Το οξυγόνο μπορεί να συνδυαστεί με τον χαλκό μπορεί να συνδυαστεί με διαφορετικούς τρόπους για να σχηματίσει δύο τύπους ενώσεων: το οξείδιο του χαλκού(Ι), το οποίο είναι συνήθως κοκκινωπή σκόνη και το οξείδιο του χαλκού (II), το οποίο είναι συνήθως μια μαύρη σκόνη. Υπάρχουν φυσικά ως ορυκτά σε κρυσταλλική μορφή. Και οι δύο μορφές οξειδίου του χαλκού χρησιμοποιούνται για την παραγωγή χρωστικών, αλλά έχουν μια σειρά από άλλες, διαφορετικές χρήσεις.
Υπάρχουν δύο οξείδια του χαλκού επειδή μπορεί να συνδεθεί με αμέταλλα δίνοντας είτε ένα είτε δύο ηλεκτρόνια. Το οξυγόνο σχηματίζει ενώσεις με μέταλλα κερδίζοντας δύο ηλεκτρόνια, έτσι μπορεί να δεχτεί ένα ηλεκτρόνιο από καθένα από τα δύο άτομα χαλκού — σχηματίζοντας οξείδιο του χαλκού(I) — ή δύο ηλεκτρόνια από ένα άτομο — σχηματίζοντας οξείδιο χαλκού(II). Οι αριθμοί “I” και “II” αντιπροσωπεύουν τον αριθμό των ηλεκτρονίων που έχει δώσει το μέταλλο. Αυτό είναι γνωστό ως αριθμός οξείδωσής του. Οι χημικοί τύποι αυτών των ενώσεων είναι Cu2O και CuO, αντίστοιχα.
Οξείδιο του χαλκού (Ι).
Εμφάνιση και Παραγωγή
Αυτή η ένωση, επίσης γνωστή ως οξείδιο του χαλκού, εμφανίζεται φυσικά σε ορισμένα μέρη του κόσμου ως ορυκτό χαλκό. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος της ένωσης σε βιομηχανική χρήση έχει κατασκευαστεί. Μπορεί να παραχθεί βιομηχανικά με θέρμανση μετάλλου χαλκού σε υψηλή θερμοκρασία, με ηλεκτρόλυση διαλυμάτων αλάτων με χρήση ηλεκτροδίων χαλκού και με ανάμειξη κάποιων άλλων ενώσεων χαλκού με έναν αναγωγικό παράγοντα. Ορισμένα σάκχαρα, όπως η γλυκόζη, δρουν ως αναγωγικοί παράγοντες και αυτή η αντίδραση, στην οποία σχηματίζεται το Cu2O ως έντονο κόκκινο σκόνη, είναι μια πολύ ευαίσθητη εργαστηριακή δοκιμή για αυτούς τους τύπους σακχάρων.
Ιδιοκτησίες
Το Cu2O είναι μια κόκκινη σκόνη ή κρυσταλλικό υλικό που λιώνει στους 2250°F (1232°C). Τείνει να οξειδώνεται αργά σε οξείδιο του χαλκού(II) στον υγρό αέρα. Αν και δεν διαλύεται στο νερό ή σε οποιουσδήποτε οργανικούς διαλύτες, αντιδρά με ισχυρά οξέα όπως το υδροχλωρικό, το νιτρικό και το θειικό οξύ για να σχηματίσει άλατα. Θα αντιδράσει επίσης με ισχυρά αλκάλια, όπως το υδροξείδιο του νατρίου και του καλίου, για να σχηματίσει ενώσεις γνωστές ως χαλικά.
μπορείτε να χρησιμοποιήσετε
Αυτή η ένωση ήταν ένας από τους πρώτους ημιαγωγούς που ανακαλύφθηκαν. Επιδεικνύει επίσης το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, όπου η έκθεση στο φως προκαλεί τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιείται σε φωτοηλεκτρικά κύτταρα και ανιχνευτές φωτός. Ένα κεραμικό υλικό που κατασκευάζεται από αυτό λειτουργεί ως υπεραγωγός σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες. Οι υπεραγωγοί που δεν απαιτούν ακραία ψύξη για να λειτουργήσουν εξακολουθούν να αποτελούν πεδίο ενεργούς έρευνας.
