Bakır(I) oksit, Cu2O kimyasal formülüne sahip kırmızı veya kahverengi bir tozdur. Yarı iletken özelliklerinden dolayı pigment, katalizör ve güneş pillerinde kullanılır.
| IUPAC Adı | Bakır(I) oksit |
| Moleküler formül | Cu2O |
| CAS numarası | 1317-39-1 |
| Eş anlamlı | Bakır oksit, Cuprite, Bakır oksit, Delafossit, Bakır monoksit, Bakır suboksit |
| InChI | InChI=1S/2Cu.O |
Cu2O molar kütlesi
Cu2O’nun molar kütlesi 143,09 g/mol’dür. Bu değer, iki bakır atomunun (63,55 g/mol x 2) ve bir oksijen atomunun (15,99 g/mol) atom ağırlıkları toplanarak hesaplanır. Molar kütle, belirli bir numunede bulunan madde miktarının belirlenmesine yardımcı olan kimyasal bir bileşiğin önemli bir özelliğidir. Ayrıca bir kimyasal reaksiyon için gereken reaktanların miktarını belirlemek için stokiyometrik hesaplamalarda da kullanılır.
Cu2O’nun kaynama noktası
Cu2O kaynama noktasına ulaşmadan ayrıştığı için kaynama noktası yoktur. Isıtıldığında metalik bakır ve oksijen gazına ayrışır. Cu2O’nun ayrışma sıcaklığı 900°C civarındadır. Bu nedenle Cu2O esas olarak pigment veya yarı iletken gibi katı bir malzeme olarak kullanılır.
Cu2O’nun erime noktası
Cu2O’nun erime noktası 1232°C’dir. Bu değer çoğu metal ve metal oksitten daha yüksektir. Cu2O, bakır ve oksijen atomları arasındaki güçlü iyonik bağ nedeniyle yüksek bir erime noktasına sahiptir. Yüksek erime noktası Cu2O’yu seramik sırları ve refrakter malzemeler gibi yüksek sıcaklık uygulamalarında faydalı kılar.
Yoğunluk Cu2O g/ml
Cu2O’nun yoğunluğu 6,01 g/cm³’tür. Bu değer, oksijen atomlarının varlığından dolayı metalik bakırın yoğunluğundan (8,96 g/cm³) daha yüksektir. Cu2O’nun yüksek yoğunluğu, onu elektrik iletkenleri ve yarı iletkenlerin üretimi gibi çeşitli uygulamalarda faydalı kılar.
Cu2O’nun moleküler ağırlığı
Cu2O’nun moleküler ağırlığı 143,09 g/mol’dür. Bu değer, iki bakır atomu ve bir oksijen atomunun atom ağırlıkları toplanarak hesaplanır. Cu2O’nun moleküler ağırlığı, bileşiğin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirlemek için önemli bir parametredir. Ayrıca bir kimyasal reaksiyon için gereken reaktanların miktarını belirlemek için stokiyometrik hesaplamalarda da kullanılır.
Cu2O yapısı
Cu2O kübik kristal yapıya sahiptir. Cu2O’nun kristal yapısı kaya tuzuna (NaCl) benzer. Cu2O kristal kafesi, 1:1 oranında oksijen atomlarıyla koordine edilen bakır atomlarından oluşur. Cu2O’nun kristal yapısı, onu yarı iletkenlerin ve katalizörlerin üretimi gibi çeşitli uygulamalarda yararlı bir malzeme haline getirir.
