Basisches Kupfercarbonat

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Strukturformel
Kupfer(II)-Ion Carbonation BlackDot.svg Kupfer(II)-Ion $ \big( $Hydroxidion$ \big)_2 $
Allgemeines
Name Basisches Kupfercarbonat
Andere Namen
  • Patina
  • Kupferhydroxidcarbonat
Summenformel x · CuCO3 · Cu(OH)2
CAS-Nummer 12069-69-1
Kurzbeschreibung

grüner Feststoff[1]

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

fest

Dichte

4,0 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

Zersetzung beim Erhitzen[2]

Löslichkeit

0,8 mg·l−1 in Wasser (20°)[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 302-315-319-335
P: 261-​305+351+338 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][2]
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: 20/22
S: 20
MAK

0,1 mg·m−3[2]

LD50

1350 mg·kg−1 (Ratte, oral)[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

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)[5].

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.[6] Die Gleichung für diese Reaktion lautet:

$ \mathrm{ 3 \ Na_2 CO_3 + 3 \ CuSO_4 + H_2 O \longrightarrow} $
$ \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). Bei dem grünen Niederschlag handelt es sich um ein stärker basisches Pigment mit der Formel CuCO3·Cu(OH)2, dem vorstehend angeführtem grünen Malachit. Die Gleichung für diese Reaktion ist wie folgt:

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

Eigenschaften

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:

$ \mathrm{ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 \longrightarrow 2 \ CuO + CO_2 + H_2O } $

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

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

Verwendung

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

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 Datenblatt Basisches Kupfercarbonat bei Merck, abgerufen am 18. Januar 2011.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Eintrag zu CAS-Nr. 12069-69-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. Dezember 2007 (JavaScript erforderlich)
  3. 3,0 3,1 Datenblatt Basisches Kupfercarbonat bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 9. März 2011.
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. Holleman-Wiberg, 37.-39.Auflage, Verlag Walter de Gruyter, 1956, S.450
  6. 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.

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