¿Qué es el Óxido de Cobre?
El óxido de cobre es, como su nombre indica, la oxidación del cobre.
Existen dos tipos de óxido de cobre: el óxido de cobre (I) y el óxido de cobre (II). El óxido de cobre (I) se obtiene reduciendo una solución acuosa con la solución de Fehling. En cambio, el óxido de cobre (II) se obtiene calentando al rojo trozos de cobre en el aire.
Usos del Óxido de Cobre
1. Óxido de Cobre (I)
El óxido de cobre (I) se utiliza para rectificadores, pigmentos rojos y esmaltes rojos, materias primas para fungicidas y pesticidas, así como pinturas para fondos de barcos y agua de mar, pinturas antiincrustantes para redes de pesca y pigmento rojo para vidrio. Las pinturas de óxido de cobre (I) se aplican a los fondos de los barcos para evitar que los percebes se adhieran a ellos y reducir así el consumo de combustible.
Tradicionalmente, se utilizaban compuestos orgánicos de estaño altamente tóxicos, pero en los últimos años se han empleado pinturas para fondos de barcos a base de óxido de cobre (I), respetuosas con el medio ambiente. También se utiliza como catalizador para fotocélulas, esterilización de semillas, producción de resinas sintéticas y enzimas.
2. Óxido de Cobre (II)
El óxido de cobre (II) se utiliza como agente oxidante fuerte en reactivos, catalizadores y pigmentos para análisis de elementos orgánicos y análisis de gases, así como en esmaltes cerámicos y colorantes verde-azulados para vidrio. Es especialmente conocido como materia prima del azul de ftalocianina, un pigmento azul con un poder colorante especialmente claro y fuerte.
También se utiliza en dispositivos semiconductores y en productos químicos de chapado. También se emplea en la fabricación de pinturas, rayón, sales de cobre, pulimentos para vidrio óptico, productos agroquímicos y como materia prima para conservantes de la madera. Cuando la cerámica se cuece por reducción con un esmalte que contiene óxido de cobre (II), el óxido de cobre (II) se reduce a óxido de cobre (I), dando un color rojo.
Características del Óxido de Cobre
1. Óxido de Cobre (I)
El óxido de cobre (I), también conocido como óxido cuproso, óxido de cobre rojo o subóxido de cobre, es un polvo rojo cuya fórmula química es Cu2O. Es estable cuando el aire está seco, pero se oxida gradualmente a Óxido de cobre (II) cuando la humedad es alta.
Tiene un peso molecular de 143,08, una gravedad específica de 5,88, un punto de fusión de 1.235°C, un punto de ebullición de 1.800°C y pierde oxígeno en el punto de ebullición. Es soluble en ácido clorhídrico, agua con cloruro de amonio y agua con amoníaco, pero no en agua ni en alcohol.
2. Óxido de Cobre (II)
El óxido de cobre (II), también conocido como óxido cuproso, óxido de cobre negro o simplemente óxido de cobre, es un polvo o grano negro con la fórmula química CuO. Se encuentra en los minerales naturales de cobre negro. Cuando el polvo de cobre se calienta en oxígeno, se forma óxido de cobre (II), dando lugar a un polvo negro amorfo.
Tiene un peso molecular de 79,55, una gravedad específica de 6,31, un punto de fusión de 1.026°C y es soluble en ácido clorhídrico, agua de cloruro amónico y agua amoniacal. También es soluble en soluciones alcalinas de hidróxido y las soluciones acuosas son de color azul. No se requiere en agua ni en alcohol.
Otros Datos sobre el Óxido de Cobre
1. Oxidación y Reducción del Óxido de Cobre
Los principios de oxidación y reducción del cobre y del óxido de cobre pueden comprobarse experimentalmente. Cuando se calienta Cu en polvo con un quemador de gas, por ejemplo, se convierte en un sólido negro. Se trata de óxido de cobre (II) CuO. Cuando el cobre se calienta, reacciona con el oxígeno del aire para formar el óxido de cobre. El cobre pierde todas sus propiedades, como el brillo metálico y la conductividad eléctrica y térmica.
El óxido de cobre puede volver a convertirse en su cobre original mediante reducción. Existen varios métodos, pero el que utiliza carbono consiste en colocar óxido de cobre y polvo de carbono en un tubo de ensayo y calentarlo con un quemador de gas para revelar cobre con brillo metálico. El carbono se combina con el oxígeno del óxido de cobre para formar dióxido de carbono, dejando el cobre.
En el método del hidrógeno, se llena un tubo de ensayo con hidrógeno y se coloca en él óxido de cobre calentado a alta temperatura, con lo que se obtiene cobre brillante. El hidrógeno se combina con el oxígeno del óxido de cobre para formar agua y dejar el cobre. Se pueden observar pequeñas gotas de agua en la pared interior del tubo de ensayo. Una tecnología industrial que utiliza la reacción de reducción del óxido de cobre es el refinado del cobre. El mineral de cobre contiene muchas impurezas, por lo que se funde mediante un proceso de reducción.
2. Métodos de Producción del Óxido de Cobre
Óxido de Cobre (I)
- Método de Electrólisis
Cuando las placas de cobre con electrodos positivo y negativo se electrolizan en salmuera a 50 °C, se forma cloruro cuproso en el lado del cátodo, que se convierte en óxido de cobre (I) mediante el hidróxido de sodio producido en el lado del cátodo. - Proceso Químico
El óxido de cobre (I) también se forma añadiendo un agente reductor y una solución alcalina, como una solución de hidróxido de sodio, a una solución de cloruro de cobre (II) que contenga sal.
Óxido de Cobre (II)
- Método de Oxidación por Calor
El óxido de cobre (II) se obtiene calentando óxido de cobre (I), alambre trefilado de cobre o polvo de cobre a 400-600°C en un lecho fluidizado o en un lecho móvil, oxidando, moliendo y clasificando. - Procesos Químicos
Los compuestos de cobre como el cloruro de cobre, el sulfato de cobre y el nitrato de cobre se descomponen calentándolos a más de 500°C, después se trituran y se clasifican. - Proceso Húmedo Directo
Las soluciones de compuestos de cobre como el cloruro de cobre (II), el sulfato de cobre (II) y el nitrato de cobre (II) se calientan a 80-100°C y se alcalinizan mediante una solución alcalina para producir Óxido de cobre, que se lava, se seca y se tritura. - Proceso Húmedo Indirecto
Las soluciones de compuestos de cobre como el cloruro de cobre, el sulfato de cobre y el nitrato de cobre se llevan a una temperatura cercana a la ambiente y se neutralizan con una solución alcalina para producir hidróxido de cobre o carbonato de cobre, que después se descomponen calentándolos a más de 500°C, se trituran y se clasifican.