Kupferverbindungen.

Kupferverbindungen.

 

Kupfer tritt in seinen Verbindungen v. a. mit den Oxidationszahlen +2 und (weniger häufig) +1 auf; daneben sind auch Kupferverbindungen mit den Wertigkeitsstufen +3 und +4 bekannt.

 

Kupfer(I)-oxid, Cu₂O, in der Natur als Mineral Cuprit vorkommend, entsteht beim Erhitzen von Kupfer an der Luft als roter Beschlag. Reines Kupfer(I)-oxid ist eine karminrote bis gelbe kristalline Substanz, die sich bei Oxidation von fein verteiltem Kupfer, bei der Reaktion von Kupfer(I)-chlorid mit Alkalilaugen sowie z. B. bei der Reduktion alkalischer Kupfer(II)-Salzlösungen bildet; es wird als Algen abtötendes Mittel in Schiffsbodenanstrichen und zur Rotfärbung von Glas und Email verwendet. Das dunkelbraune bis schwarze, amorphe oder kristalline Kupfer(II)-oxid, CuO, bildet sich beim Glühen von Kupfer, beim Erhitzen von Kupfer(I)-oxid oder Kupfer(II)-hydroxid an der Luft; es findet Verwendung als Oxidationsmittel in der Elementaranalyse, als Ausgangsmaterial zur Herstellung anderer Kupferverbindungen, zur Schwarz-, Grün- und Blaufärbung von Glas, Email u. a., als Katalysator sowie zum Entschwefeln von Erdöl. Kupfer(II)-hydroxid, Cu(OH)₂, fällt aus Lösungen der Kupfer(II)-Salze mit Alkalilauge als flockiger, blauer Niederschlag aus, der langsam (schneller beim Erwärmen) in CuO übergeht. Kupfer(II)-hydroxid ist eine in Wasser unlösliche Verbindung, die mit konzentrierten Alkalilaugen Cuprate(II), Salze mit dem Anion [Cu(OH)₄]^2-, bildet. In wässriger Ammoniaklösung löst sich Kupfer(II)-hydroxid unter Bildung von tiefblauem Tetraamminkupfer(II)-hydroxid, Cu(NH₃)₄(OH)₂ · 3 H₂O (Schweizers Reagenz), dessen ammoniakalische Lösung Cellulose löst, die beim Ansäuern aus dieser Lösung wieder ausgefällt wird. Kupfer(II)-hydroxid wird für Unterwasseranstrichfarben und als Beizmittel verwendet.

 

Die wichtigste Kupferverbindung ist das Kupfer(II)-sulfat, das aus Kupfer und verdünnter heißer Schwefelsäure unter Luftzutritt entsteht und aus wässriger Lösung als lasurblaues Pentahydrat, CuSO₄ · 5 H₂O, Kupfervitriol, kristallisiert. Es geht beim Erwärmen in kristallwasserfreies Kupfer(II)-sulfat, CuSO₄, eine grauweiße kristalline Substanz, über. Kupfervitriol wird z. B. durch Auslaugen von Kupfermineralen mit Schwefelsäure gewonnen; es kommt auch als Mineral Chalkanthit vor. Kupfervitriol wird v. a. in der Schädlingsbekämpfung, als Algenbekämpfungsmittel, für galvanische Bäder u. a. verwendet. Kupfer(I)-sulfid, Cu₂S, und Kupfer(II)-sulfid, CuS, sind schwarze, unlösliche Verbindungen, die beim Einleiten von Schwefelwasserstoff, H₂S, in die Lösungen von Kupfersalzen entstehen.

 

Die Kupfer(I)-halogenide sind weiße, schwer lösliche Verbindungen. Kupfer(I)-chlorid, CuCl, löst sich in konzentrierter Salzsäure oder konzentrierter Ammoniaklösung unter Komplexbildung, H[CuCl₂], [Cu(NH₃)₂]Cl beziehungsweise [Cu(NH₃)₄]Cl. Diese Lösungen absorbieren viel Kohlenmonoxid, CO, unter Bildung des Komplexions [Cu(CO)Cl(H₂O)₂]⁺, wovon man in der Gasanalyse (CO-Bestimmung) und in der Technik Gebrauch macht. Kupfer(I)-jodid löst sich unter Komplexbildung z. B. in Kaliumcyanid-, Kaliumjodid- und Ammoniaklösung. Mit HgJ₂ bildet es Doppelsalze, z. B. Kupfer(I)-tetrajodomercurat(II), Cu₂[HgJ₄], das bei 70 ºC reversibel seine Farbe von Rot nach Schwarz ändert (Thermochromie). Kupfer(II)-chlorid, CuCl₂, ist in wasserfreiem Zustand ein gelbes, als Hydrat, CuCl₂ · 2 H₂O, ein grünes, wasserlösliches Salz. Verdünnte Lösungen sind infolge Bildung von [Cu(H₂O)₄]²⁺-Ionen hellblau gefärbt. Eine technisch wichtige Kupferverbindung ist das Kupfer(II)-hydroxidchlorid, Cu₂(OH)₃Cl oder 3Cu(OH)₂ · CuCl₂, eine blassgrüne, kristalline Substanz, die im Weinbau als Mittel gegen Schadpilze (Fungizid) verwendet wird.

 

Aus Lösungen von Kupfer in Salpetersäure kristallisiert beim Eindampfen blaues Kupfer(II)-nitrat, Cu(NO₃)₂ aus. In Wasser bildet es das Hexahydrat Cu(NO₃)₂ · 6 H₂O oder [Cu(H₂O)₄] (NO₃)₂ · 2 H₂O. Wasserfreies Kupfer(II)-nitrat lässt sich im Vakuum unzersetzt destillieren. Basische Kupfercarbonate entstehen aus Kupfer(II)-Salzlösungen mit Alkalicarbonaten; sie sind auch Bestandteil der Minerale Malachit und Azurit sowie der Patina.

 

Von den Kupfer(II)-Salzen der Essigsäure wird vor allem das dunkelgrüne, neutrale Kupfer(II)-acetat, Cu(CH₃COO)₂ · H₂O, in der Galvanotechnik verwendet. Der Grünspan enthält dagegen grün bis blau gefärbte basische Kupfer(II)-acetate mit wechselnden Mengen an Kupfer(II)-hydroxid. Die Kupfersalze der Naphthensäuren und der Stearinsäure dienen als Konservierungsmittel für Holz und Gewebe. Das tiefdunkelblaue Kupferphthalocyanin ist eines der wichtigsten blauen Pigmente (Phthalocyanine).