Bakır(II) oksit

Bakır (II) oksit ya da küprik oksit (CuO) bakırın daha yüksek oksit formunda olanıdır. Doğada tenorit minerali halinde bulunur.
Kimyasal özellikleri
İyonik bir yapıya sahip siyah bir katı olan bakır (II) oksit, 1200 C üzerinde bir miktar oksijen kaybederek erir. Bakır (II) oksit, bakır metalinin hava içerisinde ısıtılmasıyla elde edilebilir:
2 Cu + O2 - 2 CuO
Bu reaksiyonda bakır(I) oksit de oluşur. Bu yüzden saf bakır (II) oksit bakır(II) nitrat, bakır(II) hidroksit ya da bakır(II) karbonatın ısıtılmasıyla elde edilir:
2 Cu(NO3)2 - 2 CuO + 4 NO2 + O2
Cu(OH)2 (s) - CuO (s) + H2O (l)
CuCO3 - CuO + CO2
Bakır(II) oksit bir bazik oksit olduğu için hidroklorik asit, sülfürik asit ya da nitrik asit gibi mineral asitlerde çözünerek ilgili bakır(II) tuzlarını verir:
CuO + 2 HNO3 - Cu(NO3)2 + H2O
CuO + 2 HCl - CuCl2 + H2O
CuO + H2SO4 - CuSO4 + H2O
Derişik alkali çözeltileri ile reaksiyona girerek ilgili kuprat tuzlarını oluşturur:
2 XOH + CuO + H2O - X2[Cu(OH)4]
Hidrojen ya da karbon monoksitle metalik bakıra indirgenir:
CuO + H2 - Cu + H2O
CuO + CO - Cu + CO2
Bakır(II) oksitin hazırlanması için bir laboratuvar yöntemi de bakır anot kullanılarak, orta gerilimde sodyum bikarbonat içeren suyun elektrolizine dayanır. Elde edilen bakır hidroksit, bazik bakır karbonat ve bakır karbonat karışımı toplanır ve ısıtılarak bakır(II) oksit elde edilir.
Kristal yapısı
Monoklinik kristal sistemine ait olan bakır(II) oksitin kristalografik nokta grubu 2/m ya da C2hdır. Birim hücresinin uzay grubu C2/c ve örgü parametreleri a = 4.6837(5), b = 3.4226(5), c = 5.1288(6), α = 90, β = 99.54(1), γ = 90 dir. Bakır atomu, yaklaşık bir kare düzlem konfigürasyonu konumunda 4 oksijen atomu tarafından koordine edilmektedir.
Sağlığa etkisi
Bakır (II) oksit tahriş edici bir maddedir. Ayrıca, endokrin ve merkezi sinir sisteminde hasara neden olabilir. Gözler ya da cilde teması tahrişe neden olabilir. Küprik oksit tozunu yutmak metalik bir tat, mide bulantısı, kusma ve karın ağrısı ile sonuçlanabilir. Daha ağır hallerde, mavi-yeşil renkli kusma, siyahımsı katran gibi ishal, sarılık ve karaciğer büyümesi olabilir. Kan hücrelerinin yırtılması sonucu dolaşım kollapsı ve şok oluşur. Soluma, septum ve akciğerlerin zarar görmesine yol açabilir. Bakır (II) oksit tozunun eritilmesi sırasında dumanın solunması grip benzeri belirtiler oluşturan metal dumanı ateşi denilen bir hastalığa yol açabilir. Bakır (II) oksit, Wilson hastalığı olan kişilerin bir kısmında bakır biriktiği için zehirliliğe yol açabilir. Bakır (II) oksit tozunun boşaltılması veya aktarılması iyi havalandırılmış bir ortamda yapılmalı ve cilt veya gözlerle temasını önlemek için gerekli güvenlik tedbirleri alınmalıdır. Bununla birlikte bakır sinir sistemi, bağışıklık sistemi, kalp ve ciltte dahil olmak üzere kılcal damarların oluşumu gibi pek çok dokunun normal işlevi için gerekli bir iz element olmasının yanında vücut tarafından çok iyi metabolize edilir. Bakır (II) oksit vitamin takviyelerinde ve reçetesiz satılan ilaçlarda güvenli bir bakır kaynağı olarak kullanılmaktadır. Küprik oksit ayrıca, kozmetik ve antimikrobiyal özelliklerinden dolayı yastık kılıfı ve çorap gibi tüketim ürünlerinde de kullanılmaktadır. Bakıra bağlı cilt hassasiyet riski son derece minimum sayılır.
Kullanımı
Küprik oksit, seramik alanında kırmızı, mavi ve yeşil (ve bazen pembe, gri ya da siyah) sırları üretmek için bir pigment olarak kullanılır. Aynı zamanda rayon yapmak için kullanılan kupramonyum hidroksit çözeltisi yapmak için de kullanılır. Bazen hayvanlardaki bakır eksikliğine karşı diyet takviyesi olarak da kullanılır. Bakır (II) oksit 1.2 eV gibi dar bir enerji aralığına sahip olduğundan p tipi yarı iletken olarak uygulama olanağı bulmuştur. Optik malzemeleri parlatmak için kullanılan bir aşındırıcıdır. Küprik oksit kuru pilleri üretmek için kullanılabilir. Ayrıca anot olarak lityum ve elektrolit olarak dioksalanla karıştırılmış lityum perklorat kullanılan ıslak hücreli pillerde katot olarak küprik oksit kullanılmaktadır. Bakır (II) oksit diğer bakır tuzlarının üretimi için kullanılabilir. Bakır alaşımlarıyla kaynak yapıldığında da kullanılmaktadır.
Bakır (II) oksitin başka bir kullanımı da termitte yer alan demir oksitin yerine kullanılmasıdır. Termit reaksiyonundan yangın çıkarmaktan düşük patlayıcı olarak kullanmaya kadar değişik alanlarda faydalanılmaktadır.
Atık maddelerin yok edilmesinde kullanımı
Küprik oksit siyanür, hidrokarbonlar, halojenleştirilmiş hidrokarbonlar ve dioksinler gibi tehlikeli maddelerin oksidasyon yoluyla ve güvenle yok edilmesi için kullanılabilir.
Aşağıdaki denklemler sırasıyla fenol ve pentaklorofenolün bakır oksit yardımıyla ayrışmasını göstermektedir:
C6H5OH + 14CuO - 6CO2 + 3H2O + 14Cu
C6Cl5OH + 2H2O + 9CuO - 6CO2 + 5HCl + 9Cu