stringtranslate.com

Оксид меди(II)

Оксид меди(II) или оксид меди представляет собой неорганическое соединение формулы CuO. Черное твердое вещество, это один из двух стабильных оксидов меди , второй — Cu 2 O или оксид меди(I) (оксид меди). Как минерал он известен как тенорит . Это продукт добычи меди и предшественник многих других медьсодержащих продуктов и химических соединений. [3]

Производство

Его производят в больших масштабах с помощью пирометаллургии , как одного из этапов извлечения меди из руд. Руды обрабатываются водной смесью карбоната аммония , аммиака и кислорода с образованием амминных комплексов меди(I) и меди(II) , которые извлекаются из твердых веществ. Эти комплексы разлагаются паром с образованием CuO.

Его можно получить, нагревая медь на воздухе при температуре около 300–800 °C:

2 Cu + O 2 → 2 CuO

Для лабораторного использования чистый оксид меди(II) лучше готовить нагреванием нитрата меди(II) , гидроксида меди(II) или основного карбоната меди(II) : [4]

2 Cu(NO 3 ) 2(т) → 2 CuO (т) + 4 NO 2(г) + O 2(г) (180°C)
Cu 2 (OH) 2 CO 3(т) → 2 CuO (т) + CO 2(г) + H 2 O (г)
Cu(OH) 2(т) → CuO (т) + H2O ( г ) [5]

Реакции

Оксид меди(II) растворяется в минеральных кислотах, таких как соляная кислота , серная кислота или азотная кислота, с образованием соответствующих солей меди(II): [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

В присутствии воды реагирует с концентрированной щелочью с образованием соответствующих купратных солей:

2 МОН + CuO + H 2 O → M 2 [Cu(OH) 4 ]
2 NaOH + CuO + H 2 O → Na 2 [Cu(OH) 4 ]

Его также можно восстановить до металлической меди с помощью водорода , монооксида углерода или углерода :

CuO + H 2 → Cu + H 2 O
CuO + CO → Cu + CO 2
2 CuO + C → 2Cu + CO 2

Когда в термите оксид железа заменяют оксидом меди, полученная смесь является слабовзрывчатой, а не зажигательной.

Структура и физические свойства

Оксид меди(II) относится к моноклинной кристаллической системе . Атом меди координирован четырьмя атомами кислорода примерно в плоской квадратной конфигурации. [1]

Работа выхода объемного CuO равна 5,3 эВ [6]

  • Оксид меди(II) во флаконе
    Оксид меди(II) во флаконе

Использование

Оксид меди (II) является важным продуктом добычи меди и является отправной точкой для производства других солей меди. Например, многие консерванты для древесины производятся из оксида меди. [3]

Оксид меди используется в качестве пигмента в керамике для получения синей, красной и зеленой, а иногда и серой, розовой или черной глазури.

Его неправильно используют в качестве пищевой добавки в кормах для животных . [7] Из-за низкой биоактивности медь усваивается незначительно. [8]

Применяется при сварке медных сплавов . [9]

Электрод из оксида меди был частью раннего типа батареи, известного как элемент Эдисона-Лаланда . Оксид меди также использовался в литиевых батареях ( код IEC 60086 «G»).

Пиротехника и фейерверки

Используется в качестве умеренного синего красителя в композициях синего пламени с дополнительными донорами хлора и окислителями, такими как хлораты и перхлораты. Обеспечивая кислород, его можно использовать в качестве порошкового окислителя с металлическим топливом, таким как порошок магния, алюминия или магналия. Иногда его используют в стробоскопических эффектах и ​​термитных композициях в качестве эффекта потрескивающих звезд.

Подобные соединения

Примером природного оксида меди (I,II) является минерал парамелаконит Cu + 2 Cu 2+ 2 O 3 . [10] [11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab Влияние гидростатического давления на структуру CuO при температуре окружающей среды, Форсайт Дж. Б., Халл С., Дж. Физика: Condens. Matter 3 (1991) 5257–5261, номер документа : 10.1088/0953-8984/3/28/001. Кристаллографическая точечная группа : 2/m или C 2h . Пространственная группа : C2/c. Параметры решетки: a = 4,6837(5), b = 3,4226(5), c = 5,1288(6), α = 90°, β = 99,54(1)°, γ = 90°.
  2. ^ abc Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0150». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ Аб Ричардсон, Х. Уэйн (2002). «Медные соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a07_567. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ ab О. Глемсер и Х. Зауэр (1963). «Медь, Серебро, Золото». В Г. Брауэре (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . Том. 1. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Академик Пресс.
  5. ^ Куденнек, Янник; Лесерф, Андре (ноябрь 2003 г.). «Пересмотр превращения Cu(OH)2 в CuO» (PDF) . Науки о твердом теле . 5 (11–12): 1471–1474. Бибкод : 2003SSSci...5.1471C. doi : 10.1016/j.solidstatesciences.2003.09.009. S2CID  96363475.
  6. ^ Ф. П. Коффиберг и Ф. А. Бенко (1982). «Фотоэлектрохимическое определение положения краев зоны проводимости и валентной зоны CuO p-типа». Дж. Прил. Физ . 53 (2): 1173. Бибкод : 1982JAP....53.1173K. дои : 10.1063/1.330567.
  7. ^ «Использование соединений меди: другие соединения меди». Ассоциация развития меди. 2007. Архивировано из оригинала 15 августа 2013 г. Проверено 27 января 2007 г.
  8. ^ Оксид меди не следует использовать в качестве добавки меди ни для животных, ни для людей, Baker, DH, J. Nutr. 129, 12 (1999) 2278-2279
  9. ^ "Информационный листок оксида меди" . Hummel Croton Inc., 21 апреля 2006 г. Архивировано из оригинала 7 июля 2011 г. Проверено 1 февраля 2007 г.
  10. ^ "Парамелаконит".
  11. ^ «Список минералов». 21 марта 2011 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы, связанные с оксидом меди (II) .