Interacțiunea oxidului de cupru 2 cu apa. Oxid de cupru (I, II, III): proprietăți, producție, aplicare

Cuprum (Cu) este unul dintre metalele slab active. Se caracterizează prin formarea de compuși chimici cu stări de oxidare +1 și +2. Deci, de exemplu, doi oxizi, care sunt un compus din două elemente Cu și oxigen O: cu o stare de oxidare de +1 - oxid de cupru Cu2O și o stare de oxidare de +2 - oxid de cupru CuO. În ciuda faptului că constau din aceleași elemente chimice, dar fiecare dintre ele are propriile sale caracteristici speciale. La rece, metalul interacționează foarte slab cu oxigenul atmosferic, devenind acoperit cu o peliculă, care este oxid de cupru, care previne oxidarea ulterioară a cuprumului. Când este încălzită, această substanță simplă cu numărul de serie 29 în tabelul periodic este complet oxidată. În acest caz se formează și oxid de cupru (II): 2Cu + O2 → 2CuO.

Protoxidul de azot este un solid roșu maroniu cu o masă molară de 143,1 g/mol. Compusul are un punct de topire de 1235°C, un punct de fierbere de 1800°C. Este insolubil în apă, dar solubil în acizi. Oxidul de cupru (I) este diluat în (concentrat) și se formează un complex incolor +, care se oxidează ușor în aer la un complex de amoniu albastru-violet 2+, care se dizolvă în acid clorhidric pentru a forma CuCl2. În istoria fizicii semiconductorilor, Cu2O este unul dintre cele mai studiate materiale.

Oxidul de cupru (I), cunoscut și sub numele de hemioxid, are proprietăți de bază. Se poate obţine prin oxidarea metalelor: 4Cu + O2 → 2 Cu2O. Impuritățile precum apa și acizii afectează viteza acestui proces, precum și oxidarea ulterioară la oxid divalent. Oxidul de cupru se poate dizolva sub această formă metal pur și sare: H2SO4 + Cu2O → Cu + CuSO4 + H2O. Conform unei scheme similare, un oxid cu un grad de +1 interacționează cu alți acizi care conțin oxigen. În interacțiunea hemioxidului cu acizii care conțin halogen se formează săruri metalice monovalente: 2HCl + Cu2O → 2CuCl + H2O.

Oxidul de cupru (I) se găsește în natură sub formă de minereu roșu (acesta este un nume învechit, împreună cu rubin ​​​​Cu), numit mineral „Cuprit”. Este nevoie de mult timp pentru a educa. Poate fi produs artificial la temperaturi ridicate sau sub presiune mare a oxigenului. Hemioxidul este utilizat în mod obișnuit ca fungicid, ca pigment, ca agent antifouling în vopseaua subacvatică sau marina și ca catalizator.

Cu toate acestea, efectul acestei substanțe cu formula chimică Cu2O asupra organismului poate fi periculos. Dacă este inhalat, provoacă dispnee, tuse și ulcerații și perforații ale tractului respirator. Dacă este ingerată, irită tractul gastrointestinal, care este însoțită de vărsături, durere și diaree.

H2 + CuO → Cu + H2O;

CO + CuO → Cu + CO2.

Oxidul de cupru (II) este folosit în ceramică (ca pigment) pentru a produce glazuri (albastru, verde și roșu și uneori roz, gri sau negru). De asemenea, este folosit ca supliment alimentar la animale pentru a reduce deficiența de cupru din organism. Este un material abraziv necesar pentru lustruirea echipamentelor optice. Este folosit pentru producerea de celule uscate, pentru producerea altor săruri de Cu. Compusul CuO este utilizat și la sudarea aliajelor de cupru.

Expunerea la compusul chimic CuO poate fi, de asemenea, periculoasă pentru corpul uman. Provoacă iritarea plămânilor dacă este inhalat. Oxidul de cupru (II) poate provoca febra vaporilor metalici (MFF). Oxidul de Cu provoacă o schimbare a culorii pielii, pot apărea probleme de vedere. Când este ingerat, ca și hemioxidul, duce la otrăvire, care este însoțită de simptome sub formă de vărsături și durere.

Ca toate elementele d, viu colorate.

La fel ca și cu cuprul, se observă scufundarea electronilor- de la s-orbital la d-orbital

Structura electronică a atomului:

În consecință, există 2 stări de oxidare caracteristice ale cuprului: +2 și +1.

Substanță simplă: metal auriu-roz.

Oxizi de cupru:Сu2O oxid de cupru (I) \ oxid de cupru 1 - culoare roșu-portocalie

CuO oxid de cupru (II) \ oxid de cupru 2 - negru.

