Перейти к содержанию

Оксид меди(I)

Материал из Мегавики — свободной энциклопедии
Оксид меди​(I)​
Общие
Традиционные названия Закись меди, гемиоксид меди, оксид димеди
Хим. формула Cu2O
Рац. формула Cu2O
Внешний вид Коричнево-красные кристаллы
Физические свойства
Молярная масса 143,09 г/моль
Плотность 6,1 г/см³
Твёрдость 3,5 — 4
Термические свойства
Энтальпия
 • плавления +64,22 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
 • в воде 2,4⋅10−7 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления 2,85
Структура
Кристаллическая структура кубическая
Классификация
Рег. номер CAS 1317-39-1
SMILES
Безопасность
ЛД50 470 мг/кг
Токсичность средняя
Фразы риска (R) R22; R50/53
Фразы безопасности (S) S22; S60; S61
Краткие характер. опасности (H) H302, H410
Меры предостор. (P) P273, P501
Пиктограммы СГС Пиктограмма «Восклицательный знак» системы СГСПиктограмма «Окружающая среда» системы СГС
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Виала с оксидом меди(I)
Оксид меди(I) в виале

Окси́д ме́ди(I) (гемиокси́д ме́ди, окси́д диме́ди, устар. за́кись ме́ди, купри́т) — бинарное химическое соединение одновалентной меди с кислородом, амфотерный оксид (проявляет слабые кислотные свойства)

Нахождение в природе[править]

Оксид меди(I) встречается в природе в виде минерала куприта (устаревшие названия: красная медная руда, стекловатая медная руда, рубиновая медь). Цвет минерала красный, коричнево-красный, пурпурно-красный или чёрный. Твёрдость по шкале Мооса 3,5 — 4.[1]

Разновидность куприта с удлиненными нитевидными кристаллами называется халькотрихит (устаревшее название: плюшевая медная руда). Кирпично-красная смесь куприта с лимонитом носит название «черепичная руда».[2]

Физические свойства[править]

Оксид меди(I) при нормальных условиях — твёрдое вещество коричнево-красного цвета нерастворимое в воде и этаноле. Плавится без разложения при 1242 °C.[2][3]

Оксид меди(I) имеет кубическую сингонию кристаллической решётки, пространственная группа P n3m, a = 0,4270 нм, Z = 2.

Химические свойства[править]

Реакции в водных растворах[править]

Оксид меди(I) не реагирует с водой. В очень малой степени (ПР = 1,2⋅10−15) диссоциирует:

Cu2O + H2O  2Cu++ 2OH

Равновесие диспропорционирования:

2Cu+  Cu2+ + Cu +

Оксид меди(I) переводится в раствор:

Cu2O + 4HCl  2H[CuCl2] + H2O
Cu2O + 2OH + H2O  2[Cu(OH)2]
Cu2O + 4(NH3H2O)  2[Cu(NH3)2]OH + 3H2O
Cu2O + 2NH4+  2[Cu(H2O)(NH3)]+
  • путём окисления до солей меди(II) различными окислителями (например, концентрированными азотной и серной кислотами, кислородом в разбавленной соляной кислоте)
Cu2O + 6HNO3  2Cu(NO3)2 + 2NO2+ 3H2O
Cu2O + 3H2SO4  2CuSO4 + SO2+ 3H2O
2Cu2O + 8HCl + O2  4CuCl2 + 4H2O

Также оксид меди(I) вступает в водных растворах в следующие реакции:

2Cu2O + 4H2O + O2  4Cu(OH)2
Cu2O + 2HHal  2CuHal+ H2O  (Hal = Cl, Br, I)
Cu2O + H2SO4  CuSO4 + Cu+ H2O
  • восстанавливается до металлической меди типичными восстановителями, например гидросульфитом натрия в концентрированном растворе
2Cu2O + 2NaHSO3  4Cu+ Na2SO4 + H2SO4

Реакции при высоких температурах[править]

Оксид меди(I) восстанавливается до металлической меди в следующих реакциях:

  • при нагревании до 1800 °C (разложение)
2Cu2O 1800 C 4Cu + O2
Cu2O + H2 >250 C 2Cu + H2O
Cu2O + CO 250300 C 2Cu + CO2
3Cu2O + 2Al 1000 C 6Cu + Al2O3
2Cu2O + 3S >600 C 2Cu2S + SO2
2Cu2O + Cu2S 12001300 C 6Cu + SO2

