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Lexikon Chemie

Kupfer

[zu lat. cuprum »Kupfer« bzw. aes cyprium »Zypern-Erz«]: Chemisches Element der I. Nebengruppe, Zeichen Cu, OZ 29, relative Atommasse 63,55, Mischelement.

Physikalische Eigenschaften: Rötlich glänzendes, verhältnismäßig weiches, dehnbares Metall, das sowohl Wärme als auch Strom sehr gut leitet; Dichte 8,96 g/cm³, Fp. 1084 °C, Sp. 2562 °C.

Chemische Eigenschaften: Kupfer bildet mit vielen Metallen nützliche Legierungen, z. B. mit Zinn Bronze, mit Zink Messing. In Verbindungen kann Kupfer ein- und zweiwertig auftreten. Die blaue bzw. grüne Farbe vieler zweiwertiger Kupfersalze geht auf hydratisierte Kupfer(II)-Ionen, [Cu(H2O)4]2+, zurück; einwertige Kupfersalze sind farblos. An feuchter Luft überzieht sich Kupfer mit einer graugrünen, schützenden Patina aus basischem Kupfercarbonat, -sulfat und/oder –chlorid. Mit essigsäurehaltigen Lösungen bildet sich basisches Kupferacetat (Grünspan).

Darstellung: Sulfidische Erze werden geröstet, das Kupferoxid mit Kohle reduziert und durch Umsetzen mit Schlacke bildenden Zusätzen oder elektrolytisch gereinigt. Bei der elektrolytischen Reinigung löst sich eine Anode aus Rohkupfer auf, während sich das Kupfer auf einer Kathode aus Reinkupfer abscheidet. Im Anodenschlamm, dem von der Anode abfallenden Rückstand, sammeln sich die Edelmetalle (Silber u. a.) an; die unedleren Begleitmetalle bleiben in Lösung.

Verbindungen: Rotes Kupfer(I)-Oxid, Cu2O, fällt in Gegenwart von Zucker bei der Fehling- Probe aus. Kupfer(II)-Oxid, CuO, ist schwarz. Weißes Kupfersulfat, CuSO4, geht unter Wasseraufnahme in das blaue Pentahydrat, CuSO4 • 5 H2O, über (Wassernachweis). Wasserfreies Kupfer(II)-chlorid, CuCl2, ist gelbbraun, wasserhaltiges grün. Kupferhalogenide geben schon in Spuren eine grüne Flammenfärbung (Beilstein-Probe). In Kupfer(II)-Salzlösungen bildet sich mit Ammoniak das tief blaue Tetramminkupfer(II)-Ion, das auch in Schweizers Reagenz enthalten ist.

Verwendung: Aufgrund seiner guten elektrischen und Wärmeleitfähigkeit für Elektroartikel, Heiz- und Kühlanlagen, zur Verkupferung in der Galvanotechnik sowie zur Herstellung wertvoller Legierungen. Verbindungen des Kupfers sind besonders für niedere Pflanzen und Tiere sehr giftig, man verwendet sie daher als Zusatz zu Pflanzenschutzmitteln (z. B. Kupferkalkbrühe). Höhere Lebewesen sind weniger empfindlich, oft sind geringe Mengen Kupfer sogar lebensnotwendig. Kupferverbindungen dienen darüber hinaus als Katalysatoren (Kupfercarbid) und als Zusatz für grüne Flammenfärbung in Feuerwerkskörpern.
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