ВходКогда впервые была применена медь? История открытия меди Кем и когда впервые была получена медь
Методическая разработка к уроку по теме: «Производство меди»
Выполнила преподаватель высшей квалификационной категории ГОУ СПО « Кемеровский профессионально – технический техникум»
Тюнина Надежда Яковлевна.
1 .История происхождения меди.
Медь - один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом - бронзы для изготовления оружия и т. п. (см бронзовый век).
Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где уже в III тысячелетии до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.
У Страбона медь именуется халкосом, от названия город Халкиды на Эвбее. От этого слова произошли многие древнегреческие названия медных и бронзовых предметов, кузнечного ремесла, кузнечных изделий и литья. Второе латинское название меди Aes (санскр, ayas, готское aiz, герм. erz, англ. ore) означает руда или рудник. Сторонники индогерманской теории происхождения европейских языков считают русское слово медь (польск. miedz, чешск. med) родственным древненемецкому smida (металл) и Schmied (кузнец, англ. Smith). От этого слова произошли и родственные названия - медаль, медальон. Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Алхимики именовали медь «венера» (Venus). В более древние времена встречается название «марс» (Mars).
Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде.
Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2CO3(OH)2
Сульфиды меди образуются в основном в среднетемпературных гидротермальных жилах. Также нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах - медистые песчаники и сланцы. Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,4 до 1,0 %.
2.Физические свойства
Медь - золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.
Наряду с , и , медь - один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Этот цветовой оттенок объясняется наличием электронных переходов между заполненной третьей и полупустой четвёртой атомными орбиталями: энергетическая разница между ними соответствует длине волны оранжевого света. Тот же механизм отвечает за характерный цвет золота.
Медь образует , F m3m, a = 0,36150 нм, Z = 4.
Медь обладает высокой и (занимает второе место по электропроводности среди металлов после ). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58 /м . Медь имеет относительно большой : 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры.
Существует ряд меди: - с , - с и другими элементами, - с , - со свинцом и другие.
КРИСТАЛЛЫ МЕДИ
3.Получение меди
Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди - , и .
Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, (например ):
Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе ; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:
Раствора :
Самородная медь
4.Соединение меди
Степень окисления II - наиболее стабильная степень окисления меди. Ей соответствует чёрный оксид CuO и голубой гидроксид Cu(OH) 2 , который при стоянии легко отщепляет воду и при этом чернеет:
Гидроксид меди (II) носит преимущественно основный характер и только в концентрированной щелочи частично растворяется с образованием синего гидроксокомплекса. Наибольшее значение имеет реакция гидроксида меди (II) с , про которой образуется так называемый (растворитель ):
Соли меди(II) образуются при растворении меди в кислотах-окислителях (азотной, концентрированной серной). Большинство солей в этой степени окисления имеют синюю или зелёную окраску.
Соединения меди(II) обладают слабыми окислительными свойствами, что используется в анализе (например, использование реактива Фелинга).
Имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди и медных сплавов при взаимодействии оксидной плёнки с воздуха в присутствии воды. при гидратации даёт синие CuSO 4 ∙5H 2 O, используется как .
Оксид меди (II) используются для получения оксида меди (YBa 2 Cu 3 O 7-δ ), который является основой для получения .
МЕДНЫЙ КУПОРОС
5.Способы добычи
Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем , и . Сплав меди с оловом () получили впервые за 3000 лет до н. э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах.
Первоначально медь добывали из руды, а не из , так как она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся восстанавливал малахит до свободной меди:
На территории России и сопредельных стран медные рудники появились за два тысячелетия до н. э. Остатки их находят на Урале (наиболее известное месторождение - ), в Закавказье, на Украине, в Сибири, на Алтае.
В XIII-XIV вв. освоили промышленную выплавку меди. В Москве в XV в. был основан , где отливали из бронзы орудия разных калибров.
Сейчас известно более 170 минералов, содержащих медь, но из них только 14-15 имеют промышленное значение. Это - халькопирит (он же медный колчедан), малахит, встречается и самородная медь. В медных рудах часто в качестве примесей встречаются молибден, никель, свинец, кобальт, реже - золото, серебро. Обычно медные руды обогащаются на фабриках, прежде чем поступают на медеплавильные комбинаты. Богаты медью Казахстан, США, Чили, Канада, африканские страны - Заир, Замбия, Южно-Африканская республика.
