Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Химия d-элементов (медь, серебро, цинк, хром, марганец, железо)

Химия d-элементов (медь, серебро, цинк, хром, марганец, железо)

Медь находится в четвертом периоде, группе IБ. Ее электронная формула 29 Cu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 , наиболее устойчивые степени окисления +2 и +1. Медь в промышленности получают пирометаллургическим методом, что можно описать следующим уравнением:

Полученную медь называют черновой (содержание меди 95–98%). Затем медь подвергают электролитическому рафинированию для получения меди высокой чистоты. Металл малой активности, в ряду напряжений металлов медь расположена после водорода. Ее химические свойства:

Йодид меди (II) не существует. Попытки получить его реакциями обмена приводят к иодиду меди (I) и йоду, например:

В электрохимическом ряду напряжений металлов медь расположена после водорода, поэтому с разбавленной соляной кислотой она не реагирует. Однако с концентрированной соляной кислотой она взаимодействует с образованием дихлоркупрата (I) водорода:

Кроме того, медь способна взаимодействовать с соляной кислотой в присутствии кислорода воздуха:

Медь образует оксиды состава Cu2O, CuO. Первый проявляет основные, а второй амфотерные с преобладанием основных свойства. Оба оксида легко восстанавливаются до меди под действием различных восстановителей:

Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 разлагается при нагревании, проявляет амфотерные свойства с преобладанием основных:

Серебро находится в пятом периоде, группе IБ. Его электронная формула 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 1 . В промышленности серебро получают комплексной переработкой полиметаллических руд. Химические реакции, характерные для серебра:

Оксид серебра Ag2O — термически нестабильный, типичный основный оксид. Его химические свойства:

Цинк находится в четвертом периоде, группе IIБ. Его электронная формула 30 Zn 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 . В промышленности цинк получают либо электролизом водного раствора его сульфата, либо пирометаллургическим методом: сернистые руды подвергают обжигу с последующим восстановлением оксида цинка коксом:

Цинк относится к металлам средней активности, в своих соединениях проявляет единственную степень окисления +2. Характерные для цинка химические реакции:

Особенностью цинка являются его реакции с серной и азотной кислотами различной концентрации. При этом в зависимости от концентрации кислот образуются различные продукты реакции:

Оксид и гидроксид цинка являются амфотерными. Их характерные реакции:

Хром расположен в четвертом периоде, группе VIБ. Его электронная формула 24 Cr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 . Металл средней активности. В своих соединениях хром проявляет степени окисления +2, +3 и +6. В промышленности чистый хром получают восстановлением оксида хрома методом алюминотермии:

Его характерные химические реакции:

Хром образует ряд оксидов: CrO — основный оксид, Cr2O3 — амфотерный оксид, CrO3 — кислотный оксид, следовательно, рост степени окисления сопровождается усилением кислотных свойств. Все оксиды хрома вступают в окислительно-восстановительные реакции.

Ниже приведены характерные для этих соединений химические реакции:

Гидроксид хрома (III) проявляет амфотерные свойства, вступает в окислительно-восстановительные реакции:

Марганец расположен в четвертом периоде, группе VIIБ, Периодической системы Д.И. Менделеева. Его электронная формула 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 . Характерные степени окисления марганца +2, +4, +6 и +7. В чистом виде марганец получают термическим восстановлением оксидов или галогенидов водородом, натрием, магнием, алюминием, углеродом или кремнием (метод кремнийтермии):

Особо чистый марганец получают электролизом водного раствора сульфата марганца (II).

Химические свойства марганца:

Марганец образует пять оксидов: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3, Mn2O7. MnO проявляет основные свойства. Mn2O3 при взаимодействии с разбавленными растворами кислот диспропорционирует, а при нагревании с концентрированными растворами кислот выделяет кислород:

MnO2 не взаимодействует ни со щелочами, ни с разбавленными растворами кислот. С концентрированными кислотами при нагревании реагирует так же, как и Mn2O3:

Mn2O7 — единственный среди оксидов марганца, который является жидкостью при нормальных условиях. Кислотный оксид. Разлагается уже при температуре 55 °С, при ударе может взорваться.

