Kupfer(II)-chlorid

Kristallstruktur
_ Cu2+ 0 _ Cl−
Kristallsystem	monoklin (CuCl2, wasserfrei)[1]
Raumgruppe	C2/m (Nr. 12)Vorlage:Raumgruppe/12
Gitterparameter	a = 690 pm b = 330 pm; β = 122.20° c = 682 pm
Koordinationszahlen	Cu[6], Cl[3]
Allgemeines
Name	Kupfer(II)-chlorid
Andere Namen	Kupferchlorid Kupfer(II)-chlorid Dihydrat CUPRIC CHLORIDE (INCI)[2]
Verhältnisformel	CuCl2 CuCl2 · 2 H2O (Dihydrat)
Kurzbeschreibung	gelbbraunes Pulver[3] blaues Pulver (Dihydrat)[3]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7447-39-4 10125-13-0 (Dihydrat) EG-Nummer 231-210-2 ECHA-InfoCard 100.028.373 PubChem 24014 ChemSpider 22447 DrugBank DB09131 Wikidata Q421781
Eigenschaften
Molare Masse	134,45 g·mol−1 170,48 g·mol−1 (Dihydrat)
Aggregatzustand	fest
Dichte	3,39 g·cm−3 [3]
Schmelzpunkt	630 °C (wasserfrei)[4]
Löslichkeit	620 g·l−1 (20 °C) in Wasser[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3] Gefahr H- und P-Sätze H: 302+312​‐​315​‐​318​‐​410 P: 273​‐​280​‐​301+312+330​‐​302+352+312​‐​305+351+338+310 [3]
MAK	0,01 mg·m−3 [3]
Toxikologische Daten	584 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Kupfer(II)-chlorid ist eine chemische Verbindung und ein Kupfer-Salz der Salzsäure mit der Formel CuCl₂. Kristallwasserfreies Kupfer(II)-chlorid ist ein braunes Pulver, welches stark hygroskopisch ist. Durch den Einbau von Wassermolekülen in seine Kristallstruktur entsteht das Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat, ein blau-grüner Feststoff mit der Formel CuCl₂ · 2 H₂O. Das kristallwasserfreie Kupferchlorid zerfließt an feuchter Luft zu einem braunen Brei, während das Dihydrat an Luft stabil ist. Durch Erhitzen auf über 100 °C wird aus dem Dihydrat das Kristallwasser ausgetrieben und die braune, wasserfreie Form bleibt zurück.

Daneben gibt es noch basisches Kupfer(II)-chlorid (Kupfer(II)-oxychlorid, Cu₂Cl(OH)₃), das in Wasser unlöslich ist und als Tetrahydrat als Braunschweiger Grün bezeichnet wird.^[5]

Alle Verbindungen zeigen in einer Brennerflamme eine blaugrüne Flammenfärbung, hervorgerufen durch die Cu²⁺-Ionen.

Vorkommen

Kupfer(II)-chlorid kommt in der Natur als Mineral Tolbachit vor, das Dihydrat ist auch als Mineral Eriochalcit bekannt. Beide Verbindungen sind oft auch mit dem Kupfererz Atacamit vergesellschaftet.

Gewinnung und Darstellung

Entstandenes Kupfer(II)-chlorid (CuCl₂) auf elementarem Kupfer, nach Zugabe von Oxidationsmittel und konzentrierter Salzsäure

Im Labor kann man Kupfer(II)-chlorid aus Kupfer(II)-oxid und Salzsäure oder über die Entwässerung des Dihydrates mit Thionylchlorid herstellen^[6]:

${\displaystyle \mathrm {CuO+2\ HCl\longrightarrow CuCl_{2}+\ H_{2}O} }$

${\displaystyle {\ce {CuCl2 * 2 H2O + 2 SOCl2 -> CuCl2 + 2 SO2 + 4 HCl}}}$

Technisch wird es durch Chlorieren von Kupferblech gewonnen.

${\displaystyle \mathrm {Cu+Cl_{2}\longrightarrow CuCl_{2}} }$

Kupfer(II)-chlorid kann auch durch einfache Elektrolyse von Natriumchlorid mit Kupferelektroden hergestellt werden. Das entstehende elementare Chlor oxidiert dabei die Kupferelektroden. Beim Verdampfen der Lösung entsteht Kupfer(II)-chlorid Dihydrat.

Eigenschaften

Kupfer(II)-chlorid (CuCl₂)

Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat CuCl₂ · 2 H₂O

Wasserfreies Kupfer(II)-chlorid tritt in der Form eines braunen bis gelben Pulvers auf; das Dihydrat ist türkisfarben. Beide erzeugen aufgrund der enthaltenen Kupferionen (Cu²⁺) eine grüne Flammenfärbung.

Das wasserfreie Kupfer(II)-chlorid kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der Raumgruppe C2/m (Raumgruppen-Nr. 12)Vorlage:Raumgruppe/12 in einer verzerrten CdI₂-Struktur. Die Verzerrung der Struktur wird durch den Jahn-Teller-Effekt hervorgerufen, der durch die Valenzelektronenkonfiguration (d⁹) der Cu²⁺-Ionen entsteht. Das wasserfreie Kupfer(II)-chlorid war die erste Verbindung, in der ein Koordinationspolyeder in Form eines (verzerrten) Oktaeders aus sechs Chlorid-Anionen um ein Cu²⁺-Ion nachgewiesen werden konnte.^[1]

Das Kupfer(II)-chlorid-Dihydrat hingegen kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pbmn (Nr. 53, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/53.3. Die Cu²⁺-Ion werden hier von vier Cl⁻-Ionen quadratisch-planar umgeben, die zwei verbleibenden Ecken des verzerrten Oktaeders sind durch die Wassermoleküle besetzt.^[7]

Verwendung

Kupferchlorid wird als Katalysator bei organischen Synthesen, z. B. bei der Herstellung des Textilfarbstoffes Anilinschwarz und der Oxychlorierung genutzt. Außerdem nutzt man es in der Pyrotechnik zur Erzeugung von grünen Flammen, bei der Kupferätzung (in einer Mischung mit Salzsäure), in der Fotografie zum Ausbleichen von Negativen, als basisches Kupferchlorid im Obst- und Weinbau gegen Pilzerkrankungen und zum Entrußen von Ölöfen.

Nachweis

Kupfer(II)-chlorid wird mit Ammoniakwasser nachgewiesen. Hierbei fällt blaues Kupfer(II)-hydroxid aus, welches sich bei weiterer Zugabe wieder als Tetraamminkupfer löst.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} P. C. Burns, F. C. Hawthorne: Tolbachite, CuCl₂, the first example of Cu²⁺ octahedrally coordinated by Cl⁻. In: American Mineralogist. Nr. 78, 1993, S. 187–189.
2. ↑ Eintrag zu CUPRIC CHLORIDE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 24. Oktober 2021.
3. ↑ ^{a b c d e f g h} Eintrag zu Kupfer(II)-chlorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)
4. ↑ Datenblatt Kupfer(II)-chlorid (PDF) bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
5. ↑ Römpp: Basislexikon Chemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart 1998, ISBN 3-13-115711-9
6. ↑ Alfred R. Pray: Anhydrous metal chlorides. In: Therald Moeller (Hrsg.): Inorganic Syntheses. Band 5. McGraw-Hill, Inc., 1957, S. 153–156 (englisch). 
7. ↑ S. Brownstein, N. F. Han, E. J. Gabe, Y. le Page: A redetermination of the crystal structure of cupric chloride dihydrate. In: Zeitschrift für Kristallographie. Nr. 189, 1989, S. 13–15.