Аммиачный раствор оксида меди формула

Оксид меди (I)

Оксид меди (I)

или
оксид меди
представляет собой неорганическое соединение с формулой Cu 2 O. Это является одной из основных оксидов из меди , другой или оксид меди (II) или оксид меди (CuO). Это твердое вещество красного цвета входит в состав некоторых необрастающих красок. В зависимости от размера частиц соединение может иметь желтый или красный цвет. [3] Оксид меди (I) встречается как красноватый минерал куприт .

Аммиачный раствор оксида меди формула

Оксид меди (I)Cu2O –
красновато-коричневые кристаллы с кубической кристаллической решеткой, в которых реализуется линейно-тетраэдрическая координация атомов, плотность 6,1 г/см 3 , температура плавления 1242°С.

В воде не растворяется и не реагирует с ней. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.

Взаимодействует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:

В водных растворах аммиака образует гидроксид диамминмеди (I):

С соляной кислотой взаимодействует с образованием дихлорокупрата (I) водорода:

С бромоводородом и йодоводородом образует соли меди (I):

В разбавленной серной кислоте диспропорционирует, образуя сульфат меди (II) и металлическую медь:

Восстанавливается водородом, угарным газом и активными металлами до металлической меди:

При нагревании окисляется кислородом воздуха:

Оксид меди (I) получают электролизом раствора хлорида натрия с использованием медных электродов. На катоде выделяется водород, а на аноде растворяется медь с образованием ионов Cu + , при взаимодействии с группами ОН — образуется Cu2O.

Оксид меди (I) образуется при нагревании до 1100°С оксида меди (II):

или при восстановлении сульфата меди глюкозой или гидразином в щелочной среде

:

Гидроксид меди (I)
CuOH
как индивидуальное соединение не выделен. При взаимодействии солей меди (I) с щелочами в растворе образуется гидратированный оксид Cu2O · nH2O, из раствора выделяется только Cu2O. При растворении Cu2O в растворах щелочей образуется M[Cu(OH)2].

Источник

Подготовка [ править ]

Оксид меди (I) может быть получен несколькими способами. [4] Проще говоря, он возникает в результате окисления металлической меди:

4 Cu + O 2 → 2 Cu 2 O

Такие добавки, как вода и кислоты, влияют на скорость этого процесса, а также на дальнейшее окисление до оксидов меди (II). Его также производят в промышленных масштабах путем восстановления растворов меди (II) диоксидом серы . Водные растворы хлорида одновалентной меди реагируют с основанием с образованием того же материала. Во всех случаях цвет очень чувствителен к деталям процедуры.

Диаграмма Пурбе для меди в незакомплексованных медиа (кроме ОН — анионов — не учитывается). Концентрация ионов 0,001 моль / кг воды. Температура 25 ° C.

Образование оксида меди (I) лежит в основе тестов Фелинга и Бенедикта на восстанавливающие сахара . Эти сахара восстанавливают щелочной раствор соли меди (II), давая ярко-красный осадок Cu 2 O.

Он образуется на покрытых серебром медных деталях, подверженных воздействию влаги, когда слой серебра пористый или поврежден. Этот вид коррозии известен как красная чума .

Существует мало доказательств существования гидроксида меди (I) CuOH, который, как ожидается, быстро подвергнется дегидратации. Аналогичная ситуация применима к гидроксидам золота (I) и серебра (I).

Оксид меди (I)

Оксид меди (I)

Оксид меди (I) Cu2O – твердое кристаллическое вещество коричнево-красного цвета.

Способы получения оксида меди (I)

В лаборатории оксид меди (I) получают восстановлением свежеосажденного гидроксида меди (II), например , альдегидами или глюкозой:

Химические свойства оксида меди (I)

1. Оксид меди (I) обладает основными свойствами.