Железо находится в четвертом периоде, группе VIIIБ. Его электронная формула 26 Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 . Металл средней активности, в своих соединениях проявляет степени окисления +2 и +3. Известны ряд соединений железа со степенью окисления +6. Они являются сильными окислителями. Химически чистое железо получают разложением его пентакарбонила:

Основная масса железа используется не в чистом виде, а в виде сплавов с углеродом (сталь, чугун) и другими элементами. Эти сплавы получают в доменных печах. Упрощенно этот процесс можно описать уравнением:

Характерные для железа химические реакции:

FeO проявляет основные, а Fe2O3 — амфотерные с преобладанием основных свойства. Оба оксида вступают в окислительно-восстановительные реакции:

Для двойного оксида железа (II) — железа (III) Fe3O4 (магнетит) характерны в первую очередь окислительно-восстановительные реакции, а также реакции обмена, которые идут также, как и у входящих индивидуально в его состав оксидов:

Гидроксид железа (II) практически проявляет только основные свойства, при нагревании разлагается, вступает в окислительно-восстановительные реакции:

Читайте так же:
Переделываем аккумуляторный шуруповерт в сетевой

Гидроксид железа (III) проявляет амфотерные с преобладанием основных свойства, при нагревании разлагается, вступает в окислительно-восстановительные реакции:

Йодид железа (III) не существует. Попытки получить его обменными реакциями приводят к йодиду железа (II) и йоду:

Какую химическую формулу вы получаете, смешивая медь и алюминий?

Медь и алюминий могут быть объединены в медно-алюминиевый сплав. Сплав является смесью и поэтому не имеет химической формулы. Однако при очень высокой температуре медь и алюминий могут образовывать тв

Какую химическую формулу вы получаете, смешивая медь и алюминий?

Содержание:

Медь и алюминий могут быть объединены в медно-алюминиевый сплав. Сплав является смесью и поэтому не имеет химической формулы. Однако при очень высокой температуре медь и алюминий могут образовывать твердый раствор. Когда этот раствор остывает, интерметаллическое соединение CuAl2 или алюминид меди может образовывать осадок.

Соединения и Сплавы

Соединение имеет фиксированное соотношение между составляющими его элементами. Независимо от того, сколько соединения у вас есть, соотношение между различными атомами одинаково. С другой стороны, смесь может содержать различные количества составляющих ее элементов. Металлический сплав представляет собой смесь двух или более металлов в любом соотношении. Следовательно, сплав не имеет химической формулы. Вместо этого сплавы описываются в процентах. Эти проценты могут изменяться, когда добавляется больше одного из металлов.

Твердый раствор

Когда медь и алюминий нагреваются до 550 градусов по Цельсию (1022 градуса по Фаренгейту), твердая медь растворяется в алюминии, образуя раствор. При этой температуре медно-алюминиевый раствор может содержать до 5,6% меди по массе. Это решение является насыщенным; он не может держать больше меди. По мере охлаждения насыщенного медно-алюминиевого раствора растворимость меди уменьшается, и раствор становится перенасыщенным. Когда медь в конечном итоге выпадает в осадок из раствора, она образует интерметаллическое соединение CuAl2.

Интерметаллические соединения

Интерметаллическое соединение CuAl2 образуется медленно после создания исходного раствора. Со временем атомы меди могут перемещаться через сплав вследствие диффузии. Это движение приводит к образованию кристаллов CuAl2. Это соединение всегда содержит два атома алюминия на каждый атом меди; это 49,5 процента алюминия по весу. Из-за этого фиксированного соотношения соединение имеет определенную химическую формулу.

Отверждение осадков

Конкретная ориентация атомов в алюминии приводит к скольжению между плоскостями атомов. Это приводит к снижению силы. Когда образуются кристаллы CuAl2, это проскальзывание уменьшается. Этот процесс называется осаждением при отверждении и помогает повысить прочность медно-алюминиевого сплава. Производители могут регулировать температуру с течением времени, чтобы максимизировать это отверждение.

