Interazione dell'ossido di rame 2 con l'acqua. Ossido di rame (I, II, III): proprietà, produzione, applicazione

Cuprum (Cu) è uno dei metalli a bassa attività. È caratterizzato dalla formazione di composti chimici con stati di ossidazione +1 e +2. Quindi, ad esempio, due ossidi, che sono un composto di due elementi Cu e ossigeno O: con uno stato di ossidazione di +1 - ossido di rame Cu2O e uno stato di ossidazione di +2 - ossido di rame CuO. Nonostante siano costituiti dagli stessi elementi chimici, ma ognuno di essi ha le sue caratteristiche speciali. Al freddo, il metallo interagisce molto debolmente con l'ossigeno atmosferico, coprendosi con una pellicola, che è l'ossido di rame, che impedisce l'ulteriore ossidazione del cuprum. Una volta riscaldata, questa semplice sostanza con il numero di serie 29 nella tavola periodica è completamente ossidata. In questo caso si forma anche ossido di rame (II): 2Cu + O2 → 2CuO.

Il protossido di azoto è un solido rosso brunastro con una massa molare di 143,1 g/mol. Il composto ha un punto di fusione di 1235°C, un punto di ebollizione di 1800°C. È insolubile in acqua, ma solubile negli acidi. L'ossido di rame (I) viene diluito (concentrato) e si forma un complesso incolore +, che viene facilmente ossidato nell'aria in un complesso di ammonio blu-viola 2+, che si dissolve in acido cloridrico per formare CuCl2. Nella storia della fisica dei semiconduttori, il Cu2O è uno dei materiali più studiati.

L'ossido di rame(I), noto anche come emiossido, ha proprietà di base. Può essere ottenuto per ossidazione dei metalli: 4Cu + O2 → 2 Cu2O. Impurità come acqua e acidi influenzano la velocità di questo processo così come un'ulteriore ossidazione all'ossido bivalente. L'ossido di rame può dissolversi in questa forma metallo puro e sale: H2SO4 + Cu2O → Cu + CuSO4 + H2O. Secondo uno schema simile, un ossido con un grado di +1 interagisce con altri acidi contenenti ossigeno. Nell'interazione dell'emiossido con acidi contenenti alogeno, si formano sali metallici monovalenti: 2HCl + Cu2O → 2CuCl + H2O.

L'ossido di rame (I) si trova in natura sotto forma di minerale rosso (questo è un nome obsoleto, insieme al rubino Cu), chiamato minerale "Kuprite". Ci vuole molto tempo per educare. Può essere prodotto artificialmente ad alte temperature o ad alta pressione di ossigeno. L'emiossido è comunemente usato come fungicida, come pigmento, come agente antivegetativo nelle pitture subacquee o marine e come catalizzatore.

Tuttavia, l'effetto di questa sostanza con la formula chimica Cu2O sul corpo può essere pericoloso. Se inalato provoca dispnea, tosse, ulcerazione e perforazione delle vie respiratorie. Se ingerito irrita il tratto gastrointestinale, accompagnato da vomito, dolore e diarrea.

H2 + CuO → Cu + H2O;

CO + CuO → Cu + CO2.

L'ossido di rame (II) viene utilizzato nella ceramica (come pigmento) per produrre smalti (blu, verde e rosso e talvolta rosa, grigio o nero). È anche usato come integratore alimentare negli animali per ridurre la carenza di cuprum nel corpo. È un materiale abrasivo necessario per la lucidatura di apparecchiature ottiche. Viene utilizzato per la produzione di cellule a secco, per la produzione di altri sali di Cu. Il composto CuO trova impiego anche nella saldatura di leghe di rame.

L'esposizione al composto chimico CuO può anche essere pericolosa per il corpo umano. Provoca irritazione ai polmoni se inalato. L'ossido di rame (II) può causare febbre da vapori metallici (MFF). L'ossido di Cu provoca un cambiamento nel colore della pelle, possono comparire problemi di vista. Se ingerito, come l'emiossido, porta ad avvelenamento, che è accompagnato da sintomi sotto forma di vomito e dolore.

Come tutti gli elementi d, dai colori vivaci.

Proprio come con il rame, si osserva immersione di elettroni- da s-orbitale a d-orbitale

La struttura elettronica dell'atomo:

Di conseguenza, ci sono 2 stati di ossidazione caratteristici del rame: +2 e +1.

Sostanza semplice: metallo rosa oro.

Ossidi di rame:Сu2O ossido di rame (I) \ ossido di rame 1 - colore rosso-arancione

CuO ossido di rame (II) \ ossido di rame 2 - nero.

Altri composti di rame Cu(I), ad eccezione dell'ossido, sono instabili.

Composti di rame Cu (II) - in primo luogo, sono stabili e, in secondo luogo, sono di colore blu o verdastro.

Perché le monete di rame diventano verdi? Il rame reagisce con l'anidride carbonica in presenza di acqua per formare CuCO3, una sostanza verde.

Un altro composto di rame colorato, il solfuro di rame (II), è un precipitato nero.

Il rame, a differenza di altri elementi, sta dopo l'idrogeno, quindi non lo rilascia dagli acidi:

• da piccante acido solforico: Сu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
• da freddo acido solforico: Cu + H2SO4 = CuO + SO2 + H2O
• con concentrato:
  Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 4NO2 + 4H2O
• con acido nitrico diluito:
  3Cu + 8HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2NO +4 H2O

Un esempio del compito dell'esame C2 opzione 1:

Il nitrato di rame è stato calcinato, il precipitato solido risultante è stato sciolto in acido solforico. L'idrogeno solforato è stato fatto passare attraverso la soluzione, il precipitato nero risultante è stato calcinato e il residuo solido è stato sciolto mediante riscaldamento in acido nitrico.

2Сu(NO3)2 → 2CuO↓ +4 NO2 + O2

Il precipitato solido è ossido di rame(II).

CuO + H2S → CuS↓ + H2O

Il solfuro di rame (II) è un precipitato nero.

"Licenziato" significa che c'è stata un'interazione con l'ossigeno. Non confondere con "calcinazione". Accendere - riscaldare, naturalmente, ad alta temperatura.

2СuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2

Il residuo solido è CuO se il solfuro di rame ha reagito completamente, CuO + CuS se parzialmente.

СuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O

CuS + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2S

è possibile anche un'altra reazione:

СuS + 8HNO3 = Cu(NO3)2 + SO2 + 6NO2 + 4H2O

Un esempio del compito dell'esame C2 opzione 2:

Il rame è stato sciolto in acido nitrico concentrato, il gas risultante è stato miscelato con ossigeno e sciolto in acqua. L'ossido di zinco è stato sciolto nella soluzione risultante, quindi alla soluzione è stato aggiunto un grande eccesso di soluzione di idrossido di sodio.

Come risultato della reazione con acido nitrico, si formano Cu(NO3)2, NO2 e O2.

NO2 miscelato con ossigeno significa ossidato: 2NO2 + 5O2 = 2N2O5. Miscelato con acqua: N2O5 + H2O = 2HNO3.

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O

Zn(NO 3) 2 + 4NaOH \u003d Na 2 + 2NaNO 3

Proprietà chimiche dell'ossido di rame (II).

Breve descrizione dell'ossido di rame (II):

ossido di rame(II) – sostanza inorganica nera.

2. reazione dell'ossido di rame (II) con il carbonio:

CuO + C → Cu + CO (t = 1200 o C).

carbonio.

3.reazione di ossido di rame(II) con grigio:

CuO + 2S → Cu + S 2 O (t = 150-200 o C).

La reazione avviene nel vuoto. Come risultato della reazione, si formano rame e ossido zolfo.

4. reazione di ossido di rame(II) con alluminio:

3CuO + 2Al → 3Cu + Al 2 O 3 (t = 1000-1100 o C).

Come risultato della reazione, si formano rame e ossido alluminio.

5.reazione di ossido di rame(II) con rame:

CuO + Cu → Cu 2 O (t = 1000-1200 oC).

Come risultato della reazione, si forma ossido di rame (I).

6. reazione di ossido di rame(II) da ossido di litio:

CuO + Li 2 O → Li 2 CuO 2 (t = 800-1000 o C, O 2).

La reazione avviene in un flusso di ossigeno. Come risultato della reazione, si forma il cuprato di litio.

7. reazione di ossido di rame(II) con ossido di sodio:

CuO + Na 2 O → Na 2 CuO 2 (t = 800-1000 o C, O 2).

La reazione avviene in un flusso di ossigeno. Come risultato della reazione, si forma cuprato di sodio.

8.reazione di ossido di rame(II) con monossido di carbonio:

CuO + CO → Cu + CO 2.

Come risultato della reazione, si formano rame e monossido di carbonio (anidride carbonica).

9. reazione di ossido di rame(II) con ossido ghiandola:

CuO + Fe 2 O 3 → CuFe 2 O 4 (t o).

Come risultato della reazione, si forma un sale: la ferrite di rame. La reazione procede quando la miscela di reazione viene calcinata.

10. reazione di ossido di rame(II) con acido fluoridrico:

CuO + 2HF → CuF 2 + H 2 O.

