Медь свойства химия: Медь. Химия меди и ее соединений

alexxlab | 21.12.1981 | 0 | Разное

Содержание

Медь. Химия меди и ее соединений

Медь

1. Положение меди в периодической системе химических элементов
2. Электронное строение меди
3. Физические свойства
4. Нахождение в природе
5. Способы получения
6. Качественные реакции
7. Химические свойства

Оксид меди (II)

Оксид меди (I)

Гидроксид меди (II)

Соли меди

 

 

Медь

 

 

Положение в периодической системе химических элементов

Медь расположена в 11 группе  (или в  побочной подгруппе II группы в короткопериодной  ПСХЭ) и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение меди

Электронная конфигурация  меди в основном состоянии:

+29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 1s  2s 2p

3s   3p    4s     3d

У атома меди уже в основном энергетическом состоянии происходит провал (проскок) электрона с 4s-подуровня на 3d-подуровень.

Физические свойства 

Медь – твердый металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). Медь относительно легко поддается механической обработке.  В природе встречается в том числе в чистом виде и широко применяется в различных отраслях науки, техники и производства.

Изображение с портала zen.yandex.com/media/id/5d426107ae56cc00ad977411/uralskaia-boginia-liubvi-5d6bcceda660d700b075a12d

 

Температура плавления 1083,4оС, температура кипения 2567оС, плотность меди 8,92 г/см3.

 

 

Медь — ценный металл в сфере вторичной переработки. Сдав лом меди в пункт приема, Вы можете получить хорошее денежное вознаграждение. Подробнее про прием лома меди.

 

Нахождение в природе

 

Медь встречается в земной коре (0,0047-0,0055 масс.%), в речной и морской воде. В природе медь встречается как в соединениях, так и в самородном виде. В промышленности используют халькопирит CuFeS

2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Также распространены и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2(OH)2CO3. Иногда медь встречается в самородном виде, масса которых может достигать 400 тонн.

 

Способы получения меди

 

Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — электролиз, пирометаллургический и гидрометаллургический.

  • Гидрометаллургический метод: растворение медных минералов в разбавленных растворах серной кислоты, с последующим вытеснением металлическим железом.

Например, вытеснение меди из сульфата железом:

CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4

Видеоопыт взаимодействия сульфата меди (II) с железом можно посмотреть здесь.

 

  • Пирометаллургический метод: получение меди из сульфидных руд. Это сложный процесс, который включает большое количество реакций. Основные стадии процесса:

1) Обжиг сульфидов:

2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2

2) восстановление меди из оксида, например, водородом:

CuO + H2 = Cu + H2O

  • Электролиз растворов солей меди:

2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + O2 + 2H2SO4

 

Качественные реакции на ионы меди (II)

 

Качественная реакция на ионы меди +2 – взаимодействие солей меди (II) с щелочами. При этом образуется голубой осадок гидроксида меди(II).

Например

, сульфат меди (II) взаимодействует с гидроксидом натрия:

CuSO4   +   2NaOH   →   Cu(OH)2   +  Na2SO4

 

 

Соли меди (II) окрашивают пламя в зеленый цвет.

 

 

Химические свойства меди

 

В соединениях медь может проявлять степени окисления +1 и +2.

1. Медь — химически малоактивный металл. При нагревании медь может реагировать с некоторыми неметаллами: кислородом, серой, галогенами.

1.1. При нагревании медь реагирует с достаточно сильными окислителями, например, с кислородом, образуя CuО, Cu2О в зависимости от условий:

4Cu  +  О2 → 2Cu2О

2Cu  +  О2 → 2CuО

 

1.2. Медь реагирует с серой

с образованием сульфида меди (II):

Cu  +  S  → CuS

Видеоопыт взаимодействия меди с серой можно посмотреть здесь.

 

1.3. Медь взаимодействует с галогенами. При этом образуются галогениды меди (II):

Cu  +  Cl2  =  CuCl2

Сu  +  Br2  =  CuBr2

Но, обратите внимание: 

2Cu + I2 = 2CuI

Видеоопыт взаимодействия меди с хлором можно посмотреть здесь.

 

1.4. С азотом, углеродом и кремнием медь не реагирует:

Cu   +  N2    ≠  

Cu   +  C    ≠  

Cu   +  Si    ≠  

1.5. Медь не взаимодействует

с водородом.

Cu   +  H2    ≠  

 

1.6. Медь взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

2Cu  +  O2  →  2CuO

 

2. Медь взаимодействует и со сложными веществами:

2.1. Медь в сухом воздухе и при комнатной температуре не окисляется, но во влажном воздухе, в присутствии оксида углерода (IV) покрывается зеленым налетом карбоната гидроксомеди (II):

2Cu   +  H2O  +  CO2  + O2 =  (CuOH)2CO3

 

2.2. В ряду напряжений медь находится правее водорода и поэтому не может вытеснить водород из растворов минеральных кислот (разбавленной серной кислоты и др.).

Например, медь не реагирует с разбавленной

серной кислотой:

Cu   +  H2SO4 (разб.)    ≠  

Видеоопыт взаимодействия меди с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

 

2.3. При этом медь реагирует при нагревании с концентрированной серной кислотой. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат меди (II) и вода:

Cu  +  2H2SO4(конц.) →  CuSO4  +  SO2  +  2H2O

 

2.4. Медь реагирует даже при обычных условиях с азотной кислотой.

С концентрированной азотной кислотой:

Cu  +  4HNO3(конц.)  =  Cu(NO3)2  +  2NO2  +  2H2O

С разбавленной азотной кислотой:

3Cu  +  8HNO

3(разб.)  =  3Cu(NO3)2  +  2NO  +  4H2O

 

Реакция меди с азотной кислотой

 

2.5. Растворы щелочей на медь практически не действуют.

2.6. Медь вытесняет металлы, стоящие правее в ряду напряжений, из растворов их солей.

Например, медь реагирует с нитратом ртути (II) с образованием нитрата меди (II) и ртути:

Hg(NO3)2   +  Cu  =   Cu(NO3)2   +  Hg

2.7. Медь окисляется оксидом азота (IV) и солями  железа (III)

2Cu   +   NO2   =   Cu2O   +  NO

2FeCl  +   Cu  =  2FeCl2  +  CuCl2

 

Оксид меди (II)

 

Оксид меди (II) CuO – твердое кристаллическое вещество черного цвета.

 

Способы получения оксида меди (II)

Оксид меди (II) можно получить различными методами:

1. Термическим разложением гидроксида меди (II) при 200°С: 

Cu(OH)2   →   CuO   +  H2O

2. В лаборатории оксид меди (II) получают окислением меди при нагревании на воздухе при 400–500°С:

2Cu   +   O2      2CuO           

 3. В лаборатории оксид меди (II) также получают прокаливанием солей (CuOH)2CO3, Cu(NO3)2:

(CuOH)2CO3     2CuO   +   CO2   +   H2O

2Cu(NO3)2       2CuO    +   4NO2   +   O2

 

Химические свойства оксида меди (II)

Оксид меди (II) – основный оксид (при этом у него есть слабо выраженные амфотерные свойства). При этом он является довольно сильным окислителем.

1. При взаимодействии оксида меди (II) с сильными и растворимыми кислотами образуются соли.

Например, оксид меди (II) взаимодействует с соляной кислотой:

СuO  +  2HBr  =  CuBr2  +  H2O

CuO  +  2HCl  =  CuCl2  +  H2O

Видеоопыт взаимодействия оксида меди (II) с серной кислотой можно посмотреть здесь.

