Fosfato cúprico (7798-23-4) Propriedades Físicas e Químicas

Perfil Químico

Fosfato cúprico

Fosfato inorgânico de cobre(II) (Cu3(PO4)2) — um fosfato metálico azul-esverdeado, insolúvel, fornecido na forma sólida para uso em formulações, catalisadores, aplicações inibidoras de corrosão e matérias-primas industriais.

Número CAS	7798-23-4
Família	Fosfatos metálicos (fosfato de cobre)
Forma Típica	Pó ou sólido cristalino
Graus Comuns	EP

Usado industrialmente como precursor de fungicida, catalisador ou aditivo inibidor de corrosão e fornecido para formulação, revestimento e processamento de aditivos para rações; verificações típicas de aquisição e controle de qualidade focam no estado de hidratação, tamanho das partículas e perfil de impurezas. Manusear com controles apropriados contra poeira, EPI e precauções para liberação ambiental devido às suas propriedades irritantes e potencial toxicidade aquática.

O fosfato de cobre(II) é um sal fosfato iônico inorgânico de cobre pertencente à família dos ortofosfatos metálicos. Estruturalmente, é um fosfato de metal de transição em que o cobre existe nominalmente no estado de oxidação +2 coordenado a oxianions fosfato; o sólido existe em múltiplas formas hidratadas e anidras (fórmulas comuns incluem variantes como \(\ce{Cu3O8P2}\) e espécies hidratadas como \(\ce{Cu3(PO4)2.3H2O}\)). A rede cristalina é dominada por interações iônicas Cu–O e P–O com caráter significativo de óxido/oxifosfato, produzindo um sólido cristalino, colorido (azul a azul-esverdeado) típico de muitos sais de cobre divalente.

As características eletrônicas derivam dos orbitais 3d parcialmente preenchidos de \(\ce{Cu^{2+}}\), gerando absorção óptica característica azul/verde e a capacidade de participar em química de coordenação (complexação com amônia e outros ligantes) e comportamento redox catalítico. Como sal fosfato, o conjunto aniônico pode sofrer hidrolise e protonação em diferentes faixas de pH; contudo, a baixa solubilidade aquosa do sólido limita o comportamento simples de titulação ácido-base em água pura. O fosfato cúprico comporta-se classicamente como um sal metálico inorgânico pouco solúvel: pouco solúvel em água fria, mais solúvel em meios ácidos e em meios complexantes/básicos (ex.: soluções amoniacais), e termicamente instável com produtos de decomposição que podem incluir óxidos de fósforo.

Graus comerciais comuns relatados para esta substância incluem: EP.

Propriedades Físicas Básicas

Densidade

Não existe valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade no contexto de dados atual.

Ponto de Fusão ou Decomposição

Não há um ponto de fusão único relatado para o material anidro no contexto de dados atual. Descrições experimentais indicam que o fosfato cúprico se decompõe ao ser aquecido, em vez de apresentar um ponto de fusão bem definido; a decomposição térmica pode produzir óxidos de fósforo e outros produtos de decomposição e é descrita como perigosa (ver Segurança e Manuseio).

Solubilidade em Água

Descrições experimentais relatadas são consistentes: o fosfato cúprico é essencialmente insolúvel ou apenas ligeiramente solúvel em água. Afirmações qualitativas típicas incluem: - "Insolúvel em água fria, ligeiramente solúvel em água quente." - A forma trihidratada (\(\ce{Cu3(PO4)2.3H2O}\)) é relatada como tendo solubilidade limitada em água, mas se dissolve em ácidos e soluções amoniacais. Comportamento adicional em solventes relatado: - Solúvel em ácidos minerais e em hidróxido de amônio (solução amoniacal) devido à protonação do fosfato e à complexação de \(\ce{Cu^{2+}}\). - Ligeira solubilidade em acetona em alguns relatos; insolúvel em etanol.

Nota mecanicística: a dissolução em ácido ocorre por protonação dos oxianions fosfato e liberação de \(\ce{Cu^{2+}}\) livre em solução, enquanto a dissolução em amônia ocorre via complexação por ligantes (formação de complexos cobre–amina), o que aumenta marcadamente a solubilidade aparente.

pH da Solução (Comportamento Qualitativo)

Como sólido não dissolvido disperso em água, o fosfato cúprico não estabelece um pH de solução bem definido devido à sua solubilidade muito baixa. Quando o sólido é dissolvido ou disperso em condições que aumentam a solubilidade: - Em meio ácido, a solução será ácida devido ao excesso de ácido necessário para solubilizar o fosfato e protonar as espécies fosfato. - Em meio amoniacal ocorre complexação de \(\ce{Cu^{2+}}\) pela amônia (ex.: formação da espécie \(\ce{[Cu(NH3)4]^2+}\)), produzindo soluções amínicas básicas a neutras dependendo do excesso de amônia. - Em água neutra, a concentração aquosa de íons fosfato e cobre é baixa e o pH da água em massa será determinado pela matriz e não pelo sólido.