Alți compuși ai cuprului Cu(I), cu excepția oxidului, sunt instabili.

Compușii de cupru Cu (II) - în primul rând, sunt stabili și, în al doilea rând, sunt de culoare albastră sau verzuie.

De ce monedele de cupru devin verzi? Cuprul reacționează cu dioxidul de carbon în prezența apei pentru a forma CuCO3, o substanță verde.

Un alt compus colorat de cupru, sulfura de cupru (II), este un precipitat negru.

Cuprul, spre deosebire de alte elemente, stă după hidrogen, deci nu îl eliberează din acizi:

• din Fierbinte acid sulfuric: Сu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
• din rece acid sulfuric: Cu + H2SO4 = CuO + SO2 + H2O
• cu concentrat:
  Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 4NO2 + 4H2O
• cu acid azotic diluat:
  3Cu + 8HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2NO +4 H2O

Un exemplu de sarcină a examenului C2 opțiunea 1:

Azotat de cupru a fost calcinat, precipitatul solid rezultat a fost dizolvat în acid sulfuric. Hidrogenul sulfurat a fost trecut prin soluție, precipitatul negru rezultat a fost calcinat și reziduul solid a fost dizolvat prin încălzire în acid azotic.

2Сu(NO3)2 → 2CuO↓ +4 NO2 + O2

Precipitatul solid este oxid de cupru (II).

CuO + H2S → CuS↓ + H2O

Sulfura de cupru (II) este un precipitat negru.

„Ars” înseamnă că a existat o interacțiune cu oxigenul. A nu se confunda cu „calcinarea”. Aprindeți - căldură, în mod natural, la o temperatură ridicată.

2СuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2

Reziduul solid este CuO dacă sulfura de cupru a reacționat complet, CuO + CuS dacă parțial.

СuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O

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

este posibilă și o altă reacție:

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

Un exemplu de sarcină a examenului C2 opțiunea 2:

Cuprul a fost dizolvat în acid azotic concentrat, gazul rezultat a fost amestecat cu oxigen și dizolvat în apă. Oxidul de zinc a fost dizolvat în soluția rezultată, apoi a fost adăugat un exces mare de soluție de hidroxid de sodiu la soluție.

Ca rezultat al reacției cu acidul azotic, se formează Cu(NO3)2, NO2 și O2.

NO2 amestecat cu oxigen înseamnă oxidat: 2NO2 + 5O2 = 2N2O5. Amestecat cu apă: N2O5 + H2O = 2HNO3.

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

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

Proprietățile chimice ale oxidului de cupru (II).

Scurtă descriere a oxidului de cupru (II):

oxid de cupru(II) – substanță anorganică neagră.

2. reacția oxidului de cupru (II) cu carbonul:

CuO + C → Cu + CO (t = 1200 o C).

carbon.

3.reacția oxidului de cupru(II) cu gri:

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

Reacția are loc în vid. Ca rezultat al reacției, se formează cupru și oxid sulf.

4. reacția oxidului de cupru(II) cu aluminiu:

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

Ca rezultat al reacției, se formează cupru și oxid aluminiu.

5.reacția oxidului de cupru(II) cu cupru:

CuO + Cu → Cu 2 O (t = 1000-1200 o C).

Ca rezultat al reacției, se formează oxid de cupru (I).

6. reacția oxidului de cupru(II) din oxid de litiu:

CuO + Li2O → Li2CuO2 (t = 800-1000 o C, O2).

Reacția are loc într-un flux de oxigen. Ca rezultat al reacției, se formează cuprat de litiu.

7. reacția oxidului de cupru(II) cu oxid de sodiu:

CuO + Na2O → Na2CuO2 (t = 800-1000 o C, O2).

Reacția are loc într-un flux de oxigen. Ca rezultat al reacției, se formează cuprat de sodiu.

8.reacția oxidului de cupru(II) cu monoxid de carbon:

CuO + CO → Cu + CO 2.

Ca rezultat al reacției, se formează cupru și monoxid de carbon (dioxid de carbon).

9. reacția oxidului de cupru(II) cu oxid glandă:

CuO + Fe 2 O 3 → CuFe 2 O 4 (t o).

Ca rezultat al reacției, se formează o sare - ferită de cupru. Reacția are loc atunci când amestecul de reacție este calcinat.

10. reacția oxidului de cupru(II) cu acid fluorhidric:

CuO + 2HF → CuF2 + H2O.

În urma unei reacții chimice, se obține o sare - fluorură de cupru și apă.