 

2. Оксид меди (II) вступает в реакцию с кислотными оксидами. 

Например, оксид меди (II) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата меди (II):

CuO  + SO3  → CuSO4

3. Оксид меди (II) не взаимодействует с водой.

4. В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (II) проявляют окислительные свойства:

Например, оксид меди (II) окисляет аммиак:

3CuO + 2NH3 → 3Cu + N2 + 3H2O

Оксид меди (II) можно восстановить углеродом, водородом или угарным газом при нагревании:

СuO + C  → Cu + CO

Видеоопыт взаимодействия оксида меди (II) с водородом можно посмотреть здесь.

 

Более активные металлы вытесняют медь из оксида.

Например, алюминий восстанавливает оксид меди (II):

3CuO + 2Al = 3Cu + Al2O3

 

Оксид меди (I)

Оксид меди (I) Cu2O – твердое кристаллическое вещество коричнево-красного цвета.

 

Способы получения оксида меди (I)

В лаборатории оксид меди (I) получают восстановлением свежеосажденного гидроксида меди (II), например, альдегидами или глюкозой:

CH3CHO   +  2Cu(OH)2  → CH3COOH   +   Cu2O↓   +   2H2O

CH2ОН(CHOН)4СНО   +  2Cu(OH)2   →  CH2ОН(CHOН)4СООН  +   Cu2O↓   +   2H2O

Химические свойства оксида меди (I)

1. Оксид меди (I) обладает основными свойствами.

При действии на оксид меди (I) галогеноводородных кислот получают галогениды меди (I) и воду:

Например, соляная кислота с оксидом меди (I) образует хлорид меди (I):

Cu2O  +  2HCl   =   2CuCl↓   +  H2O

2. При растворении Cu2O в концентрированной серной, азотной кислотах образуются только соли меди (II):

Cu2O  +  3H2SO4(конц.)   =  2CuSO4  +  SO2  + 3H2O

Cu2O  +  6HNO3(конц.)  =  2Cu(NO3)2  +  2NO2  +  3H2O

5Cu2O  +  13H2SO4   +  2KMnO4   =  10CuSO4  +  2MnSO4  +   K2SO4  + 13H2O

3. Устойчивыми соединениями меди (I) являются нерастворимые соединения (CuCl, Cu2S) или комплексные соединения [Cu(NH3)2]+. Последние получают растворением в концентрированном растворе аммиака оксида меди (I), хлорида меди (I):

Cu2O  +  4NH3  +  H2O  =  2[Cu(NH3)2]OH

CuCl   +  2NH3   =  [Cu(NH3)2]Cl

Аммиачные растворы солей меди (I) взаимодействуют с ацетиленом:

СH ≡ CH   +  2[Cu(NH3)2]Cl    →   СuC ≡ CCu  +  2NH4Cl

 

4. В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (I) проявляют окислительно-восстановительную двойственность:

Например, при взаимодействии с угарным газом, более активными металлами или водородом оксид меди (II) проявляет свойства окислителя:

Cu2O  +  CO  =  2Cu  +  CO2

Cu2O  +  H2  =  2Cu  + H2O

 3Cu2O  +  2Al  =  6Cu  +  Al2O3

А под действием окислителей, например, кислорода свойства восстановителя:

2Cu2O  +  O=  4CuO

 

Гидроксид меди (II)

 

Способы получения гидроксида меди (II)

 

1. Гидроксид меди (II) можно получить действием раствора щелочи на соли меди (II).

Например, хлорид меди (II) реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием гидроксида меди (II) и хлорида натрия:

CuCl +  2NaOH   →   Cu(OH)2  +  2NaCl

Химические свойства

Гидроксид меди (II) Сu(OН)2 проявляет слабо выраженные амфотерные свойства (с преобладанием основных).

 

1. Взаимодействует с кислотами.

Например, взаимодействует с бромоводородной кислотой с образованием бромида меди (II) и воды:

 

Сu(OН)2  +  2HBr  =  CuBr2  +  2H2O

Cu(OН)2  +  2HCl  =  CuCl2  +  2H2O

 

2. Гидроксид меди (II) легко взаимодействует с раствором аммиака, образуя сине-фиолетовое комплексное соединение:

 

Сu(OH)2  +  4(NH3 · H2O)   =  [Cu(NH3)4](OH)2   +  4H2O

Cu(OH)2  +  4NH3  =  [Cu(NH3)4](OH)2

 

3. При взаимодействии гидроксида меди (II) с концентрированными (более 40%) растворами щелочей образуется комплексное соединение:

Cu(OH)2  + 2NaOH(конц.)  =  Na2[Cu(OH)4]

Но этой реакции в ЕГЭ по химии пока нет!

 

4. При нагревании гидроксид меди (II) разлагается:

Сu(OH)2 → CuO  +  H2O

Соли меди

 

Соли меди (I)

 

В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (I) проявляют окислительно-восстановительную двойственность. Как восстановители они реагируют с окислителями.

Например, хлорид меди (I) окисляется концентрированной азотной кислотой:

CuCl  +  3HNO3(конц.)  =  Cu(NO3)2  +  HCl  +  NO2  +  H2O

Также хлорид меди (I) реагирует с хлором:

2CuCl   +  Cl2   =  2CuCl2

 Хлорид меди (I) окисляется кислородом в присутствии соляной кислоты:

4CuCl   +  O2  +  4HCl   =   4CuCl2   +  2H2O

Прочие галогениды меди (I) также легко окисляются другими сильными окислителями:

2CuI  +  4H2SO4  +  2MnO2  =  2CuSO4  +  2MnSO4  +  I2  +  4H2O

Иодид меди (I)  реагирует с концентрированной серной кислотой:

4CuI   +   5H2SO4(конц.гор.)  =  4CuSO4   +  I2   +   H2S   +  4H2O

Сульфид меди (I) реагирует с азотной кислотой. При этом образуются различные продукты окисления серы на холоде и при нагревании:

Cu2S  +  8HNO3(конц.хол.)   =  2Cu(NO3)2  +  S  +  4NO2  +  4H2O

 

Cu2S  +  12HNO3(конц.гор.)   =  Cu(NO3)2  +  CuSO4   +  10NO2  +  6H2O

 

Для соединений меди (I) возможна реакция диспропорционирования:

2CuCl  =  Cu   +  CuCl2

Комплексные соединения типа [Cu(NH3)2]+ получают растворением в концентрированном растворе аммиака:

CuCl  +  3NH3  +  H2O  →   [Cu(NH3)2]OH  +  NH4Cl

 

Соли меди (II)

 

В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (II) проявляют окислительные свойства.

Например, соли меди (II) окисляют иодиды и сульфиты:

2CuCl2  +  4KI = 2CuI  +  I2  +  4KCl

 

2CuCl+  Na2SO3  +  2NaOH  =  2CuCl  +  Na2SO4  +  2NaCl  +  H2O

 

Бромиды и иодиды меди (II) можно окислить перманганатом калия:

 

5CuBr2  +  2KMnO4  +  8H2SO4  =  5CuSO4  +  K2SO4  +  2MnSO4  +  5Br2  +  8H2O

 

Соли меди (II) также окисляют сульфиты:

 

2CuSO4  +  Na2SO3   +  2H2O   =  Cu2O   +  Na2SO4     +  2H2SO4

 Более активные металлы вытесняют медь из солей.

