Kupfer(II)-chlorid

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Kristallstruktur
Struktur von Kupfer(II)-chlorid
__ Cu2+     __ Cl
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]
07 – Achtung 09 – Umweltgefährlich

Achtung

H- und P-Sätze H: 302​‐​315​‐​319​‐​410
P: 260​‐​273​‐​302+352​‐​305+351+338 [2]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5][2]
Gesundheitsschädlich Umweltgefährlich
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.[6]

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

Vorkommen[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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}

Kupfer(II)-chlorid kann auch durch einfache Elektrolyse von Natriumchlorid mit Kupferelektroden hergestellt werden. Das Chlor der Elektrolyse verbindet sich dann direkt mit dem Kupfer der Elektroden. Beim Eindampfen entsteht Kupfer(II)-chlorid Dihydrat.

Eigenschaften[Bearbeiten]

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.[7]

Verwendung[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

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

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  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 (PDF) bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
  5. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. Römpp: Basislexikon Chemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1998, ISBN 3-13-115711-9
  7. 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.