Другие соединения меди и алюминия

CuAl2 является доминирующим интерметаллическим соединением меди и алюминия. Однако два металла могут также образовывать интерметаллические соединения CuAl и Cu9Al4. Эти соединения могут образовываться со временем после начального образования CuAl2. Образование этих других соединений зависит от температуры, времени и места осаждения меди.

Оксид меди (I, II, III): свойства, получение, применение

Как вам известно, в химии существует четыре класса неорганических соединений. Веществ, представляющих каждый из них, очень много, но лидирующее положение, несомненно, занимают оксиды. У одного химического элемента может быть сразу несколько разных бинарных соединений с кислородом. Такое свойство имеет и медь. У нее существует три оксида. Давайте рассмотрим их детальнее.

оксид меди

Оксид меди (I)

Его формула — Cu2O. В некоторых источниках данное соединение могут называть гемиоксидом меди, оксидом димеди или закисью меди.

Свойства

Является кристаллическим веществом, имеющим коричнево-красный цвет. Этот оксид не растворяется в воде и этиловом спирте. Может плавиться, не разлагаясь, при температуре чуть больше 1240 о С. Данное вещество не взаимодействует с водой, но может переводиться в раствор, если участниками реакции с ним будут концентрированные хлоровородная кислота, щелочь, азотная кислота, гидрат аммиака, соли аммония, серная кислота.

Получение оксида меди (I)

Его можно получить, нагрев металлическую медь, или в такой среде, где кислород имеет малую концентрацию, а также в токе некоторых оксидов азота и вместе с оксидом меди (II). Кроме того, он может стать продуктом реакции термического разложения последнего. Оксид меди (I) получится и в том случае, если нагреть сульфид меди (I) в токе кислорода. Есть и другие, более сложные способы его получения (например, восстановление одного из гидроксидов меди, ионный обмен любой соли одновалентной меди с щелочью и т.п.), но их практикуют только в лабораториях.

Применение

Нужен в качестве пигмента, когда окрашивают керамику, стекло; компонента красок, которые защищают подводную часть судна от обрастания. Используется также как фунгицид. Без него не обходятся и меднозакисные вентили.

высший оксид меди

Оксид меди (II)

Его формула — CuO. Во многих источниках может встречаться под названием окиси меди.

Свойства

Это высший оксид меди. Вещество имеет вид черных кристаллов, которые почти не растворяются в воде. Взаимодействует с кислотой и при этой реакции образует соответствующую соль двухвалентной меди, а также воду. При его сплавлении с щелочью продукты реакции представлены купратами. Разложение оксида меди (II) происходит при температуре около 1100 о С. Аммиак, монооксид углерода, водород и уголь способны извлекать из этого соединения металлическую медь.

Читайте так же:
Металлический трос для лебедки

Получение

Его можно получить при нагревании металлической меди в воздушной среде при одном условии — температура нагревания должна быть ниже 1100 о С. Также оксид меди (II) может получиться, если нагреть карбонат, нитрат, двухвалентный гидроксид меди.

Применение

С помощью данного оксида окрашивают в зеленый или синий цвет эмаль и стекло, а также производят медно-рубиновую разновидность последнего. В лаборатории этим оксидом обнаруживают восстановительные свойства веществ.

получение оксида меди

Оксид меди (III)

Его формула — Cu2O3. Имеет традиционное название, которое звучит, наверное, немного необычно — окисел медь.

Свойства

Имеет вид красных кристаллов, не растворяющихся в воде. Разложение этого вещества происходит при температуре 400 о С, продукты данной реакции — оксид меди (II) и кислород.

Получение

Его можно получить, окисляя двухвалентный гидроксид меди с помощью пероксидисульфата калия. Необходимое условие реакции — щелочная среда, в которой она должна происходить.

Применение

Данное вещество само по себе не используется. В науке и промышленности более широкое распространение находят продукты его разложения — оксид меди (II) и кислород.

