Oxicloruro de cobre

El oxicloruro de cobre o cloruro de cobre tribásico es un compuesto químico con la fórmula Cu₂(OH)₃Cl. Se trata de una sustancia sólida cristalina verdosa que se encuentra de forma natural en algunos yacimientos de minerales, productos de la corrosión de los metales, arte y objetos arqueológicos y también en algunos sistemas biológicos.

Oxicloruro de cobre
Nombre IUPAC
Trihidróxido cloruro de dicobre(II)
General
Fórmula estructural	Cu2(OH)3Cl 3Cu(OH)2·CuCl2
Fórmula molecular	H3ClCu2O3
Identificadores
Número CAS	1332-65-6^[1]​
ChemSpider	10142932
PubChem	11969527
UNII	76712031PG
SMILES [OH-].[OH-].[OH-].[Cl-].[Cu+2].[Cu+2]
InChI InChI=InChI=1S/ClH.2Cu.3H2O/h1H;;;3*1H2/q;2*+2;;;/p-4 Key: SKQUUKNCBWILCD-UHFFFAOYSA-J
Propiedades físicas
Apariencia	Sólido cristalino verde
Densidad	3500 kg/m³; 3,5 g/cm³
Masa molar	213 567 g/mol
Punto de fusión	250 °C (523 K)
Punto de descomposición	300 °C (573 K)
Propiedades químicas
Solubilidad en agua	Insoluble
Solubilidad	Insoluble en disolventes orgánicos
Peligrosidad
SGA
NFPA 704	0 2 0
Frases H	H301 H332 H400 H410
Frases P	P261 P264 P270 P271 P273 P312P321 P330 P391 P405 P501
Compuestos relacionados
Sales de cobre insolubles	Óxido de cobre (II), Óxido de cobre (I), Hidróxido de cobre (II)
Sales de cobre solubles	Acetato de cobre (II), Sulfato de cobre
Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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Uno de sus principales usos es como fungicida y también está autorizado en agricultura ecológica. También se fabrica industrialmente. Desde 1994 se fabrican miles de toneladas al año y se utiliza como suplemento nutricional en los animales de ganadería.

Presencia en la naturaleza

El Cu₂(OH)₃Cl se presenta como minerales naturales en cuatro formas cristalinas polimórficas: atacamita, paratacamita, clinoatacamita, y botallackita. La atacamita es ortorrómbica, la paratacamita es romboédrica y los otros dos polimorfos son monoclínicos. La atacamita y la paratacamita son minerales secundarios comunes en áreas de mineralización de cobre y con frecuencia se forman como productos de corrosión de metales que contienen cobre.^[2]​^[3]​^[4]​^[5]​^[6]​^[7]​^[8]​

La forma más común de Cu₂(OH)₃Cl es la atacamita, producto de la oxidación de otros minerales de cobre, que recibe el nombre del desierto de Atacama en Chile donde se puede encontrar además de en otros sitios áridos así como en las fumarolas submarinas. La atacamita se puede encontrar también en objetos de bronce del antiguo Egipto y Mesopotamia. Se puede encontrar atacamita en mandíbula del gusano Glycera dibranchiata. La atacamita es estable.^[3]​^[4]​^[5]​^[9]​

La paratacamita es otro polimorfo del Cu₂(OH)₃Cl que recibió su nombre del desierto de Atacama en Chile. Se ha identificado en el producto de corrosión verde claro en polvo que se forma en una superficie del cobre o bronce, a veces en pústulas de corrosión. Se puede distinguir de la atacamita por la forma romboédrica de sus cristales.^[3]​^[4]​^[7]​

La botallackita es la menos estable de los cuatro polimorfos de Cu₂(OH)₃Cl. Es de color verde azulado pálido. Este raro mineral se encontró por primera vez, y luego se identificó, en la mina de Botallack en Cornualles, Inglaterra. También es un producto de corrosión raro en hallazgos arqueológicos. Por ejemplo, fue identificado en una estatua egipcia de Bastet.^[3]​^[4]​^[6]​

