Fosfato cúprico (7798-23-4) Propiedades físicas y químicas
Fosfato cúprico
Fosfato de cobre(II) inorgánico (Cu3(PO4)2) — un fosfato metálico insoluble de color azul verdoso, suministrado en forma sólida para su uso en formulaciones, como catalizador, inhibidor de corrosión y materias primas industriales.
| Número CAS | 7798-23-4 |
| Familia | Fosfatos metálicos (fosfato de cobre) |
| Forma típica | Polvo o sólido cristalino |
| Grados comunes | EP |
El fosfato de cobre(II) es una sal fosfato iónica inorgánica de cobre perteneciente a la familia de los ortofosfatos metálicos. Estructuralmente, es un fosfato de metal de transición en el que el cobre existe nominalmente en estado de oxidación +2 coordinado a oxianiones fosfato; el sólido existe en múltiples formas hidratadas y anhidras (las fórmulas comunes incluyen variantes como \(\ce{Cu3O8P2}\) y especies hidratadas como \(\ce{Cu3(PO4)2.3H2O}\)). La red cristalina está dominada por interacciones iónicas Cu–O y P–O con un carácter significativo de óxido/oxifosfato, produciendo un sólido cristalino coloreado (de azul a azul verdoso) típico de muchas sales de cobre divalente.
Las características electrónicas derivan de orbitales 3d parcialmente llenos de \(\ce{Cu^2+}\), que generan una absorción óptica característica en azul/verde y la capacidad de participar en química de coordinación (complejos con amoníaco y otros ligandos) y comportamiento catalítico redox. Como sal fosfato, el conjunto aniónico puede hidrolizarse y protonarse a lo largo de rangos de pH; sin embargo, la baja solubilidad acuosa del sólido limita el comportamiento simple de titulación ácido-base en agua pura. El fosfato cúprico se comporta clásicamente como una sal metálica inorgánica de solubilidad limitada: poco soluble en agua fría, más soluble en medios ácidos y en medios complejantes/básicos (por ejemplo, soluciones amoniacales), e inestable térmicamente con productos de descomposición que pueden incluir óxidos de fósforo.
Los grados comerciales reportados comúnmente para esta sustancia incluyen: EP.
Propiedades físicas básicas
Densidad
No se dispone de un valor experimentalmente establecido para esta propiedad en el contexto de los datos actuales.
Punto de fusión o descomposición
No se reporta un punto de fusión único para el material anhidro en el contexto de los datos actuales. Descripciones experimentales indican que el fosfato cúprico se descompone al calentarse en lugar de presentar un punto de fusión bien definido; la descomposición térmica puede producir óxidos de fósforo y otros productos de descomposición, y se describe como peligrosa (ver Seguridad y manipulación).
Solubilidad en agua
Las descripciones experimentales reportadas son consistentes: el fosfato cúprico es esencialmente insoluble o solo ligeramente soluble en agua. Las afirmaciones cualitativas típicas incluyen: - "Insoluble en agua fría, ligeramente soluble en agua caliente." - La forma trihidratada (\(\ce{Cu3(PO4)2.3H2O}\)) se reporta con solubilidad limitada en agua pero se disuelve en ácidos y soluciones amoniacales. Además, se reporta comportamiento en otros disolventes: - Soluble en ácidos minerales y en hidróxido de amonio (solución amoniacal) debido a la protonación del fosfato y la complejación de \(\ce{Cu^2+}\). - Ligeramente soluble en acetona en algunos reportes; insoluble en etanol.
Nota mecanicista: la disolución en ácido ocurre por protonación de los oxianiones fosfato y liberación de \(\ce{Cu^2+}\) libre en la solución, mientras que la disolución en amoníaco ocurre mediante la complejación ligando (formación de complejos cobre-amina), lo cual incrementa notablemente la solubilidad aparente.
pH en solución (comportamiento cualitativo)
Como sólido no disuelto disperso en agua, el fosfato cúprico no establecerá un pH definido debido a su baja solubilidad. Cuando el sólido se disuelve o dispersa bajo condiciones que aumentan la solubilidad: - En medios ácidos la solución será ácida debido al exceso de ácido requerido para solubilizar el fosfato y protonar especies fosfato. - En medios amoniacales ocurre la complejación de \(\ce{Cu^2+}\) por amoníaco (p. ej., formación de especies \(\ce{[Cu(NH3)4]^2+}\)), produciendo soluciones amínicas básicas a neutras según el exceso de amoníaco. - En agua neutra la concentración acuosa de fosfato e iones cobre es baja y el pH de la fase acuosa se determina por la matriz y no por el sólido.
No se dispone de un valor numérico único de pH en solución en el contexto actual de datos.
