Kupfer(II)-sulfid

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von Kupfer(II)-sulfid
__ Cu2+     __ S2−
Allgemeines
Name Kupfer(II)-sulfid
Andere Namen
  • Covellin
  • Cuprisulfid
  • Kupfermonosulfid
Verhältnisformel CuS
CAS-Nummer 1317-40-4
Kurzbeschreibung

schwarzer Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 95,61 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

4,6 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

507 °C (Zersetzung)[2]

Löslichkeit

unlöslich in Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
MAK

0,1 mg·m−3 [1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Kupfer(II)-sulfid ist eine chemische Verbindung des Kupfers und Schwefels. Es ist ein schwarzer, spröder Feststoff mit der Verhältnisformel CuS. Trotz dieser Verhältnisformel liegen in der Verbindung nicht nur Cu2+-Ionen vor, sondern sie besteht aus einer Mischung von Cu+- und Cu2+-Ionen. Das genaue Verhältnis ist Cu2ICuII(S2)S.[3]

Vorkommen[Bearbeiten]

In der Natur kommt Kupfer(II)-sulfid als das Mineral Covellin vor.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Kupfer(II)-sulfid wird (im Labor) durch Fällung aus wässriger Lösung dargestellt, beispielsweise durch Einleiten von Schwefelwasserstoff.[4]

\mathrm{Cu^{2+}_{(aq)} + S^{2-} \longrightarrow CuS_{(s)} \downarrow}

Hochreines Kupfer(II)-sulfid erhält man durch Reaktion einer Kupfer(I)-sulfid/Schwefel-Mischung bei Raumtemperatur.[4]

\mathrm{2 \ Cu_2S + S_2 \longrightarrow 4 \ CuS}

Eigenschaften[Bearbeiten]

Kupfer(II)-sulfid

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

Kupfer(II)-sulfid ist ein schwarzer, wasserunlöslicher Feststoff, der in der Natur als sulfidisches Kupfererz vorkommt. Er ist elektrisch leitfähig. In feuchter Luft wird das Erz Kupfer(II)-sulfid zu Kupfersulfat oxidiert. In trockener Luft bei Raumtemperatur ist die Verbindung stabil. Wird Kupfer(II)-sulfid unter Luftausschluss erhitzt, zerfällt es bei 507 °C zu Kupfer(I)-sulfid und flüssigem Schwefel. Das entstandene Kupfersulfid ist aber nicht stöchiometrisch aufgebaut und lässt sich durch die Form Cu2-xS besser beschreiben.[2]

\mathrm{2 \ CuS \longrightarrow Cu_2S + S}

Das Rösten des Erzes an Luft führt hingegen zu Kupfer(II)-oxid und Schwefeldioxid.

Kupfer(II)-sulfid hat eine hexagonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe P63/mmc (a = 3,794 Å, c = 16,33 Å) und eine Bildungsenthalpie von −48,5 kJ/mol.[4]

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

Kupfer(II)-sulfid ist löslich nur in konzentrierten, oxidierenden Säuren. Beispielsweise reagieren 3 mol CuS mit 8 mol konz. Salpetersäure zu Kupfersulfat (3 mol), Stickstoffdioxid (8 mol) und Wasser (Redoxreaktion). In verdünnten Säuren ist es unlöslich. Im Kationentrenngang wird es daher schon bei pH 4–5 in der Schwefelwasserstoffgruppe ausgefällt, in Salpetersäure gelöst und mit Ammoniakwasser als Kupfertetramminkomplex nachgewiesen (Nachweise für Kationen, Nachweisreaktion).

Verwendung[Bearbeiten]

Kupfer(II)-sulfid wird für fäulnishemmende Anstriche verwendet.

In den 1970er und 1980er Jahren wurde Kupfer(II)-sulfid als Kathodenmaterial in Lithium-Batterien für Herzschrittmacher eingesetzt.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f Eintrag zu Kupfer(II)-sulfid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3. Dezember 2007 (JavaScript erforderlich)
  2. a b R. Blachnik, A. Müller: The formation of Cu2S from the elements: I. Copper used in form of powders. In: Thermochimica Acta. 2000, 361, S. 31-52, doi:10.1016/S0040-6031(00)00545-1.
  3. Nils Wiberg Egon Wiberg Arnold Fr. Holleman: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.
  4. a b c  Georg Brauer: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. Band II, 1978, ISBN 3-432-87813-3, S. 982.

Siehe auch[Bearbeiten]

Kupfer(I)-sulfid