ما هو أكسيد النحاس الثنائي CuO

في الكيمياء يمتلك أكسيد النحاس أكثر من صورة ومنها مركب أكسيد النحاس (II) والذي يعد عبارة عن أحد المركبات غير العضوية ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية (CuO)، علما أنه يتم استخدام أكسيد النحاس الثنائي على شكل مقدمة في العديد من المنتجات المحتوية على النحاس مثل المواد الحافظة للأخشاب والسيراميك.

أكسيد النحاس الثنائي

• إن أكسيد النحاس (II) هو أكسيد فلز يمتلك هيكل أيوني، ويحتوي على النحاس بعدد تأكسد مقداره (2+)، إن أكسيد النحاس الثنائي (CuO) هو عبارة عن مصدر نحاسي مستقر حراريًا غير قابل للذوبان بدرجة كبيرة كما أنه جيد من أجل تطبيقات البصريات والسيراميك والزجاج وغيرها.

• إن أكسيد النحاس الثنائي هو عبارة عن مادة في الحالة الصلبة ذات لون أسود تعرف باسم معدن التينوريت، كما يمكن أن يتم تشكيلها عن طريق تسخين معدن النحاس في وجود الأكسجين، ويتوفر أكسيد النحاس الثنائي أيضًا في أشكال مختلفة وفي معظم الأحجام.

• يظهر أكسيد النحاس (II) في الطبيعة في معادن التينوريت والميلاكونيت والباراميلاكونيت، في شكل نقي وهو يكون عبارة عن مسحوق أسود إلى بني أو مادة بلورية، ومثل أكسيد النحاس الأحادي فإن أكسيد النحاس الثنائي هو من أشباه الموصلات وهي عبارة عن مادة توصل تيارًا كهربائيًا على الرغم من أنها ليست تقريبًا مثل الموصلات مثل الذهب والفضة والألمنيوم.

• يتكون أكسيد النحاس (II) بشكل طبيعي في الأرض نتيجة لتجوية كبريتيدات النحاس (Cu2S و CuS)، ويتم تحضيره صناعياً عن طريق تسخين معدن النحاس في الهواء إلى حوالي 800 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت) أو بشكل أكثر شيوعًا عن طريق تسخين كربونات النحاس (II) (CuCO3) أو نترات النحاس (II) [Cu (NO3) 2] إلى درجات حرارة عالية (الحرارة الحمراء).

• على مدار التاريخ المسجل لقد تم استخدام أكسيد النحاس (II) كصبغة لتلوين السيراميك والمينا وطلاء البورسلين والأحجار الكريمة الاصطناعية وهي تطبيقات استمرت حتى يومنا هذا، حيث يضيف الأكسيد لونًا مزرقًا إلى مخضر لمثل هذه المواد.

• يستعمل أكسيد النحاس (II) أيضًا كمبيد حشري ومبخر، ويتم استعماله بشكل رئيسي في عملية معالجة نباتات البطاطس ويستعمل كعامل مضاد للحشف على أجسام القوارب، والعامل المضاد للحشف هو عبارة عن مادة تمنع تكوين البرنقيل والكائنات الحية الأخرى في قاع القارب، كما ويستخدم أيضًا كمادة حافظة للأخشاب ولحماية أعمدة السياج والتزيين والسقوف والألواح الخشبية وغيرها من هياكل المياه العذبة والبحرية من الحشرات والفطريات.

• الاستخدامات الأخرى التي يوضع فيها أكسيد النحاس (II) بما في ذلك ما يلي: عند تحضير المواد فائقة التوصيل والمواد التي ليس لها أساسًا مقاومة لتدفق التيار الكهربائي، في صناعة البطاريات والأقطاب الكهربائية، كتدفق لحام للاستخدام مع الأشياء والمواد البرونزية، من أجل تلميع الزجاج البصري والزجاج المستخدم في التلسكوبات والمجاهر والأدوات المماثلة.

• يستخدم أكسيد النحاس (II) في عملية تحضير الفوسفور، وفي المواد التي تتوهج في الظلام بعد تعرضها للضوء، ومن أجل إزالة مركبات الكبريت من البترول، وفي صناعة الحرير الصناعي، كما وتستخدم كعامل مساعد في العديد من التفاعلات الكيميائية الصناعية والتجارية.

حقائق مثيرة للاهتمام عن أكسيد النحاس (II)

• لقد استخدم الإغريق القدماء مزيجًا من أكسيد النحاس (II) وكبريتات النحاس (II) من أجل علاج الجروح، وتتطور البنسات الأمريكية أحيانًا إلى طلاء أسود ناتج عن أكسيد النحاس (II)، ويمكن إزالة الغلاف عن طريق تنظيف العملة في محلول من الخل وعصير الليمون والملح، ويمكن أيضًا استخدام كوكاكولا لاحتوائه على حمض الفوسفوريك (H3PO4) والذي يذيب أكسيد النحاس (II)، كما وتحتوي بعض مساحيق البصمات على أكسيد النحاس (II).