Come risultato di una reazione chimica, si ottiene un sale: fluoruro di rame e acqua.

11.reazione di ossido di rame(II) con acido nitrico:

CuO + 2HNO 3 → 2Cu(NO 3) 2 + H 2 O.

Come risultato di una reazione chimica, si ottiene un sale: nitrato di rame e acqua .

L'ossido di rame reagisce in modo simile(II) e con altri acidi.

12. reazione di ossido di rame(II) con acido bromidrico (acido bromidrico):

CuO + 2HBr → CuBr 2 + H 2 O.

Come risultato di una reazione chimica, si ottiene un sale: bromuro di rame e acqua .

13. reazione di ossido di rame(II) con acido iodio:

CuO + 2HI → CuI 2 + H 2 O.

Come risultato di una reazione chimica, si ottiene un sale: ioduro di rame e acqua .

14. reazione di ossido di rame(II) da idrossido di sodio :

CuO + 2NaOH → Na 2 CuO 2 + H 2 O.

Come risultato di una reazione chimica, si ottiene un sale: cuprato di sodio e acqua .

15.reazione di ossido di rame(II) da idrossido di potassio :

CuO + 2KOH → K 2 CuO 2 + H 2 O.

Come risultato di una reazione chimica, si ottiene un sale: cuprato di potassio e acqua .

16.reazione di ossido di rame(II) con sodio idrossido e acqua:

CuO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 2 (t = 100 o C).

L'idrossido di sodio viene sciolto in acqua. Una soluzione di idrossido di sodio in acqua al 20-30%. La reazione procede all'ebollizione. Come risultato di una reazione chimica, si ottiene il tetraidroxocuprato di sodio.

17.reazione di ossido di rame(II) con superossido di potassio:

2CuO + 2KO 2 → 2KCuO 2 + O 2 (t = 400-500 oC).

Come risultato di una reazione chimica, si ottiene un sale: cuprato di potassio (III) e

Gli ossidi sono un tipo di composti diffusi in natura, che si possono osservare anche nella vita di tutti i giorni, nella vita di tutti i giorni. Un esempio è la sabbia, l'acqua, la ruggine, la calce, l'anidride carbonica, una serie di coloranti naturali. Il minerale di molti metalli preziosi è l'ossido per sua natura, motivo per cui è di grande interesse per la ricerca scientifica e industriale.

La combinazione di elementi chimici con ossigeno è chiamata ossidi. Di norma, si formano quando le sostanze vengono riscaldate nell'aria. Distinguere tra ossidi acidi e basici. I metalli formano ossidi basici, mentre i non metalli formano ossidi acidi. Ad eccezione degli ossidi di cromo e manganese, anch'essi acidi. Questo articolo discute il rappresentante dei principali ossidi - CuO (II).

CuO(II)

Rame, riscaldato in aria a una temperatura di 400–500 °C, gradualmente ricoperto da un rivestimento nero, che i chimici chiamano ossido di rame bivalente, o CuO (II). Il fenomeno descritto è rappresentato nella seguente equazione:

2 Cu + O 2 → 2 CuO

Il termine "bivalente" indica la capacità di un atomo di reagire con altri elementi attraverso due legami chimici.

Fatto interessante! Il rame, essendo in vari composti, può avere diverse valenze e un diverso colore. Ad esempio: gli ossidi di rame sono di colore rosso brillante (Cu2O) e marrone-nero (CuO). E gli idrossidi di rame acquisiscono i colori giallo (CuOH) e blu (Cu (OH) 2). Un classico esempio del fenomeno in cui la quantità si trasforma in qualità.

Cu2O è talvolta chiamato anche protossido di azoto, ossido di rame (I) e CuO è ossido, ossido di rame (II). C'è anche ossido di rame (III) - Cu2O3.

In geologia viene comunemente chiamato ossido di rame bivalente (o bivalente). tenorite, il suo altro nome è melaconite. Il nome tenorite deriva dal nome dell'eminente professore italiano di botanica Michele Tenore, (1780-1861). La melaconite è considerata sinonimo del nome tenorite ed è tradotta in russo come minerale di rame nero o nero di rame. In un caso o nell'altro, stiamo parlando di un minerale cristallino marrone-nero che si decompone quando calcinato e si scioglie solo a una pressione eccessiva di ossigeno, insolubile in acqua e non reagisce con esso.

Sottolineiamo i parametri principali del minerale nominato.

