Ossido di rame (II): sintesi, reazioni, usi

L’ossido di rame (II) detto anche ossido rameico è un composto con formula CuO in cui il rame ha numero di ossidazione +2. Insieme all’ossido di rame (I) è uno degli ossidi del rame. È un composto ionico ed è il precursore di molti composti chimici contenenti rame.

Proprietà

Si presenta di colore nero ed è poco solubile in acqua e solventi organici. È solubile in acidi diluiti, ammoniaca, cloruro di ammonio e  cianuro di sodio.
Nel composto l’atomo di rame è coordinato da quattro atomi di ossigeno e pertanto la geometria è di tipo quadrato-planare

Sintesi

L’ossido di rame (II) può essere sintetizzato dalla reazione tra rame e ossigeno in presenza di ammoniaca. Nella prima reazione si forma il complesso tetraammino rame (II):
2 Cu_(s) + O_2(g)+ 2 H₂O_(l) +8 NH_3(aq)→ 2 Cu(NH₃)₄²⁺_(aq) + 4 OH^–_(aq)

Quando la soluzione è satura del complesso precipita l’ossido:
Cu(NH₃)₄²⁺_(aq) + 2 OH^–_(aq) → CuO_(s) +  H₂O_(l) + NH_3(aq)

Si può ottenere dalla reazione tra rame e ossigeno alla temperatura di 300-800 °C:
2 Cu + O₂ → 2 CuO

In laboratorio si ottiene dalla decomposizione termica del:

• Carbonato di rame (II) con ottenimento di CuO e biossido di carbonio:
  CuCO₃→ CuO + CO₂

• Idrossido di rame (II)

  Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

• Nitrato di rame (II) con ottenimento di CuO, biossido di azoto e ossigeno:
• 2 Cu(NO₃)₂ →2 CuO +4 NO₂ + O₂

Reazioni

Reagisce con:

• Idrogeno a caldo per dare rame metallico e vapore acqueo:
  CuO_(s) + H_2(g) → Cu_(s) + H₂O_(g)

• Acido cloridrico per dare cloruro di rame (II) e acqua:
  CuO_(s) + 2 HCl_(aq)→ CuCl_2(aq) + H₂O_(l)

• Acido nitrico per dare nitrato di rame (II) e acqua:
  CuO_(s) + 2 HNO_3(aq)→ Cu(NO₃)_2(aq) + H₂O_(l)

• Acido solforico per dare solfato di rame (II) e acqua:
  CuO_(s) +  H₂SO_4(aq)→ CuSO_4(aq) + H₂O_(l)

• Ammoniaca a 500 °C per dare rame metallico, azoto, e vapore acqueo:
  3 CuO_(s) +  2 NH_3(aq)→ 3 Cu_(s) + N_2(g) + 3 H₂O_(g)

Usi

È utilizzato come pigmento nelle ceramiche. Poiché è un semiconduttore trova utilizzo nelle celle solari e dispositivi elettrocromici

È usato nelle batterie a secco e a umido.

L’ossicloruro tetrarameico complesso tra l’ossido rameico e il cloruro di rame (II), con formula 3 CuO · CuCl₂ · 3 H₂O, noto come verderame è usato quale anticrittogamico

Viene utilizzato per produrre batterie a secco/batterie a umido e come alternativa all’ossido di ferro (III) nella reazione della termite.

Sotto forma di nanoparticelle trova applicazioni in:

• nanomedicine
• industrie tessili
• pigmenti e coloranti
• sistemi solari e condensatori
• trattamento delle acque reflue
• industrie alimentari
• batterie agli ioni di litio
• sensori
• applicazioni catalitiche