Basisches Kupfercarbonat
| Strukturformel | ||||||||||||||||
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(
{\displaystyle {\big (}}
)
2
{\displaystyle {\big )}_{2}}
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| Allgemeines | ||||||||||||||||
| Name | Basisches Kupfercarbonat | |||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | CuCO3 · Cu(OH)2 | |||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | ||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||||||||
| Molare Masse | 221,20 g·mol−1 | |||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | |||||||||||||||
| Dichte | ||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||||||||
| Löslichkeit | ||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
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| MAK | ||||||||||||||||
| Toxikologische Daten | ||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||||||||
Basisches Kupfercarbonat ist ein Kupfersalz der Kohlensäure. Die reine Kupfer(II)-carbonat-Verbindung (CuCO3) konnte noch nicht dargestellt werden. Alle bisher bekannten Carbonate des Kupfer(II) sind basische Verbindungen wie beispielsweise die unter Vorkommen angeführten Kupfer-Mineralien. Metallische Kupferoberflächen werden in der Atmosphäre zuerst zu Kupfer(I)-oxid (Cu2O) oxidiert und dann unter weiterer Oxidation vom CO2 der Luft zu grünem basischen Kupfer(II)-carbonat, der Patina, umgewandelt. Letzteres ist aber selten ein reines basisches Carbonat und enthält häufig weitere Anionen wie Sulfat und/oder Chlorid.
Vorkommen
In der Natur vorkommende Mineralien basischer Kupfer(II)-carbonate sind Malachit (CuCO3·Cu(OH)2) und Azurit (auch Kupferlasur genannt) (2 CuCO3·Cu(OH)2).
Gewinnung und Darstellung
Wird im Labor eine Kupfer(II)-salz-Lösung mit Alkalicarbonatlösung vermischt, so bildet sich in Abhängigkeit vom Überschuss an Natriumcarbonat entweder ein blauer oder ein grüner Niederschlag von basischem Kupfer(II)-carbonat. Beide basischen Kupfer(II)-carbonate sind in Wasser unlöslich und werden ausgefällt und können abfiltriert werden.
Bei dem tiefblauen Carbonat handelt es sich um das Pigment 2 CuCO3 · Cu(OH)2, das in der Natur als Azuritmineral vorkommt. Die Herstellung dieses Pigmentes ist im Gmelin beschrieben. Die Gleichung für diese Reaktion lautet:
3 N a 2 C O 3 + 3 C u S O 4 + H 2 O ⟶ {\displaystyle \mathrm {3\ Na_{2}CO_{3}+3\ CuSO_{4}+H_{2}O\longrightarrow } } 3 N a 2 S O 4 + 2 C u C O 3 ⋅ C u ( O H ) 2 ↓ + C O 2 ↑ {\displaystyle \mathrm {3\ Na_{2}SO_{4}+2\ CuCO_{3}\cdot Cu(OH)_{2}\downarrow +\ CO_{2}\uparrow } }
3
N
a
2
S
O
4
+
2
C
u
C
O
3
⋅
C
u
(
O
H
)
2
↓
+
C
O
2
↑
{\displaystyle \mathrm {3\ Na_{2}SO_{4}+2\ CuCO_{3}\cdot Cu(OH)_{2}\downarrow +\ CO_{2}\uparrow } }
Unter Lichteinfluss zerfällt das tiefblaue Carbonat langsam zu grünem Malachit (CuCO3 · Cu(OH)2), einem stärker basischen Pigment.
Die Gleichung für die Gesamtreaktion zu Malachit lautet demnach wie folgt:
2 C u S O 4 + 3 N a 2 C O 3 + 2 H 2 O ⟶ {\displaystyle \mathrm {2\ CuSO_{4}+3\ Na_{2}CO_{3}+2\ H_{2}O\longrightarrow } } C u C O 3 ⋅ C u ( O H ) 2 ↓ + 2 N a 2 S O 4 + 2 N a H C O 3 {\displaystyle \mathrm {{{CuCO_{3}}\cdot \mathrm {Cu(OH)_{2}} \downarrow }+2\ Na_{2}SO_{4}+2\ NaHCO_{3}} }
C
u
C
O
3
⋅
C
u
(
O
H
)
2
↓
+
2
N
a
2
S
O
4
+
2
N
a
H
C
O
3
{\displaystyle \mathrm {{{CuCO_{3}}\cdot \mathrm {Cu(OH)_{2}} \downarrow }+2\ Na_{2}SO_{4}+2\ NaHCO_{3}} }
Eigenschaften
-carbonate_blue.JPG)
Basisches Kupfer(II)-carbonat
Hier in grüner Farbe (wie oben erwähnt) – charakteristisch für die Farbe der Freiheitsstatue.
Wasserfreies Kupfer(II)-carbonat ist ein geruchloses hellblaues Pulver, das Monohydrat ist dunkelgrün. Es ist in Wasser unlöslich und zersetzt sich ab 140 °C zu Kupfer(II)-oxid und Kohlenstoffdioxid:
C u C O 3 ⋅ C u ( O H ) 2 ⟶ 2 C u O + C O 2 + H 2 O {\displaystyle \mathrm {CuCO_{3}\cdot Cu(OH)_{2}\longrightarrow 2\ CuO+CO_{2}+H_{2}O} }
Bei der Reaktion mit Säuren entsteht Kohlenstoffdioxid und das Kupfersalz der Säure (hier z. B. Salzsäure):
C u C O 3 ⋅ C u ( O H ) 2 + 4 H C l ⟶ 2 C u C l 2 + C O 2 ↑ + 3 H 2 O {\displaystyle \mathrm {CuCO_{3}\cdot Cu(OH)_{2}+4\ HCl\longrightarrow 2\ CuCl_{2}+CO_{2}\uparrow +\ 3\ H_{2}O} }
Verwendung
Kupfer(II)-carbonat wird zur Herstellung vieler Kupferverbindungen, wie Kupfersulfat, CuSO4 und Kupfer(II)-oxid, CuO, verwendet.
Einzelnachweise
- ↑ Eintrag zu COPPER CARBONATE HYDROXIDE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 23. Oktober 2021.
- ↑ a b c d e f g h Eintrag zu Kupfer(II)-hydroxidcarbonat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. Dezember 2019. (JavaScript erforderlich)
- ↑ Eintrag zu Copper(II) carbonate--copper(II) hydroxide (1:1) im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 29. Dezember 2019. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
- ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 37.–39. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1956, S. 450.
- ↑ Gmelin-Institut für anorganische Chemie und Grenzgebiete in der Max-Planck-Gesellschaft. Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nummer 60: Kupfer, Teil B, Lieferung 2. Weinheim/Bergstraße, 8. Auflage, 1961. S. 652.