11.reacția oxidului de cupru(II) cu acid azotic:

CuO + 2HNO3 → 2Cu(NO3)2 + H2O.

În urma unei reacții chimice, se obține o sare - nitrat de cupru și apă .

Oxidul de cupru reacţionează similar(II) si cu alti acizi.

12. reacția oxidului de cupru(II) cu bromură de hidrogen (bromură de hidrogen):

CuO + 2HBr → CuBr2 + H2O.

În urma unei reacții chimice, se obține o sare - bromură de cupru și apă .

13. reacția oxidului de cupru(II) cu hidrogen iod:

CuO + 2HI → CuI2 + H2O.

În urma unei reacții chimice, se obține o sare - iodură de cupru și apă .

14. reacția oxidului de cupru(II) din hidroxid de sodiu :

CuO + 2NaOH → Na2CuO2 + H2O.

În urma unei reacții chimice, se obține o sare - cuprat de sodiu și apă .

15.reacția oxidului de cupru(II) din hidroxid de potasiu :

CuO + 2KOH → K2CuO2 + H2O.

În urma unei reacții chimice, se obține o sare - cuprat de potasiu și apă .

16.reacția oxidului de cupru(II) cu hidroxid de sodiu și apă:

CuO + 2NaOH + H2O → Na22 (t = 100 o C).

Hidroxidul de sodiu se dizolvă în apă. O soluție de hidroxid de sodiu în apă 20-30%. Reacția continuă la fierbere. Ca rezultat al unei reacții chimice, se obține tetrahidroxocuprat de sodiu.

17.reacția oxidului de cupru(II) cu superoxid de potasiu:

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

În urma unei reacții chimice se obține o sare - cuprat de potasiu (III) și

Oxizii sunt un tip de compuși larg răspândit în natură, care pot fi observați chiar și în viața de zi cu zi, în viața de zi cu zi. Un exemplu este nisipul, apa, rugina, varul, dioxidul de carbon, o serie de coloranți naturali. Minereul multor metale valoroase este oxid prin natura sa, motiv pentru care este de mare interes pentru cercetarea științifică și industrială.

Combinația de elemente chimice cu oxigenul se numește oxizi. De regulă, ele se formează atunci când orice substanță este încălzită în aer. Distinge între oxizi acizi și bazici. Metalele formează oxizi bazici, în timp ce nemetalele formează oxizi acizi. Cu excepția oxizilor de crom și mangan, care sunt și acizi. Acest articol discută reprezentantul principalilor oxizi - CuO (II).

CuO(II)

Cupru, încălzit în aer la o temperatură de 400–500 °C, acoperit treptat cu un strat negru, pe care chimiștii îl numesc oxid de cupru divalent, sau CuO (II). Fenomenul descris este reprezentat în următoarea ecuație:

2 Cu + O 2 → 2 CuO

Termenul „bivalent” indică capacitatea unui atom de a reacționa cu alte elemente prin două legături chimice.

Fapt interesant! Cuprul, fiind în diverși compuși, poate avea diferite valențe și o culoare diferită. De exemplu: oxizii de cupru sunt de culoare roșu aprins (Cu2O) și maro-negru (CuO). Iar hidroxizii de cupru capătă culori galbene (CuOH) și albastre (Cu (OH) 2). Un exemplu clasic al fenomenului când cantitatea se transformă în calitate.

Cu2O este uneori numit și protoxid de azot, oxid de cupru (I), iar CuO este oxid, oxid de cupru (II). Există și oxid de cupru (III) - Cu2O3.

În geologie, oxidul de cupru divalent (sau bivalent) este numit în mod obișnuit tenorit, celălalt nume al său este melaconit. Denumirea tenorit provine de la numele remarcabilului profesor italian de botanică Michele Tenore, (1780-1861). Melakitul este considerat un sinonim pentru numele tenorit și este tradus în rusă ca minereu de cupru negru sau negru de cupru. Într-un caz sau altul, vorbim despre un mineral cristalin brun-negru care se descompune la calcinare și se topește doar la o presiune în exces de oxigen, insolubil în apă și nu reacționează cu acesta.

Subliniem principalii parametri ai mineralului numit.

Formula chimica: CuO

Molecula sa constă dintr-un atom de Cu cu o greutate moleculară de 64 a. e. m. și un atom de O, greutate moleculară 16 a.m. e. m., unde a. e. m. - unitate de masă atomică, este tot un dalton, 1 a. mu \u003d 1.660 540 2 (10) × 10 -27 kg \u003d 1.660 540 2 (10) × 10 -24 g. În consecință, greutatea moleculară a compusului este: 64 + 16 \u003d 80 a. mânca.