Não está disponível um valor numérico específico de pH da solução no contexto de dados atual.

Propriedades Químicas

Comportamento Ácido–Base

O fosfato cúprico é um sal iônico de um oxianion polivalente (fosfato) e um cátion metálico de transição divalente (\(\ce{Cu^{2+}}\)). O componente fosfato (ortofosfato) pode aceitar e doar prótons na série conjugada \(\ce{H3PO4 <-> H2PO4^- <-> HPO4^{2-} <-> PO4^{3-}}\) dependendo do pH; no entanto, no estado sólido o ânion está presente como unidades coordenadas de ortofosfato/oxifosfato e não se comporta como base livremente móvel. O comportamento prático ácido-base é portanto governado pela solubilidade: a acidificação aumenta a solubilidade convertendo o fosfato em espécies protonadas, enquanto meios fortemente básicos e complexantes (ex.: soluções amoniacais concentradas) solubilizam o cobre por formação de aminas. O sal em si não apresenta acidez de Brønsted no estado sólido além do comportamento dos prótons coordenados em formas hidratadas.

Reatividade e Estabilidade

• Estabilidade: O sólido é estável em condições ambientes normais, mas se decompõe mediante aquecimento intenso; a decomposição é perigosa pois pode emitir óxidos de fósforo e fumos tóxicos relacionados.
• Reatividade química: Solúvel em ácidos minerais e soluções amoniacais concentradas; forma complexos de coordenação com ligantes que complexam \(\ce{Cu^{2+}}\) (ex.: \(\ce{NH3}\)), aumentando a solubilidade.
• Notas catalíticas/incompatibilidade: Íons cúpricos são relatados como catalisadores da decomposição de oxidantes como hipobromito de sódio; sais cúpricos podem promover processos oxidativos ou redox em reagentes susceptíveis. Evitar contato com agentes redutores fortes ou sistemas oxidantes sem avaliação da reatividade.
• Hidratados: Existem formas hidratadas (ex.: trihidratado) que podem diferir na forma cristalina e solubilidade em relação ao material anidro.

Parâmetros Moleculares e Iônicos

Fórmula e Massa Molecular

• Fórmula molecular (calculada): \(\ce{Cu3O8P2}\)
• Massa molecular (calculada): 380,58

Parâmetros adicionais calculados (conforme relatado): Massa exata 380,69382; Massa monoisotópica 378,69563; Área de superfície polar topológica (TPSA) 173; Número de doadores de ligação de hidrogênio 0; Número de aceitadores de ligação de hidrogênio 8; Número de ligações rotativas 0; Número de átomos pesados 13; Carga formal 0; Complexidade 36,8.

Íons Constituintes

• Cátion metálico primário: \(\ce{Cu^{2+}}\)
• Oxianion primário: espécies ortofosfato/oxifosfato (nominalmente \(\ce{PO4^{3-}}\) em termos estequiométricos simples, com estados de protonação dependendo do pH e hidratação)
• Formas hidratadas: hidratos cristalinos como \(\ce{Cu3(PO4)2.3H2O}\) são relatados e alteram a estequiometria e massa molecular dessa fase.

O comportamento estrutural e químico é regido pela interação da química de coordenação de \(\ce{Cu^{2+}}\) e dos oxianions fosfato multidentados e polivalentes.

Identificadores e Sinônimos

Números de Registro e Códigos

• CAS RN: 7798-23-4
• Número da Comunidade Europeia (CE): 232-254-5
• UNII: N8NP6FR80R
• ID da substância DSSTox: DTXSID00872547
• InChIKey: GQDHEYWVLBJKBA-UHFFFAOYSA-H
• Outros identificadores reportados nas anotações disponíveis incluem CAS histórico/depreciado 1913303-43-1.

Sinônimos e Nomes Comuns

Os nomes comuns e sinônimos reportados incluem (seleção conforme fornecido): fosfato de cobre(II); fosfato cuproso; fosfato de cobre (3:2); sal de cobre(2+) do ácido fosfórico (2:3); trifosfato de tricobre; Cu3O8P2; fosfato de cobre(II); trifosfato bis(ortofosfato); Cuprum Phosphoricum. A substância também é referenciada sob nomes descritivos para formas hidratadas (ex: fosfato de cobre(II) trihidratado).