Заключение

Вот и все оксиды меди. Их несколько из-за того, что медь имеет переменную валентность. Существуют и другие элементы, у которых есть по несколько оксидов, но о них поговорим в другой раз.

Металлы I группы побочной подгруппы (Cu, Ag, Au)

Медь, серебро и золото – эти металлы были в числе первых, освоенных человеком. Из них чеканили монеты, изготовляли предметы домашнего обихода, орудия труда и украшения.

Со временем серебро и особенно золото стали универсальным мерилом материальных ценностей. Получение золота из других металлов составляло предмет алхимии – ярчайшей страницы в истории человеческой мысли, давшей начало современной химии. С тех пор жизнь людей почти до неузнаваемости изменилась, а золото по-прежнему является символом богатства и эталоном ценности…

Медь

Медь

Латинское наименование меди – Cuprum – происходит от названия острова Кипр, где уже в III в до н.э. существовали медные рудники. Русское «медь», вероятно, восходит к слову «смида», обозначавшему металл у древних германцев.

Хоть медь иногда встречается в природе в виде самородков (самый большой из найденных весил 420 т), основная её часть входит в состав сульфидных руд, например халькопирита CuFeS2. Реже встречается минерал малахит – зеленый основной карбонат меди (CuOH)2CO3.

В первых металлургических процессах использовались не сульфидные руды, а именно малахит, не требующий предварительного обжига. Восстановительную плавку проводили в глиняных сосудах, заполненных рудой и углем и помещенных в небольшую яму. Оксид углерода (II), образуется при неполном сгорании угля, восстанавливая малахитовую руду:

Развивающаяся при этом температура (1100 – 1200 о С) позволяет получить расплавленную медь (tпл = 1083 о С).

Медь весьма мягкий металл, поэтому начиная с III тысячелетия до н.э. на смену медным изделиям стали приходить бронзовые – более твёрдые и прочные. Скорее всего, бронзу (сплав меди с оловом) впервые получили случайно, при обработке руды, содержащей оба металла. На протяжении двух тысяч лет (до начала I тысячелетия до н.э.) бронза являлась основным материалом для производства орудий труда. Археологи называют эту эпоху бронзовым веком.

Малахит

Чистая медь очень хорошо проводит электрический ток, уступая в этом лишь серебру, поэтому из нее делают провода. Сплав меди с никелем – константан (60% Cu,40% Ni), напротив, отличается высоким сопротивлением – он служит основой реостатов. Бронзы (90% Cu, 10% Sn) и латуни (20 – 80% Cu, остальное Zn) твёрже меди, стойки к окислению, обладают малым коэффициентом трения. Они используются в химическом машиностроении и для изготовления подшипников, шестерен, редукторов. Нейзильбер — сплав состава 50% Cu, 25% Zn, 25% Ni – применяется в производстве медицинского оборудования и в ювелирном деле. Медно-никелевый сплав мельхиор (80% Cu, 20% Ni) идет на изготовление медицинских инструментов, монет, посуды.

Медь применяют в гальванопластике – получении точных металлических копий различных предметов путем электролитического осаждения металла на поверхности гипсовой формы.

Ежегодно в мире выплавляют приблизительно 10 млн тонн меди, и потребность в этом металле постоянно возрастает.

В отличие от своих соседей по подгруппе – серебра и золота,- медь непосредственно реагирует с кислородом. При нагревании на воздухе изделия чернеют, покрываясь слоем оксида меди (II) CuO. А при температуре свыше 1000 о С образуется другой оксид – Cu2O.

Находясь долгое время на воздухе, медь покрывается плёнкой малахита, образующегося по реакции 2Cu + O2 + H2O + CO2 = (CuOH)2CO3. Именно этому веществу обязаны своим цветом бронзовые памятники и старые крыши городов Западной Европы.

В ряду напряжений медь стоит правее водорода, поэтому реагирует только с кислотами-окислителями: азотной, концентрированной серной. Исключение составляет йодоводородная кислота, которая вступает в реакцию с медью с выделением водорода и образованием очень устойчивого комплекса меди (I) H[CuI2].

