdot xH_{2}O))$

Oxidation av aldehyder med koppar(II)hydroxid . Om en aldehydlösning tillsätts till den blå fällningen av koppar(II)hydroxid och blandningen värms upp, uppstår först en gul fällning av koppar(I)hydroxid:

{\mathsf {R-CHO+2Cu(OH)_{2}\ {\xrightarrow[{}]{t))\ R-COOH+2CuOH\downarrow +H_{2}O))

vid ytterligare uppvärmning förvandlas den gula fällningen av koppar(I)hydroxid till röd koppar(I)oxid :

{\mathsf {2CuOH\ {\xrightarrow[{}]{t))\ Cu_{2}O+H_{2}O))

För att få Cu 2 O i små mängder kan du också använda tekniken:

1) Förbered 2 lösningar. En lösning av CuSO 4 med dess massfraktion på 10 % och en lösning av NaOH med dess massfraktion på 20 %. Det är också nödvändigt att ta fast glukos (C 6 H 12 O 6 ). 2) Vi lägger ett glas med en lösning av CuSO 4 på plattan och tillsätter glukos. 3) Häll NaOH-lösningen i den resulterande blandningen och rör om med en glasstav eller på en magnetomrörare. 4) Låt lösningen sedimentera så att Cu 2 O-fällningspartiklarna helt sedimenterar. Utfällning av Cu 2 O sker enligt reaktionen:

{\mathsf {2CuSO_{4}\ +\ 4NaOH\ +C_{6}H_{12}O_{6}\xrightarrow {80-90\ ^{\circ }C} \ Cu_{2}O\ nedåtpil +\ 2Na_{2}SO_{4}\ +C_{6}H_{12}O_{7}+\ 2H_{2}O}}

Efter reaktionen bör lösningen filtreras genom en tratt med filterpapper eller genom en bunsenkolv med en Buchner-tratt, torkas och den resulterande Cu2O -fällningen uppsamlades .

Applikation

Koppar(I)oxid används som pigment för färgning av glas , keramik , glasyr ; som en komponent av färger som skyddar undervattensdelen av fartyget från nedsmutsning; som en svampdödande medel .

Den har halvledaregenskaper och används i kopparoxidventiler .

Toxicitet

Koppar(I)oxid är ett måttligt giftigt ämne: LD 50 470 mg/kg (oralt för råttor). Orsakar ögonirritation, kan orsaka hud- och luftvägsirritation.

Mycket giftigt för vattenmiljön: LC 50 för Daphnia magna är 0,5 mg/l under 48 timmar.

Anteckningar

↑ Cuprite på webmineral.com . Hämtad 7 juli 2011. Arkiverad från originalet 29 juni 2017. (obestämd)
↑ 1 2 Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. Konstanter av oorganiska ämnen: en uppslagsbok / Ed. R. A. Lidina. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare — M .: Drofa, 2006. — S. 104, 226, 464, 532, 604. — 685 sid. — ISBN 5-7107-8085-5 .
↑ Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Reaktioner av oorganiska ämnen: en referensbok / Ed. R. A. Lidina. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare - M . : Bustard, 2007. - S. 148 -149. — 637 sid. - ISBN 978-5-358-01303-2 .

Länkar

Användning av kopparbaserad bottenfärg: En amerikansk uppdatering arkiverad 30 augusti 2021 på Wayback Machine
Antifouling Arkiverad 30 augusti 2021 på Wayback Machine

oxider
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	As 2 O 3 As 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO ( OH ) 2ZrO2ZrOS Zr2O3Cl2 _ _ _ _ _	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	I 2 O InO I 2 O 3	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH ) 2 HfO2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	På
Fr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 PrO 2	NdO Nd2O2S Nd2O3NdHO _ _ _ _ _ _ _ _	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tb	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	THO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk2O3 _ _ _	Jfr 2O 3 _	Es	fm	md	Nej	lr