Propiedades químicas
Comportamiento ácido-base
El fosfato cúprico es una sal iónica de un oxianión polivalente (fosfato) y un catión metálico de transición divalente (\(\ce{Cu^2+}\)). El componente fosfato (ortofosfato) puede aceptar y donar protones a través de la serie conjugada \(\ce{H3PO4 <-> H2PO4^- <-> HPO4^{2-} <-> PO4^{3-}}\) según el pH; sin embargo, en estado sólido el anión está presente como unidades coordinadas de ortofosfato/oxifosfato y no se comporta como una base libremente móvil. El comportamiento ácido-base práctico está regido por la solubilidad: la acidificación aumenta la solubilidad al convertir el fosfato en especies protonadas, mientras que medios fuertemente básicos y complejantes (p. ej., soluciones amoniacales concentradas) solubilizan al cobre mediante formación de amminas. La sal en sí no exhibe acidez de Brønsted en estado sólido más allá del comportamiento de protones coordinados en formas hidratadas.
Reactividad y estabilidad
- Estabilidad: El sólido es estable bajo condiciones ambientales normales, pero se descompone al calentamiento fuerte; la descomposición es peligrosa porque puede emitir óxidos de fósforo y humos tóxicos relacionados.
- Reactividad química: Soluble en ácidos minerales y soluciones amoniacales concentradas; forma complejos de coordinación con ligandos que complejan \(\ce{Cu^2+}\) (p. ej., \(\ce{NH3}\)), aumentando la solubilidad.
- Notas catalíticas/incompatibilidades: Se reporta que iones cúpricos catalizan la descomposición de oxidantes como el hipobromito sódico; las sales cúpricas pueden promover procesos oxidativos o redox en reactivos susceptibles. Evitar contacto con agentes reductores fuertes o sistemas oxidantes sin evaluación previa de reactividad.
- Hidratos: Existen formas hidratadas (p. ej., trihidrato) que pueden diferir en forma cristalina y solubilidad respecto al material anhidro.
Parámetros moleculares e iónicos
Fórmula y peso molecular
- Fórmula molecular (calculada): \(\ce{Cu3O8P2}\)
- Peso molecular (calculado): 380.58
Parámetros adicionales calculados (según reportes): Masa exacta 380.69382; Masa monoisotópica 378.69563; Área polar superficial topológica (TPSA) 173; Conteo de donantes de enlace de hidrógeno 0; Conteo de aceptores de enlace de hidrógeno 8; Conteo de enlaces rotables 0; Conteo de átomos pesados 13; Carga formal 0; Complejidad 36.8.
Iones constituyentes
- Catión metálico primario: \(\ce{Cu^2+}\)
- Oxianión primario: especies ortofosfato/oxifosfato (nominalmente \(\ce{PO4^{3-}}\) en términos estequiométricos simples, con estados de protonación según pH e hidratación)
- Formas hidratadas: se reportan hidratados cristalinos como \(\ce{Cu3(PO4)2.3H2O}\) que alteran la estequiometría y peso molecular para esa fase.
El comportamiento estructural y químico está gobernado por la interacción de la química de coordinación de \(\ce{Cu^2+}\) y los oxianiones fosfato multidentados y polivalentes.
Identificadores y sinónimos
Números de registro y códigos
- CAS RN: 7798-23-4
- Número de la Comunidad Europea (CE): 232-254-5
- UNII: N8NP6FR80R
- ID de sustancia DSSTox: DTXSID00872547
- InChIKey: GQDHEYWVLBJKBA-UHFFFAOYSA-H
- Otros identificadores reportados en las anotaciones disponibles incluyen CAS histórico/obsoleto 1913303-43-1.
Sínónimos y Nombres Comunes
Los nombres comunes y sinónimos reportados incluyen (selección según suministro): fosfato de cobre(II); fosfato cúprico; fosfato de cobre (3:2); sal de cobre(2+) del ácido fosfórico (2:3); difosfato tricúprico; Cu3O8P2; fosfato de cobre (II); bis(ortofosfato) tricúprico; Cuprum Phosphoricum. La sustancia también se referencia bajo nombres descriptivos para formas hidratadas (por ejemplo, fosfato de cobre(II) trihidratado).
Identificadores para descriptores estructurales (presentados tal cual):
- SMILES: [O-]P(=O)([O-])[O-].[O-]P(=O)([O-])[O-].[Cu+2].[Cu+2].[Cu+2] (código en línea)
- InChI: InChI=1S/3Cu.2H3O4P/c;;;21-5(2,3)4/h;;;2(H3,1,2,3,4)/q3*+2;;/p-6 (código en línea)
- InChIKey: GQDHEYWVLBJKBA-UHFFFAOYSA-H (código en línea)
Aplicaciones Industriales y Comerciales
Roles Funcionales y Sectores de Uso
Los roles funcionales reportados incluyen uso como fungicida (pesticida agrícola), catalizador en reacciones orgánicas, componente fertilizante (fuente de micronutriente cobre), emulsionante, inhibidor de corrosión en el procesamiento de ácido fosfórico, protector de superficies metálicas y como aditivo mineral traza en formulaciones de alimentación animal. Estos roles reflejan sus propiedades como una fuente de cobre poco soluble que puede actuar como biocida (disponibilidad de cobre) y como reservorio o catalizador de cobre donde se desea baja solubilidad y liberación controlada.
