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


Schwarzes amorphes  oder kristallines Pulver 


Flasche
Gefahrenklassen + Kategorie
Akute Toxizität oral 4
Gewässergefährdend chron./akut 1
HP-Sätze (siehe Hinweis)   
H 302, 400, 410   
P 260, 273, 280.3
Entsorgung
 G 4
Piktogramme
GHS 07
GHS 09
Achtung
Seite oben Spezielle Bemerkungen für Schulen
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.
Seite oben Eigenschaften
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.

Kupferoxide

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 reagiert zu  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 reagiert zu  Cu  +  H2O          ΔHR = −129 kJ/mol 
Mit Holzkohle:  2 CuO  +  C reagiert zu  2 Cu  +  CO2       ΔHR = −79 kJ/mol 
Mit Aluminium:  3 CuO  +  2 Al reagiert zu  3 Cu  +  Al2O3    ΔHR = −1205 kJ/mol 
 
Explosvie REaktion von Kupfer(II)_oxid mit Aluminiumpulver

Bei der explosionsartigen Reaktion von Kupfer(II)-oxid
mit Aluminiumpulver entsteht eine Kupferwolke.

Diese Demonstration ist für Schulen nicht geeignet.
Film erhältlich auf >DVD 

Seite oben Herstellung
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:  

2 Cu  +  O2 reagiert zu  2 CuO  
CuO  +  Cu reagiert zu  Cu2O  

Kupferblech in Brennerflamme
Lupe
Ein gefalteter Kupferbrief wird erhitzt.
Kupferbrief nach der Reaktion
Lupe
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 reagiert zu  Cu(OH)2  +  Na2SO4  
(b)  Cu(OH)2 reagiert zu  CuO  +  H2
Seite oben Verwendung
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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