Самый большой в мире карьер, в котором добывают медную руду. Расположен в .
6. Информационное обеспечение обучения
Основные источники:
Солнцев, Ю.П. Материаловедение [Текст]: учебник для учрежд.сред.проф.образ. / Ю.П.Солнцев, С.А.Вологжанина. – Москва: ИЦ «Академия», 2009 . – 496с. – [Рекомендовано ФГУ «ФИРО»].
Стуканов,В.А. Материаловедение [Текст]: учебное пособие для учрежд.сред.проф.образ. / В.А.Стуканов. – М.:Форум, 2011 . – 368с. – [Рекомендовано ФГУ «ФИРО»].
Дополнительные источники:
Кузьмин Б.А. Технология металлов и конструкционных материалов [Текст]: учебное пособие для машиностроительных техникумов. - М.Машиностроение, 2008 -251 с.
Материаловедение [Электронный ресурс] : Ч. 1. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика» , 2006. - 1 CD-ROM-диск, 12 см.
Моряков, О.С. Материаловедение (по техническим специальностям) [Текст]:учебник для образ. учрежд. сред. проф. образ. / О.С.Моряков. – Москва: Издательский центр «Академия», 2010. – 240 с. – [Рекомендовано ФГУ «ФИРО»]
Никифоров, В.М. Технология металлов и других конструкционных материалов [Текст]: учебник для учащ. техникумов, лицеев, студ. вузов, инженеров и техников всех технических специальностей. – В.М. Никифоров. – 10-е изд,- СПб,:Политехника,2010. - 382 с.
Топливно-энергетический комплекс в регионах Сибирского федерального округа [Электронный ресурс]: статистический сборник / Росстат, Территор. орган Федер. службы гос. статистики по Иркут. обл. – Иркутск: Иркутскстат, 2006. – 1 CD-ROM-диск, 12 см.
Интернет-ресурсы
Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук (ВИНИТИ РАН) [Электронный ресурс] . – Режим доступа: http:// www 2. viniti . ru , свободный. - Загл. с экрана
Портал нормативно-технической документации http // www . pntdoc . ru
Техническая литература [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http // www . tehlit . ru , свободный. – Загл. с экрана
Электронно-библиотечная система «КнигаФонд» http://www.knigafund.ru/, абонемент. - Загл. с экрана
Электронно-библиотечная система издательства «Лань» [Электронный ресурс] . - Режим доступа: http://lanbook.com/ebs.php , абонемент. - Загл. с экрана
Электронно-библиотечная система IGlib [ Электронный ресурс] . - Режим доступа: http://www.iqlib.ru/ , абонемент. - Загл. с экрана
Ответ оставил Гость
Медь - один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом - бронзы для изготовления оружия и т. п. первая медь получена на территории современной Турции жителями поселения Чатал-Хююк.
Золото.С золотом человечество столкнулось уже в V тыс. до н. э. в эпоху неолита благодаря его распространению в самородном состоянии. По предположению археологов, начало системной добычи было положено на Ближнем Востоке, откуда золотые украшения поставлялись, в частности, в Египет. Именно в Египте в гробнице королевы Зер и одной из королев Пу-аби Ур в Шумерской цивилизации были найдены первые золотые украшения, датируемые III тыс. до н. э. В России принято считать началом золотодобычи 21 мая (1 июня) 1745 г., когда Ерофей Марков, нашедший золото на Урале, объявил о своем открытии в Канцелярии Главного правления заводов в Екатеринбурге.
Алюминий Впервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути.Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве - лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной плёнкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, не ядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.
Железо. Железо - один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.Железо является основным компонентом сталей и чугунов - важнейших конструкционных материалов.Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов - например, никелевых.Магнитная окись железа (магнетит) - важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих черно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесь одновременно используется чёрный цвет магнетита и его способность прилипать к намагниченному валику переноса.Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.Хлорид железа(III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат. Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.Железо применяется в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах.Водные растворы хлоридов двухвалентного и трёхвалентного железа, а также его сульфатов используются в качестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий.