Ejemplos Típicos de Aplicación
- Agricultura: utilizado en formulaciones para protección de cultivos donde los iones de cobre proporcionan actividad fungicida; la selección depende del estado regulatorio y del rendimiento de la formulación.
- Aditivos para alimentación: empleado como fuente traza de cobre en formas de liberación controlada para nutrición veterinaria o animal agrícola (formulación y dosis controladas).
- Fabricación química: utilizado como catalizador heterogéneo o precursor catalítico en síntesis orgánica donde se requieren especies de cobre(II).
- Control de corrosión: empleado para inhibir la corrosión en ciertas corrientes de proceso de ácido fosfórico o tratamientos metálicos donde son deseables las películas o recubrimientos de fosfato de cobre.
Fabricación: métodos comunes de preparación en laboratorio e industria incluyen la precipitación por reacción del sulfato de cobre(II) (u otras sales solubles de cobre(II)) con sales solubles de fosfato (p. ej., fosfato de diamonio hidrogenado) bajo condiciones controladas para obtener la fase estequiométrica deseada y la morfología de partícula adecuada.
Si se requiere un resumen conciso de aplicaciones más allá de estos usos generales, deben consultarse las publicaciones técnicas específicas del producto o datos de formulación.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Riesgos para la Salud y el Medio Ambiente
- Declaraciones de peligro y efectos reportados incluyen: causa irritación cutánea (H315) y daños oculares graves (H318); muy tóxico para la vida acuática con efectos duraderos (H400, H410) en múltiples clasificaciones notificadas.
- Toxicidad: las sales de cobre pueden causar efectos gastrointestinales y sistémicos si se ingieren en dosis altas; se debe controlar la inhalación ocupacional de polvos o aerosoles. Se reportan dosis orales agudas fatales para sales genéricas de cobre en resúmenes toxicológicos históricos (decenas de gramos), pero los resultados tóxicos dependen de la dosis y la matriz.
- Órganos diana y mecanismos: el cobre se acumula en el hígado y puede causar efectos hepatotóxicos cuando la exposición excede la capacidad fisiológica; el cobre induce estrés oxidativo y puede interferir con enzimas dependientes de grupos sulfhidrilo.
- Límites de exposición (reportados para cobre inorgánico, como Cu): La guía recomendada para exposición ocupacional incluye valores como 1 mg/m3 (promedio ponderado en el tiempo de 8 horas) para polvos y aerosoles de cobre y valores MAK/TLV/PEL relacionados según compilaciones de higiene industrial. El valor IDLH (inmediatamente peligroso para la vida o la salud) se reporta como 100 mg/m3 (como Cu) en algunas referencias ocupacionales.
- Peligro ambiental: el fosfato cúprico se clasifica como muy tóxico para organismos acuáticos y se debe evitar su entrada en cursos de agua; el control de eliminación y escurrimiento es crítico.
Consideraciones para Almacenamiento y Manipulación
- Manipulación: minimizar la generación de polvo; usar ventilación local de extracción para manejo de polvos; implementar protección respiratoria, guantes y protección ocular adecuada para evitar inhalación y contacto. Evitar ingestión y liberación no controlada al medio ambiente.
- Almacenamiento: conservar en un lugar fresco, seco y bien ventilado en envases bien cerrados; separar de agentes reductores fuertes y oxidantes/incompatibles organometálicos. Proteger de condiciones que puedan inducir descomposición térmica.
- Incendio/descomposición térmica: al calentar el material se descompone y puede emitir óxidos tóxicos de fósforo; los respondedores a incendios deben usar equipo de protección completo y aparato respiratorio.
- Emergencias y primeros auxilios: en caso de exposición, seguir procedimientos estándar de descontaminación: enjuagar ojos/piel con agua, retirar ropa contaminada, buscar atención médica en caso de ingestión o inhalación significativa. Para tratamiento de emergencias detallado y atención antidotal, consultar recursos de toxicología clínica y la Ficha de Datos de Seguridad (SDS) del producto.
- Regulación y eliminación: las prácticas de eliminación de residuos que contienen cobre están sujetas a normativas ambientales; evitar vertido o disposición en vertederos sin evaluación del contenido de cobre y guía regulatoria local. Para información detallada sobre peligro, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la SDS específica del producto y la legislación local.