Identificadores para descritores estruturais (apresentados conforme fornecidos):
- SMILES: [O-]P(=O)([O-])[O-].[O-]P(=O)([O-])[O-].[Cu+2].[Cu+2].[Cu+2] (código inline)
- InChI: InChI=1S/3Cu.2H3O4P/c;;;21-5(2,3)4/h;;;2(H3,1,2,3,4)/q3*+2;;/p-6 (código inline)
- InChIKey: GQDHEYWVLBJKBA-UHFFFAOYSA-H (código inline)

Aplicações Industriais e Comerciais

Funções Funcionais e Setores de Uso

Funções funcionais reportadas incluem uso como fungicida (pesticida agrícola), catalisador em reações orgânicas, componente de fertilizantes (fonte de micronutriente cobre), emulsificante, inibidor de corrosão no processamento de ácido fosfórico, protetor de superfícies metálicas e como aditivo mineral traço em formulações para alimentação animal. Essas funções refletem suas propriedades como fonte de cobre pouco solúvel que pode atuar como biocida (disponibilidade de cobre) e como reservatório ou catalisador de cobre onde a solubilidade limitada e liberação controlada são desejáveis.

Exemplos Típicos de Aplicação

• Agricultura: utilizado em formulações para proteção de culturas onde os íons de cobre fornecem atividade fungicida; a seleção depende do status regulatório e desempenho da formulação.
• Aditivos para ração: empregado como fonte traço de cobre em formas de liberação controlada para nutrição veterinária ou animal agrícola (formulação e dose controladas).
• Fabricação química: utilizado como catalisador heterogêneo ou precursor catalítico em síntese orgânica onde espécies de cobre(II) são requeridas.
• Controle de corrosão: empregado para inibir corrosão em fluxos específicos de processo de ácido fosfórico ou tratamentos metálicos onde filmes ou revestimentos de fosfato de cobre são desejáveis.

Fabricação: métodos comuns de preparo laboratorial e industrial incluem precipitação pela reação de sulfato de cobre(II) (ou outros sais solúveis de cobre(II)) com sais solúveis de fosfato (ex: fosfato diamônio) sob condições controladas para obtenção da fase estequiométrica desejada e morfologia das partículas.

Se for necessária uma síntese concisa das aplicações além desses usos gerais, recomenda-se consultar literatura técnica específica do produto ou dados de formulação.

Visão Geral de Segurança e Manuseio

Riscos à Saúde e ao Meio Ambiente

• Declarações de perigo e efeitos reportados incluem: causa irritação cutânea (H315) e lesões oculares graves (H318); muito tóxico para a vida aquática com efeitos duradouros (H400, H410) em múltiplas classificações notificadas.
• Toxicidade: sais de cobre podem causar efeitos gastrointestinais e sistêmicos se ingeridos em altas doses; a inalação ocupacional de poeiras ou névoas deve ser controlada. Faixas de dose fatal oral aguda relatadas para sais genéricos de cobre constam em resumos toxicológicos históricos (algumas dezenas de gramas), porém os efeitos tóxicos dependem da dose e da matriz.
• Órgãos-alvo e mecanismos: cobre acumula-se no fígado e pode produzir efeitos hepatotóxicos quando a exposição ultrapassa a capacidade fisiológica de manejo; cobre induz mecanismos de estresse oxidativo e pode interferir em enzimas dependentes de grupos sulfidrílicos.
• Limites de exposição (reportados para cobre inorgânico, como Cu): orientação ocupacional recomendada inclui valores como 1 mg/m³ (TWA 8 h) para poeiras e névoas de cobre e valores MAK/TLV/PEL relacionados conforme compilações de higiene industrial. Valor Imediatamente Perigoso à Vida ou à Saúde (IDLH) reportado como 100 mg/m³ (como Cu) em algumas referências ocupacionais.
• Risco ambiental: fosfato cuproso é classificado como muito tóxico para organismos aquáticos e deve ser evitada a sua entrada em corpos hídricos; controle de descarte e escoamento são críticos.

Considerações para Armazenamento e Manuseio

• Manuseio: minimizar geração de poeira; utilizar ventilação exaustora local para manipulação de pós; implementar proteção respiratória adequada, luvas e proteção ocular para evitar inalação e contato. Evitar ingestão e liberação descontrolada ao meio ambiente.
• Armazenamento: conservar em local fresco, seco e bem ventilado, em recipientes hermeticamente fechados; segregar de agentes redutores fortes e oxidantes/reagentes organometálicos incompatíveis. Proteger contra condições que possam induzir decomposição térmica.
• Incêndio/decomposição térmica: ao aquecer o material decompõe-se e pode emitir óxidos tóxicos de fósforo; equipes de combate a incêndio devem utilizar equipamento de proteção completo e aparelhos respiratórios.
• Emergência e primeiros socorros: em caso de exposição, seguir procedimentos padrão de descontaminação — lavar olhos/pele com água, remover roupas contaminadas, buscar atendimento médico em caso de ingestão ou exposição significativa por inalação. Para tratamento de emergência detalhado e cuidados antídoto, consultar recursos de toxicologia clínica e Ficha de Dados de Segurança (SDS) do produto.
• Regulamentação e descarte: práticas de descarte de resíduos contendo cobre estão sujeitas a regulamentações ambientais; evitar disposição em aterros ou descargas sem avaliação do conteúdo de cobre e orientações regulatórias locais. Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (SDS) específica do produto e legislação local.