Например, сульфат меди (II) реагирует с железом:

CuSO4  +  Fe  =  FeSO4  +  Cu

Cu(NO3) + Fe  =  Fe(NO3) +  Cu

 

Сульфид меди (II) можно окислить концентрированной азотной кислотой. При нагревании возможно образование сульфата меди (II):

 

CuS  +  8HNO3(конц.гор.)   =   CuSO4   +   8NO2   +  4H2O

 

Еще одна форма этой реакции:

 

CuS  +  10HNO3(конц.)     =  Cu(NO3)2  +  H2SO4  +    8NO2↑ +  4H2O

 

При горении сульфида меди (II) образуется оксид меди (II)  и диоксид серы:

 

2CuS  +  3O2    2CuO  +  2SO2

 

Соли меди (II) вступают в обменные реакции, как и все соли.

Например, растворимые соли меди (II) реагируют с сульфидами:

 

CuBr2  +  Na2S  =  CuS↓  +  2NaBr

 При взаимодействии солей меди (II) с щелочами образуется голубой осадок гидроксида меди (II):

CuSO4  +  2NaOH  =  Cu(OH)2↓  +  Na2SO4

 

Электролиз раствора нитрата меди (II):

 

2Cu(NO3)2    +   2Н2О →  2Cu   +   O2  +  4HNO3

 

Некоторые соли меди при нагревании разлагаются, например, нитрат меди (II):

 

2Cu(NO3)2 → 2CuO  +  4NO2  +  O2

 

Основный карбонат меди разлагается на оксид меди (II), углекислый газ и воду:

 

(CuOH)2CO3 →  2CuO  +  CO2  +  H2O

 

При взаимодействии солей меди (II) с избытком аммиака образуются аммиачные комплексы:

 

CuCl2  + 4NH3  =   [Cu(NH3)4]Cl2

 

При смешивании растворов солей меди (II) и карбонатов происходит гидролиз и по катиону слабого основания, и по аниону слабой кислоты:

 

2CuSO4  +  2Na2CO3  +  H2O  =  (CuOH)2CO3↓  +  2Na2SO4  +  CO2

 

 

 

 

 

 

 

1) Через раствор хлорида меди (II) с помощью графитовых электродов пропускали постоянный электрический ток. Выделившийся на катоде продукт электролиза растворили в концентрированной  азотной кислоте. Образовавшийся при этом газ собрали  и пропустили через раствор гидроксида натрия. Выделившийся на аноде газообразный продукт электролиза пропустили через горячий раствор гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

 

2) Вещество, полученное на катоде при электролизе расплава хлорида меди (II), реагирует с серой. Полученный продукт обработали концентрированной азотной кислотой, и выделившийся газ пропустили  через раствор гидроксида бария. Напишите уравнения описанных реакций.

 

3) Неизвестная соль бесцветна и окрашивает пламя в желтый цвет. При легком нагревании этой соли с концентрированной серной кислотой отгоняется жидкость, в которой растворяется медь; последнее превращение сопровождается выделением бурого газа и образованием соли меди. При термическом распаде обеих солей одним из продуктов разложения является кислород. Напишите уравнения описанных реакций.

 

4) При взаимодействии раствора соли А со щелочью было получено студенистое нерастворимое в воде вещество голубого цвета, которое растворили в бесцветной жидкости Б с образованием раствора синего цвета. Твердый продукт, оставшийся после осторожного выпаривания раствора, прокалили; при этом выделились два газа, один из которых бурого цвета, а второй входит в состав атмосферного воздуха, и осталось твердое вещество черного цвета, которое растворяется в жидкости Б с образованием вещества А. Напишите уравнения описанных реакций.

 

5) Медную стружку растворили в разбавленной азотной кислоте, и раствор нейтрализовали едким кали. Выделившееся вещество голубого цвета отделили, прокалили (цвет вещества изменился на черный), смешали с коксом и повторно прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

 

6) В раствор нитрата ртути (II) добавили медную стружку. После окончания реакции раствор профильтровали, и фильтрат по каплям прибавляли к раствору, содержащему едкий натр и гидроксид аммония. При этом наблюдали кратковременное образование осадка, который растворился с образованием раствора ярко-синего цвета. При добавлении в полученный раствор избытка раствора серной кислоты происходило изменение цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

 

7) Оксид меди (I) обработали концентрированной азотной кислотой, раствор осторожно выпарили и твердый остаток прокалили. Газообразные продукты реакции пропустили через большое количество воды и в образовавшийся раствор добавили магниевую стружку, в результате выделился газ, используемый в медицине. Напишите уравнения описанных реакций.

 

8) Твердое вещество, образующееся при нагревании малахита, нагрели в атмосфере водорода. Продукт реакции обработали концентрированной серной кислотой, внесли в раствор хлорида натрия, содержащий медные опилки, в результате образовался осадок. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

9) Соль, полученную при растворении меди в разбавленной азотной кислоте, подвергли электролизу, используя графитовые электроды. Вещество, выделившееся на аноде, ввели во взаимодействие с натрием, а полученный продукт реакции поместили в сосуд с углекислым газом. Напишите уравнения описанных реакций.

 

10) Твердый продукт термического разложения малахита растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте. Раствор осторожно выпарили, и твердый остаток прокалили, получив вещество черного цвета, которое нагрели в избытке аммиака (газ). Напишите уравнения описанных реакций.

 

11) К порошкообразному веществу черного цвета добавили раствор разбавленной серной кислоты и нагрели. В полученный раствор голубого цвета приливали раствор едкого натра до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и нагрели. Продукт реакции нагревали в атмосфере водорода, в результате чего получилось вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

 

12) Неизвестное вещество красного цвета нагрели в хлоре, и продукт реакции растворили в воде. В полученный раствор добавили щелочь, выпавший осадок голубого цвета отфильтровали и прокалили. При нагревании продукта прокаливании, который имеет черный цвет, с коксом было получено исходное вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

 

13) Раствор, полученный при взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой, выпарили и осадок прокалили. Газообразные продукты полностью поглощены водой, а над твердым остатком пропустили водород. Напишите уравнения описанных реакций.

 

14) Черный порошок, который образовался при сжигании металла красного цвета в избытке воздуха, растворили в 10%-серной кислоте. В полученный раствор добавили щелочь, и выпавший осадок голубого цвета отделили и растворили в избытке раствора аммиака. Напишите уравнения описанных реакций.

 

15) Вещество черного цвета получили, прокаливая осадок, который образуется при взаимодействии гидроксида натрия и сульфата меди (II). При нагревании этого вещества с углем получают металл красного цвета, который растворяется в концентрированной серной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

 

16) Металлическую медь обработали при нагревании йодом. Полученный продукт растворили в концентрированной серной кислоте при нагревании. Образовавшийся раствор обработали раствором гидроксидом калия. Выпавший осадок прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

 

17) К раствору хлорида меди (II) добавили избыток раствора соды. Выпавший осадок прокалили, а полученный продукт нагрели в атмосфере водорода. Полученный порошок растворили в разбавленной азотной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

 

18)  Медь растворили в разбавленной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение с образованием темно-синего раствора. Полученный раствор обработали серной кислотой до появления характерной голубой окраски солей меди. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

19) Медь растворили в концентрированной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение с образованием темно-синего раствора. Полученный раствор обработали избытком соляной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.