Читайте так же:
Алмазные цепи для электропилы

Пожалуй, самое известное соединение меди – медный купорос, или пятиводный сульфат меди (II), CuSO4∙5H2O. В древности это вещество получали при кристаллизации растворов, образующихся в медных рудниках во время дождя. Медный купорос применяли для чернения кожи, в медицине, производстве окрашенных стекол. В наше время медный купорос используется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений, вытеснив значительно более ядовитую соль 3Cu(AsO2)2∙Cu(CH3COO)2 – швейнфуртскую зелень.

Медь играет важную роль в процессах жизнедеятельности организмов – она входит в состав некоторых ферментов, участвующих в реакциях окисления органических соединений. Медьсодержащий фермент цитохромоксидаза катализирует процессы тканевого дыхания. Белки, в состав которых входит медь, оказывают влияние на углеводный обмен, синтез жиров, образование витаминов Р и В. Ежедневная потребность меди для человека составляет около 2 -3 мг. Особенно богаты этим элементом молоко и дрожжи. Однако в больших количествах соединения меди вредны: приём внутрь 2 г медного купороса может привести к смерти.

Серебро

Серебро в слитках

Латинское название серебра – Argentum – связано с цветом этого металла; оно восходит к греческому «аргос» — «белый», «блестящий». Русское слово «серебро», как считают учёные, происходит от слова «серп» (серп луны). Блеск серебра напоминает таинственное лунное сияние и алхимикам, использовавшим в качестве символа элемента знак луны.

Древнейшие серебряные изделия, обнаруженные в Передней Азии, датируются V тысячелетием до н.э. Они изготовлены из самородного серебра. Часто такие самородки окрашены в светло-желтый цвет, так как представляют собой не чистое серебро, а сплав с золотом (греки называли его «электрон»). Находки серебряных самородков чрезвычайно редки, поэтому неудивительно, что вплоть до конца I тысячелетия до н.э. серебро стоило дороже остальных металлов, даже золота. Ситуация изменилась лишь после того, как примерно в VI в. до н.э. древние умельцы освоили процесс выделения серебра из свинцовых руд.

Некоторые свинцовые сульфидные руды, например галенит PbS, содержат значительные примеси сульфида серебра Ag2S. При обжиге такой руды на воздухе PbS переходит в оксид Pb3O4, а серебро выделяется в свободном виде:

В наши дни основную массу серебра также получают при переработке свинцово-цинковых и медных руд. Часто такая руда содержит всего 0,15 – 0,25% Ag. Выплавленный из свинцово-цинковой руды жидкий металл разделяется на два слоя: в нижнем содержится свинец, а в верхнем – цинк с примесью серебра. При нагревании этого слоя летучий цинк отгоняется в виде паров, а серебро остается.

Серебро – блестящий, серебристо-белый металл (tпл = 962 о С), ковкий и пластичный, легко поддающийся обработке, лучший среди металлов проводник тепла и электричества. В старину из него изготовляли монеты, вазы, кубки, ювелирные изделия, тончайшими серебряными пластинами украшали ларцы и одеяния. На Руси из серебра делали церковные сосуды, оклады икон. В настоящее время применение серебра не ограничивается ювелирным делом – оно идет на производство зеркал, электрических контактов, аккумуляторов, используется в стоматологии.

Серебряная посуда

Серебро не окисляется кислородом, однако, по словам Плиния Старшего, «тускнеет от лечебных вод и от солёных ветров», покрываясь чёрным слоем сульфида серебра:

В ряду напряжений серебро стоит правее водорода, поэтому оно взаимодействует лишь с кислотами-окислителями, легче всего – с азотной кислотой:

Нитрат серебра (ляпис) прекрасно растворим в воде и является исходным веществом для получения других соединений серебра. При 209 о С он плавится, а при нагревании до 300 о С разлагается, образуя серебро: 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2↑ + O2↑. Ляпис оказывает на кожу прижигающее и вяжущее действие, его используют в медицине в виде ляписных карандашей.

