कॉपर यौगिक: पुनरीक्षण मार्गदर्शिका

कॉपर के प्रमुख यौगिकों का परिचय

कॉपर (Cu) एक संक्रमण धातु है जो आमतौर पर +1 (क्यूप्रस) और +2 (क्यूप्रिक) ऑक्सीकरण अवस्थाओं में पाई जाती है। उच्च विद्यालय रसायन विज्ञान में, कॉपर के अधिकांश महत्वपूर्ण यौगिक अधिक स्थिर +2 ऑक्सीकरण अवस्था से प्राप्त होते हैं। ये यौगिक विभिन्न औद्योगिक, कृषि और विश्लेषणात्मक अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

कॉपर(II) ऑक्साइड (CuO)

• रासायनिक सूत्र: CuO
• सामान्य नाम: क्यूप्रिक ऑक्साइड, काला कॉपर ऑक्साइड
• प्रयोगशाला में निर्माण:
  • कॉपर धातु से: हवा या ऑक्सीजन की उपस्थिति में कॉपर धातु को गर्म करना।

    2Cu (s) + O₂ (g) → 2CuO (s)
    

  • कॉपर(II) नाइट्रेट से: कॉपर(II) नाइट्रेट का ऊष्मीय अपघटन।

    2Cu(NO₃)₂ (s) → 2CuO (s) + 4NO₂ (g) + O₂ (g)
    

  • कॉपर(II) हाइड्रोक्साइड या कार्बोनेट से: कॉपर(II) हाइड्रोक्साइड या कॉपर(II) कार्बोनेट का ऊष्मीय अपघटन।

    Cu(OH)₂ (s) → CuO (s) + H₂O (g)
    CuCO₃ (s) → CuO (s) + CO₂ (g)
    

• गुणधर्म और परीक्षा-संबंधित अभिक्रियाएँ:
  • भौतिक: काला ठोस, पानी में अघुलनशील।
  • प्रकृति: क्षारीय ऑक्साइड, लेकिन सांद्र प्रबल क्षारकों के साथ थोड़ा उभयधर्मी गुण दर्शाता है।
  • अम्लों के साथ अभिक्रिया: अम्लों के साथ अभिक्रिया करके संबंधित कॉपर(II) लवण और पानी बनाता है।

    CuO (s) + H₂SO₄ (aq) → CuSO₄ (aq) + H₂O (l)
    CuO (s) + 2HCl (aq) → CuCl₂ (aq) + H₂O (l)
    

  • सांद्र क्षारकों के साथ अभिक्रिया:

    CuO (s) + 2NaOH (aq) + H₂O (l) → Na₂[Cu(OH)₄] (aq) (सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोक्यूप्रेट(II))
    

  • अपचयन: उच्च तापमान पर हाइड्रोजन, कार्बन या कार्बन मोनोऑक्साइड जैसे अपचायकों द्वारा धात्विक कॉपर में अपचयित होता है।

    CuO (s) + H₂ (g) → Cu (s) + H₂O (g)
    CuO (s) + C (s) → Cu (s) + CO (g)
    CuO (s) + CO (g) → Cu (s) + CO₂ (g)
    

कॉपर(II) सल्फेट पेंटाहाइड्रेट (CuSO₄·5H₂O)

• रासायनिक सूत्र: CuSO₄·5H₂O (जलयोजित रूप), CuSO₄ (निर्जल रूप)
• सामान्य नाम: ब्लू विट्रियोल (पेंटाहाइड्रेट के लिए)
• निर्माण प्रक्रिया:
  • कॉपर धातु से: कॉपर की गर्म, सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया।

    Cu (s) + 2H₂SO₄ (conc.) → CuSO₄ (aq) + SO₂ (g) + 2H₂O (l)
    

  • कॉपर(II) ऑक्साइड/हाइड्रोक्साइड/कार्बोनेट से: तनु सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया।

    CuO (s) + H₂SO₄ (dil.) → CuSO₄ (aq) + H₂O (l)
    Cu(OH)₂ (s) + H₂SO₄ (dil.) → CuSO₄ (aq) + 2H₂O (l)
    CuCO₃ (s) + H₂SO₄ (dil.) → CuSO₄ (aq) + H₂O (l) + CO₂ (g)
    

