Óxido de cobre (I)

Estrutura de cristal
__ Cu +      __ O 2−
Sistema de cristal	cúbico
Grupo espacial	Pn 3 m (No. 224)Modelo: grupo de sala / 224
Em geral
Sobrenome	Óxido de cobre (I)
outros nomes	Óxido de dicopper Cobre Oxydul Cuprum oxydulatum Óxido de cupro ÓXIDO DE CUPRO ( INCI )
Fórmula de proporção	Cu 2 O
Descrição breve	pó cristalino amarelo a marrom-avermelhado
Identificadores / bancos de dados externos
Número CAS 1317-39-1 Número CE 215-270-7 ECHA InfoCard 100.013.883 PubChem 10313194 ChemSpider 8488659 Wikidata Q407709
propriedades
Massa molar	143,09 g mol −1
Estado físico	firmemente
densidade	6,0 g cm -3 (25 ° C)
Ponto de fusão	1232 ° C
ponto de ebulição	decomposição térmica em torno de 1800 ° C
solubilidade	quase insolúvel em água  solúvel em ácidos diluídos solúvel em hidróxido de amônio (com formação de complexo )
instruções de segurança
Rotulagem de perigo do GHS do  Regulamento (CE) nº 1272/2008 (CLP) , expandido se necessário perigo Frases H e P H: 302-332-318-410 P: 301 + 330 + 331-304 + 340-280-305 + 351 + 338-310
MAK	0,1 mg m −3 (medido como a fração inalável do aerossol)
Dados toxicológicos	470 mg kg −1 ( LD 50 ,  rato ,  oral )
Tanto quanto possível e usual, unidades SI são usadas. Salvo indicação em contrário, os dados fornecidos aplicam-se às condições padrão .

O óxido de cobre (I) é um composto químico que contém cobre e oxigênio . Neste óxido com a fórmula empírica Cu ₂ O, o cobre é monovalente . O óxido de cobre (I) é um sólido amarelo a marrom-avermelhado e torna-se preto quando aquecido, mas retorna à sua cor original após o resfriamento.

Ocorrência

O óxido de cobre (I) ocorre naturalmente como o mineral cuprita . Cuprita é formada durante o intemperismo de sulfuretos de cobre e, portanto, geralmente encontrada em partes oxidadas de depósitos de cobre.

Extração e apresentação

O óxido de cobre (I) pode ser preparado pela redução do óxido de cobre (II) com cobre metálico a temperatura elevada em uma reação de comproporção ou por decomposição térmica do óxido de cobre (II) a temperaturas acima de 800 ° C. O óxido de cobre (I) é formado junto com o óxido de cobre (II) quando o cobre metálico é aquecido ao calor vermelho no ar.

${\ displaystyle \ mathrm {CuO + Cu \ longrightarrow Cu_ {2} O}}$

${\ displaystyle \ mathrm {4 \ CuO \ longrightarrow 2 \ Cu_ {2} O + O_ {2}}}$

O óxido de cobre (I) também pode ser produzido reduzindo os sais de cobre (II) em uma solução alcalina ou reduzindo o hidróxido de cobre (II) . Os agentes redutores adequados são, por exemplo, hidrazina e aldeídos . A redução de sais de cobre (II) é usada em química orgânica para a detecção de açúcares redutores com a amostra de Fehling .

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ Cu ^ {2 +} + R {-} CHO + 4 \ OH ^ {-} \ longrightarrow \}}$ ${\ displaystyle \ mathrm {Cu_ {2} O + R {-} COOH + 2 \ H_ {2} O}}$

Óxido de cobre (I) pode ser produzido pela reacção de cobre (I) cloreto ou cobre (I) iodeto com hidróxidos alcalinos.

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ CuCl + 2 \ NaOH \ longrightarrow Cu_ {2} O + 2 \ NaCl + H_ {2} O}}$

propriedades

O óxido de cobre (I) é um pó amarelo a vermelho, dependendo do tamanho da partícula, e é praticamente insolúvel em água . Em contraste, é solúvel em ácidos diluídos . O óxido de cobre (I) é solúvel em amônia ou água de amônia e forma um complexo . O complexo [Cu (NH ₃ ) ₂ ] ⁺ formado é, ao contrário do complexo [Cu (H ₂ O) ₄ ] ⁺ , estável. O último desproporcional em Cu e [Cu (H ₂ O) ₆ ] ²⁺ .