Гидроксид серебра AgOH является сильным основанием, однако, он настолько неустойчив, что при действии на раствор AgNO3 щёлочи выпадает не AgOH, а бурый осадок оксида Ag2O. Бесцветный раствор, образующийся при взаимодействии Ag2O с раствором аммиака: Ag2O + 2NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH, уже в XVII в. использовали для серебрения зеркал.

В 1727 г. немецкий учёный И.Г.Шульце обнаружил, что некоторые соли серебра, например хлорид AgCl, на свету разлагаются с образованием металла. Еще легче этому подвержены AgI и AgBr – они входили в состав эмульсии чёрно-белой фотопленки.

Замечено, что болезнетворные бактерии в воде погибают уже при содержании в ней серебра 10 -9 г/л – такая концентрация ионов Ag + создаётся при внесении в воду серебряных предметов.

Золото

Золотой самородок

Еще в глубокой древности золотистый цвет металла ассоциировался в сознании людей с цветом солнца. Так, по одной из версий, русское название металла происходит от слова «солнце». Латинское название элемента (Aurum) в переводе означает «жёлтый».

Золото, не изменяющееся при хранении на воздухе, не поддающееся ржавлению, являлось символом вечности. Алхимики называли его царем металлов, совершеннейшим из всех веществ. Превращение неблагородным металлов в золото было заманчивой мечтой многих средневековых ученых. Интересно, что сегодня это превращение стало возможным с помощью ядерных реакций, однако искусственное золото оказывается намного дороже природного. Образец такого золота, полученный при облучении нейтронами изотопа ртути 196 Hg, хранится в Чикаго в Музее науки и промышленности. Алхимики удивились бы еще сильней, узнай они, что само золото в ядерных реакциях служит сырьем для получения изотопов франция и астата – элементов, которых практически нет в природе.

Читайте так же:
Крутящий момент для затяжки болтов на колесах

Золото представляет собой золотисто-желтый металл (tпл = 1064 о С), настолько мягкий и пластичный, что легко раскатывается в тончайшую фольгу, которую можно растереть в порошок. «Золото через свой изрядно жёлтый цвет и блещущую светлость от прочих металлов отлично», — писал о нем М.В.Ломоносов.

В природе золото встречается в виде мелких зёрен, перемешанных с песком или гравием – продуктами разрушения золотоносных пород. Правда, иногда находят и крупные самородки – массой несколько десятков килограммов.

Древние египтяне выделяли золото из золотоносных жил, пронизывающих кварцевые породы. Многократно раскаляя скалу в огне и обливая ее холодной водой, люди дробили камень, затем толкли его в ступах, мололи и лишь после этого промывали водой, раскладывая на наклонной плоскости. Отмытое золото сплавляли в слитки. Во времена Древнего Рима главным поставщиком золота была Испания, где его вымывали из земли, извлекаемой из рудников.

Золотая маска Тутанхамона

Добычу золота в Средние века подробно описал немецкий ученый Георг Агрикола. Золотоносную руду перемалывали в муку и перемешивали в специальных бочках, на дне которых находилась ртуть. Ртуть смачивала и частично растворяла золото с образованием амальгамы. Её отделяли от остальной породы и разлагали нагреванием. Ртуть при этом улетучивалась, а золото оставалось в перегонном аппарате.

С XIX в. для извдечения драгоценного металла стали применять цианистый метод: на воздухе золото взаимодействует с раствором цианида натрия, образуя комплексную соль – дицианоаурат (I) натрия:

а при обработке такого раствора цинком выделяется в свободном виде:

Сегодня золотоносными считаются породы с содержанием золота более 0,0001%. Ученые установили, что некоторые микроорганизмы способны поглощать золото. На этом открытии основан перспективный биохимический метод извлечения золота из отвальных пород.