 

20) Газ, полученный при взаимодействии железных опилок с раствором соляной кислоты, пропустили над нагретым оксидом меди (II) до полного восстановления металла. полученный металл растворили в концентрированной азотной кислоте. Образовавшийся раствор подвергли электролизу с инертными электродами. Напишите уравнения описанных реакций.

 

21)  Йод поместили в пробирку с концентрированной горячей азотной кислотой. Выделившийся газ пропустили через воду в присутствии кислорода. В полученный раствор добавили гидроксид меди (II). Образовавшийся раствор выпарили и сухой твердый остаток прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

 

22)  Оранжевый оксид меди поместили в концентрированную серную кислоту и нагрели. К полученному голубому раствору прилили избыток раствора гидроксида калия. выпавший синий осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Полученное при этом твердое черное вещество в стеклянную трубку, нагрели и пропустили над ним аммиак. Напишите уравнения описанных реакций.

 

23) Оксид меди (II) обработали раствором серной кислоты. При электролизе образующегося раствора на инертном аноде выделяется газ. Газ смешали с оксидом азота (IV) и поглотили с водой. К разбавленному раствору полученной кислоты добавили магний, в результате чего в растворе образовалось две соли, а выделение газообразного продукта не происходило. Напишите уравнения описанных реакций.

 

24)  Оксид меди (II) нагрели в токе угарного газа. Полученное вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт реакции растворили в в воде. Полученный раствор разделили на две части. К одной части добавили раствор иодида калия, ко второй – раствор нитрата серебра. И в том, и в другом случае наблюдали образование осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

 

25) Нитрат меди (II) прокалили, образовавшееся твердое вещество растворили в разбавленной серной кислоте. Раствор полученной соли подвергли электролизу. Выделившееся на катоде вещество растворили в концентрированной азотной кислоте. Растворение протекает с выделением бурого газа. Напишите уравнения описанных реакций.

 

26) Щавелевую кислоту нагрели с небольшим количеством концентрированной серной кислоты. Выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида кальция. В котором выпал осадок. Часть газа не поглотилась, его пропустили над твердым веществом черного цвета, полученным при прокаливании нитрата меди (II). В результате образовалось твердое вещество темно-красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

 

27)   Концентрированная серная кислота прореагировала с медью. Выделившийся при газ полностью поглотили избытком раствора гидроксида калия. Продукт окисления меди смешали с расчетным количеством гидроксида натрия до прекращения выпадения осадка. Последний растворили в избытке соляной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

 

1.

CuCl2       Cu      +      Сl2

           на катоде    на аноде

Cu   +   4HNO3(конц.)   =  Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  2H2O

2Cu(NO3)2  =2CuO   +  4NO2   +  O2

6NaOH(гор.)  +  3Cl2  =  NaClO3  +  5NaCl  +  3H2O

 

 

2.

CuCl2  = Cu        +       Сl2

           на катоде        на аноде

Cu   +   S  =  CuS

CuS  +  8HNO3(конц.гор.)     =  CuSO4  +  8NO2↑  +  4H2O

или CuS  +  10HNO3(конц.)     =  Cu(NO3)2  +  H2SO4  +    8NO2↑ +  4H2O

4NO2  +  2Ba(OH)2  =  Ba(NO3)2  +  Ba(NO2)2  +  2H2O

 

3.

NaNO3(тв.)  +  H2SO4(конц.)  =  HNO3  +  NaHSO4

Cu   +   4HNO3(конц.)   =  Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  2H2O

2Cu(NO3)2  = 2CuO   +  4NO2↑ +  O2

2NaNO3  = 2NaNO2  +  O2

 

 

4.

Cu(NO3)2 +  2NaOH  =  Cu(OH)2↓  +  2NaNO3

Cu(OH)2  +  2HNO3  =  Cu(NO3)2  +  2H2O

2Cu(NO3)2  = 2CuO   +  4NO2   +  O2

CuO  +  2HNO3  =  Cu(NO3)2  +  H2O

 

 

5. 3Cu   +   8HNO3(разб.)   =  3Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  4H2O

Cu(NO3)2  +  2КOH  =  Cu(OH)2↓  +  2КNO3

Cu(OH)2 =  CuO   +  H2O

CuO  +  C  Cu  +  CO

 

 

6. Hg(NO3)2 +  Cu  =   Cu(NO3)2   +  Hg

Cu(NO3)2   +  2NaOH  =  Cu(OH)2↓ +  2NaNO3

Сu(OH)2  +  4(NH3 · H2O)   =  [Cu(NH3)4](OH)2   +  4H2O

[Cu(NH3)4](OH)2   +  5H2SO4   =   CuSO4   +  4NH4HSO4  +  2H2O

 

 

7. Cu2O +  6HNO3(конц.)  =  2Cu(NO3)2  +  2NO2  +  3H2O

2Cu(NO3)2  = 2CuO   +  4NO2   +  O2

4NO2   +  O2  +   2H2O  =  4HNO3

10HNO3  +  4Mg  =  4Mg(NO3)2  +  N2O  +  5H2O

 

 

 

8. (CuOH)2CO3  =  2CuO  +  CO2  +  H2O

CuO  +  H2  = Cu  +  H2O

Cu  +  2H2SO4(конц.)  =  CuSO4  +  SO2  +  2H2O

CuSO4  +  Cu  +  2NaCl  =  2CuCl↓  +  Na2SO4

 

9.

3Cu   +   8HNO3(разб.)   =  3Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  4H2O

2Cu(NO3)2     +  2H2O  =   2Cu           +   O2          +     4HNO3

                                        на катоде        на аноде

2Na  +  O2  =  Na2O2

2Na2O2  +  CO2  =  2Na2CO3  +  O2

 

 

10.

(CuOH)2CO3  = 2CuO  +  CO2  +  H2O

CuO  +  2HNO3   =  Cu(NO3)2  +  H2O

2Cu(NO3)2  = 2CuO   +  4NO2   +  O2

3CuO  +  2NH3 = 3Cu  +  N2  +  3H2O

 

 

11.

CuO  +  H2SO4  = CuSO4  +  H2O

CuSO4  +  2NaOH  =  Cu(OH)2  +  Na2SO4

Cu(OH)2  = CuO  +  H2O

CuO  +  H2  =  Cu  +  H2O

 

12.

Cu  +  Cl2  = CuCl2

CuCl2  +  2NaOH  =  Cu(OH)2↓  +  2NaCl

Cu(OH)2  = CuO  +  H2O

CuO  +  C  = Cu  +  CO

 

 

 

13.

Cu +   4HNO3(конц.)   =  Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  2H2O

2Cu(NO3)2  = 2CuO   +  4NO2   +  O2

4NO2  +  O2  +  2H2O  =  4HNO3

CuO  +  H2  = Cu  +  H2O

 

 

14.

2Cu   +   O2   =   2CuO

CuO    +    H2SO4   =   CuSO4  +  H2O

CuSO4    +   NaOH    =    Cu(OH)2↓  +  Na2SO4

Сu(OH)2   +  4(NH3 · H2O)   =  [Cu(NH3)4](OH)2   +  4H2O

 

 

 

 

15.

СuSO4 +  2NaOH  =  Cu(OH)2  +  Na2SO4

Cu(OH)2  = CuO  +  H2O

CuO  +  C =  Cu  +  CO

Cu  +  2H2SO4(конц.)  =  CuSO4  +  SO2  +  2H2O

 

 

16.      

