El oxígeno se puede combinar con el cobre se puede combinar de diferentes maneras para formar dos tipos de compuestos: óxido de cobre (I), que normalmente es un polvo rojizo, y óxido de cobre (II), que suele ser un polvo negro. Ocurren naturalmente como minerales en forma de cristal. Ambas formas de óxido de cobre se utilizan en la producción de pigmentos, pero tienen otros usos diferentes.
Hay dos óxidos de cobre porque puede unirse con los no metales donando uno o dos electrones. El oxígeno forma compuestos con metales al ganar dos electrones, por lo que puede aceptar un electrón de cada uno de los dos átomos de cobre, formando óxido de cobre (I), o dos electrones de un átomo, formando óxido de cobre (II). Los números «I» y «II» representan el número de electrones que ha proporcionado el metal; esto se conoce como su número de oxidación. Las fórmulas químicas de estos compuestos son Cu2O y CuO, respectivamente.
Óxido de cobre (I)
Ocurrencia y producción
Este compuesto, también conocido como óxido cuproso, se encuentra naturalmente en algunas partes del mundo como el mineral cuprita. La mayor parte del compuesto de uso industrial, sin embargo, ha sido fabricado. Puede producirse industrialmente calentando el metal de cobre a una temperatura alta, mediante la electrólisis de soluciones salinas utilizando electrodos de cobre y mezclando algunos otros compuestos de cobre con un agente reductor. Algunos azúcares, como la glucosa, actúan como agentes reductores y esta reacción, en la que el Cu2O se forma como un polvo rojo brillante, es una prueba de laboratorio muy sensible para este tipo de azúcares.
Propiedades
Cu2O es un polvo rojo o material cristalino que se funde a 2250 ° F (1232 ° C). Tiende a oxidarse lentamente a óxido de cobre (II) en el aire húmedo. Aunque no se disuelve en agua ni en ningún solvente orgánico, reacciona con ácidos fuertes como el ácido clorhídrico, nítrico y sulfúrico para formar sales. También reaccionará con álcalis fuertes, como hidróxido de sodio y potasio, para formar compuestos conocidos como cupratos.
Utiliza materiales de
Este compuesto fue uno de los primeros semiconductores que se descubrió. También demuestra el efecto fotoeléctrico, donde la exposición a la luz hace que fluya una corriente eléctrica. Por este motivo, se utiliza en células fotoeléctricas y detectores de luz. Un material cerámico hecho de él actúa como superconductor a temperaturas relativamente altas. Los superconductores que no requieren un enfriamiento extremo para funcionar siguen siendo un área de investigación activa.
Uno de los usos más importantes del óxido de cobre (I) es la agricultura. Es un ingrediente de muchos fungicidas que se utilizan para proteger una amplia variedad de plantas de cultivo de enfermedades fúngicas. El compuesto también es el componente activo de muchas pinturas antiincrustantes, que se utilizan para proteger los barcos y las estructuras submarinas de la incrustación de plantas y animales marinos. También se utiliza como pigmento en la fabricación de algunos tipos de vidrios y en esmaltes cerámicos, dándoles un color rojo, y como catalizador en algunos procesos químicos.
Efectos ambientales
Los usos de pesticidas de Cu2O han generado preocupaciones sobre sus efectos sobre el medio ambiente. Los compuestos de cobre solubles derivados de estos productos son tóxicos para algunas formas de vida acuática. Se cree que esto es un problema mayor en el agua dulce, donde los compuestos pueden acumularse a partir de los fungicidas lavados de las plantas. La presencia de sal en el agua tiende a reducir la absorción de metales por la vida marina.
Óxido de cobre (II)
Ocurrencia, producción y propiedades
Este compuesto, también conocido como óxido cúprico (CuO), se produce de forma natural como el mineral tenorita negro o gris. Al igual que el Cu2O, se puede fabricar calentando cobre, pero a una temperatura más baja. Sin embargo, este método da una forma impura y se prepara mejor calentando algunos compuestos de cobre que contienen oxígeno, como el carbonato, hidróxido o nitrato. Es un sólido negro que se derrite por encima de 2192 ° F (1200 ° C). A esta temperatura, pierde algo de oxígeno, dejando pequeñas cantidades de óxido de cobre (I). Al igual que la otra forma, el óxido de cobre (II) es insoluble en la mayoría de los disolventes, pero reacciona con los ácidos y forma sales.
Utiliza materiales de
A veces se agrega CuO a los esmaltes de arcilla como pigmento. Se pueden derivar varios colores, incluidos rojo, azul y verde, dependiendo de cómo se use. Es un precursor en la producción de hidróxido de cupramonio, que se utiliza en la fabricación de rayón. A veces, el compuesto se agrega en pequeñas cantidades a la alimentación animal para proteger contra la deficiencia de cobre. También se utiliza como abrasivo para pulir lentes y otros componentes ópticos.
Efectos en la salud
Aunque el cobre es un elemento esencial para los mamíferos, muchos de sus compuestos, incluidas ambas formas de óxido de cobre, son tóxicos en todas las dosis excepto en pequeñas. Si se inhala, el óxido de cobre (I) puede causar dificultad para respirar, tos y daño al tracto respiratorio. La ingestión de este compuesto puede causar irritación del tracto gastrointestinal, vómitos, dolor de estómago y diarrea. El óxido de cobre (II) puede causar síntomas similares si se ingiere, así como problemas de visión y decoloración de la piel. Ambos compuestos pueden causar fiebre por vapores metálicos, una condición que produce síntomas similares a los de la gripe y es un peligro en ocupaciones que involucran un fuerte calentamiento de estructuras o alambres de cobre.