O óxido de cobre (I) é um pó vermelho ou marrom com fórmula química Cu2O. É usado como pigmento, catalisador e em células solares por suas propriedades semicondutoras.
| Nome IUPAC | Óxido de cobre (I) |
| Fórmula molecular | Cu2O |
| Número CAS | 1317-39-1 |
| Sinônimos | Óxido de cobre, Cuprita, Óxido de cobre, Delafossita, Monóxido de cobre, Subóxido de cobre |
| InChI | InChI=1S/2Cu.O |
Massa molar de Cu2O
A massa molar do Cu2O é 143,09 g/mol. Este valor é calculado somando os pesos atômicos de dois átomos de cobre (63,55 g/mol x 2) e um átomo de oxigênio (15,99 g/mol). A massa molar é uma propriedade importante de um composto químico que ajuda a determinar a quantidade de substância presente em uma determinada amostra. Também é usado em cálculos estequiométricos para determinar a quantidade de reagentes necessários para uma reação química.
Ponto de ebulição do Cu2O
Cu2O não tem ponto de ebulição porque se decompõe antes de atingir seu ponto de ebulição. Quando aquecido, decompõe-se em cobre metálico e gás oxigênio. A temperatura de decomposição do Cu2O é em torno de 900°C. Portanto, o Cu2O é usado principalmente como material sólido, como pigmento ou semicondutor.
Ponto de fusão do Cu2O
O ponto de fusão do Cu2O é 1232°C. Este valor é superior ao da maioria dos metais e óxidos metálicos. Cu2O tem um alto ponto de fusão devido à forte ligação iônica entre os átomos de cobre e oxigênio. O alto ponto de fusão torna o Cu2O útil em aplicações de alta temperatura, como esmaltes cerâmicos e materiais refratários.
Densidade Cu2O g/ml
A densidade do Cu2O é 6,01 g/cm³. Esse valor é superior à densidade do cobre metálico (8,96 g/cm³) devido à presença de átomos de oxigênio. A alta densidade do Cu2O o torna útil em diversas aplicações, como na fabricação de condutores elétricos e semicondutores.
Peso molecular de Cu2O
O peso molecular do Cu2O é 143,09 g/mol. Este valor é calculado somando os pesos atômicos de dois átomos de cobre e um átomo de oxigênio. O peso molecular do Cu2O é um parâmetro importante para determinar as propriedades físicas e químicas do composto. Também é usado em cálculos estequiométricos para determinar a quantidade de reagentes necessários para uma reação química.
Estrutura Cu2O
Cu2O tem uma estrutura cristalina cúbica. A estrutura cristalina do Cu2O é semelhante à do sal-gema (NaCl). A estrutura cristalina do Cu2O é composta por átomos de cobre coordenados com átomos de oxigênio na proporção de 1:1. A estrutura cristalina do Cu2O o torna um material útil em diversas aplicações, como na fabricação de semicondutores e catalisadores.
Fórmula de óxido de cobre (I)
A fórmula química do óxido de cobre (I) é Cu2O. A fórmula afirma que o óxido de cobre (I) é composto por dois átomos de cobre e um átomo de oxigênio. A fórmula do óxido de cobre (I) é usada para determinar a estequiometria de reações químicas envolvendo óxido de cobre (I). Também é usado para calcular a massa molar e o peso molecular do composto. A fórmula química do óxido de cobre (I) é importante na determinação de suas propriedades físicas e químicas, como cor, ponto de fusão e densidade.
| Aparência | Pó vermelho ou marrom |
| Gravidade Específica | 6,01g/cm³ |
| Cor | Vermelho ou marrom |
| Cheiro | Inodoro |
| Massa molar | 143,09 g/mol |
| Densidade | 6,01g/cm³ |
| Ponto de fusão | 1232°C |
| Ponto de ebulição | Decompõe-se antes de ferver |
| Ponto flash | Não aplicável |
| Solubilidade em Água | Insolúvel |
| Solubilidade | Solúvel em ácidos concentrados e hidróxido de amônio |
| Pressão de vapor | Não aplicável |
| Densidade do vapor | Não aplicável |
| PKa | Não aplicável |
| PH | 8,0 – 9,0 (10% de suspensão em água) |
Segurança e perigos do óxido de cobre (I)
Cu2O é relativamente seguro de manusear, mas deve ser manuseado com cuidado devido aos seus perigos potenciais. É irritante para os olhos, pele e sistema respiratório. O contato direto com o pó de Cu2O pode causar irritação na pele, enquanto a inalação do pó pode causar irritação respiratória. Também é um sólido inflamável e pode pegar fogo se exposto ao calor ou chama. Cu2O pode reagir violentamente com certas substâncias, como ácidos e halogênios, e liberar gases tóxicos. Devem ser tomadas precauções adequadas ao manusear Cu2O, como usar roupas de proteção e evitar contato com materiais incompatíveis.