2Cu  +  I2   =  2CuI

2CuI   +  4H2SO4   =  2CuSO4  +  I2  +  2SO2  +  4H2O

СuSO4  +  2KOH  =  Cu(OH)2  +  K2SO4

Cu(OH)2 = CuO  +  H2O

 

 

17.

 2CuCl2  +  2Na2CO3  +  H2O  =  (CuOH)2CO3  +  CO2  +  4NaCl

(CuOH)2CO3   =  2CuO   +  CO2  +  H2O

CuO  +  H2  = Cu  +  H2O

3Cu   +   8HNO3(разб.)   =  3Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  4H2O

 

 

18.

 3Cu   +   8HNO3(разб.)   =  3Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  4H2O

Сu(NO3)2  +  2NH3· H2O   =  Cu(OH)2↓  +  2NH4NO3

Cu(OH)2   +   4NH3· H2O   =  [Cu(NH3)4](OH)2   +  4H2O

[Cu(NH3)4](OH)2   +   3H2SO4    =  CuSO4   +   2(NH4)2SO4    +  2H2O

 

 

19)       Cu   +   4HNO3(конц.)   =  Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  2H2O

Сu(NO3)2  +  2NH3· H2O   =  Cu(OH)2↓  +  2NH4NO3

Cu(OH)2   +   4NH3· H2O   =  [Cu(NH3)4](OH)2   +  4H2O

[Cu(NH3)4](OH)2   +   6HCl    =  CuCl2   +   4NH4Cl    +  2H2O

 

 

20.

Fe   +   2HCl    =    FeCl2   +   H2

CuO    +  H2   =   Cu   +   H2O

Cu   +   4HNO3(конц.)   =  Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  2H2O

2Cu(NO3)2     +  2H2O  =     2Cu   +   O2  +  4HNO3

 

 

21.

 I2   +   10HNO3    =   2HIO3   +   10NO2   +   4H2O

4NO2   +   2H2O  +  O2    =    4HNO3

Cu(OH)2  +  2HNO3  = Cu(NO3)2  +  2H2O

2Cu(NO3)2  = 2CuO   +  4NO2   +  O2

 

 

22.       

Cu2O   +  3H2SO4   =  2CuSO4   +   SO2   +   3H2O

СuSO4  +  2KOH  =  Cu(OH)2  +  K2SO4

Cu(OH)2  = CuO  +  H2O

3CuO  +  2NH3 = 3Cu  +  N2  +  3H2O

 

 

23.

CuO   +  H2SO4  =  CuSO4  +  H2O

2CuSO4    +   2H2O =  2Cu   +   O2  +  2H2SO4

4NO2   +  O2   +   2H2O  =  4HNO3

10HNO3   +   4Mg    =    4Mg(NO3)2   +   NH4NO3  +   3H2O

 

 

24.      

CuO    +   CO =  Cu   +   CO2

Cu   +   Cl2   =  CuCl2

2CuCl2   +   2KI   =   2CuCl↓   +   I2   +   2KCl

CuCl2    +   2AgNO3   =   2AgCl↓    +   Cu(NO3)2

.

 

25.      

2Cu(NO3)2  = 2CuO   +  4NO2   +  O2

CuO   +  H2SO4  =  CuSO4  +  H2O

2CuSO4    +   2H2O =  2Cu   +   O2  +  2H2SO4

Cu   +   4HNO3(конц.)   =  Cu(NO3)2  +  2NO2↑  +  2H2O

 

 

26.     

 H2C2O  =   CO↑   +   CO2↑   +   H2O

CO2   +   Ca(OH)2   =   CaCO3  +  H2O

2Cu(NO3)2  =2CuO   +  4NO2   +  O2

CuO    +   CO  = Cu   +   CO2

 

 

27.      

Cu  +  2H2SO4(конц.)  =  CuSO4  +  SO2  +  2H2O

SO2   +   2KOH   =   K2SO3   +   H2O

СuSO4  +  2NaOH  =  Cu(OH)2  +  Na2SO4

Cu(OH)2  +  2HCl = CuCl2  +  2H2O

Получение и химические реакции меди

Нахождение в природе.

Медь встречается главным образом в виде сульфидных соединений. Наиболее важные минералы — медный блеск Cu2S, медный колчедан (халькопирит) CuFeS2 и борнит Cu3FeS2 входят в состав так называемых полиметаллических сульфидных руд. Реже встречаются кислородсодержащие соединения: малахит (основной карбонат меди) СuСО3 • Сu(ОН)2, азурит 2СuСО3 • Сu(ОН)2 и куприт СuO2.

Физические свойства.

Медь — металл красного цвета, плавится при температуре 1083°С, кипит при 2877°С. Чистая медь довольно мягка, легко поддается прокатке и вытягиванию. Примеси увеличивают твердость меди. Медь отличается очень высокой электро- и теплопроводностью. Примеси мышьяка и сурьмы значительно уменьшают электропроводность меди. Медь образует различные сплавы (латуни, бронзы и др.).

Химические свойства.

Медь относится к числу малоактивных металлов. На холоду она очень слабо взаимодействует с кислородом воздуха, покрываясь пленкой оксида, которая препятствует дальнейшему окислению меди. При нагревании медь окисляется полностью:

2Cu + O2 = 2СuО

Сухой хлор на холоду не взаимодействует с медью, однако в присутствии влаги реакция проходит довольно энергично:

Сu + Сl2 = СuС12.

При нагревании медь довольно энергично взаимодействует с серой:

Си + S = CuS.

Медь может растворятся только в кислотах-окислителях. В концентрированной серной кислоте она растворяется только при нагреваний, a в азотной — и на холоду:

Сu+ 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2Н2O,
ЗСu + 8HNO3(Разбавл.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4Н2O,
Сu + 4HNO3(Конц .) = Cu(NO3)2+ 2NO + 2Н2O.

Получение.

Процесс получения меди состоит из нескольких стадий. Сначала сульфидную руду обжигают. При этом часть меди превращается в оксид:

4CuFeS2 + 13O2 = 4CuO + 2Fe203 + 8SO2.

Затем проводят плавку на штейн и получают сульфид меди (I). При этом к огарку прибавляют кокс и песок для образования шлака:

2CuO + FeS + С + SiO2 = Cu2S + FeSi03 + СО
или
CuO + FeO + CuS + С + SiO2 = Cu2S + FeSiO3+ CO.

Далее штейн подвергают конвертерной плавке:

9Cu2 S + 3O2 = 2Cu2 O + 2SO2 ,
2CuO2 + Cu2 S = 6Cu + SO2 .

Получаемая медь называется черновой. Очищают медь рафинированием. Электролитом служит раствор сульфата меди, анодом — медные болванки ,катодом — пластинка чистой меди. При пропускании электрического тока через электролит медь анода растворяется, а на катоде выделяется чистая медь.

Оксид меди

Обладает основными свойствами. Он может взаимодействовать с кислотами и кислотными оксидами:

CuO + H24 = CuSО4 + Н2О,
CuO + SО3 = CuSО4.

Оксид меди не растворим в воде. При нагревании оксида меди и присутствии восстановителя довольно легко происходит его восстановление:

CuO + Н2 = Сu + Н2O,
СuО + СО = Сu + СO2.

Оксид меди получают окислением меди при нагревании или прокаливанием гидроксида меди:

2Сu + O2 = 2СuО,
Cu(OH)2 = CuO + Н2O.