Медь - один из первых металлов, широко освоенных человекомиз-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температурыплавления. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом - бронзы дляизготовления оружия и т.п. первая медь получена на территории современнойТурции жителями поселения Чатал-Хююк. Золото С золотом человечество столкнулось уже в V тыс. До н.э. вэпоху неолита благодаря его распространению в самородном состоянии. Попредположению археологов, начало системной добычи было положено на БлижнемВостоке, откуда золотые украшения поставлялись, в частности, в Египет. Именно вЕгипте в гробнице королевы Зер и одной из королев Пу-аби Ур в Шумерскойцивилизации были найдены первые золотые украшения, датируемые III тыс. До н.э. в России принято считать началомзолотодобычи 21 мая (1 июня) 1745 г., когда Ерофей Марков, нашедший золото наУрале, объявил о своем открытии в Канцелярии Главного правления заводов вЕкатеринбургеАлюминийВпервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедомв 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкойртути. Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинстваалюминия в этом качестве - легкость, податливость штамповке, коррозионнаястойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминийчрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги впищевой промышленности и для упаковки. ЖелезоЖелезо - один из самых используемых металлов, на негоприходится до 95% мирового металлургического производства. Железо являетсяосновным компонентом сталей и чугунов - важнейших конструкционных материалов. Железоможет входить в состав сплавов на основе других металлов - например, никелевых. Магнитная окись железа (магнетит) - важный материал в производствеустройств долговременной компьютерной памяти: жестких дисков, дискет и т.п. ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих черно-белыхлазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесьодновременно используется черный цвет магнетита и его способность прилипать кнамагниченному валику переноса. Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавовна основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике длямагнитопроводов трансформаторов и электродвигателей. Хлорид железа (III) (хлорноежелезо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат. Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросомиспользуется для борьбы с вредными грибками в садоводстве истроительстве. Железо применяется в качестве анода в железо-никелевыхаккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах. Водные растворы хлоридовдвухвалентного и трехвалентного железа, а также его сульфатов используются вкачестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод наводоподготовке промышленных предприятий.
Историческая справка о меди, химические и физические свойства; применение в медицине и в народном хозяйстве. Медь – первый металл, который впервые стал использовать человек за несколько тысячелетий до нашей эры; мягкий металл, элемент 11 группы.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Историческая справка о меди
2. Физические свойства меди. Применение в медицине и в народном хозяйстве
3. Химические свойства меди
Список литературы
1. Историческая справка о меди
Медь - первый металл, который впервые стал использовать человек в древности за несколько тысячелетий до нашей эры. Первые медные орудия изготовлялись из самородной меди, которая встречается довольно часто. Самый крупный самородок меди был найден на территории США, он имел массу 420 т.
Но в виду того, что медь - мягкий металл, медь в древности не смогла вытеснить каменные орудия труда. Лишь когда человек научился плавить медь и изобрел бронзу (сплав меди с оловом), металл заменил камень. Широкое использование меди началось в IV тысячелетии до н. э.
МЕДЬ -- элемент 11 группы Периодической системы, плотность 8,9 г см -3 , один из первых металлов, ставших известными человеку. Считают, что медь начали использовать около 5000 до н.э. В природе медь изредка встречается в виде металла. Из медных самородков, возможно, с помощью каменных топоров, были изготовлены первые металлические орудия труда. У индейцев, живших на его берегах оз. Верхнее (Сев. Америка), где есть очень чистая самородная медь, способы ее холодной обработки были известны до времен Колумба.
Около 3500 до н.э. на Ближнем Востоке медь научились извлекать из руд, ее получали восстановлением углем. Медные рудники были и в Древнем Египте. Известно, что глыбы для знаменитой пирамиды Хеопса обрабатывали медным инструментом.
К 3000 до н.э. в Индии, Месопотамии и Греции для выплавки более твердой бронзы в медь стали добавлять олово. Открытие бронзы могло произойти случайно, однако ее преимущества по сравнению с чистой медью быстро вывели этот сплав на первое место. Так начался «бронзовый век».
Изделия из бронзы были у ассирийцев, египтян, индусов и других народов древности. Однако цельные бронзовые статуи древние мастера научились отливать не раньше 5 в. до н.э. Около 290 до н.э. Харесом в честь бога солнца Гелиоса был создан Колосс Родосский. Он имел высоту 32 м и стоял над входом во внутреннюю гавань древнего порта острова Родоса в восточной части Эгейского моря. Гигантская бронзовая статуя была разрушена землетрясением в 223 н.э.
