Koper(I)oxide is een rood of bruin poeder met de chemische formule Cu2O. Het wordt gebruikt als pigment, katalysator en in zonnecellen vanwege zijn halfgeleidereigenschappen.
| IUPAC-naam | Koper(I)oxide |
| Moleculaire formule | Cu2O |
| CAS-nummer | 1317-39-1 |
| Synoniemen | Koperoxide, Cupriet, Koperoxide, Delafossiet, Kopermonoxide, Kopersuboxide |
| InChi | InChI=1S/2Cu.O |
Molaire massa Cu2O
De molaire massa van Cu2O is 143,09 g/mol. Deze waarde wordt berekend door de atoomgewichten van twee koperatomen (63,55 g/mol x 2) en één zuurstofatoom (15,99 g/mol) op te tellen. Molaire massa is een belangrijke eigenschap van een chemische verbinding die helpt bij het bepalen van de hoeveelheid stof die in een bepaald monster aanwezig is. Het wordt ook gebruikt bij stoichiometrische berekeningen om de hoeveelheid reactanten te bepalen die nodig zijn voor een chemische reactie.
Kookpunt van Cu2O
Cu2O heeft geen kookpunt omdat het ontleedt voordat het zijn kookpunt bereikt. Bij verhitting valt het uiteen in metallisch koper en zuurstofgas. De ontledingstemperatuur van Cu2O ligt rond de 900°C. Daarom wordt Cu2O voornamelijk gebruikt als vast materiaal, zoals een pigment of een halfgeleider.
Smeltpunt van Cu2O
Het smeltpunt van Cu2O is 1232°C. Deze waarde is hoger dan die van de meeste metalen en metaaloxiden. Cu2O heeft een hoog smeltpunt vanwege de sterke ionische binding tussen koper- en zuurstofatomen. Het hoge smeltpunt maakt Cu2O bruikbaar bij toepassingen bij hoge temperaturen, zoals keramische glazuren en vuurvaste materialen.
Dichtheid Cu2O g/ml
De dichtheid van Cu2O bedraagt 6,01 g/cm³. Deze waarde is hoger dan de dichtheid van metallisch koper (8,96 g/cm³) vanwege de aanwezigheid van zuurstofatomen. De hoge dichtheid van Cu2O maakt het bruikbaar in diverse toepassingen, zoals bij de vervaardiging van elektrische geleiders en halfgeleiders.
Molecuulgewicht van Cu2O
Het molecuulgewicht van Cu2O is 143,09 g/mol. Deze waarde wordt berekend door de atoomgewichten van twee koperatomen en één zuurstofatoom op te tellen. Het molecuulgewicht van Cu2O is een belangrijke parameter voor het bepalen van de fysische en chemische eigenschappen van de verbinding. Het wordt ook gebruikt bij stoichiometrische berekeningen om de hoeveelheid reactanten te bepalen die nodig zijn voor een chemische reactie.
Cu2O-structuur
Cu2O heeft een kubieke kristalstructuur. De kristalstructuur van Cu2O is vergelijkbaar met die van steenzout (NaCl). Het Cu2O-kristalrooster is samengesteld uit koperatomen gecoördineerd met zuurstofatomen in een verhouding van 1:1. De kristalstructuur van Cu2O maakt het een bruikbaar materiaal in diverse toepassingen, zoals de vervaardiging van halfgeleiders en katalysatoren.
Koper(I)oxide-formule
De chemische formule voor koper(I)oxide is Cu2O. De formule stelt dat koper(I)oxide is samengesteld uit twee koperatomen en één zuurstofatoom. De koper(I)oxide-formule wordt gebruikt om de stoichiometrie te bepalen van chemische reacties waarbij koper(I)oxide betrokken is. Het wordt ook gebruikt om de molaire massa en het molecuulgewicht van de verbinding te berekenen. De chemische formule van koper(I)oxide is belangrijk bij het bepalen van de fysische en chemische eigenschappen ervan, zoals de kleur, het smeltpunt en de dichtheid.
| Verschijning | Rood of bruin poeder |
| Soortelijk gewicht | 6,01 g/cm³ |
| Kleur | Rood of bruin |
| Geur | Geurloos |
| Molaire massa | 143,09 g/mol |
| Dikte | 6,01 g/cm³ |
| Fusie punt | 1232°C |
| Kookpunt | Breekt af voordat het kookt |
| Flitspunt | Niet toepasbaar |
| oplosbaarheid in water | Onoplosbaar |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in geconcentreerde zuren en ammoniumhydroxide |
| Dampdruk | Niet toepasbaar |
| Dampdichtheid | Niet toepasbaar |
| PKa | Niet toepasbaar |
| PH | 8,0 – 9,0 (10% suspensie in water) |
Veiligheid en gevaren van koper(I)oxide
Cu2O is relatief veilig in gebruik, maar er moet voorzichtig mee worden omgegaan vanwege de potentiële gevaren. Het is irriterend voor de ogen, de huid en de luchtwegen. Direct contact met Cu2O-poeder kan huidirritatie veroorzaken, terwijl inademing van het poeder irritatie van de luchtwegen kan veroorzaken. Het is ook een brandbare vaste stof en kan ontbranden bij blootstelling aan hitte of vlammen. Cu2O kan heftig reageren met bepaalde stoffen, zoals zuren en halogenen, waarbij giftige gassen vrijkomen. Bij het hanteren van Cu2O moeten passende voorzorgsmaatregelen worden genomen, zoals het dragen van beschermende kleding en het vermijden van contact met onverenigbare materialen.
