Kupfer(II)-chlorid

Kristallstruktur
Kristallsystem	monoklin (CuCl2, wasserfrei)[1]
Raumgruppe	$C2/m\,$
Gitterkonstanten	a = 690 pm b = 330 pm; β = 122.20° c = 682 pm
Koordinationszahlen	Cu[6], Cl[3]
Allgemeines
Name	Kupfer(II)-chlorid
Andere Namen	Kupferchlorid Kupfer(II)-chlorid Dihydrat (CuCl2 · 2 H2O)
Verhältnisformel	CuCl2 CuCl2 · 2 H2O (Dihydrat)
CAS-Nummer	7447-39-4 10125-13-0 (Dihydrat)
Kurzbeschreibung	braunes Pulver [2] blau-grünes Pulver (Dihydrat) [3]
Eigenschaften
Molare Masse	134,45 g·mol−1 170,48 g·mol−1 (Dihydrat)
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,39 g·cm−3 [2] 2,51 g·cm−3 [3]
Schmelzpunkt	630 °C (wasserfrei)[4]
Löslichkeit	422 g·l−1 (20 °C) in Wasser [2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2] Achtung H- und P-Sätze H: 302-315-319-410 EUH: keine EUH-Sätze P: 260-​273-​302+352-​305+351+338 [2] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2] Gesundheits- schädlich Umwelt- gefährlich (Xn) (N) R- und S-Sätze R: 22-36/38-50/53 S: 22-26-61
MAK	0,1 mg·m−3 [2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Kupfer(II)-chlorid ist eine chemische Verbindung und ein Kupfer-Salz der Salzsäure mit der Formel CuCl₂. Kristallwasserfreies Kupfer(II)-chlorid ist ein braunes Pulver, welches stark hygroskopisch ist. Durch den Einbau von Wassermolekülen in seine Kristallstruktur entsteht das Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat, ein blau-grüner Feststoff mit der Formel CuCl₂ · 2 H₂O. Das kristallwasserfreie Kupferchlorid zerfließt an feuchter Luft zu einem braunen Brei, während das Dihydrat an Luft stabil ist. Durch Erhitzen auf über 100 °C wird aus dem Dihydrat das Kristallwasser ausgetrieben und die braune, wasserfreie Form bleibt zurück.

Daneben gibt es noch basisches Kupfer(II)-chlorid (Kupfer(II)-oxychlorid, Cu₂Cl(OH)₃), das in Wasser unlöslich ist und als Tetrahydrat als Braunschweiger Grün bezeichnet wird.^[5]

Alle Verbindungen zeigen in einer Brennerflamme eine blaugrüne Flammenfärbung, hervorgerufen durch die Cu²⁺-Ionen.

Vorkommen

Kupfer(II)-chlorid kommt in der Natur als Mineral Tholbachit vor, das Dihydrat ist auch als Mineral Eriochalcit bekannt. Beide Verbindungen sind oft auch mit dem Kupfererz Atacamit vergesellschaftet.

Gewinnung und Darstellung

Im Labor kann man Kupfer(II)-chlorid aus Kupfer(II)-oxid und Salzsäure herstellen:

$\mathrm{CuO + 2\ HCl \longrightarrow CuCl_2 + \ H_2O}$

Technisch wird es durch Chlorieren von Kupferblech gewonnen.

$\mathrm{Cu + Cl_2 \longrightarrow CuCl_2}$

Eigenschaften

Kupfer(II)-chlorid (CuCl₂)

Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat CuCl₂ · 2 H₂O

Wasserfreies Kupfer(II)-chlorid tritt in der Form eines braunen bis gelben Pulvers auf; das Dihydrat ist türkisfarben. Beide erzeugen aufgrund der enthaltenen Kupferionen (Cu²⁺) eine grüne Flammenfärbung.

Das wasserfreie Kupfer(II)-chlorid kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der Raumgruppe C2/m in einer verzerrten CdI₂-Struktur. Die Verzerrung der Struktur wird durch den Jahn-Teller-Effekt hervorgerufen, der durch die Valenzelektronenkonfiguration (d⁹) der Cu²⁺-Ionen entsteht. Das wasserfreie Kupfer(II)-chlorid war die erste Verbindung, in der ein Koordinationspolyeder in Form eines (verzerrten) Oktaeders aus sechs Chlorid-Anionen um ein Cu²⁺-Ion nachgewiesen werden konnte.^[1]

Das Kupfer(II)-chlorid Dihydrat hingegen kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pbmn. Die Cu²⁺-Ion werden hier von vier Cl⁻-Ionen quadratisch-planar umgeben, die zwei verbleibenden Ecken des verzerrten Oktaeders sind durch die Wassermoleküle besetzt.^[6]

Verwendung

Kupferchlorid wird als Katalysator bei organischen Synthesen, z. B. bei der Herstellung des Textilfarbstoffes Anilinschwarz und der Oxychlorierung genutzt. Außerdem nutzt man es in der Pyrotechnik zur Erzeugung von grünen Flammen, bei der Kupferätzung (in einer Mischung mit Salzsäure), in der Fotografie zum Ausbleichen von Negativen, als basisches Kupferchlorid im Obst- und Weinbau gegen Pilzerkrankungen und zum Entrußen von Ölöfen.

Nachweis

Kupfer(II)-chlorid wird mit Ammoniakwasser nachgewiesen. Hierbei fällt blaues Kupfer(II)-hydroxid aus, welches sich bei weiterer Zugabe wieder als Tetraminkupfer löst.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} P. C. Burns, F. C. Hawthorne: Tolbachite, CuCl₂, the first example of Cu²⁺ octahedrally coordinated by Cl⁻. In: American Mineralogist. Nr. 78, 1993, S. 187–189.
2. ↑ ^{a b c d e f g} Eintrag zu CAS-Nr. 7447-39-4 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. Dezember 2007 (JavaScript erforderlich).
3. ↑ ^{a b} Eintrag zu CAS-Nr. 10125-13-0 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. Dezember 2007 (JavaScript erforderlich)
4. ↑ Datenblatt Kupfer(II)-chlorid bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
5. ↑ Römpp: Basislexikon Chemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1998, ISBN 3-13-115711-9
6. ↑ S. Brownstein, N. F. Han, E. J. Gabe, Y. le Page: A redetermination of the crystal structure of cupric chloride dihydrate. In: Zeitschrift für Kristallographie. Nr. 189, 1989, S. 13–15.

Kupferhalogenide

Kupfer(I)-Verbindungen: Kupfer(I)-fluorid | Kupfer(I)-chlorid | Kupfer(I)-bromid | Kupfer(I)-iodid

Kupfer(II)-Verbindungen: Kupfer(II)-fluorid | Kupfer(II)-chlorid | Kupfer(II)-bromid