Предки древних славян, жившие в бассейне Дона и в Приднепровье, применяли медь для изготовления оружия, украшений и предметов домашнего обихода. Русское слово «медь», по мнению некоторых исследователей, произошло от слова «мида», которое у древних племен, населявших Восточную Европу, обозначало металл вообще.
Символ Cu происходит от латинского aes cyproum (позднее, Cuprum), так как на Кипре (Cyprus) находились медные рудники древних римлян.
Относительное содержание меди в земной коре составляет 6,8Ї10 -3 %. Самородная медь встречается очень редко. Обычно элемент находится в виде сульфида, оксида или карбоната. Важнейшими рудами меди являются халькопирит CuFeS 2 , который, по оценкам, составляет около 50% всех месторождений этого элемента, медный блеск (халькоцит) Cu 2 S, куприт Cu 2 O и малахит Cu 2 CO 3 (OH) 2 . Большие месторождения медных руд найдены в различных частях Северной и Южной Америк, в Африке и на территории нашей страны. В 18-19 вв. близ Онежского озера добывали самородную медь, которую отправляли на монетный двор в Петербург. Открытие промышленных месторождений меди на Урале и в Сибири связано с именем Никиты Демидова. Именно он по указу Петра I в 1704 начал чеканить медные деньги.
2. Физические свойства меди. Применение в медицине и в народном х о зяйстве
Медь -- тяжелый розово-красный металл, мягкий и ковкий, ее температура плавления 1083° С, является отличным проводником электрического тока и теплоты электрическая проводимость меди в 1,7 раза выше, чем алюминия, и в 6 раз выше железа.
Медь - пластичный, розовато-красный металл с металлическим блеском, тонкие пленки меди при просвечивании имеют зеленовато-голубой цвет. Кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке с металлическим типом химической связи. Обладает высокой тепло- и электропроводностью, по значению электропроводности уступает только серебру. Температура плавления 1083°С, температура кипения 2567°С, плотность 8,92 г/см 3 .
На воздухе медь покрывается плотной зелено-серой пленкой основного карбоната, которая защищает её от дальнейшего окисления.
В повседневной жизни все время приходится иметь дело с медью и ее сплавами: включаем компьютер или настольную лампу -- ток идет по медным проводам, пользуемся металлическими деньгами, которые, как желтые, так и белые, изготовлены из сплавов меди. Некоторые дома украшают изделия из бронзы, из меди изготавливается посуда. Тем временем медь - далеко не самый распространенный в природе элемент: содержание меди в земной коре составляет 0,01%, что позволяет ей занимать лишь 23-е место среди всех элементов.
Главное применение металла -- в качестве проводника электрического тока. Кроме того, медь используется в монетных сплавах, поэтому ее часто называют «монетным металлом». Она также входит в состав традиционных бронзы (сплавы меди с 7-10% олова) и латуни (сплав меди с цинком) и специальных сплавов, таких как монель (сплав никеля с медью). Металлообрабатывающий инструмент из медных сплавов не искрит и может использоваться во взрывоопасных цехах. Сплавы на основе меди служат для изготовления духовых инструментов и колоколов.
Лечебные свойства меди известны очень давно. Древние считали, что лечебный эффект меди связан с её обезболивающем жаропонижающим антибактериальным и противовоспалительным свойствами. Ещё Авиценна и Гален описывали медь, как лекарственное средство, а Аристотель, указывая на общеукрепляющее действие меди на организм, предпочитал засыпать с медным шариком в руке. Царица Клеопатра носила тончайшие медные браслеты, предпочитая их золотым и серебряным, хорошо зная медицину и алхимию. В медных доспехах античные воины меньше уставали, а их раны меньше гноились и быстрее заживали. Была подмечена и широко использовалась в Древнем мире способность меди положительно влиять на «мужскую силу».
Кочующие народности использовали в быту медную посуду, которая оберегала их от инфекционных заболеваний, а цыгане носили медный обруч на голове в тех же целях. Исторический факт: эпидемия холеры и чумы обходила стороной людей, работающих с медью или живущих недалеко от медных рудников. Не случайно раньше дверные ручки в больницах делали из меди, дабы исключить передачу заразы от инфекционных больных к здоровым людям.
