Principaux composés

Le cuivre forme des composés dans les états d’oxydation +1 et +2 dans sa chimie normale, bien que dans des circonstances particulières, certains composés de cuivre trivalent puissent être préparés. Il a été démontré que le cuivre trivalent ne survit pas plus de quelques secondes dans une solution aqueuse.

Les composés de cuivre(I) (cuivreux) sont tous diamagnétiques et, à quelques exceptions près, incolores. Parmi les composés industriels importants du cuivre(I) figurent l’oxyde cuivreux (Cu2O), le chlorure cuivreux (Cu2Cl2) et le sulfure cuivreux (Cu2S). L’oxyde cuivreux est un cristal ou une poudre rouge ou brun rougeâtre que l’on trouve dans la nature sous forme de cuprite. Il est produit à grande échelle par réduction de minerais mixtes d’oxyde de cuivre avec du cuivre métallique ou par électrolyse d’une solution aqueuse de chlorure de sodium à l’aide d’électrodes de cuivre. Le composé pur est insoluble dans l’eau mais soluble dans l’acide chlorhydrique ou l’ammoniac. L’oxyde cuivreux est principalement utilisé comme pigment rouge pour les peintures antisalissures, les verres, les émaux de porcelaine et les céramiques et comme fongicide pour les semences ou les cultures.

Le chlorure cuivreux est un solide blanchâtre à grisâtre qui se présente sous la forme du minéral nantokite. Il est généralement préparé par réduction du chlorure de cuivre(II) avec du cuivre métallique. Le composé pur est stable dans l’air sec. L’air humide le transforme en un composé oxygéné verdâtre et, par exposition à la lumière, il se transforme en chlorure de cuivre(II). Il est insoluble dans l’eau mais se dissout dans l’acide chlorhydrique concentré ou dans l’ammoniac en raison de la formation d’ions complexes. Le chlorure cuivreux est utilisé comme catalyseur dans un certain nombre de réactions organiques, notamment la synthèse de l’acrylonitrile à partir de l’acétylène et du cyanure d’hydrogène ; comme agent de décoloration et de désulfuration des produits pétroliers ; comme agent de dénitration de la cellulose ; et comme agent de condensation des savons, des graisses et des huiles.

Le sulfure cuivreux se présente sous forme de poudre ou de morceaux noirs et se trouve sous forme de chalcocite minérale. De grandes quantités de ce composé sont obtenues en chauffant du sulfure cuivrique (CuS) dans un courant d’hydrogène. Le sulfure cuivreux est insoluble dans l’eau mais soluble dans l’hydroxyde d’ammonium et l’acide nitrique. Ses applications comprennent l’utilisation dans les cellules solaires, les peintures lumineuses, les électrodes et certaines variétés de lubrifiants solides.

Les composés de cuivre(II) de valeur commerciale comprennent l’oxyde cuivrique (CuO), le chlorure cuivrique (CuCl2) et le sulfate cuivrique (CuSO4). L’oxyde cuivrique est une poudre noire que l’on trouve dans les minéraux ténorite et paramélaconite. De grandes quantités sont produites en grillant des minerais mixtes d’oxyde de cuivre dans un four à une température inférieure à 1 030 °C (1 900 °F). Le composé pur peut être dissous dans les acides et les cyanures alcalins. L’oxyde cuivrique est employé comme pigment (bleu à vert) pour les verres, les glaçures de porcelaine et les pierres précieuses artificielles. Il est également utilisé comme agent de désulfuration des gaz de pétrole et comme catalyseur d’oxydation.

Le chlorure cuprique est une poudre jaunâtre à brune qui absorbe facilement l’humidité de l’air et se transforme en hydrate bleu verdâtre, CuCl2∙2H2O. L’hydrate est généralement préparé en faisant passer du chlore et de l’eau dans une tour de contact garnie de cuivre métallique. Le sel anhydre est obtenu en chauffant l’hydrate à 100 °C (212 °F). Comme le chlorure cuivreux, le chlorure cuivrique est utilisé comme catalyseur dans un certain nombre de réactions organiques, par exemple dans la chloration des hydrocarbures. En outre, il sert de conservateur du bois, de mordant (fixateur) dans la teinture et l’impression des tissus, de désinfectant, d’additif alimentaire et de pigment pour le verre et la céramique.

Le sulfate cuivrique est un sel formé en traitant l’oxyde cuivrique avec de l’acide sulfurique. Il se forme sous forme de grands cristaux bleu vif contenant cinq molécules d’eau (CuSO4∙5H2O) et est connu dans le commerce sous le nom de vitriol bleu. Le sel anhydre est produit en chauffant l’hydrate à 150 °C (300 °F). Le sulfate de cuivre est principalement utilisé à des fins agricoles, comme pesticide, germicide, additif alimentaire et additif pour le sol. Parmi ses utilisations mineures, on trouve comme matière première dans la préparation d’autres composés du cuivre, comme réactif en chimie analytique, comme électrolyte pour les batteries et les bains de galvanoplastie, et en médecine comme fongicide, bactéricide et astringent appliqué localement.

D’autres composés importants du cuivre(II) comprennent le carbonate de cuivre, Cu2(OH)2CO3, qui est préparé en ajoutant du carbonate de sodium à une solution de sulfate de cuivre, puis en filtrant et en séchant le produit. Il est utilisé comme agent colorant. Avec l’arsenic, il forme l’acétoarsénite cuivrique (communément appelé vert de Paris), un agent de conservation du bois et un insecticide.