El cuarto polimorfo de la familia del Cu₂(OH)₃Cl es la clinoatacamita. Fue encontrado e identificado en Chuquicamata, Chile, en 1996. Fue nombrado en alusión a su morfología monoclínica y su relación con la atacamita. También es de color verde pálido pero tiene cristales monoclínicos. La clinoatacamita se puede confundir fácilmente con la paratacamita estrechamente relacionada. Se cree que la clinoatacamita debería reemplazar la mayoría de los casos de paratacamita reportados anteriormente en la literatura de conservación.^[3]​^[4]​^[8]​

Propiedades

El oxicloruro de cobre Cu₂(OH)₃Cl se descompone alrededor de los 220.oC con la liberación de ácido clorhídrico. Es muy estable en medios de pH neutro pero en los alcalinos produce óxidos. Es virtualmente insoluble al agua y en disolventes orgánicos y soluble en ácidos minerales dando las correspondientes sales de cobre. También es soluble en soluciones de amonio, aminas y EDTA .

Se transforma fácilmente en hidróxido cúprico reaccionando con el hidróxido de sodio

${\displaystyle \mathrm {Cu_{2}(OH)_{3}Cl+3\ HCl\rightarrow 2\ CuCl_{2}+3\ H_{2}O} }$  (ec.1)

${\displaystyle \mathrm {Cu_{2}(OH)_{3}Cl+NaOH\rightarrow 2\ Cu(OH)_{2}+NaCl} }$  (ec.2)

Preparación

• Hidrólisis de CuCl₂

${\displaystyle \mathrm {2\ CuCl_{2}+3\ NaOH\rightarrow Cu_{2}(OH)_{3}Cl+3\ NaCl} }$  (ec.3)

También por la siguiente reacción:

${\displaystyle \mathrm {CuCl_{2}+3\ CuO+3\ H_{2}O\rightarrow 2\ Cu_{2}(OH)_{3}Cl} }$  (ec.4)

Si hay suficientes iones de cloruro en la disolución, la hidrólisis de CuSO₄ en medio álcali también produce Cu₂(OH)₃Cl:

${\displaystyle \mathrm {2\ CuSO_{4}+3\ NaOH+NaCl\rightarrow Cu_{2}(OH)_{3}Cl+2\ Na_{2}SO_{4}} }$  (ec.5)

• Producción industrial por oxidación al aire de Cu(I)Cl en una disolución de salmuera:

Se obtiene industrialmente mediante la oxidación de cloruro de cobre (I) en una disolución de salmuera . Para esto, el cloruro de cobre (II) se reduce en una solución concentrada de cloruro de sodio con cobre metálico. El cloruro de cobre (I) resultante se calienta y se oxida a oxicloruro de cobre al aire:

${\displaystyle \mathrm {CuCl_{2}+Cu+2\ NaCl\rightarrow 2\ NaCuCl_{2}} }$  (ec.6)

${\displaystyle \mathrm {6\ NaCuCl_{2}+{\tfrac {3}{2}}O_{2}+\ H_{2}O\rightarrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {CuCl_{2}\cdot 3\ Cu(OH)_{2}+2\ CuCl_{2}+6\ NaCl} }$  (ec.7)

Usos

Antes de 1994 la producción industrial del oxicloruro de cobre se destinaba a fungicidas o a productos intermedios en la fabricación de otros productos de cobre. A partir de ese año se va a utilizar también en la nutrición animal^[10]​^[11]​

Como fungicida se usa en la mayoría de los cultivos, frutales, cítricos, viña, algodón etc. Contra hongos como Phytophtora y otros mediante pulverización sobre las plantas.^[2]​^[12]​

Como pigmento en vidrio, cerámica y pinturas. También como cosmético en el antiguo Egipto .^[13]​^[14]​

En pirotecnia como agente colorante azul.

Como catalizador en síntesis orgánica para la cloración y oxidación.