Очень важная область применения меди -- производство медных сплавов. Со многими металлами медь образует так называемые твердые растворы, которые похожи на обычные растворы тем, что в них атомы одного компонента (металла) равномерно распределены среди атомов другого (рис. 34). Большинство сплавов меди -- это твердые растворы.
Сплав меди, известный с древнейших времен, -- бронза -- содержит 4--30% олова (обычно 8--10%). Интересно, что бронза по своей твердости превосходит отдельно взятые чистые медь и олово. Бронза более легкоплавка по сравнению с медью. До наших дней сохранились изделия из бронзы мастеров Древнего Египта, Греции, Китая. Из бронзы отливали в средние века орудия и многие другие изделия. Знаменитые Царь-пушка и Царь-колокол в Московском Кремле также отлиты из сплава меди с оловом.
3. Химические свойства меди
В виде простого вещества медь обладает характерной красноватой окраской. Медь металл мягкий и пластичный. По электро- и теплопроводности медь уступает только серебру. Металлическая медь, как и серебро, обладает антибактериальными свойствами.
Медь устойчива в чистом сухом воздухе при комнатной температуре, однако при температуре красного каления образует оксиды. Она реагирует также с серой и галогенами. В атмосфере, содержащей соединения серы, медь покрывается зеленой пленкой основного сульфата. В электрохимическом ряду напряжений медь находится правее водорода, поэтому она практически не взаимодействует с неокисляющими кислотами. Металл растворяется в горячей концентрированной серной кислоте, а также в разбавленной и концентрированной азотной кислоте. Кроме того, медь можно перевести в раствор действием водных растворов цианидов или аммиака:
2Cu + 8NH 3 ЇH 2 O + O 2 = 2(OH) 2 + 6H 2 O
В соответствии с положением меди в Периодической системе, ее единственная устойчивая степень окисления должна быть (+I), но это не так. Медь способны принимать более высокие степени окисления, причем наиболее устойчивой, особенно в водных растворах, является степень окисления (+II). В биохимических реакциях переноса электрона, возможно, участвует медь(III). Эта степень окисления редко встречается и очень легко понижается под действием даже слабых восстановителей. Известно несколько соединений меди(+IV).
При нагревании металла на воздухе или в кислороде образуются оксиды меди: желтый или красный Cu 2 O и черный CuO. Повышение температуры способствует образованию преимущественно оксида меди(I) Cu 2 O. В лаборатории этот оксид удобно получать восстановлением щелочного раствора соли меди(II) глюкозой, гидразином или гидроксиламином:
2CuSO 4 + 2NH 2 OH + 4NaOH = Cu 2 O + N 2 + 2Na 2 SO 4 + 5H 2 O
Эта реакция -- основа чувствительного теста Фелинга на сахара и другие восстановители. К испытываемому веществу добавляют раствор соли меди(II) в щелочном растворе. Если вещество является восстановителем, появляется характерный красный осадок.
Поскольку катион Cu + в водном растворе неустойчив, при действии кислот на Cu 2 O происходит либо дисмутация, либо комплексообразование:
Cu 2 O + H 2 SO 4 = Cu + CuSO 4 + H 2 O
Cu 2 O + 4HCl = 2 H + H 2 O
Оксид Cu 2 O заметно взаимодействует со щелочами. При этом образуется комплекс:
Cu 2 O + 2NaOH + H 2 O 2Na
Для получения оксида меди(II) CuO лучше всего использовать разложение нитрата или основного карбоната меди(II):
2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
(CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O
Оксиды меди не растворимы в воде и не реагируют с ней. Единственный гидроксид меди Cu(OH) 2 обычно получают добавлением щелочи к водному раствору соли меди(II). Бледно-голубой осадок гидроксида меди(II), проявляющий амфотерные свойства (способность химических соединений проявлять либо основные, либо кислотные свойства), можно растворить не только в кислотах, но и в концентрированных щелочах. При этом образуются темно-синие растворы, содержащие частицы типа 2- . Гидроксид меди(II) растворяется также в растворе аммиака:
Cu(OH) 2 + 4NH 3 . H 2 O = (OH) 2 + 4H 2 O
Гидроксид меди(II) термически неустойчив и при нагревании разлагается:
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O
Есть сведения о существовании темно-красного оксида Cu 2 O 3 , образующегося при действии K 2 S 2 O 8 на Cu(OH) 2 . Он является сильным окислителем, при нагревании до 400° С разлагается на CuO и О 2 .