Celula de cristal: sistem monoclinic. Ce înseamnă acest tip de axe de simetrie a cristalului când două axe se intersectează la un unghi oblic și au lungimi diferite, iar a treia axă este situată la un unghi de 90 ° față de ele.

Densitate – 6,51 g/cm3. Pentru comparație, densitatea aurului pur este de 19,32 g / cm³, iar densitatea sării de masă este de 2,16 g / cm3.

Se topește la 1447 °C, sub presiunea oxigenului.

Se descompune la incandescență până la 1100 °C și este transformat în oxid de cupru (I):

4CuO = 2Cu2O + O2.

Nu reacționează cu apa și nu se dizolvă în ea..

Dar reacţionează cu o soluţie apoasă de amoniac, cu formarea de hidroxid de tetraaminocupru (II): CuO + 4NH3 + H2O = (OH) 2.

Într-un mediu acid, formează sulfat și apă: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.

Reacționând cu alcalii, se creează cuprat: CuO + 2 NaOH → Na2CuO2 + H2O.

Reacția CuO NaOH

Format:

• prin calcinarea hidroxidului de cupru (II) la o temperatură de 200 ° C: Cu (OH) 2 \u003d CuO + H2O;
• în timpul oxidării cuprului metalic în aer la o temperatură de 400–500 °C: 2Cu + O2 = 2CuO;
• în timpul prelucrării la temperatură înaltă a malachitului: (CuOH)₂CO₃ -> 2CuO + CO₂ + H₂O.

Redus la cupru metalic -

• în reacție cu hidrogenul: CuO + H2 = Cu + H2O;
• cu monoxid de carbon (monoxid de carbon): CuO + CO = Cu + CO2;
• cu metal activ: CuO + Mg = Cu + MgO.

toxic. În funcție de gradul de efecte adverse asupra corpului uman, este clasificată ca substanță din clasa a doua de pericol. Provoacă iritații ale membranelor mucoase ale ochilor, pielii, căilor respiratorii și ale sistemului gastrointestinal. Atunci când interacționați cu el, este necesar să utilizați un astfel de echipament de protecție precum mănuși de cauciuc, aparate respiratorii, ochelari de protecție, salopete.

Substanța este explozivă și inflamabilă.

Aplicat în industrie, ca component mineral al furajelor, în pirotehnică, în producția de catalizatori pentru reacții chimice, ca pigment de colorare pentru sticlă, emailuri și ceramică.

Proprietățile oxidante ale oxidului de cupru (II) sunt cel mai des folosite în studiile de laborator, atunci când este necesară o analiză elementară legată de studiul materialelor organice pentru prezența hidrogenului și a carbonului în acestea.

Este important că CuO (II) este destul de răspândit în natură ca mineralul tenerit, cu alte cuvinte, este un compus de minereu natural din care se poate obține cuprul.

Nume latin Cuprum iar simbolul corespunzător Cu provine de la numele insulei Cipru. De acolo, prin Marea Mediterană, vechii romani și greci au exportat acest metal valoros.

Cuprul este unul dintre cele mai comune șapte metale din lume și a fost în slujba omului din cele mai vechi timpuri. Cu toate acestea, în starea sa originală, metalică, este destul de rar. Acesta este un metal moale, ușor de prelucrat, caracterizat printr-o densitate mare, un conductor de curent și căldură de foarte înaltă calitate. În ceea ce privește conductivitatea electrică, este pe locul doi după argint, în timp ce este un material mai ieftin. Folosit pe scară largă sub formă de sârmă și produse din foi subțiri.

Compușii chimici ai cuprului sunt diferiți activitate biologică crescută. În organismele animale și vegetale, ele sunt implicate în sinteza clorofilei, prin urmare sunt considerate o componentă foarte valoroasă în compoziția îngrășămintelor minerale.

Cuprul este, de asemenea, necesar în dieta umană. Deficiența acestuia în organism poate duce la diferite boli ale sângelui.

Video

Din videoclip vei afla ce este oxidul de cupru.

§unu. Proprietățile chimice ale unei substanțe simple (st. ok. = 0).

a) Relația cu oxigenul.