Μία από τις μεγαλύτερες χρήσεις του οξειδίου του χαλκού (Ι) είναι στη γεωργία. Είναι συστατικό πολλών μυκητοκτόνων που χρησιμοποιούνται για την προστασία μιας μεγάλης ποικιλίας φυτών καλλιεργειών από μυκητιασικές ασθένειες. Η ένωση είναι επίσης το δραστικό συστατικό σε πολλά αντιρρυπαντικά χρώματα, τα οποία χρησιμοποιούνται για την προστασία των πλοίων και των υποθαλάσσιων κατασκευών από το να επικαλυφθούν με θαλάσσια φυτά και ζώα. Χρησιμοποιείται επίσης ως χρωστική ουσία στην κατασκευή ορισμένων τύπων γυαλιού και σε κεραμικά υαλώματα, δίνοντάς τους κόκκινο χρώμα, και ως καταλύτης σε ορισμένες χημικές διεργασίες.
Περιβαλλοντικές Επιδράσεις
Οι χρήσεις φυτοφαρμάκων του Cu2O έχουν οδηγήσει σε ανησυχίες σχετικά με τις επιπτώσεις του στο περιβάλλον. Οι διαλυτές ενώσεις χαλκού που προέρχονται από αυτά τα προϊόντα είναι τοξικές για ορισμένες μορφές υδρόβιας ζωής. Αυτό πιστεύεται ότι είναι περισσότερο πρόβλημα στο γλυκό νερό, όπου οι ενώσεις μπορεί να συσσωρεύονται από μυκητοκτόνα που ξεπλένονται από φυτά. Η παρουσία αλατιού στο νερό τείνει να μειώνει την απορρόφηση μετάλλων από τη θαλάσσια ζωή.
Οξείδιο του χαλκού (II).
Εμφάνιση, Παραγωγή και Ιδιότητες
Αυτή η ένωση – επίσης γνωστή ως οξείδιο του χαλκού (CuO) – εμφανίζεται φυσικά ως ο μαύρος ή γκρίζος ορυκτός τενορίτης. Όπως το Cu2O, μπορεί να κατασκευαστεί με θέρμανση χαλκού, αλλά σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Αυτή η μέθοδος δίνει μια ακάθαρτη μορφή, ωστόσο, και παρασκευάζεται καλύτερα με θέρμανση ορισμένων ενώσεων χαλκού που περιέχουν οξυγόνο, όπως το ανθρακικό, το υδροξείδιο ή το νιτρικό. Είναι ένα μαύρο στερεό που λιώνει πάνω από 2192°F (1200°C). Σε αυτή τη θερμοκρασία, χάνει λίγο οξυγόνο, αφήνοντας μικρές ποσότητες οξειδίου του χαλκού(Ι). Όπως και η άλλη μορφή, το οξείδιο του χαλκού (II) είναι αδιάλυτο στους περισσότερους διαλύτες, αλλά αντιδρά με οξέα, σχηματίζοντας άλατα.
μπορείτε να χρησιμοποιήσετε
Το CuO προστίθεται μερικές φορές σε γλάσους αργίλου ως χρωστική ουσία. Πολλά χρώματα, συμπεριλαμβανομένων του κόκκινου, του μπλε και του πράσινου, μπορούν να προέρχονται από αυτό, ανάλογα με τον τρόπο χρήσης του. Είναι πρόδρομος στην παραγωγή του υδροξειδίου του χαλκομαμμωνίου, το οποίο χρησιμοποιείται στην κατασκευή ρεγιόν. Μερικές φορές, η ένωση προστίθεται σε μικρές ποσότητες στις ζωοτροφές για προστασία από την ανεπάρκεια χαλκού. Χρησιμοποιείται επίσης ως λειαντικό για γυάλισμα φακών και άλλων οπτικών εξαρτημάτων.
Επιπτώσεις στην υγεία
Αν και ο χαλκός είναι απαραίτητο στοιχείο για τα θηλαστικά, πολλές από τις ενώσεις του, συμπεριλαμβανομένων και των δύο μορφών οξειδίου του χαλκού, είναι τοξικές σε όλες εκτός από μικρές δόσεις. Εάν εισπνευστεί, το οξείδιο του χαλκού (Ι) μπορεί να προκαλέσει δύσπνοια, βήχα και βλάβη στην αναπνευστική οδό. Η κατάποση αυτής της ένωσης μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό της γαστρεντερικής οδού, έμετο, πόνο στο στομάχι και διάρροια. Το οξείδιο του χαλκού (II) μπορεί να προκαλέσει παρόμοια συμπτώματα σε περίπτωση κατάποσης, καθώς και προβλήματα όρασης και αποχρωματισμό του δέρματος. Και οι δύο ενώσεις μπορούν να προκαλέσουν πυρετό μετάλλων, μια κατάσταση που προκαλεί συμπτώματα γρίπης και αποτελεί κίνδυνο σε επαγγέλματα που περιλαμβάνουν ισχυρή θέρμανση χάλκινων κατασκευών ή σύρματος.