Ossido rameoso o rameico? Curiosità

[paolo.fiocca]

Ciao ragazzi, stavo riflettendo su questa cosa e credo possa essere un buon argomento di discussione.   

Tutti abbiamo presente la patina più o meno spessa che si forma sulle monete di rame. Già solamente osservando la patina oppure meglio intervenendo con l'elettrolisi (solo monete fracassate e ormai senza valore, state tranquilli!), il precipitato a volte é di colore bruno (quindi ossido rameoso) altre volte sul nero (ossido rameico).                                               

Da qui due domande: il tipico verde molto comune allora che composto é ? Carbonato rameico CuCo3? 

Da cosa dipende l'ossidazione del rame in +1 per formare ossido rameoso o in +2 per formare ossido rameico? 

Modificato 28 Settembre, 2017 da paolo.fiocca

[demonetis]

Troppo tecnico. C'è qualche chimico in ascolto?

[Liamred00]

Il rame è un metallo rosato o rossastro, di conducibilità elettrica e termica elevatissime, superate solo da quelle dell'argento; è molto resistente alla corrosione (per via di una patina aderente che si forma spontaneamente sulla superficie, prima di colore bruno e poi di colore verde o verde-azzurro) e non è magnetico.

I due più comuni stati di ossidazione del rame sono +1 (ione rameoso, Cu⁺) e +2 (ione rameico, Cu²⁺)

I sali di rame(II) hanno un tipico colore verde-azzurro; la reazione con l'anidride carbonica atmosferica produce il carbonato di rame(II), responsabile della patina verde che copre i tetti e le superfici di rame esposte all'aria

Da Wikipedia

[Liamred00]

Ossidazione è quando un elemento o composto entra in contatto con l'ossigeno dando luogo a composti che si chiamano ossidi e anidridi.

[paolo.fiocca]

1 ora fa, Liamred00 dice:

Ossidazione è quando un elemento o composto entra in contatto con l'ossigeno dando luogo a composti che si chiamano ossidi e anidridi.

Certo. Pero la mia curiositá era sul perche si formano composti diversi e da cosa dipende... davvero in tutto internet non ho trovato risposta!

Modificato 28 Settembre, 2017 da paolo.fiocca

[ascamanaut]

11 ore fa, Liamred00 dice:

Ossidazione è quando un elemento o composto entra in contatto con l'ossigeno dando luogo a composti che si chiamano ossidi e anidridi.

Chimicamente parlando si ha ossidazione quando un elemento chimico in una reazione aumenta il suo numero di ossidazione

carbonato di rame Cuc03 azzurrino

Carbonato basico di rame CuCO₃ · Cu(OH)₂   verde  ( noto anche come azzurrite se sintetizzato o malachite in forma naturale )

carbonato di rame idrato CuCO3.Cu.(OH)2  verde

per sintetizzarli in laboratorio ci sono varie procedure , sulle monete in rame o che lo contengono si formano in base a svariati fattori quasi mai prevedibili

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Modificato 29 Settembre, 2017 da ascamanaut

[Roy Batty]

On 28/9/2017 at 11:47 PM, paolo.fiocca said:

Certo. Pero la mia curiositá era sul perche si formano composti diversi e da cosa dipende... davvero in tutto internet non ho trovato risposta!

Il perché si formi un composto ad stato d'ossidazione x rispetto ad uno a stato di ossidazione y è un perché che è solo in apparenza semplice.

In realtà è parecchio complesso e ci sono parecchi fattori in gioco, i quali possono essere elencati come:

• Potenziali di riduzione standard dell'ossidante e dei riducente; più è grande la differenza tra questi due potenziali standard più tenderà a formarsi un composto del metallo con uno stato di ossidazione alto.
• Eventuali reagenti accessori, come acidi, basi, agenti precipitanti e/o complessanti, e la loro concentrazione relativa rispetto ai reagenti principali; questi due fattori modificano i potenziali di riduzione standard trasformandoli in potenziali di riduzione effettivi i quali sono quelli che effettivamente valgono all'interno dell'ambiente di reazione.
• Sovrapotenziali; dovuti ad effetti cinetici possono bloccare una reazione che, almeno sulla carta, dovrebbe risultare fattibile.

 

• Natura dei componenti del composto finale; esistono essenzialmente tre tipi di specie ioniche e non ioniche differenziabili per loro polarizzabilità, le molli, le dure e le intermedie, la regola generale è che si avrà reazione molto più facile tra specie simili.
• Dimensioni e disposizione dei componenti del composto finale; combinare reagenti con dimensioni simili e disponendoli con un opportuna simmetria facilita di molto una reazione.
• Caratteristiche elettroniche dei componenti del composto finale; si tratta di effetti quantistici che se sfavorevoli possono rallentare a tal punto la cinetica di una reazione da bloccarla del tutto.

