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El carbonato de cobre (II) o carbonato cúprico es un compuesto químico con fórmula CuCO
3
. A temperatura ambiente, es un sólido iónico (una sal ) que consta de cationes de cobre (II) Cu 2+
y aniones de carbonato CO 2−
3
.

Este compuesto rara vez se encuentra porque es difícil de preparar [2] y reacciona fácilmente con la humedad del agua del aire. Los términos "carbonato de cobre", "carbonato de cobre (II)" y "carbonato cúprico" casi siempre se refieren (incluso en los textos de química) a un carbonato de cobre básico (o hidróxido de carbonato de cobre (II) ), como Cu
2
( OH ) 2 CO
3
(que se produce naturalmente como el mineral malaquita ) o Cu
3
( OH ) 2 ( CO
3
) 2 ( azurita ). Por esta razón, el calificador neutral puede usarse en lugar de "básico" para referirse específicamente a CuCO.
3
.

Preparación [ editar ]

Reacciones que se pueden esperar que produzcan CuCO
3
, como soluciones de mezcla de sulfato de cobre (II) CuSO
4
y carbonato de sodio Na
2
CO
3
en condiciones ambientales , produce en su lugar un carbonato básico y CO
2
, debido a la gran afinidad del Cu2+
ion para el anión hidróxido HO-
. [3]

La descomposición térmica del carbonato básico a presión atmosférica produce óxido de cobre (II) CuO en lugar del carbonato.

En 1960, CWFT Pistorius reclamó la síntesis calentando carbonato de cobre básico a 180 ° C en una atmósfera de dióxido de carbono CO
2
(450 atm ) y agua (50 atm) durante 36 horas. La mayor parte de los productos era malaquita Cu bien cristalizada.
2
CO
3
( OH ) 2 , pero también se obtuvo un pequeño rendimiento de una sustancia romboédrica, que se dice que es CuCO
3
. [4] Sin embargo, esta síntesis aparentemente no fue reproducida. [2]

Hartmut Ehrhardt y otros informaron por primera vez en 1973 de una síntesis confiable de carbonato de cobre (II) verdadero . El compuesto se obtuvo como un polvo gris, calentando carbonato de cobre básico en una atmósfera de dióxido de carbono (producido por la descomposición del oxalato de plata Ag
2
C
2
O
4
) a 500 ° C y 2 G Pa (20.000 atm). Se determinó que el compuesto tenía una estructura monoclínica . [5]

Propiedades químicas y físicas [ editar ]

La estabilidad del CuCO seco
3
depende críticamente de la presión parcial de dióxido de carbono (p CO2 ). Es estable durante meses en aire seco, pero se descompone lentamente en CuO y CO
2
si p CO2 es menor que 0.11 atm. [6]

En presencia de agua o aire húmedo a 25 ° C, CuCO
3
es estable solo para p CO2 por encima de 4.57 atmósferas y pH entre aproximadamente 4 y 8. [7] Por debajo de esa presión parcial, reacciona con el agua para formar un carbonato básico ( azurita , Cu
3
( CO
3
) 2 ( OH ) 2 ). [6]

3 CuCO
3
+ H
2
O
Cu
3
(CO
3
)
2
(OH)
2
+ CO
2

En soluciones muy básicas, el anión complejo Cu ( CO
3
) 2 2− se forma en su lugar. [6]

El producto de solubilidad del carbonato de cobre (II) verdadero fue medido por Reiterer y otros como pK so = 11,45 ± 0,10 a 25 ° C. [2] [6] [8]

Estructura [ editar ]

En la estructura cristalina de CuCO 3 , el cobre adopta un entorno de coordinación piramidal cuadrada distorsionada con número de coordinación 5. Cada ion carbonato se une a 5 centros de cobre. [1]

  • Celda unitaria de CuCO 3

  • Entorno de coordinación de cobre

  • Entorno de coordinación de carbonatos

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b c d H. Seidel, H. Ehrhardt, K. Viswanathan, W. Johannes (1974): "Darstellung, Struktur und Eigenschaften von Kupfer (II) -Carbonat". Z. anorg. allg. Chem., Volumen 410, páginas 138-148. doi : 10.1002 / zaac.19744100207
  2. ^ a b c Rolf Grauer (1999) " Productos de solubilidad de carbonatos M (II) ". Informe Técnico NTB-99-03, NAGRA - Cooperativa Nacional para la Eliminación de Desechos Radiactivos; páginas 8, 14 y 17. Traducido por U. Berner.
  3. ^ Ahmad, Zaki (2006). Principios de ingeniería de corrosión y control de corrosión . Oxford: Butterworth-Heinemann. págs. 120–270. ISBN 9780750659246.
  4. ^ CWFT Pistorius (1960): "Síntesis a alta presión y constantes de celosía de carbonato cúprico normal". Experientia, volumen XVI, páginas 447-448. doi : 10.1007 / BF02171142
  5. ^ Hartmut Erhardt, Wilhelm Johannes y Hinrich Seidel (1973): "Hochdrucksynthese von Kupfer (II) -Carbonat", Z. Naturforsch., Volumen 28b, número 9-10, página 682. doi : 10.1515 / znb-1973-9 -1021
  6. ^ a b c d F. Reiterer, W. Johannes, H. Gamsjäger (1981): "Determinación semimicro de las constantes de solubilidad: carbonato de cobre (II) y carbonato de hierro (II)". Mikrochim. Acta, tomo 1981, página 63. doi : 10.1007 / BF01198705
  7. ^ H. Gamsjäger y W. Preis (1999): "Contenido de cobre en carbonato de cobre sintético". Carta a J. Chem. Educ., Volumen 76, número 10, página 1339. doi : 10.1021 / ed076p1339.1
  8. ^ F. Reiterer (1980): "Löslichkeitskonstanten und Freie Bildungsenthalpien neutraler Übergangsmetallcarbonate". Tesis, Montanuniversität Leoben.