Около половины производимого в мире золота используется в ювелирном деле. Ювелиры никогда не работают с чистым металлом, ведь он настолько мягок, что легко царапается и деформируется. Золото, содержащее примеси других металлов – меди, серебра, железа, — часто имеет тот или иной цветовой оттенок: от жёлтого и красновато-коричневого до розоватого или даже зеленоватого.

Благодаря высокой электропроводности и химической инертности золото активно используется в современной технике: тонким слоем этого металла покрывают контакты, электронагреватели, корпусы часов. На изготовление американского космического корабля «Колумбия» было израсходовано около 40 кг золота.

Еще одна область применения этого металла – медицина. В конце XIX в. немецкий микробиолог Роберт Кох обнаружил, что тетрацианоаурат (III) калия K[Au(CN)4] прекращает рост туберкулезных бактерий, а с 20-х гг. XX в. препараты золота, например санокризин Na3[Au(S2O3)2]∙2H2O, стали применять для лечения туберкулёза, артрита, а также в качестве противоспалительного средства.

Золото необычайно устойчиво к действию большинства окислителей: оно не реагирует с кислородом и не вытесняет водород из кислот. Однако говорить о полной инертности золота неверно: о его способности взаимодействовать с царской водкой знали уже алхимики. Наиболее традиционным методом окисления золота является обработка золотой фольги хлором в среде концентрированной соляной кислоты: 2Au + 3Cl2 + 2HCl = 2H[AuCl4]. Из образующейся при этом золотохлороводородной кислоты получают другие соединения золота. Все они легко могут быть восстановлены до металла.

Скачать:

Скачать бесплатно реферат на тему: «Медь» МЕДЬ.docx (252 Загрузки)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Золото» Золото.docx (270 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Золото и его переработка» Золото-и-его-переробка.docx (Одна Загрузка)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Серебро» СЕРЕБРО.docx (256 Загрузок)

Оксид меди 2, химическая формула и свойства

Оксиды — широко распространённый в природе тип соединений, который можно наблюдать даже в повседневной жизни, в быту. Примером могут служить песок, вода, ржавчина, известь, углекислый газ, ряд природных красителей. Руда многих ценных металлов по своей природе является оксидом, вследствие чего представляет большой интерес для научных и производственных исследований.

Соединение химических элементов с кислородом называют оксидами. Как правило, образуются они при накаливании каких-либо веществ на воздухе. Различают кислотные и основные оксиды. Металлы образуют основные оксиды, в то время как неметаллы — кислотные. За исключением оксидов хрома и марганца, которые также являются кислотными. В данной статье рассматривается представитель основных оксидов — CuO (II).

CuO (II)

Медь, нагреваясь на воздухе при температуре 400–500 °C, постепенно покрывается налётом чёрного цвета, который химики называют оксид двухвалентной меди, или CuO(II). Описанное явление представлено в следующем уравнении:

Читайте так же:
Распил на форматно раскроечном станке

2 Cu + О 2 → 2 CuO

Термин «двухвалентный» указывает на способность атома вступать в реакцию взаимодействия с другими элементами посредством двух химических связей.

Интересный факт! Медь, находясь в различных соединениях, может быть с разной валентностью и другим цветом. Например: оксиды меди имеют ярко-красную (Cu2O) и коричнево-чёрную (CuO) окраску. А гидроксиды меди приобретают жёлтый (CuOH) и синий (Cu(OH)2) цвета. Классический пример явления, когда количество переходит в качество.

Cu2O ещё иногда называют закись, оксид меди (I), а CuO — окись, оксид меди (II). Существует также оксид меди (III) — Cu2O3.

В геологии оксид двухвалентной (или бивалентной) меди принято называть тенорит, другое его название — мелаконит. Название тенорит произошло от фамилии выдающегося итальянского профессора ботаники Michele Tenore, (1780—1861). Мелаконит считается синонимом названия тенорит и переводится на русский язык, как медная чернь либо чёрная медная руда. В том или ином случае речь идёт о кристаллическом минерале коричнево-чёрного цвета, разлагающемся при прокаливании и плавящемся только при избыточном давлении кислорода, в воде нерастворимом, и не реагирующем с ней.