| Gevarensymbolen | Xn: Schadelijk |
| Beveiligingsbeschrijving | S22: Stof niet inademen. S36/37/39: Draag geschikte beschermende kleding, handschoenen en oog-/gezichtsbescherming. S46: Bij inslikken onmiddellijk een arts raadplegen en verpakking of etiket tonen. |
| AN-identificaties | UN3077 |
| HS-code | 28255000 |
| Gevarenklasse | 9 – Diverse gevaarlijke materialen |
| Verpakkingsgroep | III |
| Toxiciteit | Lage toxiciteit, maar kan irritatie aan de ogen, huid en luchtwegen veroorzaken bij direct contact of inademing. |
Methoden voor de synthese van koper(I)oxide
Er zijn verschillende methoden om koper(I)oxide (Cu2O) te synthetiseren, waaronder thermische oxidatie, precipitatie, elektrochemische afzetting en chemische reductie.
Thermische oxidatie omvat het verwarmen van kopermetaal tot hoge temperaturen in de aanwezigheid van zuurstof of lucht om Cu2O te vormen. Het proces kan worden uitgevoerd in de oven of door vlamoxidatie.
Neerslag omvat de reactie van koperzouten met een alkalische oplossing, zoals natriumhydroxide, om Cu2O-precipitaten te vormen. De neerslagen kunnen worden gefilterd, gewassen en gedroogd om Cu2O-poeder te verkrijgen.
Elektrochemische afzetting omvat de elektrolyse van een koperzoutoplossing met behulp van een inerte elektrode om Cu2O op het elektrodeoppervlak af te zetten.
Chemische reductie omvat de reductie van koperionen met behulp van een reductiemiddel, zoals natriumboorhydride of hydrazine, in aanwezigheid van een stabilisator, zoals polyvinylpyrrolidon.
Een andere methode omvat de thermische ontleding van koperformiaat in aanwezigheid van een reductiemiddel, zoals ureum, om Cu2O te vormen.
Elke synthesemethode heeft zijn voor- en nadelen in termen van opbrengst, zuiverheid en schaalbaarheid. Het is belangrijk om zorgvuldig de juiste methode te selecteren op basis van de beoogde toepassing en gewenste eigenschappen van de Cu2O.
Gebruik van koper(I)oxide
Koper(I)oxide heeft een breed scala aan toepassingen vanwege zijn unieke eigenschappen, waaronder halfgeleidergedrag, katalytische activiteit en antibacteriële eigenschappen. Enkele veel voorkomende toepassingen van Cu2O zijn:
- Elektronica: Gebruikt als halfgeleidermateriaal van het P-type in elektronische apparaten zoals zonnecellen, fotodetectoren en veldeffecttransistors.
- Katalysator: Gebruikt als katalysator bij verschillende chemische reacties, zoals de oxidatie van koolmonoxide en de reductie van stikstofoxiden.
- Pigment: Gebruikt als rood pigment in keramiek, glas en email.
- Fungicide: Gebruikt als fungicide om plantenziekten zoals bacterievuur, valse meeldauw en roest te bestrijden.
- Aangroeiwerend middel: Gebruikt als aangroeiwerend middel in scheepsverven om de groei van mariene organismen op schepen en offshore-constructies te voorkomen.
- Antibacterieel middel: Heeft antibacteriële eigenschappen. Gebruikt in medische toepassingen zoals verbanden en antibacteriële coatings.
- Additief: Gebruikt als additief in diervoeding om kopertekort bij vee te voorkomen.
De diversiteit aan toepassingen voor Cu2O demonstreert zijn potentieel als waardevol materiaal in verschillende industrieën.
Vragen:
Vraag: Is koper(I)oxide gevaarlijk als het droog is?
A: Cu2O wordt in droge toestand niet als gevaarlijk beschouwd, maar kan bij inademing in poedervorm irriterend zijn voor de luchtwegen.
Vraag: Is koper(I)oxide een natuurlijke verbinding?
A: Ja, Cu2O is een natuurlijke verbinding die voorkomt in bepaalde mineralen, zoals cupriet en tenoriet.
Vraag: Wat lost koper(I)oxide op?
A: Cu2O is onoplosbaar in water en de meeste organische oplosmiddelen. Het kan worden opgelost in sterke zuren, zoals zoutzuur, en in oplossingen van ammoniak of kaliumcyanide.
Vraag: Wat is de chemische methode om een koper(I)oxidelaag op metallisch koper te creëren?
A: Een chemische methode voor het creëren van een laag Cu2O op metallisch koper houdt in dat het koper wordt ondergedompeld in een oplossing van kopersulfaat en natriumchloride, en vervolgens het koper in de lucht wordt verwarmd om het oppervlak te oxideren.
Vraag: Hoe kan koper uit koper(I)oxide worden gewonnen?
A: Koper kan uit Cu2O worden gewonnen door de verbinding te verwarmen met koolstof of een ander reductiemiddel om het Cu2O te reduceren tot metallisch koper.
Vraag: Hoeveel mol koper zou er nodig zijn om 1 mol Cu2O te maken?
A: Er zijn 2 mol koper nodig om 1 mol Cu2O te maken.
Vraag: Wat is Cu2O?
A: Cu2O is de chemische formule voor koper(I)oxide, een rood of bruinrood poeder dat een oxide van koper is.
Vraag: Wat gebeurt er als koper(I)oxide op een koperoppervlak aanwezig is?
A: Wanneer koper(I)oxide op een koperoppervlak aanwezig is, kan dit fungeren als een beschermende laag tegen verdere oxidatie en corrosie van het kopermetaal.