Como suplemento nutricional sobre la base de la necesidad de cobre a niveles bajos, ya que está presente en enzimas con funciones metabólicas en la mayoría de los organismos. Desde inicios del siglo XX se incorpora cobre en la dieta de los animales de ganadería pero se hacía con otros compuestos de cobre como el sulfato de cobre pentahidratado que producía algunos problemas por reacciones indeseadas en ambientes cálidos y húmedos. Por eso se sustituyó por el oxicloruro de cobre que es mucho más estable.

Referencias

1. Número CAS
2. Richardson, H. W. Ed., Handbook of Copper Compounds and Applications. Marcel Dekker, Inc., New York, NY, U.S.A., 1997, 71.
3. (a) http://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/atacamite.pdf; (b) http://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/botallackite.pdf; (c) http://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/paratacamite.pdf (d) http://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/clinoatacamite.pdf
4. (a) http://webmineral.com/data/Atacamite.shtml; (b) http://webmineral.com/data/Botallackite.shtml; (c) http://webmineral.com/data/Paratacamite.shtml; (d) http://webmineral.com/data/clinoatacamite.shtml.
5. (a) Wells, A. F. The crystal structure of atacamite and the crystal chemistry of cupric compounds. Acta Crystallogr. 1949, 2, 175-80. (b) Paris, J. B; Hyde, B. G. The structure of atacamite and its relationship to spinel. Crystal. Struc. Comm. 1986, C42(10), 1277-80.
6. Hawthorne, F. C. Refinement of the crystal structure of botallackite. Mineral Mag. 1985, 49, 87- 89.
7. FLeet, M.E. The crystal structure of paratacamite, Cu₂(OH)₃Cl. Acta Crystallorg. 1975, 831, 183-187.
8. (a) Jambor, J. L.; Dutrizac, J. E.; Roberts, A. C.; Grice, J. D.; Szyma´nski, J. T. Clinoatacamite, a new polymorph of Cu2(OH)3Cl, and its relationship to paratacamite and “anarakite”. Can. Mineral. 1996, 34, 61–72; (b) Grice, J.D.; Szyma´nski, J. T.; Jambor, J. L. The crystal structure of clinoatacamite, a new polymorph of Cu₂(OH)₃Cl. Can. Mineral. 1996, 34, 73–78.
9. (a) Lichtenegger, H. C.; Schöberl, T.; Bartl, M. H.; Waite, H.; Stucky, G. D. High Abrasion Resistance with Sparse Mineralization: Copper Biomineral in Worm Jaws. Science 2002, 298 (5592), 389 – 392; (b) Lichtenegger, H. C.; Birkedal, H.; Casa, D. M.; Cross, J. O.; Heald, S. M.; Waite, H.; Stucky, G. D. Distribution and Role of Trace Transition Metals in Glycera Worm Jaws Studied with Synchrotron Microbeam Techniques. Chem. Mater. 2005, 17, 2927-2931
10. (a) Steward, F. A. Micronutrients, Heritage Environmental Service, US. Micronutrient supplement. WO95024834, US5451414, US5534043. (b) Steward, F. A. Micronutrients, Heritage Environmental Service, US. Vitamin compatible micronutrient supplement. WO00032206.
11. Steward, F. A. Development and manufacture of an innovative mineral feed ingredient produced from recycled copper. Proceeding of The 4th Int. Symposium on Recycling of Metals and Engineered Materials, Oct. 22-25, 2000, Pittsburgh, PA.
12. Lubej, A.; Koloini, T.; Pohar, C. INDUSTRIAL PRECIPITATION OF CUPRIC HYDROXY-SALTS. Acta Chim. Slov. 2004, 51, 751-768.
13. Eastaugh, N.; Walsh, V.; Chaplin, T.; Siddall, R. The Pigment Compendium. A Dictionary of Historical Pigments. Elsevier Butterworth-Heinemann Linacre House, Oxford, UK. 2004.
14. Scott, D. A. A Review of Copper Chlorides and Related Salts in Bronze Corrosion and as Painting Pigments. Studies in Conservation 2000, 45(1), 39-53.

•   Datos: Q2647468
•   Multimedia: Dicopper(II) chloride trihydroxide / Q2647468