 

I primi tre fattori che ho elencato sono fattori, per così dire, più "pratici" mentre gli ultimi tre sono più "teorici", ma alla fin fine i due gruppi sono equivalenti anche se visti attraverso ottiche diverse. Comunque, nel loro complesso questi fattori vengono insegnati ad un livello d'istruzione magistrale, e spesso, nei casi più complessi neanche bastano a prevedere come si svilupperà una reazione, come già accennava in precedenza @ascamanaut.

 

 

[Cesare Augusto]

Se può essere utile allego quanto segue; già presentato a suo tempo su questo forum; buona giornata a tutti

 

Le alterazioni del Rame: Quelle che principalmente interessano i bronzi e la monetazione in particolare sono dovute:

·        all’aggressione di agenti, in ambiente riducente, come il solfuro

·         oppure all’ossidazione pura e semplice, in ambiente aerobio;

·         altre forme sono dovute alla presenza dell’anidride carbonica

·        ed altre ancora essenzialmente allo ione cloro

 

(Rame nativo)

 

 

Il solfuro (S^--) può originarsi, in condizioni di anaerobicità ed in presenza di materiale organico, per riduzione dei solfati (SO₄^--) vuoi nei fondami marini od in presenza di esalazioni vulcaniche, dove lo Zolfo la fa da padrone e le patine che si originano su di una moneta di Rame possono assumere colorazione che sfuma dal grigio scuro del solfuro rameoso (Cu₂S)  al nero, con riflessi bleu indaco, del solfuro rameico (CuS).

 

Entrambe questi composti si trovano come minerali in natura:”Calcocite” è detta il solfuro rameoso  “Covellina” il rameico.

 

                   

                           (Calcocite)                                        (Covellina)

 

Anche l’Ossigeno, in ambiente fortemente aerato può dare luogo a patine diverse, rosso mattone, come ossido rameoso (Cu₂O) o nera se l’ossido di Rame è rameico (CuO) ed anche in questo caso in natura si trovano i rispettivi minerali detti nell’ordine: “Cuprite” e “Tenorite”.

 

       

                          (Cuprite)                                                  (Tenorite)

 

Per inciso e per chi ha poca dimestichezza con la chimica, gli altri mi scuseranno, si ricorda che il Rame ( Cu da Cuprum o Cyprum dall’isola di Cipro ov’era abbondante ab antiquo) presenta due valenze: mono e bivalente; alla valenza mono si attribuisce il suffisso “oso” mentre al composto bivalente il suffisso “ico”

 

 

 

 

 

 

L’anidride carbonica, veicolata dall’umidità, dà luogo a due composti molto appariscenti; azzurro il primo, verde intenso il secondo; le loro formule sono:

·        2CuCO₃ . Cu(OH)₂  Il minerale che si ritrova in natura è detto “Azzurrite” per l’intenso colore azzurro

·        CuCO₃ . Cu(OH)₂  Il minerale che si ritrova in natura è noto come “Malachite” e con “Verde Malachite” si indica la colorazione della patina che si forma sui bronzi e sulle monete.

Queste colorazioni, con tutta una varietà di artistiche sfumature, le si possono osservare sui pluviali che hanno resistito all’aggressione dei soliti cercatori di Rame cha da qualche anno a questa parte abbondano  nel nostro paese…c’è chi va per funghi e chi per pluviali…de gustibus.

 

         

                          (Azzurrite)                                               (Malachite)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lo ione Cloro attacca il Rame dai suoi ossidi o carbonati, più o meno profondamente, trasformandolo sia in cloruro rameoso che in cloruro rameico; ma quel ch’è peggio, in una forma ossidata dalla formula: Cu₂(OH)₃Cl cui corrisponde un minerale chiamato: Atacamite oppure nella forma di ossicloruro con formula: CuOHCl  precursore del “Cancro dei bronzi”

Il colore è verde più o meno intenso,l’aspetto: farinaceo della polvere sottile.

 

(Atacamite)

 

Nell’acqua standard oceanica che abbiamo utilizzato ci sono tutti questi ingredienti:

·        Lo ione solfato( SO₄^--) sotto forma di Sodio solfato

·        L’Ossigeno deriva dallo scambio con l’ambiente favorito dall’agitazione.

·        Lo ione carbonato (CO₂^--) è stato aggiunto sotto forma di Sodio bicarbonato

·        Lo ione Cloro la fa da padrone; come cloruro di Sodio, di Calcio e di Magnesio

Per quanto sopra ci aspettiamo  una patina tendenzialmente sul verde azzurro la cui consistenza  è prevedibile che sia messa a dura prova vuoi dal “Farinaceo” dei cloruri che dall’azione abrasiva della sabbia e per sciogliere questi dubbi non resta che attendere la fine almeno del primo step della sperimentazione; nel frattempo godiamoci la tabella che segue in cui sono riportati quasi tutti i minerali del Rame.