Акцентируем основные параметры названного минерала.

Формула меди

Химическая формула: CuO

Молекула его состоит из атома Cu с молекулярной массой 64 а. е. м. и атома O, молекулярная масса 16 а. е. м., где а. е. м. — атомная единица массы, она же дальтон, 1 а. е. м. = 1,660 540 2(10) × 10 −27 кг = 1,660 540 2(10) × 10 –24 г. Соответственно молекулярная масса соединения равняется: 64 + 16 = 80 а. е. м.

Кристаллическая решётка: моноклинная сингония. Что обозначает такой тип осей симметрии кристалла, когда две оси пересекаются под косым углом и имеют различную длину, а третья ось расположена по отношению к ним под углом 90°.

Плотность – 6,51 г/см 3 . Для сопоставления, плотность чистого золота равна 19,32 г/см³, а плотность поваренной соли составляет 2,16 г /см 3 .

Плавится при температуре 1447 °C, под давлением кислорода.

Разлагается при накаливании до 1100 °C и преобразуется в оксид меди (I):

4CuO = 2Cu2O + O 2.

С водой не реагирует и не растворяется в ней.

Зато вступает в реакцию с водным раствором аммиака, с образованием гидроксида тетраамминмеди (II): CuO + 4NH3 + H2O = [Cu (NH3)4](OH) 2.

В кислотной среде образует сульфат и воду: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.

Реагируя со щёлочью, создаёт купрат: CuO + 2 NaOH → Na2CuO2 + H2O.

Реакция CuO NaOH

Образуется:

  • путём прокаливания гидроксида меди (II) при температуре 200 °C: Cu(OH)2 = CuO + H2O;
  • при окислении металлической меди на воздухе при температуре 400–500 °C: 2Cu + O2 = 2CuO;
  • при высокотемпературной обработке малахита: (CuOH)₂CO₃ —> 2CuO + CO₂ + H₂O.

Восстанавливается до металлической меди —

  • в реакции с водородом: CuO + H2 = Cu + H2O;
  • с угарным газом (монооксид углерода): CuO + CO = Cu + CO2;
  • с активным металлом: CuO + Mg = Cu + MgO.

Токсичен. По степени неблагоприятного воздействия на человеческий организм причисляется к веществам второго класса опасности. Вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, кожных покровов, дыхательных путей и желудочно-кишечной системы. При взаимодействии с ним обязательно использование таких средств защиты, как резиновые перчатки, респираторы, защитные очки, спецодежду.

Вещество взрывоопасно и легко воспламеняется.

Применяется в промышленности, как минеральная составляющая комбикормов, в пиротехнике, при получении катализаторов химических реакций, как красящий пигмент для стекла, эмалей, керамики.

Окислительные свойства оксида меди (II) наиболее часто применяются в лабораторных исследованиях, когда необходим элементарный анализ, связанный с изучением органических материалов на предмет наличия в них водорода и углерода.

Немаловажно, что CuO (II) достаточно широко распространён в природе, как минерал тенерит, другими словами — это природное соединение руды, из которого можно получить медь.

Состав меди

Латинское наименование Cuprum и соответствующий ему символ Cu происходит от названия острова Кипр. Именно оттуда, через Средиземное море вывозили этот ценный металл древние римляне и греки.

Медь входит в число семи наиболее распространённых в мире металлов и состоит на службе у человека с древних времён. Однако в первозданном, металлическом состоянии встречается довольно редко. Это мягкий, легко поддающийся обработке металл, отличающийся высокой плотностью, очень качественный проводник тока и тепла. По электрической проводимости уступает только серебру, в то время как является более дешёвым материалом. Широко используется в виде проволоки и тонкого листового проката.

Химические соединения меди отличаются повышенной биологической активностью. В животных и растительных организмах они участвуют в процессах синтеза хлорофилла, поэтому считаются очень ценным компонентом в составе минеральных удобрений.

Характеристика оксидов

Необходима медь и в рационе человека. Недостаток её в организме может привести к различным заболеваниям крови.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector