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Óxido de cobre (II)

El óxido de cobre (II) u óxido cúprico es un compuesto inorgánico con la fórmula CuO. Es un sólido negro y uno de los dos óxidos estables del cobre , el otro es el Cu2O u óxido de cobre (I) (óxido cuproso). Como mineral , se lo 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]

Producción

Se produce a gran escala mediante pirometalurgia , como una de las etapas de la extracción de cobre de sus menas. Las menas se tratan con una mezcla acuosa de carbonato de amonio , amoníaco y oxígeno para finalmente dar carbonatos complejos de amina de cobre (II) , como [Cu(NH 3 ) 4 ]CO 3 . Después de la extracción de los residuos y tras la separación de las impurezas de hierro, plomo, etc., la sal de carbonato se descompone con vapor para dar CuO. [3]

Se puede formar calentando el cobre en el aire a unos 300–800 °C:

2Cu+O2 2CuO

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) : [4]

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

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: [4]

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 álcali concentrado 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 + CO2
2CuO + C → 2Cu + CO2

Cuando se sustituye el óxido cúprico por óxido de hierro en la termita, la mezcla resultante es un explosivo débil, no un incendiario.

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 plana aproximadamente cuadrada. [1]

La función de trabajo del CuO en masa es 5,3 eV . [5]

Usos

El óxido de cobre (II), un producto importante de la minería del cobre, es el punto de partida para la producción de muchas otras sales de cobre. Por ejemplo, muchos conservantes de madera se producen a partir del óxido de cobre. [3]

El óxido cúprico se utiliza como pigmento en cerámica para producir esmaltes azules, rojos y verdes, y a veces grises, rosados ​​o negros. [3]

Se utiliza incorrectamente como suplemento dietético en la alimentación animal . [6] Debido a su baja bioactividad, la absorción de cobre es insignificante. [7]

Se utiliza cuando se suelda con aleaciones de cobre . [8]

Un electrodo de óxido de cobre formaba parte del primer tipo de batería conocido como celda Edison-Lalande . El óxido de cobre también se utilizó en un tipo de batería de litio ( código IEC 60086 "G").

Pirotecnia y fuegos artificiales

Se utiliza como colorante azul moderado en composiciones de llama azul con donantes de cloro adicionales y oxidantes como cloratos y percloratos. Al aportar oxígeno, se puede utilizar como oxidante de polvo de destello con combustibles metálicos como magnesio, aluminio o polvo de magnalio. A veces se utiliza en efectos estroboscópicos y composiciones de termita como efecto de estrellas crepitantes.

Compuestos similares

Un ejemplo de óxido de cobre (I,II) natural es el mineral paramelaconita , Cu + 2 Cu 2+ 2 O 3 . [9] [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab El efecto de la presión hidrostática en la estructura a temperatura ambiente de 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 reticulares: a = 4,6837(5), b = 3,4226(5), c = 5,1288(6), α = 90°, β = 99,54(1)°, γ = 90°.
  2. ^ abc Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0150". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  3. ^ abcd Richardson, H. Wayne (2002). "Compuestos de cobre". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a07_567. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ ab 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.
  5. ^ FP Koffyberg y FA Benko (1982). "Una determinación fotoelectroquímica de la posición de los bordes de las bandas de conducción y valencia del CuO tipo p". J. Appl. Phys . 53 (2): 1173. Bibcode :1982JAP....53.1173K. doi :10.1063/1.330567.
  6. ^ "Usos de los compuestos de cobre: ​​otros compuestos de cobre". Asociación para el Desarrollo del Cobre. 2007. Archivado desde el original el 15 de agosto de 2013. Consultado el 27 de enero de 2007 .
  7. ^ Baker, David H. (1999). "El óxido cúprico no debería utilizarse como suplemento de cobre ni en animales ni en seres humanos". The Journal of Nutrition . 129 (12): 2278–2279. doi :10.1093/jn/129.12.2278. PMID  10573563.
  8. ^ "Hoja de datos de óxido cúprico". Hummel Croton Inc. 21 de abril de 2006. Archivado desde el original el 7 de julio de 2011. Consultado el 1 de febrero de 2007 .
  9. ^ "Paramelaconita".
  10. ^ "Lista de minerales". 21 de marzo de 2011.

Enlaces externos