| Símbolos de perigo | Xn: Nocivo |
| Descrição de segurança | S22: Não respirar as poeiras. S36/37/39: Use roupas de proteção, luvas e proteção para os olhos/face adequados. S46: Em caso de ingestão, consultar imediatamente um médico e mostrar-lhe a embalagem ou rótulo. |
| Identificadores AN | UN3077 |
| Código SH | 28255000 |
| Classe de perigo | 9 – Materiais perigosos diversos |
| Grupo de embalagem | III |
| Toxicidade | Baixa toxicidade, mas pode causar irritação nos olhos, pele e sistema respiratório por contato direto ou inalação. |
Métodos para a síntese de óxido de cobre(I)
Existem diferentes métodos para sintetizar óxido de cobre (I) (Cu2O), incluindo oxidação térmica, precipitação, deposição eletroquímica e redução química.
A oxidação térmica envolve o aquecimento do metal cobre a altas temperaturas na presença de oxigênio ou ar para formar Cu2O. O processo pode ser realizado no forno ou por oxidação por chama.
A precipitação envolve a reação de sais de cobre com uma solução alcalina, como hidróxido de sódio, para formar precipitados de Cu2O. Os precipitados podem ser filtrados, lavados e secos para obter pó de Cu2O.
A deposição eletroquímica envolve a eletrólise de uma solução salina de cobre usando um eletrodo inerte para depositar Cu2O na superfície do eletrodo.
A redução química envolve a redução de íons cobre utilizando um agente redutor, tal como borohidreto de sódio ou hidrazina, na presença de um agente estabilizante, tal como polivinilpirrolidona.
Outro método envolve a decomposição térmica do formato de cobre na presença de um agente redutor, como a ureia, para formar Cu2O.
Cada método de síntese tem suas vantagens e desvantagens em termos de rendimento, pureza e escalabilidade. É importante selecionar cuidadosamente o método apropriado com base na aplicação pretendida e nas propriedades desejadas do Cu2O.
Usos de óxido de cobre (I)
O óxido de cobre (I) tem uma ampla gama de aplicações devido às suas propriedades únicas, incluindo comportamento semicondutor, atividade catalítica e propriedades antibacterianas. Alguns usos comuns de Cu2O incluem:
- Eletrônicos: Usado como material semicondutor tipo P em dispositivos eletrônicos, como células solares, fotodetectores e transistores de efeito de campo.
- Catalisador: Utilizado como catalisador em diversas reações químicas, como a oxidação do monóxido de carbono e a redução dos óxidos de nitrogênio.
- Pigmento: Utilizado como pigmento vermelho em cerâmicas, vidros e esmaltes.
- Fungicida: Usado como fungicida para controlar doenças de plantas, como ferrugem, míldio e ferrugem.
- Agente Antiincrustante: Usado como agente antiincrustante em tintas marítimas para prevenir o crescimento de organismos marinhos em navios e estruturas offshore.
- Agente antibacteriano: Possui propriedades antibacterianas. Usado em aplicações médicas, como curativos e revestimentos antibacterianos.
- Aditivo: Usado como aditivo na alimentação animal para prevenir a deficiência de cobre na pecuária.
A diversidade de aplicações do Cu2O demonstra seu potencial como um material valioso em diversas indústrias.
Questões:
P: O óxido de cobre (I) é perigoso quando seco?
R: O Cu2O não é considerado perigoso quando seco, mas pode ser irritante respiratório quando inalado em pó.
P: O óxido de cobre (I) é um composto natural?
R: Sim, Cu2O é um composto natural encontrado em certos minerais, como cuprita e tenorita.
P: O que dissolve o óxido de cobre (I)?
R: Cu2O é insolúvel em água e na maioria dos solventes orgânicos. Pode ser dissolvido em ácidos fortes, como o ácido clorídrico, e em soluções de amônia ou cianeto de potássio.
P: Qual é o método químico para criar uma camada de óxido de cobre (I) no cobre metálico?
R: Um método químico para criar uma camada de Cu2O no cobre metálico envolve a imersão do cobre em uma solução de sulfato de cobre e cloreto de sódio e, em seguida, aquecer o cobre no ar para oxidar a superfície.
P: Como o cobre pode ser extraído do óxido de cobre (I)?
R: O cobre pode ser extraído do Cu2O aquecendo o composto com carbono ou outro agente redutor para reduzir o Cu2O a cobre metálico.
P: Quantos mols de cobre seriam necessários para produzir 1 mol de Cu2O?
R: Seriam necessários 2 mols de cobre para produzir 1 mol de Cu2O.
P: O que é Cu2O?
R: Cu2O é a fórmula química do óxido de cobre (I), um pó vermelho ou vermelho acastanhado que é um óxido de cobre.
P: O que acontece quando o óxido de cobre(I) está presente em uma superfície de cobre?
R: Quando o óxido de cobre (I) está presente em uma superfície de cobre, ele pode atuar como uma camada protetora contra oxidação e corrosão adicionais do metal de cobre.