Большой интерес к химии оксидов меди в последние два десятилетия связан с получением высокотемпературных сверхпроводников, из которых наиболее известен YBa 2 Cu 3 O 7 . В 1987 было показано, что при температуре жидкого азота это соединение является сверхпроводником. Главные проблемы, препятствующие его широкомасштабному практическому применению, лежат в области обработки материала. Сейчас наиболее перспективным считается изготовление тонких пленок.
Многие из халькогенидов меди -- нестехиометрические соединения. Сульфид меди(I) Cu 2 S образуется при сильном нагревании меди в парах серы или в среде сероводорода. При пропускании сероводорода через водные растворы, содержащие катионы Cu 2+ , выделяется коллоидный осадок состава CuS. Однако, CuS -- не простое соединение меди(II). Оно содержит группу S 2 и лучше описывается формулой Cu I 2 Cu II (S 2)S. Селениды и теллуриды меди проявляют металлические свойства, а CuSe 2 , CuTe 2 , CuS и CuS 2 при низких температурах являются сверхпроводниками.
При нагревании меди с галогенами можно синтезировать безводные дифторид, дихлорид и дибромид. Растворы галогенидов меди(II) удобнее получать взаимодействием металла, его оксида, гидроксида или карбоната с соответствующей галогеноводородной кислотой. Из водных растворов всегда выделяются кристаллогидраты.
Попытки получить иодид меди(II) приводят к образованию иодида меди(I) CuI:
2Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 2
При этом раствор и осадок окрашиваются в бурый цвет за счет присутствия иода. Образовавшийся иод можно удалить действием тиосульфат-иона:
I 2 + 2SO 3 S 2- = 2I - + S 4 O 6 2-
Однако при добавлении избытка тиосульфат-иона иодид меди(I) растворяется:
CuI + 2SO 3 S 2- = 3- + I -
Точно так же попытки получить цианид меди(II) приводят к образованию CuCN. С другой стороны, с электроотрицательным фтором не удается получить соль меди(I). Три других галогенида меди(I), представляющие собой белые нерастворимые соединения, осаждаются из водных растворов при восстановлении галогенидов меди(II).
В водных растворах бесцветный ион меди(I) очень неустойчив и диспропорционирует
2Cu I Cu II + Cu(р)
Возможно, причиной этого является размер атома. Ион Cu II меньше, чем Cu I , и, имея вдвое больший заряд, намного сильнее взаимодействует с водой (теплоты гидратации составляют ~2100 и ~580 кДж моль -1 , соответственно). Разница является существенной, так как она перевешивает вторую энергию ионизации для меди. Это делает ион Cu II более стабильным в водном растворе (и ионных твердых веществах), чем Cu I , несмотря на устойчивую конфигурацию d 10 последнего. Тем не менее, Cu I может стабилизироваться в соединениях с очень низкой растворимостью или за счет комплексообразования. Комплексы легко образуются в водном растворе при взаимодействии Cu 2 O с соответствующими лигандами. В водных растворах хлоро- и амминкомплексы меди(I) медленно окисляются кислородом воздуха до соответствующих соединений меди(II).
Катион меди(II), напротив, в водном растворе вполне устойчив. Соли меди(II), в основном, растворимы в воде. Голубой цвет их растворов связан с образованием иона 2+ . Они часто кристаллизуются в виде гидратов. Водные растворы в небольшой степени подвержены гидролизу и из них часто осаждаются основные соли. Основный карбонат есть в природе -- это минерал малахит, основные сульфаты и хлориды образуются при атмосферной коррозии меди, а основный ацетат (ярь-медянка) используется в качестве пигмента.
Ярь-медянка известна со времен Плиния Старшего (23-79 н.э.). В русских аптеках ее начали получать в начале 17 в. В зависимости от способа получения она может быть зеленого или голубого цвета. Ею были окрашены стены царских палат в Коломенском в Москве.
