Kupfer(II)-oxid
CuO
CAS 1317-38-0
Kupfer(II)-oxid
Copper(II) oxide
79,545 g/mol
0,01 mg/m3 A (MAK)
6,31 g/cm3
+1227 °C
unlöslich
0,01 mg/m3 A (MAK)
6,31 g/cm3
+1227 °C
unlöslich
Schwarzes amorphes oder kristallines Pulver
Es muss eine Schutzbrille getragen werden. Nach dem Arbeiten sind die Hände gründlich zu waschen. Das Herstellen von Kupfer(II)-oxid-Mischungen mit unedlen Metallen wird nicht empfohlen. Diese Mischungen reagieren nach dem Zünden stark exotherm, sie können explodieren.
In der Natur ist das Mineral Tenorit aus Kupfer(II)-oxid aufgebaut. Das reine Kupfer(II)-oxid aus dem Chemikalienhandel ist ein schweres, schwarzes Pulver, das in Wasser nicht löslich ist. Im Vergleich zum rötlichen Kupfer(I)-oxid ist die Dichte sogar etwas höher. In verdünnten Säuren löst sich Kupfer(II)-oxid unter Bildung von Kupfer(II)-salzen.
Kupfer(I)-oxid (links) im Vergleich zum Kupfer(II)-oxid (rechts)
Beim starken Erhitzen auf über +1000 °C zerfällt Kupfer(II)-oxid in Kupfer(I)-oxid und Sauerstoff:
Kupfer(II)-oxid gibt seine Sauerstoff-Atome gerne an oxidierbare Stoffe ab, wenn dabei erhitzt wird, beispielsweise an Holzkohle, Holz oder Wachs. Kupfer(II)-oxid wird durch Wasserstoff oder Kohlenstoffmonooxid zu Kupfer reduziert. Gemische mit Magnesium- oder Aluminiumpulver reagieren in einer stark exothermen Reaktion explosionsartig. Diese Reaktionen sind typische Redoxreaktionen:
Bei der explosionsartigen Reaktion von Kupfer(II)-oxid
mit Aluminiumpulver entsteht eine Kupferwolke.
Diese Demonstration ist für Schulen nicht geeignet. >Film
Kupfer(I)-oxid (links) im Vergleich zum Kupfer(II)-oxid (rechts)
Beim starken Erhitzen auf über +1000 °C zerfällt Kupfer(II)-oxid in Kupfer(I)-oxid und Sauerstoff:
4 CuO 
2 Cu2O + O2 ΔHR = +290 kJ/mol
2 Cu2O + O2 ΔHR = +290 kJ/mol Kupfer(II)-oxid gibt seine Sauerstoff-Atome gerne an oxidierbare Stoffe ab, wenn dabei erhitzt wird, beispielsweise an Holzkohle, Holz oder Wachs. Kupfer(II)-oxid wird durch Wasserstoff oder Kohlenstoffmonooxid zu Kupfer reduziert. Gemische mit Magnesium- oder Aluminiumpulver reagieren in einer stark exothermen Reaktion explosionsartig. Diese Reaktionen sind typische Redoxreaktionen:
Mit Wasserstoff: CuO + H2 Cu + H2O ΔHR = −129 kJ/mol
Cu + H2O ΔHR = −129 kJ/mol Mit Holzkohle: 2 CuO + C 2 Cu + CO2 ΔHR = −79 kJ/mol
2 Cu + CO2 ΔHR = −79 kJ/mol Mit Aluminium: 3 CuO + 2 Al 3 Cu + Al2O3 ΔHR = −1205 kJ/mol
3 Cu + Al2O3 ΔHR = −1205 kJ/mol Bei der explosionsartigen Reaktion von Kupfer(II)-oxid
mit Aluminiumpulver entsteht eine Kupferwolke.
Diese Demonstration ist für Schulen nicht geeignet. >Film
Eine Herstellung aus dem Mineral Tenorit ist nicht rentabel, das das Mineral sehr selten vorkommt. Im Labor ist das Kupfer(II)-oxid durch Erhitzen von Kupferspänen oder Kupferpulver an der Luft bis zur Rotglut zugänglich. Bei dieser Reaktion entsteht gleichzeitig auch Kupfer(I)-oxid. Man erhält ein Gemisch der beiden Kupferoxide:
Ein gefalteter Kupferbrief wird erhitzt.
Auf der Außenseite bildet sich ein schwarzer Stoff.
Bei der industriellen Herstellung gewinnt man Kupfer(II)-oxid aus Kupfer(II)-sulfat, das zunächst mit Natronlauge zu Kupfer(II)-hydroxid umgewandelt wird (a). Durch Erwärmen des Produkts erhält man dann Kupfer(II)-oxid (b):
2 Cu + O2 2 CuO
2 CuO CuO + Cu Cu2O
Cu2O Ein gefalteter Kupferbrief wird erhitzt.Auf der Außenseite bildet sich ein schwarzer Stoff.Bei der industriellen Herstellung gewinnt man Kupfer(II)-oxid aus Kupfer(II)-sulfat, das zunächst mit Natronlauge zu Kupfer(II)-hydroxid umgewandelt wird (a). Durch Erwärmen des Produkts erhält man dann Kupfer(II)-oxid (b):
(a) CuSO4 + 2 NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu(OH)2 + Na2SO4 (b) Cu(OH)2 CuO + H2O
CuO + H2O Kupferoxide dienten schon bei den alten Ägyptern als Zusatz zur Blaufärbung von Glas und Keramik. Auch Email, Porzellan und künstliche Edelsteine lassen sich mit Kupfer(II)-oxid blau färben. Im chemischen Labor benötigt man Kupfer(II)-oxid als Katalysator bei der Elementaranalyse. Die Erdölindustrie setzt es beim Entschwefeln von Erdöl ein. Kupfer(II)-oxid eignet sich auch zum Beschichten von Absorberfolien in Sonnenkollektoren, da es ein guter Wärmesammler ist.
Weitere Infos und Medien
Experimentieren mit einem Kupferbrief
Arbeitsblatt Versuche mit Kupferoxid
Versuche zum Kupferkreislauf
Infos zum Mineral Tenorit
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