Spre deosebire de vecinii săi de subgrup, argint și aur, cuprul reacționează direct cu oxigenul. Cuprul prezintă o activitate redusă față de oxigen, dar în aerul umed se oxidează treptat și devine acoperit cu o peliculă verzuie, constând din carbonați de cupru bazici:

În aer uscat, oxidarea este foarte lentă, pe suprafața de cupru se formează un strat subțire de oxid de cupru:

În exterior, cuprul nu se schimbă, deoarece oxidul de cupru (I), ca și cuprul însuși, este roz. În plus, stratul de oxid este atât de subțire încât transmite lumină, adică. strălucește prin. Într-un mod diferit, cuprul se oxidează la încălzire, de exemplu, la 600-800 0 C. În primele secunde, oxidarea trece la oxid de cupru (I), care de la suprafață se transformă în oxid de cupru (II) negru. Se formează un strat de oxid cu două straturi.

Formarea Q (Cu 2 O) = 84935 kJ.

Figura 2. Structura peliculei de oxid de cupru.

b) Interacțiunea cu apa.

Metalele subgrupului de cupru se află la capătul seriei electrochimice de tensiuni, după ionul de hidrogen. Prin urmare, aceste metale nu pot înlocui hidrogenul din apă. În același timp, hidrogenul și alte metale pot înlocui metalele subgrupului de cupru din soluțiile sărurilor lor, de exemplu:

Această reacție este redox, deoarece există un transfer de electroni:

Hidrogenul molecular deplasează cu mare dificultate metalele subgrupului de cupru. Acest lucru se explică prin faptul că legătura dintre atomii de hidrogen este puternică și se cheltuiește multă energie pentru a o rupe. Reacția are loc numai cu atomi de hidrogen.

Cuprul în absența oxigenului practic nu interacționează cu apa. În prezența oxigenului, cuprul reacționează lent cu apa și devine acoperit cu o peliculă verde de hidroxid de cupru și carbonat bazic:

c) Interacțiunea cu acizii.

Fiind într-o serie de tensiuni după hidrogen, cuprul nu îl înlocuiește de acizi. Prin urmare, acidul clorhidric și acidul sulfuric diluat nu acționează asupra cuprului.

Cu toate acestea, în prezența oxigenului, cuprul se dizolvă în acești acizi pentru a forma sărurile corespunzătoare:

Singura excepție este acidul iodhidric, care reacționează cu cuprul pentru a elibera hidrogen și formează un complex de cupru (I) foarte stabil:

2 Cu + 3 BUNĂ → 2 H[ CuI 2 ] + H 2

Cuprul reacționează și cu acizi - agenți de oxidare, de exemplu, cu acid azotic:

Cu+4HNO 3( conc .) → Cu (NR 3 ) 2 +2NU 2 +2 ore 2 O

3Cu + 8HNO 3( având diluat .) → 3Cu (NR 3 ) 2 +2NO+4H 2 O

Și, de asemenea, cu acid sulfuric concentrat rece:

Cu + H 2 ASA DE 4(conc.) → CuO + SO 2 + H 2 O

Cu acid sulfuric concentrat fierbinte :

Cu+2H 2 ASA DE 4( conc ., Fierbinte ) → CuSO 4 + Așa 2 + 2H 2 O

Cu acid sulfuric anhidru la o temperatură de 200 0 C, se formează sulfat de cupru (I):

2Cu+2H 2 ASA DE 4( anhidru .) 200°C → Cu 2 ASA DE 4 ↓+SO 2 + 2H 2 O

d) Relația cu halogenii și alte nemetale.

Formarea Q (CuCl) = 134300 kJ

Formarea Q (CuCl2) = 111700 kJ

Cuprul reacționează bine cu halogenii, dă două tipuri de halogenuri: CuX și CuX 2 .. Sub acțiunea halogenilor la temperatura camerei nu apar modificări vizibile, dar la suprafață se formează mai întâi un strat de molecule adsorbite, apoi un strat foarte subțire. de halogenuri. Când este încălzită, reacția cu cuprul este foarte violentă. Încălzim sârma sau folia de cupru și o coborâm fierbinte într-un borcan cu clor - în apropierea cuprului vor apărea vapori maro, constând din clorură de cupru (II) CuCl 2 amestecată cu clorură de cupru (I) CuCl. Reacția are loc spontan datorită degajării de căldură. Halogenurile de cupru monovalente sunt obținute prin reacția cuprului metalic cu o soluție de halogenură de cupru bivalentă, de exemplu:

În acest caz, monoclorura precipită din soluție sub formă de precipitat alb pe suprafața de cupru.