Наиболее известную простую соль -- пентагидрат сульфата меди(II) CuSO 4 Ї5H 2 O -- часто называют медным купоросом. Слово купорос, по-видимому, происходит от латинского Cipri Rosa -- роза Кипра. В Росси медный купорос называли синим, кипрским, затем турецким. То, что купорос содержит медь, было впервые установлено в 1644 Ван Гельмонтом. В 1848 Р.Глаубер впервые получил медный купорос из меди и серной кислоты. Сульфат меди широко используется в электролитических процессах, при очистке воды, для защиты растений. Он является исходным веществом для получения многих других соединений меди.
Тетрааммины легко образуются при добавлении аммиака к водным растворам меди(II) до полного растворения первоначально выпавшего осадка. Темно-синие растворы тетраамминов меди растворяют целлюлозу, которую можно вновь осадить при подкислении, что используется в одном из процессов для получения вискозы. Приливание этанола к раствору вызывает осаждение SO 4 ЇH 2 O. Перекристаллизация тетраамминов из концентрированного раствора аммиака приводит к образованию фиолетово-синих пентаамминов, однако пятая молекула NH 3 легко теряется. Гексааммины можно получить только в жидком аммиаке, и их хранят в атмосфере аммиака.
Медь(II) образует плоско-квадратный комплекс с макроциклическим лигандом фталоцианином. Его производные используются для получения ряда пигментов от синего до зеленого, которые устойчивы вплоть до 500° С и широко используются в чернилах, красках, пластиках и даже в цветных цементах.
Список литературы
1. Азимов А. Краткая история химии. СПб, Амфора, 2002
2. Ванюков А.В., Уткин М.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья. Челябинск, 1988
3. Медеплавильное производство - развитие и перспективы. Алма-Ата, 1978
4. Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. М., Химия, 1994
5. Химия и Жизнь (Солтеровская химия). Ч.1. Понятия химии. М.: изд-во РХТУ им. Д.И.Менделеева, 1997
Подобные документы
Физические и химические свойства меди - первого металла, который впервые стал использовать человек в древности за несколько тысячелетий до нашей эры. Значение меди для организма человека. Область ее применения, использование в народной медицине.
презентация , добавлен 19.05.2014
Медь металл мягкий и пластичный. По электро- и теплопроводности медь уступает только серебру. Металлическая медь, как и серебро, обладает антибактериальными свойствами. Малахит является соединением меди, состав природного малахита - основной карбонат меди
курсовая работа , добавлен 24.05.2005
Медь - химический элемент I группы периодической системы Менделеева. Общая характеристика меди. Физические и химические свойства. Нахождение в природе. Получение, применение, биологическая роль. Использование соединений меди.
реферат , добавлен 24.03.2007
арактеристика элемента медь. Жизненно важный металл. Главный элемент электротехники. Один из самых древних и самых популярных. Характеристика прочности, текучести, электросопротивления. Предметы, изготавливаемые из меди и ее сплавов с другими элементами.
статья , добавлен 12.06.2008
Медь, серебро и золото - ровесники цивилизации. Медь: первый металл, заменивший древнему человеку камень в первобытных орудиях труда. Распространение в природе меди, основные сферы ее применения. Сплав меди с оловом – бронза и ее основные свойства.
презентация , добавлен 04.03.2010
Физические и химические свойства меди: тепло- и электропроводность, атомный радиус, степени окисления. Содержание металла в земной коре и его применение в промышленности. Изотопы и химическая активность меди. Биологическое значение меди в организме.
презентация , добавлен 12.11.2014
История и свойства олова. Происхождение названия титана, его аллотропические модификации, химические и физические свойства. Основные характеристики, позволяющие использовать данный металл. Применение титана и его сплавов в отраслях промышленности.
реферат , добавлен 27.05.2014
История открытия меди и серебра. Применение меди в промышленности: электротехнике, машиностроении, строительстве, химическом аппаратуростроении, денежном обращении и ювелирном деле. Основные химические свойства и физическая характеристика металлов.
презентация , добавлен 25.03.2013
Положение меди в периодической системе Д.И. Менделеева. Распространение в природе. Физические и химические свойства. Комплексные соединения меди. Применение меди в электротехнической, металлургической и химической промышленности, в теплообменных системах.
реферат , добавлен 11.08.2014
Атомные, физические и химические свойства элементов подгруппы меди и их соединений. Содержание элементов подгруппы меди в земной коре. Использование пиро- и гидрометаллургическиех процессов для получения меди. Свойства соединений меди, серебра и золота.