El óxido de cobre en la industria

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El oxígeno se puede combinar con cobre de distintas maneras para formar dos tipos de compuestos: óxido de cobre (I) que es un polvo rojizo y óxido de cobre (II), un polvo color negro. Estos compuestos se encuentran también en la naturaleza como minerales, ambos óxidos de cobre se utilizan en la producción de pigmentos de forma independiente, cada uno tiene distintos usos.

Óxido de cobre (I)
Este compuesto, también llamado óxido cuproso (Cu2O), se encuentra en la naturaleza en un mineral llamado cuprita, aunque la mayor parte del compuesto utilizado a nivel industrial se obtiene sintéticamente. Industrialmente, se puede producir calentando el cobre metálico a altas temperaturas o por la electrólisis de soluciones salinas usando electrodos de cobre y mezclando algunos otros compuestos de cobre con agentes reductores.

Propiedades del óxido cuproso
El óxido cuproso es un polvo rojo o de apariencia cristalina que se funde a 1232°C, tiende a oxidarse lentamente a óxido de cobre (II) en un ambiente de aire húmedo. Aunque no se disuelve en agua o en algún disolvente orgánico, reacciona con ácidos fuertes como el ácido clorhídrico, nítrico y sulfúrico para formar sales. También reacciona con bases fuertes como los hidróxidos de sodio y potasio para formar unos compuestos llamados cupratos.

Usos del óxido cuproso
Este compuesto fue uno de los primeros semiconductores en ser descubiertos. También se usó para demostrar el efecto fotoeléctrico en el cual la exposición a la luz causa que una corriente eléctrica fluya. Por esta razón es usado en celdas fotoeléctricas y detectores de luz. Los materiales cerámicos hechos con óxido de cobre (I) actúan como superconductores a altas temperaturas. Los superconductores que no requieren temperaturas extremadamente bajas para funcionar siguen en etapa de investigación.

Uno de los usos más importantes del óxido de cobre (I) es en la agricultura. Es un ingrediente de varios fungicidas que se usan para proteger una gran variedad de cultivos de las plagas. Este compuesto también es el componente activo de muchas pinturas antiincrustantes. La importancia de las pinturas antiincrustantes, por ejemplo, es que al utilizarlas los buques navegan con mayor rapidez por el agua y consumen menos combustible cuando los cascos están limpios y libres de organismos incrustantes (algas, crustáceos, moluscos).

También se usa como pigmento en la manufactura de distintos tipos de vidrios y cerámicos, ya que les da un color rojo, o como catalizador de algunos procesos químicos.

Efectos ambientales del óxido cuproso
Los usos del óxido de cobre (I) como pesticida pueden llegar a tener repercusiones en el ambiente. Los compuestos de cobre solubles derivados de estos productos son tóxicos para algunas especies de vida acuática. Afortunadamente, la presencia de sal en el agua tiende a reducir la absorción de metales por la fauna marina.

Óxido de cobre (II)
Este compuesto, también conocido como óxido cúprico (CuO), existe en la naturaleza en forma de un mineral negro o gris llamado tenorita.

Es un sólido negro que se funde arriba de los 1200°C. A esta temperatura pierde un poco de oxígeno, dejando pequeñas cantidades de óxido de cobre (I). El óxido de cobre (II) es insoluble en gran parte de los disolventes pero reacciona con ácidos formando sales de cobre.

Al igual que el óxido cuproso, el óxido de cobre (II) se puede fabricar calentando cobre elemental (metálico) pero a temperaturas más bajas. Este método de obtención genera una forma impura del óxido; sin embargo, existen formas alternas de obtención, por ejemplo, calentando algunos compuestos de cobre que contienen oxígeno como el carbonato, hidróxido o nitrato.

Usos del óxido cúprico
El óxido de cobre (II) a veces se utiliza para aclarar vidrios. Varios colores, incluyendo el rojo, azul y verde se pueden derivar de él dependiendo cómo se use. Es un precursor para fabricar rayón. También se usa como abrasivo para pulir equipos ópticos.

Efectos en la salud del óxido de cobre (I Y II)
La ingesta de este compuesto en alguna de las dos formas de óxido de cobre es tóxica. Si se inhala, el óxido de cobre (I) puede causar complicaciones para respirar, tos y daño en el tracto respiratorio. Si se ingiere este compuesto, puede causar irritación del tracto gastrointestinal, vómito, dolor de estómago y diarrea. El óxido de cobre (II) puede causar síntomas similares si se ingiere, además de problemas de visión y decoloración de piel. Ambos compuestos pueden causar “fiebre de los humos de metal”, un padecimiento que produce síntomas parecidos a la gripe y es un riesgo que existe en el fuerte calentamiento de las estructuras de cobre o alambre.

Innovación
Académicamente se han realizado investigaciones sobre la actividad antimicrobiana de las nanopartículas de óxido de cobre (CuO) como la realizada en el Instituto Peruano de Energía Nuclear en conjunto con la Universidad Nacional de Ingeniería de Perú. En este estudio se observó que las nanopartículas de CuO sintetizadas mediante radiación gamma y ultrasonido presentan actividad antimicrobiana frente a las cepas microbianas: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 2592. Estos estudios se llevan a cabo para proponer superficies antimicrobianas que podrían ser utilizadas en hospitales y clínicas.

Basándose en la actividad antimicrobiana de los óxidos de cobre las investigaciones continúan, incluso se pueden encontrar sábanas con partículas de óxido de cobre mezcladas con las fibras de tela con el propósito de que los ácaros no sobrevivan en estos productos.

Otro uso que se le ha dado al óxido de cobre (II) es administrarlo vía oral en forma de agujas o cápsulas de alambre de óxido de cobre a ovinos y caprinos para controlar los gusanos gastrointestinales del ganado.
El cobre es un metal de color rojizo, blando, dúctil y maleable. Es el metal industrial con mejor capacidad conductora de la electricidad. Al combinarse con oxígeno puede formar óxido de cobre (I) u óxido de cobre (II). Ambos compuestos tienen variadas aplicaciones industriales.

Aprovechando las aplicaciones industriales y buscando más innovaciones, se siguen realizando investigaciones a nivel científico e industrial para optimizar la utilidad de estos compuestos.

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