Оксид меди(I) может быть окислен до соединений меди(II) в токе кислорода или хлора:

2Cu2O + O2 500 C 4CuO
Cu2O + Cl2 250 C Cu2Cl2O

Также, при высоких температурах оксид меди(I) реагирует:

3Cu2O + 2NH3 250 C 2Cu3N + 3H2O
Cu2O + M2O 600800 C 2MCuO
Cu2O + BaO 500600 C BaCu2O2

Прочие реакции[править]

Оксид меди(I) реагирует с азидоводородом:

Cu2O + 5HN3 1015 C 2Cu(N3)2+ H2O + NH3+ N2
Cu2O + 2HN3 2025 C 2CuN3+ H2O

Получение[править]

Оксид меди(I) может быть получен:

4Cu + O2 >200 C 2Cu2O
2Cu + N2O 500600 C Cu2O + N2
4Cu + 2NO 500600 C 2Cu2O + N2
Cu + CuO 10001200 C Cu2O
  • термическим разложением оксида меди(II)
4CuO 10261100 C 2Cu2O + O2
2Cu2S + 3O2 12001300 C 2Cu2O + 2SO2

В лабораторных условиях оксид меди(I) может быть получен восстановлением гидроксида меди(II) (например, гидразином):

4Cu(OH)2 + N2H4H2O 100 C 2Cu2O+ N2+ 7H2O

Также, оксид меди(I) образуется в реакциях ионного обмена солей меди(I) с щелочами, например:

2CuI + 2KOH  Cu2O+ 2KI + H2O
2H[CuCl2] + 4NaOH  Cu2O+ 4NaCl + 3H2O

В двух последних реакциях не образуется соединения с составом, соответствующим формуле CuOH (гидроксид меди(I)). Образование оксида меди(I) происходит через промежуточную гидратную форму переменного состава Cu2OxH2O.

  • Окисление альдегидов гидроксидом меди(II). Если к голубому осадку гидроксида меди(II) прилить раствор альдегида и смесь нагреть , то сначала появляется жёлтый осадок гидроксида меди (I):
RCHO+2Cu(OH)2 t RCOOH+2CuOH+H2O
при дальнейшем нагревании желтого осадка гидроксида меди (I) превращается в красный оксид меди (I):
2CuOH t Cu2O+H2O
  • Также, для получения Cu2O в небольших количествах можно использовать методику:
1) Готовим 2 раствора. Раствор CuSO4 с его массовой долей 10% и раствор NaOH с его массовой долей 20%. Также необходимо взять твёрдую глюкозу (C6H12O6).
2) Ставим стакан с раствором CuSO4 на плитку и добавляем глюкозу.
3) Приливаем раствор NaOH в полученную смесь и перемешиваем стеклянной палочкой или на магнитной мешалке.
4) Дать раствору отстояться, чтобы частицы осадка Cu2O полностью осадились.
Выпадение осадка Cu2O происходит по реакции :
2CuSO4 + 4NaOH +C6H12O68090 C Cu2O+ 2Na2SO4 +C6H12O7+ 2H2O
После реакции следует профильтровать раствор через воронку с фильтровальной бумагой или через колбу Бунзена с воронкой Бюхнера, высушить и собрать полученный осадок Cu2O.

Применение[править]

Оксид меди(I) применяется как пигмент для окрашивания стекла, керамики, глазурей; как компонент красок, защищающих подводную часть судна от обрастания; в качестве фунгицида[источник не указан 2010 дней].

Обладает полупроводниковыми свойствами, используется в меднозакисных вентилях.

Токсичность[править]

Оксид меди(I) — умеренно токсичное вещество: LD50 470 мг/кг (для крыс перорально). Вызывает раздражение глаз, может вызывать раздражение кожи и дыхательных путей.

Очень токсично для водной среды: LC50 для Daphnia magna составляет 0,5 мг/л в течение 48 ч.

Примечания[править]

  1. Куприт на webmineral.com. Дата обращения: 7 июля 2011. Архивировано 29 июня 2017 года.
  2. 2,0 2,1 Лидин Р.А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Константы неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2006. — С. 104, 226, 464, 532, 604. — 685 с. — ISBN 5-7107-8085-5.
  3. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Реакции неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2007. — С. 148—149. — 637 с. — ISBN 978-5-358-01303-2.

Ссылки[править]