• गुणधर्म और परीक्षा-संबंधित अभिक्रियाएँ:
  • भौतिक: नीला क्रिस्टलीय ठोस (पेंटाहाइड्रेट), पानी में आसानी से घुलनशील। निर्जल CuSO₄ सफेद होता है।
  • निर्जलीकरण/उत्फुल्लन: गर्म करने पर क्रिस्टलन जल खो देता है, जिससे रंग नीले से सफेद हो जाता है।

    CuSO₄·5H₂O (s) <div className="text-sm"><sup>100°C</sup></div> → CuSO₄·H₂O (s) + 4H₂O (g)
    CuSO₄·H₂O (s) <div className="text-sm"><sup>200°C</sup></div> → CuSO₄ (s) + H₂O (g)
    

  • जल-अपघटन: Cu²⁺ आयन के जल-अपघटन के कारण विलयन अम्लीय होते हैं।

    Cu²⁺ (aq) + 2H₂O (l) ⇌ Cu(OH)₂ (s) + 2H⁺ (aq)
    

  • क्षारकों के साथ अभिक्रिया: कॉपर(II) हाइड्रोक्साइड का हल्का नीला अवक्षेप बनाता है।

    CuSO₄ (aq) + 2NaOH (aq) → Cu(OH)₂ (s) ↓ + Na₂SO₄ (aq)
    CuSO₄ (aq) + 2NH₄OH (aq) → Cu(OH)₂ (s) ↓ + (NH₄)₂SO₄ (aq)
    

  • अमोनिया विलयन की अधिकता के साथ अभिक्रिया: प्रारंभिक रूप से बना Cu(OH)₂ घुल कर एक गहरा नीला घुलनशील संकुल, टेट्राअमाइनकॉपर(II) आयन बनाता है।

    Cu(OH)₂ (s) + 4NH₃ (aq) → [Cu(NH₃)₄]²⁺ (aq) + 2OH⁻ (aq)
    

    या सीधे CuSO₄ विलयन से अमोनिया की अधिकता के साथ:

    CuSO₄ (aq) + 4NH₃ (aq) → [Cu(NH₃)₄]SO₄ (aq)
    

  • विस्थापन अभिक्रियाएँ: अधिक सक्रिय धातुएँ (जैसे Fe, Zn) अपने विलयन से कॉपर को विस्थापित करती हैं।

    Fe (s) + CuSO₄ (aq) → FeSO₄ (aq) + Cu (s)
    Zn (s) + CuSO₄ (aq) → ZnSO₄ (aq) + Cu (s)
    

कॉपर(II) हाइड्रोक्साइड (Cu(OH)₂)

• रासायनिक सूत्र: Cu(OH)₂
• सामान्य नाम: क्यूप्रिक हाइड्रोक्साइड
• निर्माण प्रक्रिया:
  • कॉपर(II) लवण विलयन से: कॉपर(II) लवण के जलीय विलयन में घुलनशील क्षारक (जैसे सोडियम हाइड्रोक्साइड, अमोनियम हाइड्रोक्साइड) मिलाकर अवक्षेपण।

    CuSO₄ (aq) + 2NaOH (aq) → Cu(OH)₂ (s) ↓ + Na₂SO₄ (aq)
    CuCl₂ (aq) + 2NH₄OH (aq) → Cu(OH)₂ (s) ↓ + 2NH₄Cl (aq)
    

• गुणधर्म और परीक्षा-संबंधित अभिक्रियाएँ:
  • भौतिक: हल्का नीला, जिलेटिनस अवक्षेप, पानी में अघुलनशील।
  • ऊष्मीय अपघटन: हल्की गर्म करने पर आसानी से काले कॉपर(II) ऑक्साइड और पानी में अपघटित हो जाता है।

    Cu(OH)₂ (s) → CuO (s) + H₂O (g)
    

  • उभयधर्मी प्रकृति:
    • अम्लों के साथ अभिक्रिया (क्षारीय गुण):