• يمكن العثور على أكسيد النحاس الثنائي في مكملات الفيتامينات المعدنية التي تُصرف دون وصفة طبية كمصدر [DB09130]، ويتراوح متوسط ​​المدخول الغذائي اليومي من النحاس عند البالغين بين 0.9 و 2.2 مجم، وتشمل الطرق الشائعة للتعرض لأكسيد النحاس الثنائي الابتلاع والتعرض الجلدي والاستنشاق.

• جسيمات أكسيد النحاس (II) النانوية (NPCuO) تمتلك تطبيقات صناعية كعوامل مضادة للميكروبات في المنسوجات والدهانات ومحفزات في التخليق العضوي، ويمكن أيضًا إنتاجها من النفايات الإلكترونية، علما أنه يشكل أكسيد النحاس الثنائي مصدر قلق محتمل على الصحة والبيئة بسبب الجسيمات السامة والمطفرة التي تولد أنواع الأكسجين التفاعلية.

• إن أكسيد النحاس الثنائي (CuO) مركب شبه موصل له هيكل أحادي الميل، واجتذب اهتمامًا خاصًا لأنه أبسط عضو في عائلة مركبات النحاس ويعرض مجموعة من الخصائص الفيزيائية المفيدة المحتملة مثل الموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية وتأثيرات الارتباط الإلكتروني وديناميكيات الدوران.

• أكسيد النحاس رخيص نسبيًا، ويمكن خلطه بسهولة مع السوائل المستقطبة (مثل الماء) والبوليمرات وهو مستقر نسبيًا من حيث الخصائص الكيميائية والفيزيائية، وقد تكون أكاسيد المعادن النانوية عالية الأيونية مثل (CuO) عوامل مضادة للميكروبات ذات قيمة خاصة حيث يمكن تحضيرها بمساحات سطحية عالية للغاية وتشكيلات بلورية غير عادية.

• لقد تم تمييز الجسيمات النانوية من أكسيد النحاس (CuO) فيزيائيًا وكيميائيًا، وتم فحصها فيما يتعلق بالتطبيقات المحتملة لمضادات الميكروبات، ولقد وجد أن (CuO) المقياس النانوي كما تم إنشاؤه بواسطة تقنية البلازما الحرارية، أظهر أحجام الجسيمات في النطاق 20-95 نانومتر بمتوسط ​​مساحة 15.7 م 2 لكل جم.

• في بعض الدراسات تم تحضير مسحوق أكسيد النحاس (II) للطلاء الكهربائي عن طريق استرجاع (CuCl2) من نفايات النقش من نوع (NaClO3) عن طريق تفاعل كيميائي من خطوتين غير متلبد، وفي حالة كربونات النحاس القلوية [mCuCo3 · nCu (OH) 2] منتج التفاعل الأول، يتم إنتاج (CuCo3) أكثر من (Cu(OH)2) عندما تكون النسبة المولية للتفاعل من كربونات الصوديوم منخفضة نظرًا لأن (m) أكبر من (n).

• مع زيادة النسبة المولية للتفاعل لكربونات الصوديوم يكون (m) أكبر من (n) ويكون (Cu(OH)2) ينتج أكثر من (CuCO3) أما في حالة (m لها نفس قيم n)، كانت نسبة جزيء التفاعل المثلى 1.44 عند درجة حرارة التفاعل 80 درجة مئوية بناءً على محتوى النحاس النظري البالغ 57.5 بالوزن. ٪.

• كانت الكمية المثلى من هيدروكسيد الصوديوم 120 جم عند 80 درجة مئوية لإنتاج أكسيد النحاس (II) المحضر باستخدام منتج كربونات النحاس الأساسي للتفاعل الأول، وفي هذا الوقت كان إنتاج أكسيد النحاس (II) 96.6٪ بالوزن، وأيضا كان تركيز أيون الكلوريد 9.7 مجم / لتر.

• كانت خصائص أكسيد النحاس (II) الناتج مثل متوسط ​​حجم الجسيمات ووقت الذوبان لحمض الكبريتيك وزاوية الراحة 19.5 مم و 64 ثانية و 34.8 درجة على التوالي، ووجد أن أكسيد النحاس (II) المحضر بـ 120 جم من هيدروكسيد الصوديوم وهي الكمية المثلى من الهيدروكسيد الأساسي لكربونات النحاس به فتحة تعبئة 11.0 مم وهو ما يرضي الحفرة العامة نطاق إدارة التعبئة 15 مم أو أقل.

• لقد أصبح التوليف الأخضر كطريقة لتحضير المواد النانوية لأكسيد المعادن أو المعدن طريقة تحضير مهمة وتنافسية لتحل محل طريقة التحضير التقليدية، ومن بين أكاسيد المعادن يعتبر أكسيد النحاس (II) المحفز النانوي مهمًا جدًا وقويًا كمحفز أو محفز ضوئي مع مجموعة واسعة جدًا من التطبيقات، ولكن يعتبر أكسيد النحاس الثاني مادة خطرة بشكل خاص (PHS) من قبل (EH&S) وتحتاج إلى موافقة قبل استخدامه.