 

 

 

 

 

 

I MINERALI DEL RAME
Denominaz.	Formula	p.s.	Categor.	Colore	Sistema
Calcocite	Cu2S	5,5 – 8,5	Solfuri	Grigio piombo	Rombico
Bornite	Cu5FeS4	5,7	Solfuri	Rosso bronzeo	Cubico
Calcopirite	CuFeS2	4,2 – 4,3	Solfuri	Giallo ottone	Tetragonale
Tetraedrite	Cu3SbS3	4,5 – 5,2	Solfuri	Grigio acc.bruno	Cubico
Enargite	Cu3AsS4	4,45	Solfuri	Grigio ferro	Rombico
Covellina	CuS	4,59-4,76	Solfuri	Bleu indaco	Esagonale
Emplectite	CuBiS2	6,38	Solfuri	Grigio chiaro	Rombico
Polibasite	(Ag,Cu)Sb2S11	6,0 – 6,2	Solfuri	Nero ferro	Monoclino
Bournonite	PbCuSbS3	5,7 – 5,9	Solfuri	Grigio scuro	Rombico
Atacamite	Cu2(OH)3Cl	3,76	Aloidi	Verde	Rombico
Boleite	5PbCl2.4Cu(OH)2. AgCl2.1/2 H2O	5,05	Aloidi	Bleu scuro	Tetragonale
Cuprite	Cu2O	5,8 – 6,2	Ossidi	Rosso mattone	Tetragonale
Azzurrite	Cu3[(OH)CO3]2	3,83	Carbonati	Azzurro	Monoclino
Malachite	Cu2[(OH)2CO3]2	4,00	Carbonati	Verde	Monoclino
Auricalcite	(Zn,Cu)5[(OH)3CO3]2	4,20	Carbonati	Celeste	Rombico
Brocantite	Cu4[(OH)6SO4]	3,97	Solfati	Verde brillante	Monoclino
Linarite	PbCu[(OH)2 SO4]	5,35	Solfati	Azzurro intenso	Monoclino
Cianotrichite	Cu4Al2[(OH)12SO4]2.2H2O	2,75	Solfati	Azzurro cielo	Rombico
Divellina	CaCu4[(OH)3SO4]2.3H2O	3,13	Solfati	Verde	Monoclino
Serpierite	Ca(Cu,Zn)4[(OH)3SO4].3H2O	2,52	Solfati	Azzurro cielo	Rombico
Olivenite	Cu2[(OH)AsO4]	4,3	Arseniati	Da verde oliva a giallo bruno	Rombico
Tirolite	Ca3Cu9[(OH)10AsO4]4.10H2O	3,10	Arseniati	Da Verde chiaro a verde azzurro	Rombico
Calcofillite	(Cu,Al)2[(OH)4AsO4. SO4] . 6 H2O	2,67	Arseniati	Verde smeraldo	Trigonale
Liroconite	CuAl[(OH)4AsO4.SO4].4H2O	2,9 – 3,0	Arseniati	Azzurro cielo	Monoclino
Dicloizite	Pb(Zn.Cu) [(OH)VO4]	5,5 – 6,2	Vanadati	Da rosso a bruno	Rombico
Volborthite	Cu3(VO4)2.3H2O	3,5 – 3,8	Vanadati	Verde oliva	Monoclino
Turchese	CuAl6[(OH)2PO4]4.4H2O	2,6 - 2,8	Fosfati	Turchese	Triclino
Torbernite	Cu(UO2.PO4)212HO	3,3	Fosfati	Verde smeraldo (radioattiva)	Tetragonale
Dioptasio	Cu6(Si6O18).6H2O	3,3	Silicati	Verde smeraldo	Trigonale
Crisocolla	Cu4H4[(OH)8.Si4O10]	2,0 – 2,4	Silicati	Verde brillante	Rombico

 

[apollonia]

Per gli amanti delle patine.

Una bella patina verde malachite localizzata in parte attorno all’orecchio di Atena e in parte sulla zona posteriore dell’elmo si può vedere su questo bronzo di Amiso che ho appenda descritto in

Il rame si ossida all’aria umida a ossido rameoso Cu₂O (rossastro) anche a temperatura ambiente, mentre l’ossido rameico CuO (nero) si forma ad alte temperature.

L’ossido rameoso rappresenta lo stato di ossidazione iniziale del rame nelle condizioni atmosferiche, che poi può evolvere ad altri composti come i carbonati (azzurrite e malachite), il solfato, i solfuri, ecc. a seconda delle condizioni ambientali.

I prodotti di ossidazione più ‘pericolosi’ sono i cloruri che si formano nei suoli ricchi di ioni cloro, in quanto, quando entrano in contatto con l’umidità dell’aria, danno luogo a quel fenomeno distruttivo noto come ‘cancro del bronzo’ che praticamente polverizza la parte intaccata.