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Carbonato de cobre (II)

El carbonato de cobre (II) o carbonato cúprico es un compuesto químico con fórmula CuCO
3. A temperatura ambiente, es un sólido iónico (una sal ) formado por cationes de cobre (II) Cu. 2+
y aniones carbonato CO 2-3
​.

Este compuesto rara vez se encuentra porque es difícil de preparar [2] y reacciona fácilmente con la humedad del aire. Los términos "carbonato de cobre", "carbonato de cobre (II)" y "carbonato cúprico" casi siempre se refieren (incluso en los textos de química) a un carbonato de cobre básico (o hidróxido de carbonato de cobre (II) , como Cu
2( OH ) 2 CO
3(que se produce naturalmente como mineral malaquita ) o Cu
3( OH ) 2 ( CO
3) 2 ( azurita ). Por esta razón, se podrá utilizar el calificativo neutral en lugar de “básico” para referirse específicamente al CuCO.
3.

Preparación

Reacciones que se pueden esperar que produzcan CuCO
3, como mezclar soluciones de sulfato de cobre (II) CuSO
4y carbonato de sodio Na
2CO
3en condiciones ambientales , produce en cambio un carbonato básico y CO
2, debido a la gran afinidad del Cu2+
ion para el anión hidróxido HO−
. [5]

La descomposición térmica del carbonato básico a presión atmosférica produce óxido de cobre (II) CuO en lugar del carbonato.

En 1960, CWFT Pistorius reivindicó la síntesis calentando carbonato básico de cobre a 180 °C en una atmósfera de dióxido de carbono CO.
2(450 atm ) y agua (50 atm) durante 36 horas. La mayor parte de los productos era malaquita Cu bien cristalizada.
2CO
3( OH ) 2 , pero también se obtuvo un pequeño rendimiento de una sustancia romboédrica, que se dice que es CuCO
3. [6] Sin embargo, esta síntesis aparentemente no fue reproducida. [2]

Hartmut Ehrhardt y otros informaron por primera vez sobre la síntesis confiable de verdadero carbonato de cobre (II) en 1973. El compuesto se obtuvo como un polvo gris, calentando carbonato de cobre básico en una atmósfera de dióxido de carbono (producido por la descomposición de oxalato de plata Ag
2C
2oh
4) a 500 °C y 2 G Pa (20.000 atm). Se determinó que el compuesto tenía una estructura monoclínica . [7]

Propiedades químicas y físicas.

La estabilidad del CuCO seco.
3depende críticamente de la presión parcial de dióxido de carbono (p CO 2 ). Es estable durante meses en aire seco, pero se descompone lentamente en CuO y CO.
2si p CO 2 es menor que 0,11 atm. [3]

En presencia de agua o aire húmedo a 25 °C, CuCO
3es estable sólo para p CO 2 por encima de 4,57 atmósferas y pH entre aproximadamente 4 y 8. [8] Por debajo de esa presión parcial, reacciona con agua para formar un carbonato básico ( azurita , Cu
3( CO
3) 2 ( OH ) 2 ). [3]

3CuCO​
3+ H
2O → Cu
3(CO
3)
2(OH)
2+ CO
2

En soluciones muy básicas, el anión complejo Cu(CO
3)2-2
​se forma en su lugar. [3]

Reiterer y otros midieron el producto de solubilidad del carbonato de cobre (II) verdadero como pK so = 11,45 ± 0,10 a 25 °C. [2] [3] [4]

Estructura

En la estructura cristalina del CuCO 3 , el cobre adopta un entorno de coordinación piramidal cuadrado distorsionado con número de coordinación 5. Cada ion carbonato se une a 5 centros de cobre. [1]

Referencias

  1. ^ abcd H. Seidel, H. Ehrhardt, K. Viswanathan, W. Johannes (1974): "Darstellung, Struktur und Eigenschaften von Kupfer (II) -Carbonat". Z.anorg. todog. Chem., volumen 410, páginas 138-148. doi :10.1002/zaac.19744100207
  2. ^ abcd Rolf Grauer (1999) "Productos de solubilidad de carbonatos M (II) Archivado el 1 de noviembre de 2018 en la Wayback Machine ". Informe Técnico NTB-99-03, NAGRA - Cooperativa Nacional de Disposición de Residuos Radiactivos; páginas 8, 14 y 17. Traducido por U. Berner.
  3. ^ abcde F. Reiterer, W. Johannes, H. Gamsjäger (1981): "Determinación semimicro de constantes de solubilidad: carbonato de cobre (II) y carbonato de hierro (II)". Microchim. Acta, volumen 1981, página 63. doi :10.1007/BF01198705
  4. ^ ab F. Reiterer (1980): "Löslichkeitskonstanten und Freie Bildungsenthalpien neutraler Übergangsmetallcarbonate". Tesis, Montanuniversität Leoben.
  5. ^ Ahmad, Zaki (2006). Principios de ingeniería de corrosión y control de la corrosión . Oxford: Butterworth-Heinemann. págs. 120-270. ISBN 9780750659246.
  6. ^ CWFT Pistorius (1960): "Síntesis a alta presión y constantes de red de carbonato cúprico normal". Experientia, tomo XVI, página 447-448. doi :10.1007/BF02171142
  7. ^ Hartmut Erhardt, Wilhelm Johannes y Hinrich Seidel (1973): "Hochdrucksynthese von Kupfer(II)-Carbonat", Z. Naturforsch., volumen 28b, números 9-10, página 682. doi :10.1515/znb-1973-9 -1021
  8. ^ H. Gamsjäger y W. Preis (1999): "Contenido de cobre en carbonato de cobre sintético". Carta a J. Chem. Educ., volumen 76, número 10, página 1339. doi :10.1021/ed076p1339.1