Bakır (I) Oksit Formülü
Bakır(I) oksidin kimyasal formülü Cu2O’dur. Formül, bakır(I) oksidin iki bakır atomu ve bir oksijen atomundan oluştuğunu belirtir. Bakır(I) oksit formülü, bakır(I) oksit içeren kimyasal reaksiyonların stokiyometrisini belirlemek için kullanılır. Ayrıca bileşiğin molar kütlesini ve moleküler ağırlığını hesaplamak için de kullanılır. Bakır(I) oksidin kimyasal formülü, rengi, erime noktası ve yoğunluğu gibi fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesinde önemlidir.
| Dış görünüş | Kırmızı veya kahverengi toz |
| Spesifik yer çekimi | 6,01 g/cm³ |
| Renk | Kırmızı veya kahverengi |
| Koku | Kokusuz |
| Molar kütle | 143,09 gr/mol |
| Yoğunluk | 6,01 g/cm³ |
| Füzyon noktası | 1232°C |
| Kaynama noktası | Kaynamadan önce parçalanır |
| Flaş noktası | Uygulanamaz |
| sudaki çözünürlük | Çözünmez |
| çözünürlük | Konsantre asitlerde ve amonyum hidroksitte çözünür |
| Buhar basıncı | Uygulanamaz |
| Buhar yoğunluğu | Uygulanamaz |
| PKa | Uygulanamaz |
| PH | 8,0 – 9,0 (suda %10 süspansiyon) |
Bakır(I)oksit Güvenliği ve Tehlikeleri
Cu2O’nun işlenmesi nispeten güvenlidir ancak potansiyel tehlikeleri nedeniyle dikkatli kullanılmalıdır. Gözleri, cildi ve solunum sistemini tahriş edicidir. Cu2O tozu ile doğrudan temas ciltte tahrişe neden olabilirken, tozun solunması solunum yolu tahrişine neden olabilir. Aynı zamanda yanıcı bir katıdır ve ısıya veya aleve maruz kaldığında tutuşabilir. Cu2O, asitler ve halojenler gibi belirli maddelerle şiddetli reaksiyona girebilir ve zehirli gazlar açığa çıkarabilir. Cu2O ile çalışırken koruyucu kıyafet giymek ve uyumsuz malzemelerle temastan kaçınmak gibi yeterli önlemler alınmalıdır.
| Tehlike sembolleri | Xn: Zararlı |
| Güvenlik Açıklaması | S22: Tozu solumayın. S36/37/39: Uygun koruyucu kıyafet, eldiven ve göz/yüz koruması kullanın. S46: Yutulması halinde derhal tıbbi yardım alın ve bu kabı veya etiketi gösterin. |
| BİR tanımlayıcılar | UN3077 |
| HS kodu | 28255000 |
| Tehlike sınıfı | 9 – Çeşitli tehlikeli maddeler |
| Paketleme grubu | III |
| Toksisite | Düşük toksisite, ancak doğrudan temas veya solunması halinde gözlerde, ciltte ve solunum sisteminde tahrişe neden olabilir. |
Bakır(I) oksit sentezi için yöntemler
Bakır(I) oksiti (Cu2O) sentezlemek için termal oksidasyon, çökeltme, elektrokimyasal biriktirme ve kimyasal indirgeme dahil olmak üzere farklı yöntemler vardır.
Termal oksidasyon, Cu2O oluşturmak için bakır metalinin oksijen veya hava varlığında yüksek sıcaklıklara ısıtılmasını içerir. İşlem fırında veya alev oksidasyonuyla gerçekleştirilebilir.
Çöktürme, Cu2O çökeltilerini oluşturmak için bakır tuzlarının sodyum hidroksit gibi alkali bir çözelti ile reaksiyona girmesini içerir. Çökeltiler filtrelenebilir, yıkanabilir ve kurutularak Cu2O tozu elde edilebilir.
Elektrokimyasal biriktirme, elektrot yüzeyine Cu2O biriktirmek için inert bir elektrot kullanılarak bir bakır tuzu çözeltisinin elektrolizini içerir.
Kimyasal indirgeme, polivinilpirolidon gibi bir stabilize edici maddenin varlığında, sodyum borohidrit veya hidrazin gibi bir indirgeyici madde kullanılarak bakır iyonlarının indirgenmesini içerir.
Başka bir yöntem, Cu2O oluşturmak üzere üre gibi bir indirgeyici maddenin varlığında bakır formatın termal ayrışmasını içerir.
