Kobber(I)oxid

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 1. maj 2020; checks kræver 35 redigeringer .

Kobberoxid (I).

Generel
Traditionelle navne	Kobberoxid, kobberhæmoxid, dimediumoxid
Chem. formel	Cu2O _ _
Rotte. formel	Cu2O _ _
Udseende	Brun-røde krystaller
Fysiske egenskaber
Molar masse	143,09 g/ mol
Massefylde	6,1 g/cm³
Hårdhed	3,5 - 4
Termiske egenskaber
Entalpi
• smeltning	+64,22 kJ/mol
Kemiske egenskaber
Opløselighed
• i vand	2,4⋅10 −7 g/100 ml
Optiske egenskaber
Brydningsindeks	2,85
Struktur
Krystal struktur	kubik
Klassifikation
Reg. CAS nummer	1317-39-1
PubChem	10313194
Reg. EINECS nummer	215-270-7
SMIL	[Cu]O[Cu]
InChI	InChI=1S/2Cu.O/q2*+1;-2KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N
RTECS	GL8050000
CHEBI	81908
ChemSpider	8488659
Sikkerhed
LD 50	470 mg/kg
Toksicitet	gennemsnit
Risikosætninger (R)	R22 ; 50/53 kr
Sikkerhedssætninger (S)	S22 ; S60 ; S61
Kort karakter. fare (H)	H302 , H410
Forebyggende foranstaltninger. (P)	P273 , P501
GHS piktogrammer
NFPA 704	0 2 en
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
Mediefiler på Wikimedia Commons

Kobber(I) oxid (kobberhemioxid, dikobberoxid, forældet kobberoxid, cuprit ) er en binær kemisk forbindelse af monovalent kobber med oxygen, amfotert oxid (viser svage sure egenskaber)

At være i naturen

Kobber(I)oxid forekommer naturligt som mineralet cuprit (forældede navne: rød kobbermalm, glasagtig kobbermalm, rubinkobber). Farven på mineralet er rød, brun-rød, lilla-rød eller sort. Mohs hårdhed 3,5 - 4. [1]

En række cuprit med aflange knurhår kaldes chalcotrichite (forældet navn: plys kobbermalm). Den murstensrøde blanding af cuprit og limonit kaldes "flisemalm". [2]

Fysiske egenskaber

Kobber(I)oxid er under normale forhold et brunrødt fast stof, uopløseligt i vand og ethanol . Smelter uden nedbrydning ved 1242 °C. [2] [3]

Kobber(I)oxid har et kubisk krystalgitter , rumgruppe Pn3m , a = 0,4270 nm, Z = 2.

Kemiske egenskaber

Reaktioner i vandige opløsninger

Kobber(I)oxid reagerer ikke med vand. I meget lille udstrækning ( PR = 1,2⋅10 −15 ) dissocierer:

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

Disproportioneret ligevægt:

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

Kobber(I)oxid overføres til opløsning:

koncentreret saltsyre

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

koncentreret alkali (delvis)

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

koncentreret ammoniakhydrat og koncentrerede opløsninger af ammoniumsalte

{\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})]^{+))}

ved oxidation til kobber (II) salte med forskellige oxidationsmidler (f.eks. koncentreret salpetersyre og svovlsyre , oxygen i fortyndet saltsyre)

{\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))

Også kobber(I)oxid indgår i følgende reaktioner i vandige opløsninger:

langsomt oxideret af oxygen til kobber(II)hydroxid

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

reagerer med fortyndede hydrogenhalogenidsyrer og danner de tilsvarende kobber(I)halogenider:

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

i fortyndet svovlsyre dismuteres det til kobber(II)sulfat og metallisk kobber

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

reduceret til metallisk kobber med typiske reduktionsmidler, såsom natriumhydrosulfit i koncentreret opløsning

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

Reaktioner ved høje temperaturer

Kobber(I)oxid reduceres til metallisk kobber i følgende reaktioner:

ved opvarmning til 1800 °C (nedbrydning)

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

når det opvarmes i en strøm af brint , kulilte , 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))))

ved opvarmning med svovl

{\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))))

Kobber(I)oxid kan oxideres til kobber(II)forbindelser i en strøm af oxygen 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))

Også ved høje temperaturer reagerer kobber(I)oxid:

med ammoniak ( dannes kobber(I)nitrid )

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

med oxider af alkalimetaller og barium (dannes dobbeltoxider)

{\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))))

