酸化銅(I)は、化学式Cu2Oの赤または茶色の粉末です。半導体特性を利用して、顔料、触媒、太陽電池などに使用されます。
| IUPAC名 | 酸化銅(I) |
| 分子式 | Cu2O |
| CAS番号 | 1317-39-1 |
| 同義語 | 酸化銅、銅鉱、酸化銅、デラフォサイト、一酸化銅、亜酸化銅 |
| インチチ | InChI=1S/2Cu.O |
Cu2O モル質量
Cu2O のモル質量は 143.09 g/mol です。この値は、2 つの銅原子 (63.55 g/mol x 2) と 1 つの酸素原子 (15.99 g/mol) の原子量を加算することによって計算されます。モル質量は、特定のサンプル中に存在する物質の量を決定するのに役立つ化合物の重要な特性です。化学反応に必要な反応物の量を決定するための化学量論計算にも使用されます。
Cu2Oの沸点
Cu2O は沸点に達する前に分解するため、沸点を持ちません。加熱すると金属銅と酸素ガスに分解します。 Cu2Oの分解温度は約900℃です。したがって、Cu2Oは主に顔料や半導体などの固体材料として使用されます。
Cu2Oの融点
Cu2Oの融点は1232℃です。この値は、ほとんどの金属および金属酸化物の値よりも高くなります。 Cu2O は、銅と酸素原子間の強いイオン結合により高い融点を持っています。 Cu2O は融点が高いため、セラミック釉薬や耐火材料などの高温用途に役立ちます。
密度 Cu2O g/ml
Cu2O の密度は 6.01 g/cm3 です。この値は、酸素原子が存在するため、金属銅の密度 (8.96 g/cm3) よりも高くなります。 Cu2O は高密度であるため、導電体や半導体の製造など、さまざまな用途に役立ちます。
Cu2Oの分子量
Cu2O の分子量は 143.09 g/mol です。この値は、2 つの銅原子と 1 つの酸素原子の原子量を加算することによって計算されます。 Cu2O の分子量は、化合物の物理的および化学的特性を決定するための重要なパラメーターです。化学反応に必要な反応物の量を決定するための化学量論計算にも使用されます。
Cu2O構造
Cu2O は立方晶系の結晶構造を持っています。 Cu2O の結晶構造は岩塩 (NaCl) の結晶構造に似ています。 Cu2O 結晶格子は、1:1 の比率で酸素原子と配位した銅原子で構成されています。 Cu2O の結晶構造により、Cu2O は半導体や触媒の製造など、さまざまな用途に有用な材料となります。
酸化銅(I)の式
酸化銅(I)の化学式はCu2Oです。式によれば、酸化銅(I) は 2 つの銅原子と 1 つの酸素原子で構成されています。酸化銅(I) の式は、酸化銅(I) が関与する化学反応の化学量論を決定するために使用されます。化合物の分子量と分子量を計算するためにも使用されます。酸化銅(I) の化学式は、色、融点、密度などの物理的および化学的特性を決定する上で重要です。
| 外観 | 赤または茶色の粉末 |
| 比重 | 6.01g/cm3 |
| 色 | 赤とか茶色とか |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 143.09 g/モル |
| 密度 | 6.01g/cm3 |
| 融合点 | 1232℃ |
| 沸点 | 沸騰する前に分解してしまう |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 不溶性 |
| 溶解性 | 濃酸および水酸化アンモニウムに可溶 |
| 蒸気圧 | 適用できない |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| PKa | 適用できない |
| PH | 8.0 – 9.0 (10% 水懸濁液) |
酸化銅(I)の安全性と危険性
Cu2O は比較的安全に取り扱うことができますが、潜在的な危険性があるため、慎重に取り扱う必要があります。目、皮膚、呼吸器系を刺激します。 Cu2O 粉末に直接接触すると皮膚炎を引き起こす可能性があり、粉末を吸入すると呼吸器系の炎症を引き起こす可能性があります。また、可燃性固体でもあり、熱や炎にさらされると発火する可能性があります。 Cu2O は、酸やハロゲンなどの特定の物質と激しく反応し、有毒ガスを発生する可能性があります。 Cu2O を取り扱うときは、防護服を着用し、不適合物質との接触を避けるなど、適切な予防措置を講じる必要があります。
| ハザードシンボル | Xn: 有害 |
| セキュリティの説明 | S22:粉塵を吸い込まないでください。 S36/37/39: 適切な保護服、手袋、目/顔の保護具を着用してください。 S46: 飲み込んだ場合は、直ちに医師の診察を受け、この容器またはラベルを見せてください。 |
| AN識別子 | UN3077 |
| HSコード | 28255000 |
| 危険等級 | 9 – その他の危険物 |
| 梱包グループ | Ⅲ |
| 毒性 | 毒性は低いですが、直接接触または吸入すると目、皮膚、呼吸器系に炎症を引き起こす可能性があります。 |
酸化銅(I)の合成方法
酸化銅(I) (Cu2O) を合成するには、熱酸化、沈殿、電気化学堆積、化学還元などのさまざまな方法があります。
熱酸化では、酸素または空気の存在下で銅金属を高温に加熱して Cu2O を形成します。このプロセスはオーブンまたは火炎酸化によって実行できます。
沈殿には、銅塩と水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液との反応が含まれ、Cu2O 沈殿が形成されます。沈殿物を濾過、洗浄、乾燥させてCu2O粉末を得ることができます。
電気化学堆積には、不活性電極を使用した銅塩溶液の電気分解が含まれ、電極表面に Cu2O が堆積します。
化学還元には、ポリビニルピロリドンなどの安定剤の存在下で、水素化ホウ素ナトリウムやヒドラジンなどの還元剤を使用して銅イオンを還元することが含まれます。
別の方法では、尿素などの還元剤の存在下でギ酸銅を熱分解して Cu2O を形成します。
各合成方法には、収率、純度、拡張性の点で長所と短所があります。 Cu2O の意図する用途と望ましい特性に基づいて、適切な方法を慎重に選択することが重要です。
酸化銅(I)の用途
酸化銅(I)は、半導体挙動、触媒活性、抗菌特性などのユニークな特性により、幅広い用途があります。 Cu2O の一般的な用途には次のようなものがあります。
- エレクトロニクス: 太陽電池、光検出器、電界効果トランジスタなどの電子デバイスの P 型半導体材料として使用されます。
- 触媒：一酸化炭素の酸化や窒素酸化物の還元など、さまざまな化学反応で触媒として使用されます。
- 顔料: 陶磁器、ガラス、エナメルの赤色顔料として使用されます。
- 殺菌剤: 疫病、べと病、さび病などの植物の病気を制御するための殺菌剤として使用されます。
- 防汚剤：船舶や海洋構造物における海洋生物の増殖を防ぐため、船舶用塗料の防汚剤として使用されます。
- 抗菌剤：抗菌作用があります。包帯や抗菌コーティングなどの医療用途に使用されます。
- 添加物: 家畜の銅欠乏を防ぐために動物飼料の添加物として使用されます。
Cu2O の用途の多様性は、さまざまな産業における貴重な材料としての可能性を示しています。
質問:
Q: 酸化銅(I)は乾燥すると危険ですか?
A: Cu2O は乾燥している場合は危険とはみなされませんが、粉末の状態で吸入すると呼吸器官を刺激する可能性があります。
Q: 酸化銅(I)は天然化合物ですか?
A: はい、Cu2O は、銅鉱やテノライトなどの特定の鉱物に含まれる天然化合物です。
Q: 酸化銅(I)は何で溶解しますか?
A: Cu2O は水やほとんどの有機溶媒に溶けません。塩酸などの強酸や、アンモニアやシアン化カリウムの溶液に溶解します。
Q: 金属銅上に酸化銅(I) 層を作成する化学的方法は何ですか?
A: 金属銅上に Cu2O の層を作成する化学的方法では、銅を硫酸銅と塩化ナトリウムの溶液に浸し、次に銅を空気中で加熱して表面を酸化します。
Q: 酸化銅(I)から銅はどのように抽出できますか?
A: 化合物を炭素または他の還元剤とともに加熱して、Cu2O を金属銅に還元することにより、Cu2O から銅を抽出できます。
Q: 1 モルの Cu2O を作るには何モルの銅が必要ですか?
A: 1 モルの Cu2O を作るには 2 モルの銅が必要です。
Q:Cu2Oとは何ですか?
A: Cu2O は、銅の酸化物である赤色または茶色がかった赤色の粉末である酸化銅(I) の化学式です。
Q: 酸化銅(I) が銅の表面に存在するとどうなりますか?
A: 酸化銅(I) が銅の表面に存在すると、銅金属のさらなる酸化や腐食に対する保護層として機能します。