Cuprul reacționează, de asemenea, destul de ușor cu sulful și seleniul atunci când este încălzit (300-400 ° C):

2Cu+S→Cu 2 S

2Cu+Se→Cu 2 Se

Dar cuprul nu reacționează cu hidrogenul, carbonul și azotul chiar și la temperaturi ridicate.

e) Interacțiunea cu oxizi ai nemetalelor

Când este încălzit, cuprul poate înlocui substanțele simple din unii oxizi nemetalici (de exemplu, oxid de sulf (IV) și oxizi de azot (II, IV), formând în același timp un oxid de cupru (II) mai stabil termodinamic):

4Cu+SO 2 600-800°C →2CuO + Cu 2 S

4Cu+2NO 2 500-600°C →4CuO + N 2

2 Cu+2 NU 500-600° C →2 CuO + N 2

§2. Proprietățile chimice ale cuprului monovalent (st.c. = +1)

În soluții apoase, ionul Cu + este foarte instabil și disproporționat:

Cu + ↔ Cu 0 + Cu 2+

Totuși, cuprul în stare de oxidare (+1) poate fi stabilizat în compuși cu solubilitate foarte scăzută sau prin complexare.

a) oxid de cupru (eu) Cu 2 O

oxid amfoter. Substanță cristalină brun-roșu. Apare în mod natural sub formă de cuprită minerală. Poate fi obținut artificial prin încălzirea unei soluții de sare de cupru (II) cu alcalii și un agent reducător puternic, de exemplu, formol sau glucoză. Oxidul de cupru (I) nu reacționează cu apa. Oxidul de cupru (I) este transferat într-o soluție cu acid clorhidric concentrat pentru a forma un complex de clorură:

Cu 2 O+4 acid clorhidric→2 H[ CuCl2]+ H 2 O

De asemenea, dizolvăm într-o soluție concentrată de amoniac și săruri de amoniu:

Cu 2 O+2NH 4 + →2 +

În acid sulfuric diluat, acesta este disproporționat față de cuprul divalent și cuprul metalic:

Cu 2 O+H 2 ASA DE 4(dil.) →CuSO 4 + Cu 0 ↓+H 2 O

De asemenea, oxidul de cupru (I) intră în următoarele reacții în soluții apoase:

1. Oxidată lent cu oxigen la hidroxid de cupru (II):

2 Cu 2 O+4 H 2 O+ O 2 →4 Cu(Oh) 2 ↓

2. Reacționează cu acizi halogenați diluați pentru a forma halogenurile de cupru (I) corespunzătoare:

Cu 2 O+2 HG→2CuG↓ +H 2 O(G=Cl, Br, J)

3. Redus la cupru metalic cu agenți reducători tipici, de exemplu, hidrosulfit de sodiu într-o soluție concentrată:

2 Cu 2 O+2 NaSO 3 →4 Cu↓+ N / A 2 ASA DE 4 + H 2 ASA DE 4

Oxidul de cupru (I) este redus la cupru metalic în următoarele reacții:

1. Când este încălzit până la 1800 °C (descompunere):

2 Cu 2 O - 1800° C →2 Cu + O 2

2. Când este încălzit într-un curent de hidrogen, monoxid de carbon, aluminiu și alți agenți reducători tipici:

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

De asemenea, la temperaturi ridicate, oxidul de cupru (I) reacţionează:

1. Cu amoniac (se formează nitrură de cupru(I))

3 Cu 2 O + 2 NH 3 - 250° C →2 Cu 3 N + 3 H 2 O

2. Cu oxizi de metale alcaline:

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

În acest caz, se formează cuprați de cupru (I).

Oxidul de cupru (I) reacționează semnificativ cu alcalii:

Cu 2 O+2 NaOH (conc.) + H 2 O↔2 N / A[ Cu(Oh) 2 ]

b) hidroxid de cupru (eu) CuOH

Hidroxidul de cupru (I) formează o substanță galbenă și este insolubilă în apă.

Se descompune cu ușurință atunci când este încălzit sau fiert:

2 CuOH → Cu 2 O + H 2 O

c) HalogenuriCuF, CuDINl, CuBrȘiCuJ

Toți acești compuși sunt substanțe cristaline albe, slab solubile în apă, dar ușor solubile într-un exces de NH3, ioni de cianură, ioni de tiosulfat și alți agenți de complexare puternici. Iodul formează doar compusul Cu +1 J. În stare gazoasă se formează cicluri de tip (CuГ) 3. Reversibil solubil în acizii hidrohalici corespunzători:

CuG + HG ↔H[ CuG 2 ] (G=Cl, Br, J)

Clorura și bromura de cupru (I) sunt instabile în aerul umed și se transformă treptat în săruri bazice de cupru (II):

4 CuD +2H 2 O + O 2 →4 Cu(Oh)G (G=Cl, Br)

d) Alți compuși ai cuprului (eu)

1. Acetat de cupru (I) (CH 3 COOCu) - un compus de cupru, are forma de cristale incolore. În apă, se hidrolizează încet la Cu 2 O, în aer se oxidează până la acetat de cupru divalent; CH 3 COOSu se obține prin reducerea (CH 3 COO) 2 Cu cu hidrogen sau cupru, sublimare (CH 3 COO) 2 Cu în vid sau interacțiune (NH 3 OH) SO 4 cu (CH 3 COO) 2 Cu în p- re în prezenţa H 3 COOH 3 . Substanța este toxică.

