Оксид меди(I)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

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

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.

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

Физические свойства

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

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

Химические свойства

Реакции в водных растворах

Оксид меди(I) не реагирует с водой. В очень малой степени (ПР = 1,2Шаблон:E) диссоциирует:

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}$

Равновесие диспропорционирования:

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}^{\mathsf{+}}\mathsf{\rightleftarrows }𝖢{𝗎}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{+}}\mathsf{+}𝖢𝗎\mathsf{+}\mathbb{Q}$

Оксид меди(I) переводится в раствор:

• концентрированной соляной кислотой

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖢𝗅\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖧\mathsf{[}𝖢𝗎𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{]}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• концентрированной щёлочью (частично)

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }\mathrm{𝟤}\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}{\mathsf{]}}^{\mathsf{-}}$

• концентрированным гидратом аммиака и концентрированными растворами солей аммония

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{)}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{]}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭H_{\mathrm{𝟦}}^{\mathsf{+}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}\mathsf{[}𝖢𝗎\mathsf{(}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{)}\mathsf{(}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{)}{\mathsf{]}}^{\mathsf{+}}$

• путём окисления до солей меди(II) различными окислителями (например, концентрированными азотной и серной кислотами, кислородом в разбавленной соляной кислоте)

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟪}𝖧𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟦}𝖢𝗎𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

• медленно окисляется кислородом до гидроксида меди(II)

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\downarrow }$

• реагирует с разбавленными галогенводородными кислотами с образованием соответствующих галогенидов меди(I):

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖧𝖺𝗅\mathsf{⟶}\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖧𝖺𝗅\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{(}𝖧𝖺𝗅\mathsf{=}𝖢𝗅,𝖡𝗋,𝖨\mathsf{)}$

• в разбавленной серной кислоте дисмутирует на сульфат меди(II) и металлическую медь

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{⟶}𝖢𝗎𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖢𝗎\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• восстанавливается до металлической меди типичными восстановителями, например гидросульфитом натрия в концентрированном растворе

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖧𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}$

Реакции при высоких температурах

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

• при нагревании до 1800 °C (разложение)

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{1800{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

• при нагревании в токе водорода, монооксида углерода, с алюминием

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{>250{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖢𝖮\stackrel{250-300{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟥}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖠𝗅\stackrel{1000{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟨}𝖢𝗎\mathsf{+}𝖠{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

• при нагревании с серой

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖲\stackrel{>600{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\stackrel{1200-1300{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟨}𝖢𝗎\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

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

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{500{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟦}𝖢𝗎𝖮$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{250{}^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

• с аммиаком (образуется нитрид меди(I))

$\mathrm{𝟥}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{250{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟥}}𝖭\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• c оксидами щелочных металлов и бария (образуются двойные оксиды)

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖬}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{600-800{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖬𝖢𝗎𝖮$

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖡𝖺𝖮\stackrel{500-600{}^{\circ }C}{\to }𝖡𝖺𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Прочие реакции

Оксид меди(I) реагирует с азидоводородом:

• при охлаждении выпадает осадок азида меди(II)

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖧{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{10-15{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{(}{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

• при комнатной температуре в токе азидоводородной кислоты выпадает осадок азида меди(I)

$𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{20-25{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗎{𝖭}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Получение

Оксид меди(I) может быть получен:

• нагреванием металлической меди при недостатке кислорода

$\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{>200{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• нагреванием металлической меди в токе оксида азота(I) или оксида азота(II)

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{500-600{}^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖮\stackrel{500-600{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}$

• нагреванием металлической меди с оксидом меди(II)

$𝖢𝗎\mathsf{+}𝖢𝗎𝖮\stackrel{1000-1200{}^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• термическим разложением оксида меди(II)

$\mathrm{𝟦}𝖢𝗎𝖮\stackrel{1026-1100{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

• нагреванием сульфида меди(I) в токе кислорода

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{1200-1300{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

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

$\mathrm{𝟦}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\cdot }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{100{}^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟩}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

• в реакции иодида меди(I) с горячим концентрированным раствором гидроксида калия

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖨\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖪𝖮𝖧\mathsf{⟶}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖪𝖨\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• в реакции дихлорокупрата(I) водорода с разбавленным раствором гидроксида натрия

$\mathrm{𝟤}𝖧\mathsf{[}𝖢𝗎𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{⟶}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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 $𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\cdot }𝗑{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$.

• 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):

$𝖱\mathsf{-}𝖢𝖧𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢𝗎\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\underset{}{\overset{t}{\to }}𝖱\mathsf{-}𝖢𝖮𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖮𝖧\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

при дальнейшем нагревании желтого осадка гидроксида меди (I) превращается в красный оксид меди (I):

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖮𝖧\underset{}{\overset{t}{\to }}𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• 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 :

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗎𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}{𝖢}_{\mathrm{𝟨}}{𝖧}_{\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟨}}\stackrel{80-90{}^{\circ }C}{\to }𝖢{𝗎}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}{𝖢}_{\mathrm{𝟨}}{𝖧}_{\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

После реакции следует профильтровать раствор через воронку с фильтровальной бумагой или через колбу Бунзена с воронкой Бюхнера, высушить и собрать полученный осадок Cu₂O.

Применение

Оксид меди(I) применяется как пигмент для окрашивания стекла, керамики, глазурей; как компонент красок, защищающих подводную часть судна от обрастания; в качестве фунгицидаШаблон:Нет АИ.

Обладает полупроводниковыми свойствами, используется в меднозакисных вентилях.

Токсичность

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.

См. также

• Оксид меди(II)

Ссылки

• Use of Copper-Based Antifouling Paint: A U.S. Regulatory Update Шаблон:Wayback
• Antifouling Шаблон:Wayback