Оксид меди встречается в природе в продуктах выветривания некоторых медных руд. Он используется в производстве стекла и эмалей как зеленый и синий красители (медно-рубиновое стекло), как окислитель в органическом анализе и в медицине.

Гидроксид меди

Гидроксид меди Сu(ОН)2. Выпадает в виде осадка при действии на растворы солей меди (II) растворов щелочей (но не аммиака):

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4.

При действии аммиака на соли меди (II) сначала выпадает гидроксид меди, который очень легко растворяется в избытке аммиака с образованием аммиаката меди:

Cu(OH)2 + 4NH4OH = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4Н2O
или
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2.

Аммиакат меди окрашен в интенсивный сине-фиолетовый цвет, Поэтому он позволяет обнаружить малые количества ионов меди (П) в растворе. Эта реакция применяется в аналитической химии.
Гидроксид меди обладает очень слабо выраженными амфотерными свойствами. В кислотах он растворяется легко, в концентрированных растворах щелочей — с большим трудом. В первом случае образуются соли меди, во втором — гидроксокупраты:

Сu(ОH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4].

Гидроксид меди может восстанавливаться до гемиоксида меди при нагревании С различными не очень сильными восстановителями: альдегидами, сахарами, гидразином, гидроксиламином и др.:

2Cu(OH)2 + R—СНО → Cu2O + R—COOH + 2H2O.

Гемиоксид, или оксид меди (I)

Гемиоксид, или оксид меди (I), Си20. Обладает только основными свойствами. Часть солей меди (I) хорошо растворима, но довольно неустойчива и легко окисляется кислородом воздуха. Устойчивыми соединениями меди (I) являются, как правило, либо нерастворимые соединения (Cu2S, Cu2O, Cu2I2), либо комплексные соединения (Cu(NH3)+2 и др.). Гемиоксид меди применяется для изготовления купроксных выпрямителей переменного тока.

При растворении гемиоксида меди в кислородсодержащих кислотах, например серной, образуются соли меди (II) и медь:

Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + Сu + Н2O,

а при растворении в галогеноводородных кислотах — соли меди (I):

Cu20 + 2НС1 = 2СuС1 + Н2O.

Многие соли меди (II) хорошо растворимы в воде, но подвержены гидролизу, поэтому в растворе всегда должен быть небольшой избыток кислоты. Нерастворимыми солями меди (II) являются сульфид CuS, карбонат (основной карбонат) СuСO3• Сu(ОН)2 • 0,5Н2О, оксалат СuС2O4и фосфат Сu3(РO4)2.

Под действием восстановителей соли меди (II) в кислом растворе могут восстанавливаться до солей меди (I):

2CuSO4 + 4KI = 2K2SO4 + Cu2I2 + I2

Аммиачные растворы солей меди (I) могут взаимодействовать с ацетиленом, образуя ацетиленид меди;

СН≡СН + 2CuCl = Cu2C2 + 2НС1.


Химические свойства меди

Поговорим о первом из металлов, освоенных человеком. О меди. В периодической таблице химических элементов, медь находится в одиннадцатой группе, в так называемой, троице дорогих металлов – меди, серебра и золота. Согласно археологическим данным, первые медные изделия человек начал изготавливать в VII тысячелетии до н.э. То есть, около девяти тысяч лет назад. Из-за своей малой активности, медь была первым металлом, полученным человеком в чистом виде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процесс получения меди очень прост. Берется малахитовая руда или основной карбонат меди и смешивается с углем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затем смесь нагревается. В результате образуется угарный газ, который восстанавливает медь из малахита до металлического состояния. Полученную медь можно переплавить, а затем обработать и сделать из нее какое-нибудь изделие.Латинское название меди – cuprum, произошло от слова Кипр, где было богатое месторождение малахитовой руды. Медь иногда встречается и в виде самородков. Для демонстрации химических свойств меди. Возьмем тот самый ее основной карбонат или малахитовую руду, но более чистую, чем та, которая находится в природе. При приливании раствора аммиака, к основному карбонату меди, образуется растворимый аммиачный комплекс меди. Эту реакцию можно использовать для очистки медных изделий от патины. Только вместо аммиака, от запаха которого хочется убежать, можно использовать менее вонючее вещество, трилон б, тоже хороший комплексообразователь. Металлическая медь представляет собой довольно стабильный и малоактивный металл. Именно поэтому, шпили старых церквей покрывали медными листами, защищающими кровлю на долгие годы. Металлическая медь не растворяется в разбавленных серной и соляных кислотах, так как находится в ряду напряжений металлов после водорода. Однако, с концентрированной азотной кислотой, медь реагирует довольно активно, образуя диоксид азота – бурый газ и с неприятным запахом и нитрат меди. Если перейти к соединению меди, то самая часто встречающаяся медная соль, в обычной жизни, это конечно же, медный купорос и сульфат меди. Его используют для дезинфекции растений от насекомых, а так же в аналитической химии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если к сульфату меди прилить гидроксид натрия, в осадок выпадет гидроксид меди, с помощью которого можно определить наличие сахара во фруктах. В стаканчик с гидроксидом меди добавим натертого яблока и нагреем смесь. Со временем, глюкоза, содержащаяся в яблочном соке, восстанавливает медь из двухвалентного состояния до одновалентного. И спустя время, раствор становится оранжевым. В стаканчике, из гидроксида меди образовался оксид меди один, что является качественной реакцией на наличие глюкозы в яблоке. Оксид одновалентной меди растворяется в растворе аммиака, образуя аммиакат одновалентной меди. Раствор соединения одновалентной меди бесцветный, но при окислении такого раствора перекисью водорода, раствор синеет. Из-за окисления меди до двухвалентного состояния. Так же, если смешать синий гидроксид меди и глицерин, раствор станет ярко синим. Из-за образования глицината меди, что является качественной реакцией на многоатомные спирты. Вообще, соединения меди используются во множестве аналитических реакций, с помощью которых можно определить даже концентрацию спирта в растворе. Существует еще одна интересная реакция, с помощью которой можно получить медное зеркало.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В стаканчик с раствором медного купароса приливают мощный растворитель – раствор гидразина. При этом, атомы азота в гидразине окисляются, а медь восстанавливается из раствора до металла, покрывая стенки стакана блестящим, красивым слоем меди. Но на этом, свойства сульфата меди не заканчиваются. Если нагреть синий, привычный всем, сульфат меди, то со временем он побелеет, из-за того, что при нагревании сульфата меди, испаряется вода, оставляя безводный сульфат белого цвета. Если к такому сульфату меди добавить воды, синий цвет снова вернется. Так как, к молекуле сульфата меди снова присоединится вода, образуя кристаллогидрат. Если внести медный купорос в пламя горелки, то оно окрасится в зеленый цвет из-за ионов меди. Сама по себе, металлическая медь является одним из лучших проводников тепла и электричества. Из-за этого свойства, сейчас из меди делают провода во многих приборах, а также теплоотводов в компьютерах. Свойство меди хорошо проводить электричество я продемонстрирую на одном опыте. Сначала посмотрим, как падает мощный неодимовый магнит на поверхность стола. А теперь сравним с этим падением магнита медную пластину. Можно заметить, что на медную пластину магнит падает медленнее. Этот эффект возникает из-за образующихся токов внутри медной пластины, вызванных движением магнита. Так называемый эффект индукции можно усилить, если охладить медную пластину в жидком азоте. При этом, магнит зависает гораздо дольше над пластиной, так как при охлаждении внутреннее сопротивление меди снизилось. Образующийся ток может существовать дольше. Если сделать специальную керамику, в состав которой, вместо меди входит итрий барий кислород, то получится сверхпроводник,, ток в котором не кончается и магнит под ним может левитировать бесконечно, пока керамику охлаждают в жидком азоте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сейчас из меди изготавливают и медные трубы. Медь входит в состав и множества сплавов, таких, как бронзовые сплавы, семейство латунных сплавов, мельхиор и другие. Многим известно выражение – «голубая кровь». В действительности, ни земле есть существа, кровь которых голубого цвета из-за содержащегося в ней белка гемоцианина, аналога гемоглобина, содержащего ионы меди вместо ионов железа. Голубую кровь мечехвостов используют для тестирования медицинских препаратов на наличие заражения. Оказалось, что обычная и всем привычная медь является не такой простой, как кажется.