O óxido de cobre (I) úmido é facilmente oxidado a hidróxido de cobre (II) azul no ar. Em contraste, o óxido de cobre (I) seco não reage.

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ Cu_ {2} O + 4 \ H_ {2} O + O_ {2} \ longrightarrow 4 \ Cu (OH) _ {2}}}$

O óxido de cobre (I) é reduzido a cobre metálico pelo hidrogênio a uma temperatura elevada .

${\ displaystyle \ mathrm {Cu_ {2} O + H_ {2} \ longrightarrow 2 \ Cu + H_ {2} O}}$

O óxido de cobre (I) reage com o ácido sulfúrico diluído para formar sulfato de cobre (II) e cobre metálico ( desproporção ).

${\ displaystyle \ mathrm {Cu_ {2} O + H_ {2} SO_ {4} \ longrightarrow CuSO_ {4} + Cu + H_ {2} O}}$

O óxido de cobre (I) reage com o ácido nítrico diluído para formar nitrato de cobre (II) e cobre metálico (desproporção).

${\ displaystyle \ mathrm {Cu_ {2} O + 2 \ HNO_ {3} \ longrightarrow Cu (NO_ {3}) _ {2} + Cu + H_ {2} O}}$

Tem uma estrutura cristalina cúbica com o grupo espacial Pn 3 m (número do grupo espacial 224) , a = 4,268 Å , e uma entalpia de formação de -170,3 kJ / mol.Modelo: grupo de sala / 224

usar

O óxido de cobre (I) é usado para tintas antivegetativas, por exemplo, tintas subaquáticas . O cobre dissolvido é venenoso para as algas e inibe seu acúmulo nas paredes do navio. Além disso, o óxido de cobre (I) é usado como material de partida para a produção de vários compostos de cobre. É também utilizado como pigmento para colorir o vermelho do vidro e do esmalte , para a produção de fluxo de ouro , fungicida e catalisador .

O óxido de cobre (I) também é um semicondutor com um gap direto de aproximadamente 2 eV e foi usado para a construção de diodos retificadores já na década de 1920 . Esses retificadores de óxido de cobre consistiam em discos de cobre revestidos com Cu ₂ O. O selênio e mais tarde o germânio e o silício substituíram o Cu ₂ O como um material semicondutor, mas estudos básicos ainda estão sendo realizados no Cu ₂ O porque os excitons podem ser excitados com muita facilidade neste material .

Em novembro de 2019, a Universidade de Waterloo (Canadá) apresentou um processo em que o óxido de cobre (I) serve como catalisador para a "folha artificial". Neste caso, o dióxido de carbono (CO ₂ introduzido) numa mistura de água e óxido de cobre (I). Quando exposto à luz visível, ocorre uma reação química na qual o CO ₂ reage para formar oxigênio e metano . Com esse processo, o metano renovável pode ser produzido tecnicamente de maneira econômica como uma alternativa ao combustível fóssil .

Links da web

• Dados mineralógicos para cuprite (inglês)

Evidência individual

1. ↑ Registro no CUPROUS OXIDE no banco de dados CosIng da Comissão da UE, acessado em 4 de março de 2020.
2. ↑ ^{a b c d e f g h i} Entrada sobre óxido de cobre (I) no banco de dados de substâncias GESTIS do IFA , acessado em 18 de outubro de 2018. (JavaScript necessário)
3. ↑ ^{a b} Entrada em óxidos de cobre. In: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, acessado em 13 de junho de 2014.
4. ↑ Entrada em óxido de dicobre no Inventário de Classificação e Rotulagem da Agência Europeia dos Produtos Químicos (ECHA), acessado em 22 de maio de 2018. Os fabricantes ou distribuidores podem expandir a classificação e rotulagem harmonizadas .
5. ↑ Georg Brauer (Ed.), Com a colaboração de Marianne Baudler e outros: Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 3ª edição revisada. Volume II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-87813-3 , página 979.
6. ↑ Cientistas criam 'folhas artificiais' que transformam dióxido de carbono em combustível. University of Waterloo, 4 de novembro de 2019, acessado em 10 de novembro de 2019 .