При действии на оксид меди (I) галогеноводородных кислот получают галогениды меди (I) и воду:

Например , соляная кислота с оксидом меди (I) образует хлорид меди (I):

Cu2O + 2HCl = 2CuCl↓ + H2O

2. При растворении Cu2O в концентрированной серной, азотной кислотах образуются только соли меди (II):

3. Устойчивыми соединениями меди (I) являются нерастворимые соединения (CuCl, Cu2S) или комплексные соединения [Cu(NH3)2] + . Последние получают растворением в концентрированном растворе аммиака оксида меди (I), хлорида меди (I):

Аммиачные растворы солей меди (I) взаимодействуют с ацетиленом :

СH ≡ CH + 2[Cu(NH3)2]Cl → СuC ≡ CCu + 2NH4Cl

4. В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (I) проявляют окислительно-восстановительную двойственность:

Например , при взаимодействии с угарным газом, более активными металлами или водородом оксид меди (II) проявляет свойства окислителя :

Аммиачный раствор оксида меди формула

Оксид меди (II)
CuO
– кристаллы черного цвета, кристаллизуются в моноклинной сингонии, плотность 6,51 г/см 3 , температура плавления 1447°С (под давлением кислорода). При нагревании до 1100°С разлагается с образованием оксида меди (I):

В воде не растворяется и не реагирует с ней. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.

В водных растворах аммиака образует гидроксид тетраамминмеди (II):

Легко реагирует с разбавленными кислотами с образованием соли и воды:

При сплавлении со щелочами образует купраты:

Восстанавливается водородом, угарным газом и активными металлами до металлической меди:

Получается при прокаливании гидроксида меди (II) при 200°С:

или при окислении металлической меди на воздухе при 400–500°С:

Гидроксид меди (II) Cu(OH)2

– вещество голубого цвета, существует в аморфной и кристаллической формах, кристаллическая решетка ромбическая, плотность 3,37 г/см 3 , при нагревании выше 70°С разлагается на оксид меди (II) и воду:

В воде плохо растворим. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.

Легко реагирует с кислотами с образованием солей:

В водных растворах щелочей образует неустойчивые ярко-синие гидроксокомплексы:

В растворе аммиака – устойчивые аммиакаты темно-синего цвета:

Проявляя основные свойства, взаимодействует с углекислым газом образованием основного карбоната меди (II) – малахита:

Получается при обменном взаимодействии солей меди (II) и щелочи

:

кристаллический гидроксид меди (II) образуется при введении гидроксида натрия или калия в аммиачный раствор сульфата меди (II):

Источник

Полупроводниковые свойства [ править ]

В истории физики полупроводников Cu 2 O является одним из наиболее изученных материалов, и многие экспериментальные применения полупроводников были впервые продемонстрированы в этом материале:

• Полупроводник
• Полупроводниковые диоды [6]
• Фоноритоны («когерентная суперпозиция экситона , фотона и фонона ») [7] [8]

Самые низкие экситоны в Cu 2 O чрезвычайно долгоживущие; форма линий поглощения была продемонстрирована с шириной линии neV , которая является самым узким объемным экситонным резонансом из когда-либо наблюдавшихся. [9] Соответствующие квадрупольные поляритоны имеют низкую групповую скорость, приближающуюся к скорости звука. Таким образом, в этой среде свет движется почти так же медленно, как и звук, что приводит к высокой плотности поляритонов. Другой необычной особенностью экситонов в основном состоянии является то, что все первичные механизмы рассеяния известны количественно. [10] Cu 2 O был первым веществом, в котором полностью беспараметрическая модель ширины линии поглощения Уширение по температуре могло быть установлено, что позволило вывести соответствующий коэффициент поглощения . Используя Cu 2 O, можно показать, что соотношения Крамерса – Кронига неприменимы к поляритонам. [11]

Оксид меди (I)

Оксид меди (I)

(гемиоксид меди, окси́д димеди,
устар.
закись меди) — химическое соединение с формулой Cu2O . Соединение меди с кислородом, основный оксид. Кристаллическое вещество коричнево-красного цвета. В природе встречается в виде минерала куприта.

Ссылки [ править ]