Конспект урока и презентация по химии 9 кл “Медь, ее свойства и применение”

Урок химии в 9 классе: «Медь, ее свойства и применение»

Цели:

  • Обобщение и закрепление практическим путем знаний учащихся о свойствах меди и её соединений; рассмотреть основные области применения меди, её сплавов и соединений;

  • дальнейшее развитие умения учащихся работать с компьютером, выполнять химический эксперимент;

  • воспитание интереса к предмету, использование межпредметных связей с физикой, литературой, биологией, историей.

Оборудование:

урок проводится в классе, оборудованном компьютерами;

проектные работы «Практическая работа» и «Тесты по химии» учащихся школы, презентация «Сплавы меди»;

коллекция старинных медных монет, школьный звонок.

Реактивы: медная проволока, серная кислота, гидроксид натрия, белок куриного яйца, пробирки, нагрев.

Звенит школьный звонок.

Каждому человеку, учившемуся в школе, знаком этот заливистый голос меди. Сегодня, ребята, для вас звенит именно этот звонок, и ещё по одной причине – мы будем говорить на уроке о меди, о металле колоколов. Тема нашего урока «Медь, ее свойства и применение».

Сегодня наш урок будет посвящён одному из самых широко используемых металлов. Мы продолжим изучение свойств меди и её соединений. Выполним практическую работу по превращениям меди и узнаем о применении меди. А свои знания, ребята, вы можете проверить, ответив на вопросы контрольного тестирования по данной теме.

Внимательно осмотритесь вокруг. Где бы вы ни были: дома или в школе, на улице или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов трудится вокруг нас и для нас.

Возможно, с первым металлом древний человек познакомился именно так, как описано в романе: «Ах, как не терпится, как хочется поскорее сделать новый нож! Большой нож из нового тяжелого камня. Солнце уже покатилось вниз по каменной пиле гор. Идти ещё далеко. Но человек не хочет, не может идти дальше. Здесь надо попробовать этот камень – шершавый, с зеленой неровной коркой! Он достает из кожаного мешка каменный молоток, прикрученный к рукоятке. Сдерживая дрожь волнения, человек аккуратно наставляет каменное рубильце и сильно бьет молотком. Камень и не думает разбиваться! Под кремниевым острием засияла вмятина, а в ней красное, блестящее как вечерняя луна, тело камня. Вот чудеса! Камень мнется!»

В древности люди пользовались сначала самородной медью, её находили и находят до сих пор. Самородки имеют порой внушительные размеры. Так в США был однажды найден кусок чистой меди массой 420 т.!

Какая же она – эта самая древняя и вечно молодая медь, нашедшая широкое применение в промышленности, технике, быту, благодаря своим свойствам?

Что вы знаете, ребята, о физических свойствах меди?

Ответ ученика.

Медь – металл красного, в изломе розового цвета. Температура плавления + 1083оС, температура кипения + 2600оС. Наиболее важными и широко используемыми свойствами меди являются её высокая теплопроводность и малое электрическое сопротивление. Медь мягкий и ковкий металл.

А что вы можете рассказать о химической активности меди?

Учащийся рассказывает о химических свойствах меди. Уравнения реакций, подтверждающих свойства, проектируются на экране.

Химическая активность меди невелика. При нагревании до 375оС медь с кислородом дает оксид меди (I), а выше 375о С – оксид меди (II):

4Cu + O2 = 2Cu2O

2Cu + O2 = 2CuO

Влажный хлор взаимодействует с медью при обычной температуре:

Cu + Cl2 = CuCl2

C водородом, азотом и углеродом медь не реагирует даже при высоких температурах. Разбавленные кислоты против меди бессильны. Концентрированная серная кислота образует SO2, концентрированная азотная – NO2, разбавленная азотная – NO.

Медь – коррозионно-стойкий металл. Для меди чаще всего характерна степень окисления +2. Но образуются и соединения меди со степенью окисления +1. Соединения меди – соли, гидроксид меди (II) – сине-зеленого цвета. Гидроксид меди (II) разлагается при нагревании, образуя черный оксид меди (II):

Cu(OH)2 = CuO + H2O

А теперь, ребята, я предлагаю вам побывать в роли экспериментаторов, но не совсем обычных. Мы выполним с помощью компьютера виртуальную практическую работу по превращениям меди и её соединений.

По окончании работы обращается внимание на результат.

Я предоставляю слово моим юным помощницам. Они проведут демонстрационный эксперимент по тем же самым превращениям, которые вы только что осуществили. А вы, ребята, внимательно следите, ещё раз отмечая признаки реакций.

Учащиеся проводят демонстрационный эксперимент, сопровождая его рассказом.

Рассмотрев свойства меди и её превращения, мы можем обозначить области применения меди. Как хороший проводник электрического тока медь используют для изготовления проводов. Из неё производят важные узлы в теплообменниках, холодильниках, вакуумных аппаратах. Оксид меди (II) применяется в стекольной и эмалевой промышленности в качестве зеленого и голубого красителей, для получения рубинового стекла. Медный купорос используется для получения минеральных красок, для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений, при выделке кожи. Но растворимые соли меди ядовиты. Они денатурируют белки.

И сейчас вы увидите, что происходит с белком куриного яйца при добавлении к нему раствора медного купороса.

Выполнение демонстрационного опыта «Денатурация куриного белка под действием медного купороса».

Именно по этой причине медные предметы хозяйственного назначения – самовары, чайники, кастрюли – лудят, то есть покрывают слоем олова. Это предупреждает пищевые отравления.

А как вы думаете, для живых организмов медь какое-либо значение имеет?

Ответ ученика.

Медь является весьма интересным в биологическом отношении элементом. Она необходима для нормального развития растений, особенно на болотистых почвах. Недостаточное поступление меди в организм животных ведет к уменьшению новообразования гемоглобина и развитию анемии. Наиболее богаты медью молоко и дрожжи.

Итак, на предыдущих уроках мы довольно много говорили о металлах, в частности, сегодня – о меди. И сейчас я прошу вас выполнить итоговое контролирующее тестирование по данной теме.

Краткая оценка выполнения тестирования.

По указу Петра I на Руси начали чеканить медные монеты. Но они быстро изнашивались. Тогда их заменили на монеты из сплавов меди с никелем, цинком.

Демонстрация коллекции старинных монет.

Действительно, сплавы меди – бронза, латунь, мельхиор гораздо тверже, прочнее и долговечнее чистой меди.

Демонстрация презентации «Сплавы меди».