Formula chimica: CuO

La sua molecola è costituita da un atomo di Cu con un peso molecolare di 64 a. e.m. e un atomo di O, peso molecolare 16 a.m. e.m., dove a. e.m. - unità di massa atomica, è anche un dalton, 1 a. mu \u003d 1.660 540 2 (10) × 10 -27 kg \u003d 1.660 540 2 (10) × 10 -24 g Di conseguenza, il peso molecolare del composto è: 64 + 16 \u003d 80 a. mangiare.

Cella di cristallo: sistema monoclino. Cosa significa questo tipo di assi di simmetria cristallina quando due assi si intersecano con un angolo obliquo e hanno lunghezze diverse e il terzo asse si trova con un angolo di 90 ° rispetto ad essi.

Densità – 6,51 g/cm3. Per fare un confronto, la densità dell'oro puro è 19,32 g / cm³ e la densità del sale da cucina è 2,16 g / cm 3.

Fonde a 1447 °C, sotto pressione di ossigeno.

Si decompone all'incandescenza fino a 1100 °C e viene convertito in ossido di rame (I):

4CuO = 2Cu2O + O2.

Non reagisce con l'acqua e non si dissolve in essa..

Ma reagisce con una soluzione acquosa di ammoniaca, con formazione di idrossido di rame tetraamminico (II): CuO + 4NH3 + H2O = (OH) 2.

In ambiente acido forma solfato e acqua: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.

Reagendo con gli alcali, crea cuprato: CuO + 2 NaOH → Na2CuO2 + H2O.

Reazione CuO NaOH

Formato:

• calcinando idrossido di rame (II) a una temperatura di 200 ° C: Cu (OH) 2 \u003d CuO + H2O;
• durante l'ossidazione del rame metallico in aria a una temperatura di 400–500 °C: 2Cu + O2 = 2CuO;
• durante la lavorazione ad alta temperatura della malachite: (CuOH)₂CO₃ -> 2CuO + CO₂ + H₂O.

Ridotto a rame metallico -

• in reazione con idrogeno: CuO + H2 = Cu + H2O;
• con monossido di carbonio (monossido di carbonio): CuO + CO = Cu + CO2;
• con metallo attivo: CuO + Mg = Cu + MgO.

tossico. In base al grado di effetti negativi sul corpo umano, è classificata come una sostanza della seconda classe di pericolo. Provoca irritazione delle mucose degli occhi, della pelle, delle vie respiratorie e del sistema gastrointestinale. Quando si interagisce con lui, è necessario utilizzare dispositivi di protezione come guanti di gomma, respiratori, occhiali protettivi, tute.

La sostanza è esplosiva ed infiammabile.

Applicato nell'industria, come componente minerale dei mangimi, in pirotecnica, nella produzione di catalizzatori per reazioni chimiche, come pigmento colorante per vetri, smalti e ceramiche.

Le proprietà ossidanti dell'ossido di rame (II) sono più spesso utilizzate negli studi di laboratorio, quando è richiesta l'analisi elementare relativa allo studio dei materiali organici per la presenza di idrogeno e carbonio in essi.

È importante che il CuO (II) sia abbastanza diffuso in natura in quanto minerale tenerite, in altre parole è un composto minerale naturale da cui si può ottenere il rame.

Nome latino Cuprum e il simbolo corrispondente Cu deriva dal nome dell'isola di Cipro. Fu da lì, attraverso il Mar Mediterraneo, che gli antichi romani e greci esportarono questo prezioso metallo.

Il rame è uno dei sette metalli più diffusi al mondo ed è stato al servizio dell'uomo fin dall'antichità. Tuttavia, nel suo stato originale, metallico, è piuttosto raro. Si tratta di un metallo morbido, di facile lavorazione, caratterizzato da un'elevata densità, un conduttore di corrente e calore di altissima qualità. In termini di conducibilità elettrica, è secondo solo all'argento, mentre è un materiale più economico. Ampiamente usato sotto forma di filo e prodotti in fogli sottili.

I composti chimici del rame sono diversi aumento dell'attività biologica. Negli organismi animali e vegetali sono coinvolti nella sintesi della clorofilla, pertanto sono considerati un componente molto prezioso nella composizione dei fertilizzanti minerali.

Il rame è necessario anche nella dieta umana. La sua carenza nel corpo può portare a varie malattie del sangue.

video

Dal video imparerai cos'è l'ossido di rame.

§uno. Proprietà chimiche di una sostanza semplice (st. ok. = 0).

a) Relazione con l'ossigeno.