Her sentez yönteminin verim, saflık ve ölçeklenebilirlik açısından avantaj ve dezavantajları vardır. Cu2O’nun amaçlanan uygulamasına ve istenen özelliklerine göre uygun yöntemin dikkatlice seçilmesi önemlidir.
Bakır (I) Oksit Kullanımları
Bakır(I) oksit, yarı iletken davranışı, katalitik aktivite ve antibakteriyel özellikler gibi benzersiz özelliklerinden dolayı geniş bir uygulama alanına sahiptir. Cu2O’nun bazı yaygın kullanımları şunlardır:
- Elektronik: Güneş pilleri, fotodetektörler ve alan etkili transistörler gibi elektronik cihazlarda P tipi yarı iletken malzeme olarak kullanılır.
- Katalizör: Karbon monoksitin oksidasyonu ve nitrojen oksitlerin indirgenmesi gibi çeşitli kimyasal reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılır.
- Pigment: Seramik, cam ve emayelerde kırmızı pigment olarak kullanılır.
- Mantar ilacı: Yanıklık, tüylü küf ve pas gibi bitki hastalıklarını kontrol etmek için mantar ilacı olarak kullanılır.
- Zehirli Madde: Gemilerde ve açık deniz yapılarında deniz organizmalarının büyümesini önlemek için deniz boyalarında çürüme önleyici madde olarak kullanılır.
- Antibakteriyel ajan: Antibakteriyel özelliğe sahiptir. Pansumanlar ve antibakteriyel kaplamalar gibi tıbbi uygulamalarda kullanılır.
- Katkı Maddesi: Çiftlik hayvanlarında bakır eksikliğini önlemek amacıyla hayvan yemlerinde katkı maddesi olarak kullanılır.
Cu2O’nun uygulama çeşitliliği, onun çeşitli endüstrilerde değerli bir malzeme olma potansiyelini ortaya koymaktadır.
Sorular:
S: Bakır(I) oksit kuruyken tehlikeli midir?
C: Cu2O kuru haldeyken tehlikeli sayılmaz, ancak toz halinde solunduğunda solunum yolu tahriş edici olabilir.
S: Bakır(I) oksit doğal bir bileşik midir?
C: Evet, Cu2O, kuprit ve tenorit gibi belirli minerallerde bulunan doğal bir bileşiktir.
S: Bakır(I) oksidi ne çözer?
C: Cu2O suda ve çoğu organik çözücüde çözünmez. Hidroklorik asit gibi güçlü asitlerde ve amonyak veya potasyum siyanür çözeltilerinde çözülebilir.
S: Metalik bakır üzerinde bakır(I) oksit tabakası oluşturmanın kimyasal yöntemi nedir?
C: Metalik bakır üzerinde bir Cu2O tabakası oluşturmaya yönelik kimyasal bir yöntem, bakırın bir bakır sülfat ve sodyum klorür çözeltisine batırılmasını, ardından bakırın havada ısıtılarak yüzeyi oksitlenmesini içerir.
S: Bakır, bakır(I) oksitten nasıl elde edilebilir?
C: Bakır, Cu2O’yu metalik bakıra indirgemek için bileşiğin karbonla veya başka bir indirgeyici maddeyle ısıtılmasıyla Cu2O’dan çıkarılabilir.
Soru: 1 mol Cu2O elde etmek için kaç mol bakıra ihtiyaç vardır?
Cevap: 1 mol Cu2O elde etmek için 2 mol bakır gerekir.
S: Cu2O nedir?
C: Cu2O, bir bakır oksidi olan kırmızı veya kahverengimsi kırmızı bir toz olan bakır(I) oksidin kimyasal formülüdür.
S: Bakır yüzeyinde bakır(I) oksit mevcut olduğunda ne olur?
C: Bakır yüzeyinde bakır(I) oksit mevcut olduğunda, bakır metalinin daha fazla oksidasyonuna ve korozyonuna karşı koruyucu bir tabaka görevi görebilir.