2. Acetilenidă de cupru (I) - roșu-maroniu, uneori cristale negre. Când sunt uscate, cristalele detonează la impact sau căldură. Rezistent la umezeală. Detonarea în absența oxigenului nu produce substanțe gazoase. Se descompune sub acțiunea acizilor. Se formează sub formă de precipitat atunci când acetilena este trecută în soluții de amoniac de săruri de cupru(I):

DIN 2 H 2 +2[ Cu(NH 3 ) 2 ](Oh) → Cu 2 C 2 ↓ +2 H 2 O+2 NH 3

Această reacție este utilizată pentru detectarea calitativă a acetilenei.

3. Nitrură de cupru - un compus anorganic cu formula Cu 3 N, cristale de culoare verde închis.

Se descompune la încălzire:

2 Cu 3 N - 300° C →6 Cu + N 2

Reacţionează violent cu acizii:

2 Cu 3 N +6 acid clorhidric - 300° C →3 Cu↓ +3 CuCl 2 +2 NH 3

§3. Proprietățile chimice ale cuprului bivalent (st.c. = +2)

Cea mai stabilă stare de oxidare a cuprului și cea mai caracteristică a acestuia.

a) oxid de cupru (II) CuO

CuO este oxidul de bază al cuprului divalent. Cristale negre, în condiții normale destul de stabile, practic insolubile în apă. În natură, apare sub formă de tenorit mineral (melaconit) de culoare neagră. Oxidul de cupru (II) reacționează cu acizii pentru a forma sărurile corespunzătoare de cupru (II) și apă:

CuO + 2 HNO 3 → Cu(NU 3 ) 2 + H 2 O

Când CuO este fuzionat cu alcalii, se formează cuprați de cupru (II):

CuO+2 KOH- t ° → K 2 CuO 2 + H 2 O

Când este încălzit la 1100 °C, se descompune:

4CuO- t ° →2 Cu 2 O + O 2

b) Hidroxid de cupru (II).Cu(Oh) 2

Hidroxidul de cupru (II) este o substanță albastră amorfa sau cristalină, practic insolubilă în apă. Când este încălzită la 70-90 ° C, pulberea de Cu (OH) 2 sau suspensiile sale apoase se descompun în CuO și H 2 O:

Cu(Oh) 2 → CuO + H 2 O

Este un hidroxid amfoter. Reacționează cu acizii pentru a forma apă și sarea de cupru corespunzătoare:

Nu reacționează cu soluții alcaline diluate, ci se dizolvă în soluții concentrate, formând tetrahidroxocuprati albastru strălucitor (II):

Hidroxidul de cupru (II) cu acizi slabi formează săruri bazice. Se dizolvă foarte ușor în exces de amoniac pentru a forma amoniac de cupru:

Cu(OH) 2 +4NH 4 OH→(OH) 2 +4 ore 2 O

Cupru amoniacul are o culoare albastru-violet intensă, de aceea este utilizat în chimia analitică pentru a determina cantități mici de ioni de Cu 2+ în soluție.

c) Săruri de cupru (II)

Sărurile simple de cupru (II) sunt cunoscute pentru majoritatea anionilor, cu excepția cianurilor și iodurii, care, atunci când interacționează cu cationul Cu 2+, formează compuși covalenti de cupru (I) care sunt insolubili în apă.

Sărurile de cupru (+2) sunt în mare parte solubile în apă. Culoarea albastră a soluțiilor lor este asociată cu formarea ionului 2+. Ele cristalizează adesea sub formă de hidrați. Astfel, tetrahidratul cristalizează dintr-o soluție apoasă de clorură de cupru (II) sub 15 0 C, trihidrat la 15-26 0 C și dihidrat peste 26 0 C. În soluțiile apoase, sărurile de cupru (II) sunt supuse hidrolizei într-o mică măsură, iar sărurile bazice precipită adesea din ele.

