Oxigenul se poate combina cu cuprul se poate combina în moduri diferite pentru a forma două tipuri de compuși: oxid de cupru (I), care este în mod normal o pulbere roșiatică, și oxid de cupru (II), care este de obicei o pulbere neagră. Ele apar în mod natural sub formă de minerale sub formă de cristal. Ambele forme de oxid de cupru sunt folosite în producerea pigmenților, dar au o serie de alte utilizări diferite.
Există doi oxizi de cupru, deoarece se poate lega de nemetale donând unul sau doi electroni. Oxigenul formează compuși cu metalele prin câștigarea a doi electroni, astfel încât poate accepta câte un electron din fiecare dintre cei doi atomi de cupru – formând oxid de cupru (I) – sau doi electroni dintr-un atom – formând oxid de cupru (II). Numerele „I” și „II” reprezintă numărul de electroni pe care metalul i-a furnizat; acesta este cunoscut ca număr de oxidare. Formulele chimice ale acestor compuși sunt Cu2O și, respectiv, CuO.
Oxid de cupru (I).
Apariția și producția
Acest compus, cunoscut și sub numele de oxid cupros, apare în mod natural în unele părți ale lumii sub numele de cuprită minerală. Cu toate acestea, majoritatea compusului utilizat în uz industrial a fost fabricat. Poate fi produs industrial prin încălzirea metalului de cupru la o temperatură ridicată, prin electroliza soluțiilor de sare folosind electrozi de cupru și prin amestecarea altor compuși de cupru cu un agent reducător. Unele zaharuri, cum ar fi glucoza, acționează ca agenți reducători, iar această reacție, în care Cu2O se formează sub formă de pulbere roșie aprinsă, este un test de laborator foarte sensibil pentru aceste tipuri de zaharuri.
Proprietăţi
Cu2O este o pulbere roșie sau un material cristalin care se topește la 2250°F (1232°C). Are tendința de a se oxida lent la oxid de cupru (II) în aer umed. Deși nu se dizolvă în apă sau în orice solvenți organici, reacționează cu acizi puternici precum acidul clorhidric, azotic și sulfuric pentru a forma săruri. De asemenea, va reacționa cu alcalii puternici, cum ar fi hidroxidul de sodiu și potasiu, pentru a forma compuși cunoscuți sub numele de cuprați.
Utilizeaza
Acest compus a fost unul dintre primii semiconductori care au fost descoperiti. De asemenea, demonstrează efectul fotoelectric, în care expunerea la lumină determină curgerea unui curent electric. Din acest motiv, este utilizat în celule fotoelectrice și detectoare de lumină. Un material ceramic realizat din acesta acționează ca un supraconductor la temperaturi relativ ridicate. Supraconductorii care nu necesită răcire extremă pentru a funcționa sunt încă un domeniu de cercetare activă.
Una dintre cele mai mari utilizări ale oxidului de cupru (I) este în agricultură. Este un ingredient în multe fungicide utilizate pentru a proteja o mare varietate de plante de cultură de bolile fungice. Compusul este, de asemenea, componenta activă în multe vopsele antifouling, care sunt folosite pentru a proteja navele și structurile submarine împotriva încrustarii cu plante și animale marine. De asemenea, este folosit ca pigment în fabricarea unor tipuri de sticlă și în glazurele ceramice, dându-le o culoare roșie, și ca catalizator în unele procese chimice.
Efecte asupra mediului
Utilizările cu pesticide ale Cu2O au condus la îngrijorări cu privire la efectele sale asupra mediului. Compușii solubili de cupru derivați din aceste produse sunt toxici pentru unele forme de viață acvatică. Se crede că aceasta este mai mult o problemă în apa dulce, unde compușii se pot acumula din fungicidele spălate de la plante. Prezența sării în apă tinde să reducă absorbția metalelor de către viața marine.
Oxid de cupru (II).
Apariție, producție și proprietăți
Acest compus – cunoscut și sub denumirea de oxid cupric (CuO) – apare în mod natural ca tenorit mineral negru sau gri. Ca și Cu2O, se poate face prin încălzirea cuprului, dar la o temperatură mai scăzută. Această metodă dă totuși o formă impură și este cel mai bine preparată prin încălzirea unor compuși de cupru care conțin oxigen, cum ar fi carbonatul, hidroxidul sau nitratul. Este un solid negru care se topește peste 2192°F (1200°C). La această temperatură, își pierde puțin oxigen, lăsând cantități mici de oxid de cupru (I). Ca și cealaltă formă, oxidul de cupru (II) este insolubil în majoritatea solvenților, dar reacționează cu acizii, formând săruri.
Utilizeaza
CuO se adaugă uneori la glazurele de argilă ca pigment. Mai multe culori, inclusiv roșu, albastru și verde, pot fi derivate din acesta, în funcție de modul în care este utilizat. Este un precursor în producția de hidroxid de cupramoniu, care este utilizat la fabricarea raionului. Uneori, compusul este adăugat în cantități mici în hrana animalelor pentru a proteja împotriva deficienței de cupru. De asemenea, este folosit ca abraziv pentru lustruirea lentilelor și a altor componente optice.
Efectele sanatatii
Deși cuprul este un element esențial pentru mamifere, mulți dintre compușii săi, inclusiv ambele forme de oxid de cupru, sunt toxici în toate dozele, cu excepția celor mici. Dacă este inhalat, oxidul de cupru (I) poate provoca dificultăți de respirație, tuse și leziuni ale tractului respirator. Înghițirea acestui compus poate provoca iritații ale tractului gastrointestinal, vărsături, dureri de stomac și diaree. Oxidul de cupru (II) poate provoca simptome similare dacă este înghițit, precum și probleme de vedere și decolorarea pielii. Ambii compuși pot provoca febră de fum metalic, o afecțiune care produce simptome asemănătoare gripei și reprezintă un pericol în ocupațiile care implică încălzirea puternică a structurilor de cupru sau a sârmei.