Kisik se može kombinirati s bakrom može se kombinirati na različite načine da nastane dvije vrste spoja: bakrov(I) oksid, koji je inače crvenkasti prah, i bakrov(II) oksid, koji je obično crni prah. Javljaju se prirodno kao minerali u kristalnom obliku. Oba oblika bakrenog oksida koriste se u proizvodnji pigmenata, ali imaju niz drugih, različitih namjena.
Postoje dva oksida bakra jer se može vezati s nemetalima donirajući jedan ili dva elektrona. Kisik tvori spojeve s metalima dobivanjem dva elektrona, tako da može prihvatiti po jedan elektron iz svakog od dva atoma bakra – tvoreći bakrov (I) oksid – ili dva elektrona iz jednog atoma – tvoreći bakrov (II) oksid. Brojevi “I” i “II” predstavljaju broj elektrona koje je metal dao; to je poznato kao njegov oksidacijski broj. Kemijske formule ovih spojeva su Cu2O odnosno CuO.
Bakar(I) oksid
Pojava i proizvodnja
Ovaj spoj, također poznat kao bakrov oksid, prirodno se javlja u nekim dijelovima svijeta kao mineral kuprit. Međutim, većina spoja u industrijskoj upotrebi je proizvedena. Industrijski se može proizvesti zagrijavanjem metala bakra na visoku temperaturu, elektrolizom otopina soli pomoću bakrenih elektroda, te miješanjem nekih drugih bakrenih spojeva s redukcijskim sredstvom. Neki šećeri, kao što je glukoza, djeluju kao redukcijski agensi i ova reakcija, u kojoj se Cu2O stvara kao svijetlocrveni prah, vrlo je osjetljiv laboratorijski test za ove vrste šećera.
Nekretnine
Cu2O je crveni prah ili kristalni materijal koji se topi na 2250°F (1232°C). Sklon je polaganoj oksidaciji u bakrov(II) oksid u vlažnom zraku. Iako se ne otapa u vodi ili bilo kojem organskom otapalu, reagira s jakim kiselinama kao što su klorovodična, dušična i sumporna kiselina da tvore soli. Također će reagirati s jakim lužinama, kao što su natrijev i kalijev hidroksid, kako bi se formirali spojevi poznati kao kuprati.
Koristi
Ovaj spoj bio je jedan od prvih otkrivenih poluvodiča. Također pokazuje fotoelektrični efekt, gdje izlaganje svjetlosti uzrokuje strujanje električne struje. Iz tog razloga se koristi u fotoelektričnim ćelijama i svjetlosnim detektorima. Keramički materijal napravljen od njega djeluje kao supravodič na relativno visokim temperaturama. Supervodiči koji za rad ne zahtijevaju ekstremno hlađenje i dalje su područje aktivnog istraživanja.
Jedna od najvećih upotreba bakrovog(I) oksida je u poljoprivredi. Sastojak je mnogih fungicida koji se koriste za zaštitu širokog spektra usjeva od gljivičnih bolesti. Spoj je također aktivna komponenta u mnogim bojama protiv obrastanja, koje se koriste za zaštitu brodova i podmorskih građevina od oblaganja morskim biljkama i životinjama. Također se koristi kao pigment u proizvodnji nekih vrsta stakla i u keramičkim glazurama, dajući im crvenu boju, te kao katalizator u nekim kemijskim procesima.
Učinci na okoliš
Upotreba pesticida Cu2O dovela je do zabrinutosti oko njegovih učinaka na okoliš. Topljivi spojevi bakra dobiveni iz ovih proizvoda otrovni su za neke oblike vodenog svijeta. Smatra se da je to veći problem u slatkoj vodi, gdje se spojevi mogu akumulirati iz fungicida ispranih s biljaka. Prisutnost soli u vodi smanjuje apsorpciju metala od strane morskog života.
Bakar(II) oksid
Pojava, proizvodnja i svojstva
Ovaj spoj – također poznat kao bakrov oksid (CuO) – prirodno se javlja kao crni ili sivi mineral tenorit. Poput Cu2O, može se napraviti zagrijavanjem bakra, ali na nižoj temperaturi. Ova metoda daje nečisti oblik, međutim, i najbolje se priprema zagrijavanjem nekih spojeva bakra koji sadrže kisik, kao što su karbonat, hidroksid ili nitrat. To je crna krutina koja se topi iznad 2192°F (1200°C). Na ovoj temperaturi gubi nešto kisika, ostavljajući male količine bakrovog(I) oksida. Kao i drugi oblik, bakrov (II) oksid je netopiv u većini otapala, ali reagira s kiselinama, stvarajući soli.
Koristi
CuO se ponekad dodaje glinenim glazurama kao pigment. Nekoliko boja, uključujući crvenu, plavu i zelenu, može se izvesti iz njega, ovisno o tome kako se koristi. Prekursor je u proizvodnji bakramonijevog hidroksida, koji se koristi u proizvodnji rajona. Ponekad se spoj dodaje u malim količinama stočnoj hrani radi zaštite od nedostatka bakra. Također se koristi kao abraziv za poliranje leća i drugih optičkih komponenti.
Učinci na zdravlje
Iako je bakar bitan element za sisavce, mnogi njegovi spojevi, uključujući oba oblika bakrenog oksida, otrovni su u svim dozama osim u malim. Ako se udiše, bakrov(I) oksid može uzrokovati otežano disanje, kašalj i oštećenje dišnog trakta. Gutanje ovog spoja može uzrokovati iritaciju gastrointestinalnog trakta, povraćanje, bol u želucu i proljev. Bakar(II) oksid može uzrokovati slične simptome ako se proguta, kao i probleme s vidom i promjenu boje kože. Oba spoja mogu uzrokovati groznicu metalnih para, stanje koje proizvodi simptome slične gripi i predstavlja opasnost u zanimanjima koja uključuju jako zagrijavanje bakrenih konstrukcija ili žice.