Andre reaktioner

Kobber(I)oxid reagerer med hydrogenazid :

ved afkøling udfældes kobber(II)azid

{\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 }}

ved stuetemperatur udfældes et bundfald af kobber(I)azid i en strøm af hydroazidsyre

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

Henter

Kobber(I)oxid kan opnås:

opvarmning af metallisk kobber i fravær af ilt

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

opvarmning af metallisk kobber i en strøm af nitrogenoxid (I) eller nitrogenoxid (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))))

opvarmning af metallisk kobber med kobber(II)oxid

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

termisk nedbrydning af kobber(II)oxid

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

ved at opvarme kobber(I)sulfid i en strøm af oxygen

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

Under laboratorieforhold kan kobber(I)oxid opnås ved at reducere kobber(II)hydroxid (f.eks. 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}}

Også kobber(I)oxid dannes i ionbytterreaktioner af kobber(I)salte med alkalier , for eksempel:

i omsætningen af kobber(I)iodid med en varm koncentreret opløsning af kaliumhydroxid

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

i omsætningen af hydrogendichlorcuprat(I) med en fortyndet natriumhydroxidopløsning

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

I de sidste to reaktioner dannes der ingen forbindelse med en sammensætning svarende til formlen (kobber(I)hydroxid). Dannelsen af kobber(I)oxid sker gennem en mellemliggende hydratform med variabel sammensætning . ${\mathsf {CuOH))$ ${\mathsf {Cu_{2}O\cdot xH_{2}O))$

Oxidation af aldehyder med kobber(II)hydroxid . Hvis en aldehydopløsning tilsættes til det blå bundfald af kobber(II)hydroxid, og blandingen opvarmes, fremkommer først et gult bundfald af kobber(I)hydroxid:

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

ved yderligere opvarmning bliver det gule bundfald af kobber(I)hydroxid til rødt kobber(I)oxid :

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

For at opnå Cu 2 O i små mængder kan du også bruge teknikken:

1) Forbered 2 løsninger. En opløsning af CuSO 4 med dens massefraktion på 10 % og en opløsning af NaOH med dens massefraktion på 20 %. Det er også nødvendigt at tage fast glukose (C 6 H 12 O 6 ). 2) Vi sætter et glas med en opløsning af CuSO 4 på flisen og tilsætter glukose. 3) Hæld NaOH-opløsningen i den resulterende blanding og omrør med en glasstav eller på en magnetomrører. 4) Lad opløsningen bundfælde sig, så Cu 2 O bundfaldspartiklerne bundfælder sig fuldstændigt. Udfældning af Cu 2 O sker ifølge reaktionen:

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

Efter reaktionen skal opløsningen filtreres gennem en tragt med filterpapir eller gennem en Bunsen-kolbe med en Buchner-tragt, tørres, og det resulterende Cu20- præcipitat blev opsamlet .

Ansøgning

Kobber(I)oxid bruges som pigment til farvning af glas , keramik , glasurer ; som en bestanddel af maling, der beskytter undervandsdelen af fartøjet mod tilsmudsning; som et fungicid .

Det har halvlederegenskaber og bruges i kobberoxidventiler .

Toksicitet

Kobber(I)oxid er et moderat giftigt stof: LD 50 470 mg/kg (oralt til rotter). Forårsager øjenirritation, kan forårsage hud- og luftvejsirritation.

Meget giftig for vandmiljøet: LC 50 for Daphnia magna er 0,5 mg/l i 48 timer.

Noter

↑ Cuprite på webmineral.com . Hentet 7. juli 2011. Arkiveret fra originalen 29. juni 2017. (ubestemt)
↑ 1 2 Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. Konstanter af uorganiske stoffer: en opslagsbog / Ed. R. A. Lidina. - 2. udg., revideret. og yderligere — M .: Drofa, 2006. — S. 104, 226, 464, 532, 604. — 685 s. — ISBN 5-7107-8085-5 .
↑ Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Reaktioner af uorganiske stoffer: en opslagsbog / Ed. R. A. Lidina. - 2. udg., revideret. og yderligere - M . : Bustard, 2007. - S. 148 -149. — 637 s. - ISBN 978-5-358-01303-2 .

Links

Brug af kobberbaseret bundmaling: En amerikansk lovopdatering arkiveret den 30. august 2021 på Wayback Machine
Bundstoffer Arkiveret 30. august 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) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	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 ) 2HfO2	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 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Jf . 2 O 3	Es	fm	md	ingen	lr