A differenza dei suoi vicini sottogruppi, argento e oro, il rame reagisce direttamente con l'ossigeno. Il rame mostra poca attività nei confronti dell'ossigeno, ma nell'aria umida si ossida gradualmente e si ricopre di una pellicola verdastra, costituita da carbonati di rame basici:

Nell'aria secca l'ossidazione è molto lenta, sulla superficie del rame si forma un sottile strato di ossido di rame:

Esternamente, il rame non cambia, poiché l'ossido di rame (I), come il rame stesso, è rosa. Inoltre, lo strato di ossido è così sottile da trasmettere luce, ad es. traspare. In un modo diverso, il rame si ossida quando viene riscaldato, ad esempio a 600-800 0 C. Nei primi secondi, l'ossidazione passa all'ossido di rame (I), che dalla superficie si trasforma in ossido di rame nero (II). Si forma un rivestimento di ossido a due strati.

Formazione Q (Cu 2 O) = 84935 kJ.

Figura 2. La struttura del film di ossido di rame.

b) Interazione con l'acqua.

I metalli del sottogruppo rame sono alla fine della serie elettrochimica di tensioni, dopo lo ione idrogeno. Pertanto, questi metalli non possono sostituire l'idrogeno dall'acqua. Allo stesso tempo, l'idrogeno e altri metalli possono sostituire i metalli del sottogruppo del rame dalle soluzioni dei loro sali, ad esempio:

Questa reazione è redox, poiché vi è un trasferimento di elettroni:

L'idrogeno molecolare sposta con grande difficoltà i metalli del sottogruppo del rame. Ciò è spiegato dal fatto che il legame tra gli atomi di idrogeno è forte e viene spesa molta energia per romperlo. La reazione avviene solo con atomi di idrogeno.

Il rame in assenza di ossigeno praticamente non interagisce con l'acqua. In presenza di ossigeno, il rame reagisce lentamente con l'acqua e si ricopre di una pellicola verde di idrossido di rame e carbonato basico:

c) Interazione con acidi.

Essendo in una serie di tensioni dopo l'idrogeno, il rame non lo sposta dagli acidi. Pertanto, l'acido cloridrico e l'acido solforico diluito non agiscono sul rame.

Tuttavia, in presenza di ossigeno, il rame si dissolve in questi acidi per formare i sali corrispondenti:

L'unica eccezione è l'acido idroiodico, che reagisce con il rame per rilasciare idrogeno e formare un complesso di rame (I) molto stabile:

2 Cu + 3 CIAO → 2 h[ CuI 2 ] + h 2

Il rame reagisce anche con acidi - agenti ossidanti, ad esempio, con acido nitrico:

Cu+4HNO 3( conc .) → Cu(NO 3 ) 2 +2NO 2 +2 ore 2 o

3Cu + 8HNO 3( essendo diluito .) → 3Cu(N 3 ) 2 +2NO+4H 2 o

E anche con acido solforico freddo concentrato:

Cu+H 2 COSÌ 4 (conc.) → CuO + SO 2 + H 2 o

Con acido solforico concentrato caldo :

Cu+2H 2 COSÌ 4( conc ., piccante ) → CuSO 4 + SO 2 + 2 ore 2 o

Con acido solforico anidro a una temperatura di 200 0 C, si forma solfato di rame (I):

2Cu+2H 2 COSÌ 4( anidro .) 200°C → Cu 2 COSÌ 4 ↓+SO 2 + 2 ore 2 o

d) Relazione con alogeni e alcuni altri non metalli.

Formazione Q (CuCl) = 134300 kJ

Formazione Q (CuCl 2) = 111700 kJ

Il rame reagisce bene con gli alogeni, fornisce due tipi di alogenuri: CuX e CuX 2 .. Sotto l'azione degli alogeni a temperatura ambiente, non si verificano cambiamenti visibili, ma sulla superficie si forma prima uno strato di molecole adsorbite, quindi uno strato molto sottile di alogenuri. Quando riscaldato, la reazione con il rame è molto violenta. Riscaldiamo il filo di rame o la lamina e lo abbassiamo caldo in un barattolo di cloro: vicino al rame appariranno vapori marroni, costituiti da cloruro di rame (II) CuCl 2 mescolato con cloruro di rame (I) CuCl. La reazione avviene spontaneamente a causa del rilascio di calore. Gli alogenuri di rame monovalenti si ottengono facendo reagire il rame metallico con una soluzione di alogenuro di rame bivalente, ad esempio:

In questo caso, il monocloruro precipita fuori dalla soluzione sotto forma di un precipitato bianco sulla superficie del rame.

