Новости Нефтегазовая пром.
Выставки Наука и технология


Оксид меди (I)

Оксид меди (I)


Оксид меди (I)

Оксид меди (I)
Оксид меди (I)
Традиционные названияЗакись меди, гемиоксид меди, оксид димеди
Хим. формулаCu2O
Рац. формулаCu2O
Внешний видКоричнево-красные кристаллы
Молярная масса143,09 г/моль
Плотность6,1 г/см³
Твёрдость3,5 — 4
Энтальпия
 • плавления+64,22 кДж/моль
Растворимость
 • в воде2,4⋅10−7 г/100 мл
Показатель преломления2,85
Кристаллическая структуракубическая
Рег. номер CAS1317-39-1
PubChem
Рег. номер EINECS215-270-7
SMILES
InChI
RTECSGL8050000
ChEBI81908
ChemSpider
ЛД50470 мг/кг
Токсичностьсредняя
Пиктограммы СГС
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

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.


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 удлиненными 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 = 1,2⋅10−15) диссоциирует:

 Cu2O + H2O  ⇄  2Cu+ 2OH

Равновесие диспропорционирования:

 2Cu+  ⇄  Cu2+ + Cu

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
 2Cu2O + 8HCl + O2 ⟶ 4CuCl2 + 4H2O

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

  • медленно окисляется кислородом до гидроксида меди (II)
 2Cu2O + 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
 2Cu2O + 2NaHSO3 ⟶ 4Cu↓ + Na2SO4 + H2SO4

Реакции при высоких температурах

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

  • при нагревании до 1800 °C (разложение)
 2Cu2O1800∘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
 3Cu2O + 2Al →1000∘C   6Cu + Al2O3
  • при нагревании с серой
 2Cu2O + 3S →>600∘C  2Cu2S + SO2
 2Cu2O + Cu2S →1200−1300∘C 6Cu + SO2

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

 2Cu2O + O2500∘C 4CuO
 Cu2O + Cl2250∘C  Cu2Cl2O

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

  • с аммиаком (образуется нитрид меди (I) )
 3Cu2O + 2NH3250∘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 + 5HN310−15∘C 2Cu(N3)2↓ + H2O + NH3↑ + N2
  • при комнатной температуре в токе азидоводородной кислоты выпадает осадок азида меди (I)
 Cu2O + 2HN320−25∘C 2CuN3↓ + H2O

Получение

Оксид меди (I) может быть получен:

  • нагреванием металлической меди при недостатке кислорода
 4Cu + O2  →>200∘C   2Cu2O
  • нагреванием металлической меди в токе оксида азота (I) или оксида азота (II)
 2Cu + N2O →500−600∘C   Cu2O + N2
 4Cu + 2NO →500−600∘C  2Cu2O + N2
  • нагреванием металлической меди с оксидом меди (II)
 Cu + CuO →1000−1200∘C   Cu2O
  • термическим разложением оксида меди (II)
 4CuO →1026−1100∘C 2Cu2O + O2
  • нагреванием сульфида меди (I) в токе кислорода
 2Cu2S + 3O21200−1300∘C   2Cu2O + 2SO2

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

 4Cu(OH)2 + N2H4 ⋅ H2O →100∘C  2Cu2O ↓ + N2↑ + 7H2O

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 →tCu2O + H2O

Применение

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

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.