1. https://www.nwmissouri.edu/naturalsciences/sds/c/Copper%20I%20oxide.pdf
2. ^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0150» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
3. Н.Н. Гринвуд, А. Эрншоу, Химия элементов
   , 2-е изд., Баттерворт-Хайнеманн, Оксфорд, Великобритания, 1997.
4. Х. Уэйн Ричардсон «Соединения меди в Энциклопедии промышленной химии Ульмана 2002, Wiley-VCH, Weinheim. Doi : 10.1002 / 14356007.a07_567″
5. Д. Николлс, Комплексы и переходные элементы первой строки
   , Macmillan Press, Лондон, 1973.
6. Л.О. Грондаль, Устройство однонаправленного тока, патент, 1927 г.
7. Hanke, L .; Fröhlich, D .; Иванов, АЛ; Литтлвуд, ПБ; Штольц, Х. (1999-11-22). «LA Фоноритоны в Cu 2 O». Письма с физическим обзором
   .
   83
   (21): 4365–4368. DOI : 10.1103 / PhysRevLett.83.4365 .
8. Л. Бриллюэн: распространение волн и групповая скорость
   , Academic Press , Нью-Йорк , 1960 ISBN 9781483276014 .
9. Дж. Брандт, Д. Фрёлих, К. Сандфорт, М. Байер, Х. Штольц и Н. Нака, Спектроскопия сверхузкого поглощения и двухфононного возбуждения параэкситонов Cu 2 O в сильном магнитном поле
   , Phys. Rev. Lett. 99, 217403 (2007). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.99.217403
10. JP Вольф и А. Mysyrowicz: Экситонное вещество, Scientific American250
    (одна тысячи девятьсот восемьдесят-четыря), № 3, 98.
11. Хопфилда, JJ (1958). «Теория вклада экситонов в комплексную диэлектрическую проницаемость кристаллов». Физический обзор
    .
    112
    (5): 1555–1567. DOI : 10.1103 / PhysRev.112.1555 . ISSN 0031-899X .
12. https://www.mindat.org/min-3098.html
13. https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm

Химические свойства

Реакции в водных растворах

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

Оксид меди (I) переводится в раствор:

• концентрированной соляной кислотой

Cu2O + 4HCl ⟶ 2H[CuCl2] + H2O

• концентрированной щёлочью (частично)

Cu2O + 2OH − + H2O ⇄ 2[Cu(OH)2] −

• концентрированным гидратом аммиака и концентрированными растворами солей аммония

Cu2O + 4(NH3 ⋅ H2O) ⟶ 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 2 Cu2O + 8HCl + O2 ⟶ 4CuCl2 + 4H2O

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

• медленно окисляется кислородом до гидроксида меди (II)

2 Cu2O + 4H2O + O2 ⟶ 4Cu(OH)2↓

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

Cu2O + 2HHal ⟶ 2CuHal↓ + H2O (Hal = Cl, Br, I)

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

Cu2O + H2SO4 ⟶ CuSO4 + Cu↓ + H2O

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

2 Cu2O + 2NaHSO3 ⟶ 4Cu↓ + Na2SO4 + H2SO4

Реакции при высоких температурах

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

• при нагревании до 1800 °C (разложение)

2 Cu2O → 1800∘C 4Cu + O2

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

Cu2O + H2 → >250∘C 2Cu + H2O Cu2O + CO → 250−300∘C 2Cu + CO2 3 Cu2O + 2Al → 1000∘C 6Cu + Al2O3

• при нагревании с серой

2 Cu2O + 3S → >600∘C 2Cu2S + SO2 2 Cu2O + Cu2S → 1200−1300∘C 6Cu + SO2

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

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

• с аммиаком (образуется нитрид меди (I) )

3 Cu2O + 2NH3 → 250∘C 2Cu3N + 3H2O

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

Cu2O + M2O → 600−800∘C 2MCuO Cu2O + BaO → 500−600∘C BaCu2O2

Прочие реакции

Оксид меди (I) реагирует с азидоводородом:

• при охлаждении выпадает осадок азида меди (II)

Cu2O + 5HN3 → 10−15∘C 2Cu(N3)2↓ + H2O + NH3↑ + N2↑

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

Cu2O + 2HN3 → 20−25∘C 2CuN3↓ + H2O

Получение

Оксид меди (I) может быть получен:

• нагреванием металлической меди при недостатке кислорода

4Cu + O2 → >200∘C 2 Cu2O

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

2Cu + N2O → 500−600∘C Cu2O + N2 4Cu + 2NO → 500−600∘C 2 Cu2O + N2

• нагреванием металлической меди с оксидом меди (II)

Cu + CuO → 1000−1200∘C Cu2O

• термическим разложением оксида меди (II)

4CuO → 1026−1100∘C 2 Cu2O + O2

• нагреванием сульфида меди (I) в токе кислорода

2Cu2S + 3O2 → 1200−1300∘C 2 Cu2O + 2SO2

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

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

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

2CuI + 2KOH ⟶ Cu2O ↓ + 2KI + H2O

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

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 Cu2O ⋅ xH2O .

• 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−CHO + 2Cu(OH)2 → t R−COOH + 2CuOH↓ + H2O при дальнейшем нагревании желтого осадка гидроксида меди (I) превращается в красный оксид меди (I): 2CuOH → t Cu2O + H2O