Basisches Kupfercarbonat

Strukturformel
$\big)_2$
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 EUH: keine EUH-Sätze P: 261-​305+351+338 [3] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [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)^[4].

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.^[5] 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_2CO_3 +2 \ H_2O\longrightarrow}$$\mathrm{{{CuCO_3}\cdot \mathrm{Cu(OH)_2} \downarrow} + 2 \ Na_2SO_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:

$\mathrm{ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 \longrightarrow 2 \ CuO + CO_2 + H_2O }$

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

$\mathrm{ CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2 + 4\ HCl \longrightarrow}$

$\mathrm{ 2 \ CuCl_2 + CO_2 \uparrow + \ 3 \ H_2O }$

Verwendung

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

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Datenblatt Basisches Kupfercarbonat bei Merck, abgerufen am 18. Januar 2011.
2. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu CAS-Nr. 12069-69-1 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. Dezember 2007 (JavaScript erforderlich)
3. ↑ ^{a b} Datenblatt Basisches Kupfercarbonat bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 9. März 2011.
4. ↑ Hollemann-Wiberg, 37.-39.Auflage, Verlag Walter de Gruyter, 1956, S.450
5. ↑ 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.