Il rame reagisce abbastanza facilmente anche con zolfo e selenio quando riscaldato (300-400 ° C):

2Cu+S→Cu 2 S

2Cu+Se→Cu 2 Se

Ma il rame non reagisce con idrogeno, carbonio e azoto anche ad alte temperature.

e) Interazione con ossidi di non metalli

Se riscaldato, il rame può sostituire sostanze semplici da alcuni ossidi non metallici (ad esempio, ossido di zolfo (IV) e ossidi di azoto (II, IV)), mentre forma un ossido di rame (II) termodinamicamente più stabile):

4Cu+SO 2 600-800°C →2CuO + Cu 2 S

4Cu+2NO 2 500-600°C →4CuO + N 2

2 Cu+2 NO 500-600° C →2 CuO + n 2

§2. Proprietà chimiche del rame monovalente (st.c. = +1)

In soluzioni acquose, lo ione Cu+ è molto instabile e sproporzionato:

Cu + ↔ Cu 0 + Cu 2+

Tuttavia, il rame allo stato di ossidazione (+1) può essere stabilizzato in composti a bassissima solubilità o tramite complessazione.

a) Ossido di rame (io) Cu 2 o

ossido anfotero. Sostanza cristallina rosso bruna. Si presenta naturalmente come il minerale cuprite. Può essere ottenuto artificialmente riscaldando una soluzione di un sale di rame (II) con alcali e qualche forte agente riducente, ad esempio formalina o glucosio. L'ossido di rame(I) non reagisce con l'acqua. L'ossido di rame (I) viene trasferito in una soluzione con acido cloridrico concentrato per formare un complesso cloruro:

Cu 2 o+4 HCl→2 h[ CuCl2]+ h 2 o

Dissolviamo anche in una soluzione concentrata di ammoniaca e sali di ammonio:

Cu 2 O+2NH 4 + →2 +

In acido solforico diluito, è sproporzionato rispetto al rame bivalente e al rame metallico:

Cu 2 O+H 2 COSÌ 4 (dil.) →CuSO 4 + Cu 0 ↓+H 2 o

Inoltre, l'ossido di rame (I) entra nelle seguenti reazioni in soluzioni acquose:

1. Lentamente ossidato dall'ossigeno in idrossido di rame (II):

2 Cu 2 o+4 h 2 o+ o 2 →4 Cu(Oh) 2 ↓

2. Reagisce con acidi idroalolici diluiti per formare i corrispondenti alogenuri di rame(I):

Cu 2 o+2 hG→2CuG↓ +h 2 o(G=cl, fr, J)

3. Ridotto a rame metallico con tipici agenti riducenti, ad esempio idrosolfito di sodio in soluzione concentrata:

2 Cu 2 o+2 NaSO 3 →4 Cu↓+ N / A 2 COSÌ 4 + h 2 COSÌ 4

L'ossido di rame(I) viene ridotto a rame metallico nelle seguenti reazioni:

1. Se riscaldato fino a 1800 °C (decomposizione):

2 Cu 2 o - 1800° C →2 Cu + o 2

2. Se riscaldato in un flusso di idrogeno, monossido di carbonio, alluminio e altri tipici agenti riducenti:

Cu 2 O+H 2 - >250°C →2Cu+H 2 o

Cu 2 O+CO - 250-300°C →2Cu+CO 2

3 Cu 2 o + 2 Al - 1000° C →6 Cu + Al 2 o 3

Inoltre, alle alte temperature, l'ossido di rame (I) reagisce:

1. Con ammoniaca (si forma nitruro di rame(I))

3 Cu 2 o + 2 NH 3 - 250° C →2 Cu 3 n + 3 h 2 o

2. Con ossidi di metalli alcalini:

Cu 2 O+M 2 O- 600-800°C →2 mCuO (M= Li, Na, K)

In questo caso si formano cuprati di rame (I).

L'ossido di rame(I) reagisce notevolmente con gli alcali:

Cu 2 o+2 NaOH (conc.) + h 2 o↔2 N / A[ Cu(Oh) 2 ]

b) Idrossido di rame (io) CuOH

L'idrossido di rame (I) forma una sostanza gialla ed è insolubile in acqua.

Si decompone facilmente se riscaldato o bollito:

2 CuOH → Cu 2 o + h 2 o

c) AlogenuriCuF, CuDAl, CuBreCuJ

Tutti questi composti sono sostanze cristalline bianche, scarsamente solubili in acqua, ma facilmente solubili in eccesso di NH 3 , ioni cianuro, ioni tiosolfato e altri forti agenti complessanti. Lo iodio forma solo il composto Cu +1 J. Nello stato gassoso si formano cicli del tipo (CuГ) 3. Reversibilmente solubile nei corrispondenti acidi idroalici:

CuG + HG ↔h[ CuG 2 ] (G=cl, fr, J)

Il cloruro e il bromuro di rame (I) sono instabili nell'aria umida e si trasformano gradualmente in sali basici di rame (II):

