Basisches Kupfercarbonat


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Strukturformel
Kupfer(II)-Ion Carbonation 10px Kupfer(II)-Ion <math>\big(</math>Hydroxidion<math>\big)_2</math>
Allgemeines
Name Basisches Kupfercarbonat
Andere Namen
  • Patina
  • Kupferhydroxidcarbonat
Summenformel CuCO3 · Cu(OH)2
CAS-Nummer 12069-69-1
Kurzbeschreibung

grüner Feststoff<ref name=merck>Datenblatt Basisches Kupfercarbonat (PDF) bei Merck, abgerufen am 18. Januar 2011.</ref>

Eigenschaften
Molare Masse 221,20 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

4,0 g·cm−3<ref name="GESTIS">Eintrag zu CAS-Nr. 12069-69-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. Dezember 2007 (JavaScript erforderlich)</ref>

Schmelzpunkt

Zersetzung beim Erhitzen<ref name="GESTIS"/>

Löslichkeit

0,8 mg·l−1 in Wasser (20°)<ref name="GESTIS"/>

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung <ref name="Sigma">Datenblatt Basisches Kupfercarbonat bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 9. März 2011 (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben</ref>
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 302​‐​315​‐​319​‐​335
P: 261​‐​305+351+338 <ref name="Sigma" />
EU-Gefahrstoffkennzeichnung <ref>Für Stoffe ist seit dem 1. Dezember 2012, für Gemische seit dem 1. Juni 2015 nur noch die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung gültig. Die EU-Gefahrstoffkennzeichnung ist daher nur noch auf Gebinden zulässig, welche vor diesen Daten in Verkehr gebracht wurden.</ref><ref name="GESTIS"/>
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: 20/22
S: 20
MAK

0,1 mg·m−3<ref name="GESTIS"/>

Toxikologische Daten

1350 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name=merck/>

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 Carbonatverbindungen 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 Oxidierung 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).<ref>A. F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 37.–39. Auflage. de Gruyter, Berlin 1956, S. 450.</ref>

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.<ref>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.</ref> Die Gleichung für diese Reaktion lautet:

<math>\mathrm{ 3 \ Na_2 CO_3 + 3 \ CuSO_4 + H_2 O \longrightarrow}</math>
<math>\mathrm{ 3 \ Na_2 SO_4 + 2 \ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 \downarrow + CO_2 \uparrow }</math>

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:

<math>\mathrm{ 2 \ CuSO_4 + 3 \ Na_2CO_3 +2 \ H_2O\longrightarrow}</math><math>\mathrm{{{CuCO_3}\cdot \mathrm{Cu(OH)_2} \downarrow} + 2 \ Na_2SO_4 +2 \ NaHCO_3 }</math>

Eigenschaften

Datei:Basic Copper(II)-carbonate blue.JPG
basisches Kupfer(II)-carbonat

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:

<math>\mathrm{ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 \longrightarrow 2 \ CuO + CO_2 + H_2O }</math>

Bei der Reaktion mit Säuren entsteht Kohlenstoffdioxid und das Kupfersalz der Säure:

<math>\mathrm{ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 + 4\ HCl \longrightarrow}</math>
<math>\mathrm{ 2 \ CuCl_2 + CO_2 \uparrow + \ 3 \ H_2O }</math>

Verwendung

Kupfer(II)-carbonat wird zur Herstellung vieler Kupferverbindungen, wie Kupfersulfat, CuSO4 und Kupfer(II)-oxid, CuO, verwendet.

Einzelnachweise

<references />