Hispanopedia WikiEl óxido de cobre(II) u óxido cúprico es un compuesto inorgánico con la fórmula CuO. Sólido de color negro, es uno de los dos óxidos estables del cobre , siendo el otro el Cu₂O u óxido de cobre(I) (óxido cuproso). Como mineral , se le conoce como tenorita o, a veces, cobre negro. Es un producto de la minería del cobre y el precursor de muchos otros productos y compuestos químicos que contienen cobre. [ 3 ]
Estructura y propiedades físicas
El óxido de cobre(II) pertenece al sistema cristalino monoclínico . El átomo de cobre está coordinado por 4 átomos de oxígeno en una configuración aproximadamente plana cuadrada. [ 1 ]
La función de trabajo del CuO masivo es de 5,3 eV . [ 4 ]
Producción
Se produce a gran escala mediante pirometalurgia , como una etapa en la extracción de cobre de sus minerales. Los minerales se tratan con una mezcla acuosa de carbonato de amonio , amoníaco y oxígeno para finalmente obtener carbonatos complejos de amina de cobre(II) , como [ Cu(NH₃ ) ₄ ] CO₃ . Después de la extracción de los residuos y tras la separación de impurezas de hierro, plomo, etc., la sal de carbonato se descompone con vapor para dar CuO. [ 3 ]
Se puede formar calentando cobre en el aire a una temperatura de entre 300 y 800 °C:
- 2 Cu + O 2 → 2 CuO
Para usos de laboratorio, el óxido de cobre(II) se prepara convenientemente mediante pirólisis de nitrato de cobre(II) o carbonato básico de cobre(II) : [ 5 ]
- 2 Cu(NO 3 ) 2 → 2 CuO + 4 NO 2 + O 2 (180°C)
- Cu 2 (OH) 2 CO 3 → 2 CuO + CO 2 + H 2 O
También se ha demostrado la deshidratación del hidróxido cúprico:
- Cu ( OH) ₂ → CuO + H₂O
El óxido de cobre(II) también se puede producir, a escala industrial, mediante la precipitación química de sulfato de cobre(II) (CuSO 4 ) con hidróxido de sodio (NaOH) para formar hidróxido de cobre(II), que luego se calienta a unos 250 °C para producir CuO.
Usos
Como producto importante de la minería del cobre, el óxido de cobre(II) es el punto de partida para la producción de muchas otras sales de cobre. Por ejemplo, muchos conservantes de madera se producen a partir de óxido de cobre. [ 3 ]
El óxido cúprico se utiliza como pigmento en cerámica para producir esmaltes azules, rojos y verdes, y a veces grises, rosas o negros. [ 3 ]
Se utiliza incorrectamente como suplemento dietético en la alimentación animal . [ 6 ] Debido a su baja bioactividad, se absorbe una cantidad insignificante de cobre. [ 7 ]
Se utiliza al soldar con aleaciones de cobre . [ 8 ]
Un electrodo de óxido de cobre formaba parte del primer tipo de batería conocido como pila Edison-Lalande . El óxido de cobre también se utilizó en un tipo de batería de litio ( código "G" de la norma IEC 60086 ).
Pirotecnia y fuegos artificiales
Se utiliza como agente colorante azul moderado en composiciones de llama azul con donantes de cloro y oxidantes adicionales como cloratos y percloratos. [ 9 ] Al proporcionar oxígeno, puede utilizarse como oxidante de pólvora flash con combustibles metálicos como magnesio, aluminio o magnalio en polvo. A veces se utiliza en efectos estroboscópicos y composiciones de termita como efecto de estrellas crepitantes.
Reacciones
El óxido de cobre(II) reacciona con ácidos minerales como el ácido clorhídrico , el ácido sulfúrico y el ácido nítrico para dar las sales de cobre(II) hidratadas correspondientes: [ 5 ]
- CuO + 2 HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O
- CuO + 2 HCl → CuCl 2 + H 2 O
- CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O
En presencia de agua, reacciona con álcalis concentrados para formar las sales de cuprato correspondientes:
- 2 NaOH + CuO + H 2 O → Na 2 [Cu(OH) 4 ]
También se puede reducir a cobre metálico utilizando hidrógeno , monóxido de carbono y carbono :
- CuO + H2 → Cu + H2O
- CuO + CO → Cu + CO 2
- 2CuO + C → 2Cu + CO2
Cuando se sustituye el óxido de hierro por óxido cúprico en la termita, la mezcla resultante es un explosivo de baja potencia, no un material incendiario.
Compuestos similares
Un ejemplo de óxido de cobre (I,II) natural es el mineral paramelaconita , Cu + 2 Cu 2+ 2 O 3 . [ 10 ] [ 11 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 El efecto de la presión hidrostática sobre la estructura a temperatura ambiente del CuO, Forsyth JB, Hull S., J. Phys.: Condens. Matter 3 (1991) 5257–5261, doi : 10.1088/0953-8984/3/28/001 . Grupo puntual cristalográfico : 2/m o C 2h . Grupo espacial : C2/c. Parámetros de red: a = 4,6837(5), b = 3,4226(5), c = 5,1288(6), α = 90°, β = 99,54(1)°, γ = 90°.
- 1 2 3 Guía de bolsillo del NIOSH sobre riesgos químicos. "#0150" . Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- 1 2 3 4 Richardson, H. Wayne (2002). "Compuestos de cobre". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a07_567 . ISBN 978-3-527-30673-2.
- ↑ FP Koffyberg y FA Benko (1982). "Determinación fotoelectroquímica de la posición de los bordes de las bandas de conducción y valencia del CuO de tipo p". J. Appl. Phys . 53 (2): 1173. Bibcode : 1982JAP....53.1173K . doi : 10.1063/1.330567 .
- 1 2 O. Glemser y H. Sauer (1963). "Cobre, plata, oro". En G. Brauer (ed.). Manual de química inorgánica preparativa, 2.ª ed . Vol. 1. Nueva York, NY: Academic Press.
- ↑ "Usos de los compuestos de cobre: otros compuestos de cobre" . Asociación para el Desarrollo del Cobre. 2007. Archivado del original el 15 de agosto de 2013. Consultado el 27 de enero de 2007 .
- ↑ Baker, David H. (1999). "El óxido cúprico no debe usarse como suplemento de cobre ni para animales ni para humanos" . The Journal of Nutrition . 129 (12): 2278– 2279. doi : 10.1093/jn/129.12.2278 . PMID 10573563 .
- ↑ "Hoja de datos del óxido cúprico" . Hummel Croton Inc. 21 de abril de 2006. Archivado del original el 7 de julio de 2011. Consultado el 1 de febrero de 2007 .
- ↑ Conkling, John A. (1985). Química de la pirotecnia: principios básicos y teoría . Nueva York: M. Dekker. págs. 160–162 . ISBN 978-0-8247-7443-1.
- ↑ "Paramelaconita" .
- ↑ "Lista de minerales" . 21 de marzo de 2011.
Enlaces externos
- Inventario Nacional de Contaminantes - Hoja informativa sobre el cobre y sus compuestos
- Página del proyecto de óxidos de cobre archivada el 25/07/2011 en Wayback Machine.
- Guía de bolsillo del CDC-NIOSH sobre riesgos químicos
- compuestos de cobre(II)
- Materiales semiconductores
- colorantes pirotécnicos
- Óxidos de metales de transición
- tintes para vidrio