Basisches Kupfercarbonat

Strukturformel
Kupfer(II)-Ion Carbonation Datei:BlackDot.svg Kupfer(II)-Ion <math>\Big(</math>Hydroxidion<math>\Big)_2</math>
Allgemeines
Name	Basisches Kupfercarbonat
Andere Namen	Patina Kupferhydroxidcarbonat Vorlage:INCI
Summenformel	CuCO3 · Cu(OH)2
Kurzbeschreibung	hellgrüner geruchloser Feststoff<ref name="GESTIS"/>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 235-113-6 ECHA-InfoCard 100.031.909 PubChem 25503 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	221,20 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	4,0 g·cm−3<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	200 °C (Zersetzung)<ref name="GESTIS"/>
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS"/>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.031.909">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS"/> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Achtung H- und P-Sätze H: 302​‐​332​‐​319​‐​410 P: 280​‐​301+330+331​‐​304+340​‐​312​‐​337+313<ref name="GESTIS"/>
MAK	0,1 mg·m−3<ref name="GESTIS"/>
Toxikologische Daten	1350 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS"/>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Basisches Kupfercarbonat ist ein Kupfersalz der Kohlensäure. Es enthält neben Kupfer- und Carbonat- auch Hydroxid-Ionen. Neben dem basischen Kupfercarbonat ist auch ein schwieriger herzustellendes reines Kupfer(II)-carbonat bekannt. Metallische Kupferoberflächen werden in der Atmosphäre zuerst zu Kupfer(I)-oxid (Cu₂O) oxidiert und dann unter weiterer Oxidation vom CO₂ der Luft zu grünem basischen Kupfer(II)-carbonat, der Patina, umgewandelt. Letzteres ist aber selten ein reines basisches Carbonat und enthält häufig weitere Anionen wie Sulfat und/oder Chlorid.

Vorkommen

In der Natur vorkommende Mineralien basischer Kupfer(II)-carbonate sind Malachit (CuCO₃·Cu(OH)₂) und Azurit (auch Kupferlasur genannt) (2 CuCO₃·Cu(OH)₂).<ref>A. F. Holleman, E. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 37.–39. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1956, S. 450.</ref>

Gewinnung und Darstellung

Wird im Labor eine Kupfer(II)-salz-Lösung mit Alkalicarbonatlösung vermischt, so bildet sich in Abhängigkeit vom Überschuss an Natriumcarbonat entweder ein blauer oder ein grüner Niederschlag von basischem Kupfer(II)-carbonat. Beide basischen Kupfer(II)-carbonate sind in Wasser unlöslich und werden ausgefällt und können abfiltriert werden.

Bei dem tiefblauen Carbonat handelt es sich um das Pigment 2 CuCO₃ · Cu(OH)₂, das in der Natur als Azuritmineral vorkommt. Die Herstellung dieses Pigmentes ist im Gmelin beschrieben.<ref>Gmelin-Institut für anorganische Chemie und Grenzgebiete in der Max-Planck-Gesellschaft. Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, System Nummer 60: Kupfer, Teil B, Lieferung 2. Weinheim/Bergstraße, 8. Auflage, 1961. S. 652.</ref> Die Gleichung für diese Reaktion lautet:

<math>\mathrm{ 3 \ Na_2 CO_3 + 3 \ CuSO_4 + H_2 O \longrightarrow}</math>

<math>\mathrm{ 3 \ Na_2 SO_4 + 2 \ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 \downarrow + \ CO_2 \uparrow }</math>

Unter Lichteinfluss zerfällt das tiefblaue Carbonat langsam zu grünem Malachit (CuCO₃ · Cu(OH)₂), einem stärker basischen Pigment.

Die Gleichung für die Gesamtreaktion zu Malachit lautet demnach wie folgt:

<math>\mathrm{ 2 \ CuSO_4 + 3 \ Na_2CO_3 +2 \ H_2O\longrightarrow}</math><math>\mathrm{{{CuCO_3}\cdot \mathrm{Cu(OH)_2} \downarrow} + 2 \ Na_2SO_4 +2 \ NaHCO_3 }</math>

Eigenschaften

Datei:Basic Copper(II)-carbonate blue.JPG

Basisches Kupfer(II)-carbonat

Datei:Basisches Kupfercarbonat.jpg

Hier in grüner Farbe (wie oben erwähnt) – charakteristisch für die Farbe der Freiheitsstatue.

Wasserfreies Kupfer(II)-carbonat ist ein geruchloses hellblaues Pulver, das Monohydrat ist dunkelgrün. Es ist in Wasser unlöslich und zersetzt sich ab 140 °C zu Kupfer(II)-oxid und Kohlenstoffdioxid:

<math>\mathrm{ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 \longrightarrow 2 \ CuO + CO_2 + H_2O }</math>

Bei der Reaktion mit Säuren entsteht Kohlenstoffdioxid und das Kupfersalz der Säure (hier z. B. Salzsäure):

<math>\mathrm{ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 + 4\ HCl \longrightarrow 2 \ CuCl_2 + CO_2 \uparrow + \ 3 \ H_2O }</math>

Verwendung

Kupfer(II)-carbonat wird zur Herstellung vieler Kupferverbindungen, wie Kupfersulfat, CuSO₄ und Kupfer(II)-oxid, CuO, verwendet.

Einzelnachweise

<references />