Basisches Kupfercarbonat

Strukturformel
$ {\big (} $$ {\big )}_{2} $
Allgemeines
Name	Basisches Kupfercarbonat
Andere Namen	Patina Kupferhydroxidcarbonat
Summenformel	x · CuCO3 · Cu(OH)2
CAS-Nummer	12069-69-1
Kurzbeschreibung	grüner Feststoff[1]
Eigenschaften
Molare Masse	221,20 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	4,0 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	Zersetzung beim Erhitzen[2]
Löslichkeit	0,8 mg·l−1 in Wasser (20°)[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3] Achtung H- und P-Sätze H: 302-315-319-335 P: 261-​305+351+338 [3] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][2] Gesundheits- schädlich (Xn) R- und S-Sätze R: 20/22 S: 20
MAK	0,1 mg·m−3[2]
LD50	1350 mg·kg−1 (Ratte, oral)[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Basisches Kupfercarbonat ist ein Kupfersalz der Kohlensäure. Die reine Kupfer(II)-carbonat-Verbindung (CuCO₃) konnte noch nicht dargestellt werden. Alle bisher bekannten Carbonatverbindungen des Kupfer(II) sind basische Verbindungen wie beispielsweise die unter Vorkommen angeführten Kupfer-Mineralien. Metallische Kupferoberflächen werden in der Atmosphäre zuerst zu Kupfer(I)-oxid (Cu₂O) oxidiert und dann unter weiterer Oxidierung 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)^[5].

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.^[6] Die Gleichung für diese Reaktion lautet:

$ \mathrm {3\ Na_{2}CO_{3}+3\ CuSO_{4}+H_{2}O\longrightarrow } $

$ \mathrm {3\ Na_{2}SO_{4}+2\ CuCO_{3}\cdot Cu(OH)_{2}\downarrow +CO_{2}\uparrow } $

Unter Lichteinfluss zerfällt das tiefblaue Carbonat langsam zu grünem Malachit (CuCO₃ · Cu(OH)₂). Bei dem grünen Niederschlag handelt es sich um ein stärker basisches Pigment mit der Formel CuCO₃·Cu(OH)₂, dem vorstehend angeführtem grünen Malachit. Die Gleichung für diese Reaktion ist wie folgt:

$ \mathrm {2\ CuSO_{4}+3\ Na_{2}CO_{3}+2\ H_{2}O\longrightarrow } $$ \mathrm {{{CuCO_{3}}\cdot \mathrm {Cu(OH)_{2}} \downarrow }+2\ Na_{2}SO_{4}+2\ NaHCO_{3}} $

Eigenschaften

Kupfer(II)-carbonat

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:

$ \mathrm {CuCO_{3}\cdot Cu(OH)_{2}\longrightarrow 2\ CuO+CO_{2}+H_{2}O} $

Bei der Reaktion mit Säuren entsteht Kohlenstoffdioxid und das Kupfersalz der Säure:

$ \mathrm {CuCO_{3}\cdot Cu(OH)_{2}+4\ HCl\longrightarrow } $

$ \mathrm {2\ CuCl_{2}+CO_{2}\uparrow +\ 3\ H_{2}O} $

Verwendung

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

Einzelnachweise