4 CuD +2h 2 o + o 2 →4 Cu(Oh)G (G=Cl, Br)

d) Altri composti di rame (io)

1. Acetato di rame (I) (CH 3 COOCu) - un composto di rame, ha la forma di cristalli incolori. In acqua si idrolizza lentamente a Cu 2 O, in aria si ossida ad acetato di rame bivalente; CH 3 COOSu si ottiene per riduzione (CH 3 COO) 2 Cu con idrogeno o rame, sublimazione (CH 3 COO) 2 Cu nel vuoto o interazione (NH 3 OH) SO 4 con (CH 3 COO) 2 Cu in p- re in presenza di H 3 COOH 3 . La sostanza è tossica.

2. Acetileniuro di rame (I) - cristalli rosso-marroni, a volte neri. Quando sono asciutti, i cristalli esplodono all'impatto o al calore. Resistente all'umidità. La detonazione in assenza di ossigeno non produce sostanze gassose. Si decompone sotto l'azione degli acidi. Si forma come precipitato quando l'acetilene viene passato in soluzioni di ammoniaca di sali di rame (I):

DA 2 h 2 +2[ Cu(NH 3 ) 2 ](Oh) → Cu 2 C 2 ↓ +2 h 2 o+2 NH 3

Questa reazione viene utilizzata per la rilevazione qualitativa dell'acetilene.

3. Nitruro di rame - un composto inorganico con la formula Cu 3 N, cristalli verde scuro.

Si decompone per riscaldamento:

2 Cu 3 n - 300° C →6 Cu + n 2

Reagisce violentemente con gli acidi:

2 Cu 3 n +6 HCl - 300° C →3 Cu↓ +3 CuCl 2 +2 NH 3

§3. Proprietà chimiche del rame bivalente (st.c. = +2)

Lo stato di ossidazione più stabile del rame e il più caratteristico di esso.

a) Ossido di rame (II) CuO

CuO è l'ossido di base del rame bivalente. Cristalli neri, in condizioni normali abbastanza stabili, praticamente insolubili in acqua. In natura si presenta sotto forma di tenorite minerale (melaconite) di colore nero. L'ossido di rame(II) reagisce con gli acidi per formare i sali corrispondenti di rame(II) e acqua:

CuO + 2 HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + h 2 o

Quando CuO viene fuso con alcali, si formano cuprati di rame (II):

CuO+2 KOH- T ° → K 2 CuO 2 + h 2 o

Quando riscaldato a 1100 °C, si decompone:

4CuO- T ° →2 Cu 2 o + o 2

b) Idrossido di rame (II).Cu(Oh) 2

L'idrossido di rame(II) è una sostanza blu amorfa o cristallina, praticamente insolubile in acqua. Se riscaldata a 70-90 ° C, la polvere di Cu (OH) 2 o le sue sospensioni acquose si decompongono in CuO e H 2 O:

Cu(Oh) 2 → CuO + h 2 o

È un idrossido anfotero. Reagisce con gli acidi formando acqua e il corrispondente sale di rame:

Non reagisce con le soluzioni alcaline diluite, ma si dissolve in quelle concentrate, formando tetraidrossocuprati di colore blu brillante (II):

L'idrossido di rame (II) con acidi deboli forma sali basici. Si dissolve molto facilmente nell'ammoniaca in eccesso per formare ammoniaca di rame:

Cu(OH) 2 +4NH 4 OH→(OH) 2 +4 ore 2 o

L'ammoniaca di rame ha un colore blu-viola intenso, quindi viene utilizzata in chimica analitica per determinare piccole quantità di ioni Cu 2+ in soluzione.

c) Sali di rame (II)

I sali semplici di rame (II) sono noti per la maggior parte degli anioni, ad eccezione del cianuro e dello ioduro, che, quando interagiscono con il catione Cu 2+, formano composti covalenti di rame (I) che sono insolubili in acqua.

I sali di rame (+2) sono per lo più solubili in acqua. Il colore blu delle loro soluzioni è associato alla formazione dello ione 2+. Spesso cristallizzano come idrati. Pertanto, il tetraidrato cristallizza da una soluzione acquosa di cloruro di rame (II) al di sotto di 15°C, triidrato a 15-26°C e diidrato al di sopra di 26°C. Nelle soluzioni acquose, i sali di rame (II) sono soggetti a idrolisi in piccola misura e spesso da essi precipitano i sali basici.

