Bakır(I) oksit

Bakır(I) oksit ya da küproz oksit formülü Cu2O olan inorganik bileşiktir. Bakırın oksitlerinden biridir. Bu kırmızı renkli katı bazı yosun önleyici boyaların bileşimine girmektedir. Bu bileşik, tanecik büyüklüğüne bağlı olarak sarı ya da kırmızı renkli olabilir. Bakır(I) oksit kırmızımsı renkteki kuprit minerali halinde bulunur.
Üretimi
Bakır(I) oksit birçok yöntemle üretilebilir. En basiti, bakır metalinin oksitlenmesidir :
4 Cu + O2 - 2 Cu2O
Su ve asitler gibi katkı maddeleri bu işlemin verimini etkilediği gibi oksidasyonu daha da ileriye, bakır(II) oksitlere kadar götürür.
Bakır(I) oksit ayrıca, bazik bakır(II) çözeltilerinin kükürt dioksit ile indirgenmesiyle de ticari olarak üretilir.
2 CuSO4 + 6 NaOH + SO2 - Cu2O + 3 Na2SO4 + 3 H2O
Küproz klorürün sulu çözeltisi bir bazla reaksiyona girerse bakır(I) oksiti verir.
2 CuCl + 2 NaOH - 2 Cu2O + 2 NaCl + H2O
Her durumda, bakır(I) oksitin rengi üretim işlemin ayrıntısına bağlı olarak son derece duyarlılık gösterir.
Bakır(I) oksit oluşumu şekerlerin indirgenmesine yönelik olan Fehling testi ve Benedict testinin temelini oluşturur. Bu şekerler bakır(II) tuzlarının bazik çözeltilerini, kıpkırmızı bir Cu2O çökeltisini vererek, indirger.
Gümüş kaplı bakır parçaları üzerindeki gümüş tabakası gözenekli olduğunda ya da zarar gördüğünde neme maruz kalan bakır parçaları üzerinde bakır(I) oksit oluşur. Korozyonun bu türü kırmızı veba olarak tanınır.
Bakır(I) oksit ayrıca bir bakır amonyak kompleks tuzunun hidrojen peroksit ile reaksiyona sokulmasıyla da hazırlanabilir.
Özellikleri
Bakır(I) oksit diyamanyetiktir. Koordinasyon küreleri yönünden, merkezdeki bakır çift olarak bulunurken oksitler tetrahedral yapı halindedir. Bundan dolayı yapı, bazı bakımlardan hem SiO2in ana polimorflarına benzemekte ve hem de yapı özelliği iç içe geçmiş kafes biçimindedir.
Derişik amonyak çözeltisinde çözünen bakır(I) oksit renksiz kompleks [Cu(NH3)2]+ bileşiğini oluşturur. Bu kompleks bileşik, havada kolayca mavi renkli [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ e yükseltgenir. Bakır(I) oksit hidroklorik asit içerisinde çözündüğünde CuCl2− çözeltisi oluşur.
Bakır(I) oksit ile reaksiyona giren seyreltik sülfürik asit, bakır(II) sülfat ve metalik bakır oluşturur (Disproporsiyonlaşma).
Cu2O + 2 H2SO4 - CuSO4 + Cu + H2O
Bakır(I) oksit ile reaksiyona giren seyreltik nitrik asit, bakır(II) nitrat ve metalik bakır oluşturur(Disproporsiyonlaşma).
Cu2O + 2 HNO3 - Cu(NO3)2 + Cu + H2O
Cu2O nemli havada bakır(II) oksite ayrışır.
Yapısı
Cu2O kafes sabiti l=4.2696 Å olan kübik bir yapıda kristalleşir. Cu atomları fcc alt kafeste, O atomları ise bcc alt kafeste dizilmiştir. Bir alt kafes diyagonal birimin dörtte bir oranında yer değiştirir. Uzay grubu olup tam oktahedral simetrili nokta grubu içerir.
Yarı iletken özellikleri
Yarı iletken fizik tarihinde, Cu2O en çok çalışılan malzemelerden biridir. Birçok deneysel gözlemler ve yarı iletken uygulamalar ilk kez bu malzeme kullanılarak gösterilmiştir:
Yarı iletken
Yarı iletken diyotlar
Wannier ekskiton serilerinin deneysel gösterimi
Katılarda polariton yayılım girişimleri
Ekskitonların dinamik stark etkisi
Fonoritonlar
Kullanımı
Bakır(I) oksit, genellikle pigment, fungusit ve deniz boyaları için yosun önleyici bir madde olarak kullanılır. Bu maddeye dayalı Doğrultucu diyotlar silisyum standart hale gelmeden çok önce daha 1924 yılında endüstriyel olarak kullanıldı. Pozitif bir Benedict testinin pembe renkli olmasına bakır(I) oksit neden olmaktadır.