      Cu(OH)₂ (s) + H₂SO₄ (aq) → CuSO₄ (aq) + 2H₂O (l)
      Cu(OH)₂ (s) + 2HCl (aq) → CuCl₂ (aq) + 2H₂O (l)
      

    • सांद्र प्रबल क्षारकों के साथ अभिक्रिया (अम्लीय गुण): एक घुलनशील संकुल बनाता है।

      Cu(OH)₂ (s) + 2NaOH (aq) → Na₂[Cu(OH)₄] (aq)
      

  • अमोनिया विलयन की अधिकता के साथ अभिक्रिया: गहरा नीला घुलनशील टेट्राअमाइनकॉपर(II) संकुल बनाता है।

    Cu(OH)₂ (s) + 4NH₃ (aq) → [Cu(NH₃)₄]²⁺ (aq) + 2OH⁻ (aq)
    

कॉपर(II) कार्बोनेट (CuCO₃)

• रासायनिक सूत्र: CuCO₃ (ध्यान दें: शुद्ध CuCO₃ अस्थिर होता है। अक्सर यह मूल कॉपर कार्बोनेट के रूप में पाया जाता है, जैसे मैलाकाइट Cu₂(OH)₂CO₃)
• सामान्य नाम: क्यूप्रिक कार्बोनेट
• संक्षिप्त मार्गदर्शिका:
  • निर्माण: जबकि शुद्ध CuCO₃ का सीधा अवक्षेपण चुनौतीपूर्ण है, इसे सैद्धांतिक रूप से कॉपर(II) लवण विलयन में एक घुलनशील कार्बोनेट मिलाकर बनाया जा सकता है। व्यवहार में, मूल कॉपर कार्बोनेट अधिक सामान्यतः बनते हैं।

    CuSO₄ (aq) + Na₂CO₃ (aq) → CuCO₃ (s) ↓ + Na₂SO₄ (aq)
    

  • गुणधर्म: हरा ठोस, पानी में अघुलनशील।
  • ऊष्मीय अपघटन: गर्म करने पर काले कॉपर(II) ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड गैस में अपघटित होता है।

    CuCO₃ (s) → CuO (s) + CO₂ (g)
    

  • अम्लों के साथ अभिक्रिया: अम्लों के साथ अभिक्रिया करके कॉपर(II) लवण, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड गैस (बुदबुदाहट के साथ) उत्पन्न करता है।

    CuCO₃ (s) + H₂SO₄ (aq) → CuSO₄ (aq) + H₂O (l) + CO₂ (g)
    

प्रमुख कॉपर(II) यौगिकों के तुलनात्मक गुण

गुणधर्म	कॉपर(II) ऑक्साइड (CuO)	कॉपर(II) सल्फेट (CuSO₄·5H₂O)	कॉपर(II) हाइड्रोक्साइड (Cu(OH)₂)	कॉपर(II) कार्बोनेट (CuCO₃)
रंग	काला	नीला (जलयोजित), सफेद (निर्जल)	हल्का नीला अवक्षेप	हरा
पानी में घुलनशीलता	अघुलनशील	घुलनशील	अघुलनशील	अघुलनशील
प्रकृति (अम्ल/क्षार)	क्षारीय (उभयधर्मी)	लवण (विलयन अम्लीय होता है)	क्षारीय (उभयधर्मी)	क्षारीय
गर्मी का प्रभाव	स्थिर (अपचयित होता है)	निर्जलीकृत होता है, फिर अपघटित होता है	CuO + H₂O में अपघटित होता है	CuO + CO₂ में अपघटित होता है
तनु अम्लों के साथ अभिक्रिया	Cu(II) लवण बनाता है	कोई अभिक्रिया नहीं (एक लवण है)	Cu(II) लवण बनाता है	Cu(II) लवण, CO₂ बनाता है
अतिरिक्त जलीय NH₃ के साथ अभिक्रिया	कोई अभिक्रिया नहीं	गहरा नीला संकुल बनाता है	गहरा नीला संकुल बनाता है	कोई अभिक्रिया नहीं