1. Solfato di rame (II) pentaidrato (solfato di rame)

CuSO 4 * 5H 2 O, chiamato solfato di rame, è della massima importanza pratica. Il sale secco ha un colore blu, tuttavia, se riscaldato leggermente (200 0 C), perde acqua di cristallizzazione. Sale bianco anidro. Dopo un ulteriore riscaldamento a 700 0 C, si trasforma in ossido di rame, perdendo anidride solforosa:

CuSO 4 ­-- T ° → CuO+ COSÌ 3

Il solfato di rame viene preparato sciogliendo il rame in acido solforico concentrato. Questa reazione è descritta nella sezione "Proprietà chimiche di una sostanza semplice". Il solfato di rame viene utilizzato nella produzione elettrolitica del rame, in agricoltura per controllare i parassiti e le malattie delle piante e per ottenere altri composti del rame.

2. Rame (II) cloruro diidrato.

Questi sono cristalli di colore verde scuro, facilmente solubili in acqua. Le soluzioni concentrate di cloruro di rame sono verdi e le soluzioni diluite sono blu. Ciò è dovuto alla formazione di un complesso di cloruro verde:

Cu 2+ +4 cl - →[ CuCl 4 ] 2-

E la sua ulteriore distruzione e la formazione di un complesso acquatico blu.

3. Nitrato di rame (II) triidrato.

Solido cristallino blu. Ottenuto sciogliendo il rame in acido nitrico. Quando riscaldati, i cristalli perdono prima acqua, quindi si decompongono con il rilascio di ossigeno e biossido di azoto, trasformandosi in ossido di rame (II):

2Cu(N 3 ) 2 -- t° →2CuO+4NO 2 +O 2

4. Idrossomedi(II) carbonato.

I carbonati di rame sono instabili e quasi mai utilizzati nella pratica. Di una certa importanza per la produzione di rame è solo il carbonato di rame di base Cu 2 (OH) 2 CO 3, che si trova in natura sotto forma di minerale malachite. Quando riscaldato, si decompone facilmente con rilascio di acqua, monossido di carbonio (IV) e ossido di rame (II):

Cu 2 (OH) 2 CO 3 -- t° →2CuO+H 2 O+CO 2

§4. Proprietà chimiche del rame trivalente (st.c. = +3)

Questo stato di ossidazione è il meno stabile per il rame, e quindi i composti di rame (III) sono l'eccezione piuttosto che la "regola". Tuttavia, esistono alcuni composti di rame trivalenti.

a) Ossido di rame (III) Cu 2 o 3

È una sostanza cristallina, di colore granato scuro. Non si scioglie in acqua.

Ottenuto per ossidazione dell'idrossido di rame (II) con perossodisolfato di potassio in un mezzo alcalino a basse temperature:

2Cu(OH) 2 +K 2 S 2 o 8 +2KOH -- -20°C →Cu 2 o 3 ↓+2K 2 COSÌ 4 +3 ore 2 o

Questa sostanza si decompone ad una temperatura di 400 0 C:

Cu 2 o 3 -- T ° →2 CuO+ o 2

L'ossido di rame (III) è un forte agente ossidante. Quando interagisce con acido cloridrico, il cloro viene ridotto a cloro libero:

Cu 2 o 3 +6 HCl-- T ° →2 CuCl 2 + cl 2 +3 h 2 o

b) Cuprati di rame (W)

Queste sono sostanze nere o blu, non sono stabili in acqua, sono diamagnetiche, l'anione è un nastro di quadrati (dsp 2). Formato dall'interazione di idrossido di rame (II) e ipoclorito di metallo alcalino in un ambiente alcalino:

2 Cu(Oh) 2 + MClO + 2 NaOH→2MCuO 3 + NaCl +3 h 2 o (m= N / A- Cs)

c) Esafluorocuprato di potassio (III)

Sostanza verde, paramagnetica. Struttura ottaedrica sp 3 d 2 . Complesso di fluoruro di rame CuF 3, che si decompone allo stato libero a -60 0 C. Si forma riscaldando una miscela di cloruri di potassio e rame in atmosfera di fluoro:

3KCl + CuCl + 3F 2 → K 3 + 2Cl 2

Decompone l'acqua con formazione di fluoro libero.

§cinque. Composti di rame allo stato di ossidazione (+4)

Finora, la scienza conosce solo una sostanza, in cui il rame è nello stato di ossidazione +4, questo è l'esafluorocuprato di cesio (IV) - Cs 2 Cu +4 F 6 - una sostanza cristallina arancione, stabile in fiale di vetro a 0 0 C Reagisce violentemente con l'acqua. Ottenuto per fluorurazione ad alta pressione e temperatura di una miscela di cesio e cloruri di rame:

CuCl 2 +2CsCl +3F 2 -- T ° pag → Cs 2 CuF 6 +2Cl 2