Il rame, uno dei primi metalli utilizzati dall’uomo, ha avuto un ruolo fondamentale nella storia dell’umanità. La sua storia affonda le radici nella preistoria, come dimostra l’ascia dell’uomo di Similaun, risalente al 3200 a.C., realizzata con questo metallo. Si scoprì presto che il rame era troppo morbido per essere utilizzato da solo e che poteva migliorare unendo altre leghe metalliche.
Le leghe del rame
Indice Articolo
Il bronzo, primo metallo ottenuto dall’uomo unendo rame e stagno, fu utilizzato per armi, corazze e strumenti da lavoro. Un famoso verso di Orazio cita la durabilità del bronzo come un monumento eterno. L’ottone, composto da rame e zinco, fu creato circa 2500 anni fa e utilizzato dai Romani per coniare monete e realizzare oggetti ornamentali.
Durante la Prima Rivoluzione Industriale, il rame divenne cruciale per lo sviluppo industriale, in particolare per la produzione di cavi e beni strumentali nell’ambito dei trasporti.
Ottenimento del rame
Il rame viene estratto da minerali come cuprite, tenorite, malachite, calcocite, covellite e bornite, che contengono ossidi e solfuri di rame. Questi minerali vengono trattati per estrarre il metallo da essi.
Proprietà del rame
Il rame possiede eccellenti proprietà fisiche e chimiche. Grazie alla sua malleabilità e alla capacità di condurre corrente elettrica, è ampiamente utilizzato in settori chiave come costruzioni, automobilistico e industriale. Questo metallo è essenziale per la vita moderna e gioca un ruolo vitale in numerosi ambiti di consumo.L’oro, appartenente al gruppo 11 o IB, ha una configurazione elettronica di [Ar] 3d^10, 4s^1 e presenta numeri di ossidazione comuni +1 e +2. In presenza di un numero di ossidazione +3, viene utilizzato in alcuni ossidi e nei superconduttori come l’ossido di ittrio, bario e rame YBCO.
Quando reagisce con l’ossigeno atmosferico, si forma uno strato di ossido che protegge l’oro dalla corrosione, in un processo chiamato passivazione. Per comprendere il comportamento dell’oro e dei suoi ioni, è importante tenere conto dei potenziali normali di riduzione.
Ciò implica che gli ossidanti abbastanza forti da convertire Cu in Cu^+ sono in grado di convertire Cu^+ in Cu^2+, rendendo i composti di Cu^2+ più stabili in soluzione acquosa rispetto a quelli di Cu^+.
Inoltre, Cu^+ può subire una reazione di disproporzione, che comporta un potenziale di 0.37 V. Grazie al potenziale della semireazione Cu → Cu^2+ + 2 e^−, l’oro risulta inerte agli acidi non ossidanti come l’acido cloridrico, ma si dissolve negli acidi ossidanti come l’acido nitrico.
Composti
Sia come Cu^+ che come Cu^2+, l’oro forma numerosi composti, tra cui ossidi, solfuri e alogenuri.
Ossidi
L’ossido di rame (II) ha carattere basico e si scioglie in presenza di acidi, formando sali di rame (II). Ad esempio:
CuO(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2O(l)
CuO(s) + 2 HCl(aq) → CuCl2(aq) + H2O(l)
CuO(s) + 2 HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + H2O(l)
Reazioni del rame in soluzione
Il rame è un elemento chimico che può formare diverse reazioni interessanti in soluzione, grazie alla sua capacità di legarsi ad altri composti. Vediamo alcune delle reazioni più comuni che coinvolgono il rame.
Precipitati di rame
Quando si aggiunge bicarbonato di sodio a una soluzione contenente ioni Cu^2+, si forma un precipitato azzurro di carbonato di rame (II) secondo la seguente equazione:
Cu^2+_(aq) + 2 HCO3^-_(aq) → CuCO3_(s) + H2O_(l) + CO2_(g)
Titolazioni iodometriche
L’aggiunta di ioduro a una soluzione di ioni Cu^2+ porta alla formazione di un precipitato di ioduro di rame (II). Questa reazione è utilizzata nelle titolazioni iodometriche per determinare la quantità di rame in una soluzione.
Complessi di rame
Il rame è in grado di formare diversi complessi con molecole diverse. Ad esempio, il tetrammino rame (II) [Cu(NH3)4^2+] ha un colore blu intenso, mentre il tetracianocuprato (II) [Cu(CN)4^2-] ha proprietà differenti.
Reazioni con ammoniaca e acidi
Quando si aggiunge idrossido di sodio a una soluzione di esaacquorame (II), si forma un idrossido blu gelatinoso. Se si aggiunge ammoniaca, si possono ottenere complessi sia neutri che carichi.
Complessi di rame (I)
Anche il rame (I) è in grado di formare complessi interessanti. Ad esempio, dalla reazione tra cloruro di rame (I) e acido cloridrico si ottiene l’ione complesso diclorocuprato (I).
La chimica del rame in soluzione è ricca di sfaccettature e offre numerosi spunti di studio e applicazioni pratiche in ambito chimico.