1. Sulfat de cupru (II) pentahidrat (sulfat de cupru)

CuSO 4 * 5H 2 O, numit sulfat de cupru, are cea mai mare importanță practică. Sarea uscată are o culoare albastră, însă, când este ușor încălzită (200 0 C), pierde apa de cristalizare. Sare albă anhidră. La încălzirea suplimentară la 700 0 C, se transformă în oxid de cupru, pierzând trioxidul de sulf:

CuSO 4 ­-- t ° → CuO+ ASA DE 3

Sulfatul de cupru se prepară prin dizolvarea cuprului în acid sulfuric concentrat. Această reacție este descrisă în secțiunea „Proprietăți chimice ale unei substanțe simple”. Sulfatul de cupru este folosit în producția electrolitică a cuprului, în agricultură pentru combaterea dăunătorilor și bolilor plantelor și pentru obținerea altor compuși ai cuprului.

2. Clorura de cupru (II) dihidrat.

Acestea sunt cristale de culoare verde închis, ușor solubile în apă. Soluțiile concentrate de clorură de cupru sunt verzi, iar soluțiile diluate sunt albastre. Acest lucru se datorează formării unui complex de clorură verde:

Cu 2+ +4 Cl - →[ CuCl 4 ] 2-

Și distrugerea sa în continuare și formarea unui complex acvatic albastru.

3. Nitrat de cupru (II) trihidrat.

Solid cristalin albastru. Obținut prin dizolvarea cuprului în acid azotic. Când sunt încălzite, cristalele pierd mai întâi apă, apoi se descompun cu eliberarea de oxigen și dioxid de azot, transformându-se în oxid de cupru (II):

2Cu (NR 3 ) 2 -- t° →2CuO+4NO 2 +O 2

4. Hidroxomedi(II) carbonat.

Carbonații de cupru sunt instabili și aproape niciodată nu sunt utilizați în practică. De o oarecare importanță pentru producția de cupru este doar carbonatul de cupru de bază Cu 2 (OH) 2 CO 3, care apare în natură sub formă de malachit mineral. Când este încălzit, se descompune ușor cu eliberarea de apă, monoxid de carbon (IV) și oxid de cupru (II):

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

§4. Proprietățile chimice ale cuprului trivalent (st.c. = +3)

Această stare de oxidare este cea mai puțin stabilă pentru cupru și, prin urmare, compușii de cupru (III) sunt mai degrabă excepția decât „regula”. Cu toate acestea, există unii compuși trivalenți de cupru.

a) Oxid de cupru (III) Cu 2 O 3

Este o substanta cristalina, de culoare granat inchis. Nu se dizolvă în apă.

Obținut prin oxidarea hidroxidului de cupru (II) cu peroxodisulfat de potasiu în mediu alcalin la temperaturi scăzute:

2Cu(OH) 2 +K 2 S 2 O 8 +2KOH -- -20°C →Cu 2 O 3 ↓+2K 2 ASA DE 4 +3H 2 O

Această substanță se descompune la o temperatură de 400 0 C:

Cu 2 O 3 -- t ° →2 CuO+ O 2

Oxidul de cupru (III) este un agent oxidant puternic. Când interacționează cu clorura de hidrogen, clorul este redus la clor liber:

Cu 2 O 3 +6 acid clorhidric-- t ° →2 CuCl 2 + Cl 2 +3 H 2 O

b) Cuprați de cupru (W)

Acestea sunt substanțe negre sau albastre, nu sunt stabile în apă, sunt diamagnetice, anionul este o panglică de pătrate (dsp 2). Format prin interacțiunea hidroxidului de cupru (II) și a hipocloritului de metal alcalin într-un mediu alcalin:

2 Cu(Oh) 2 + MClO + 2 NaOH→2MCuO 3 + NaCl +3 H 2 O (M= N / A- Cs)

c) Hexafluorocuprat de potasiu (III)

Substanță verde, paramagnetică. Structura octaedrică sp 3 d 2 . Complex de fluorură de cupru CuF 3, care se descompune în stare liberă la -60 0 C. Se formează prin încălzirea unui amestec de cloruri de potasiu și cupru în atmosferă de fluor:

3KCl + CuCl + 3F 2 → K 3 + 2Cl 2

Descompune apa cu formarea de fluor liber.

§cinci. Compuși de cupru în stare de oxidare (+4)

Până acum, o singură substanță este cunoscută științei, unde cuprul se află în starea de oxidare +4, acesta este hexafluorocuprat de cesiu (IV) - Cs 2 Cu +4 F 6 - o substanță cristalină portocalie, stabilă în fiole de sticlă la 0 0 C Reactioneaza violent cu apa. Obținut prin fluorurare la presiune și temperatură ridicată a unui amestec de cesiu și cloruri de cupru:

CuCl 2 +2CsCl +3F 2 -- t ° p → Cs 2 CuF 6 +2Cl 2