Кумир с простертою рукою

Сидит на бронзовом коне

писал А.С. Пушкин в произведении «Медный всадник». Бронза вошла в историю как материал, из которого изготавливали боевые доспехи, украшения, пушки, церковные колокола, отливали памятники, из бронзы сделаны знаменитые Царь-пушка и Царь-колокол.

Из колокольного металла, содержащего от 74 до 82% меди, а так же олово и свинец, состоит один «часовой» и десять «четвертных» колоколов Спасской башни Московского Кремля. Бой Курантов знаком каждому человеку.

Из художественной бронзы выполнен в Успенском соборе Московского Кремля чудесный образец мастерства русских умельцев – изящный шатер ажурного литья, изготовленный в 1625 году Дмитрием Сверчковым.

В старину медными листами покрывали купола многих храмов. Одним из величайших сооружений мировой архитектуры XVI века является Колокольня Ивана Великого в центре Московского Кремля. Её купола покрыты позолоченными медными листами.

Медь называют музыкальным металлом. Когда не Русь нападали полчища врагов, когда нужно было созвать народ на важные собрания, ударяли в колокола.

В синем небе, колокольнями проколотом,

Медный колокол, медный колокол,

То ль возрадовался, то ли осерчал…

писал В. Высоцкий

В народе говорят, что колокольный звон делает человека добрее, справедливее. Все злое, нехорошее от него уходит. Станем же и мы хоть чуточку добрее и терпимее друг к другу.

Я благодарю вас за работу. Урок окончен.

Презентация на тему “Медь” в рамках подготовки к ЕГЭ по химии

медь

I . Исторические сведения

II . Медь – химический элемент:

1) Положение меди в периодической системе

химических элементов Д.И.Менделеева

2) Строение атома.

3) Нахождение в природе

III. Медь – простое вещество

1. Состав. Строение. Свойства .

2 . Получение.

3. Химические свойства

4 . Применение

5. Биологическое значение меди.

IV. Соединения меди

VI . Качественная реакция на медь

I . Исторические сведения

Медь (англ. Copper, франц. Cuivre, нем. Kupfer) – один из первых металлов, которые человек стал применять для технических целей. В древности медь применялась в основном в виде сплава с оловом — бронзы для изготовления оружия. Периоды использования меди и бронзы ознаменовали целые эпохи культурного развития человечества под названием медный век и бронзовый век.

Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где уже в III в. до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.

Положение меди в ПСХЭ Д.И. Менделеева. Строение атома.

порядковый номер

группа

период

I B

Cu

4

4

29

+29

металл

4 s 1

2 s 2 2 p 6

1 s 2

3 s 2 3 p 6

3 d 1 0

1 8

1

8

2

валентные электроны

Cu 0 ─ 2e → Cu +2

Cu 0 ─ 1 e → Cu +1

Нахождение меди

в природе

Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS 2 , также известный как медный колчедан, халькозин Cu 2 S и борнит Cu 5 FeS 4 . Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu 2 O , азурит Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 , малахит Cu 2 CO 3 (OH) 2 . Иногда медь встречается в самородном виде, масса отдельных скоплений может достигать 400 тонн .

Медь занимает по распространению в природе 23-е место среди всех элементов: ее массовая доля в земной коре равна 0,01%.

Физические свойства

Медь тяжелый розово-красный металл, мягкий и ковкий, плавится при температуре 1084,5°С, очень хорошо проводит электрический ток и теплоту: электрическая проводимость меди в 1,7 раза выше, чем алюминия, в 6 раз выше, чем железа, и лишь немного уступает электрической проводимости серебра

Кристаллическая решётка меди .

Получение меди

Исходным сырьем для промышленного получения меди

являются сульфидные руды. Процесс получения меди из

сульфидных руд относят к пирометаллургическим

(протекающим при повышенной температуре)

Вначале сульфид меди (например, Cu 2 S) подвергают окислительному обжигу:

Cu 2 S + 20 2 = 2CuO + S0 2

К образовавшемуся оксиду, меди (II) добавляют новую порцию сульфида. При высокой температуре протекает реакция: 2CuO + Cu 2 S = 4Сu + S0 2

Очищают медь от примесей электролитическим рафинированием.

Для этой цели в качестве анода используют медные листы , подлежащие

рафинированию, в качестве катода – пластинки чистой меди , электролита –

раствор сульфата меди ( II ). При прохождении электрического тока через

электролит медь анода растворяется, а на катоде выделяется чистая медь,

т.е. протекает электролиз с растворимым анодом.

Анод, нерафинированная

медь.

Содержащиеся в меди примеси остаются в растворе часть из них – анодный шлам – оседает на дне электролитической ванны.

Анодный шлам служит важным

источником благородных металлов

е

е

+

CuSO 4 = Cu 2+ + SO 4 2–

Cu 2+

Cu 2+ + 2e →Cu 0

На катоде :

Cu 0 − 2e → Cu 2+

На аноде :

Cu 2+

Катод,

рафинированная

медь.

примеси

Получение меди гидрометаллургическим способом.

Медную руду обрабатывают растворами серной кислоты или

или аммиака:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

CuO + 4NH 3 + H 2 O = [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2

Медь, перешедшую в раствор, восстанавливают более активным металлом:

CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu

[Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 + Zn = Cu + [Zn(NH 3 ) 4 ](OH) 2

Химические свойства

Cu

Li,K,Ba,Ca,Na,Mg, Al,Mn,Zn,Cr Fe Co,Sn,Pb, H 2, Hg,Ag,Au

О 2

+

+

Cu

неметаллы

H 2 SO 4 (конц.)

HNO 3

+

растворы солей

+

При комнатной температуре медь устойчива на воздухе.

При нагревании на воздухе металл покрывается черной

пленкой оксида меди ( II) . Составьте уравнение реакции.

2Cu + O 2 = 2CuO

При длительном хранении медные изделия покрываются

зеленым налетом .

2Cu + CO 2 + H 2 O + O 2 = (CuOH) 2 CO 3

Взаимодействие с неметаллами:

Медь вступает в реакции с галогенами, серой, селеном.

С водородом, углеродом, азотом медь не взаимодействует

даже при высокой температуре.

Составьте уравнение реакции меди с хлором, бромом, серой. Рассмотрите эти реакции как окислительно-восстановительные. Назовите окислитель и восстановитель.

Cu 0 + Br 2 0 = Cu +2 Br 2 –

Cu 0 ─ 2e → Cu +2 1

Br 2 0 + 2e → 2Br –1 1

Cu 0 ─ восстановитель, процесс окисления

Br 2 – окислитель, процесс восстановления

Взаимодействие хлора с медью

Даже малоактивные металлы энергично взаимодействуют с хлором. Пучок медной проволоки, нагретый в пламени горелки помещают в цилиндр, наполненный хлором. Медь раскаляется, взаимодействует с хлором, с кончика проволоки на дно цилиндра начинает капать расплавленный хлорид меди ( II ).

Cu 0 + Cl 2 0 = Cu +2 Cl 2 –

опыт

Cu 0 ─ 2e → Cu +2 1

Cl 2 0 + 2e → 2Cl –1 1

Cu 0 ─ восстановитель, процесс окисления

Cl 2 – окислитель, процесс восстановления

Взаимодействие серы с медью

Медь – неактивный металл. Но при повышенных температурах она активно взаимодействует с серой. Сера плавится и постепенно закипает. Пробирка наполняется бурыми парами серы. В парах серы медь загорается. Продукт взаимодействия – черный сульфид меди.

Cu + S = CuS

опыт

Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов медь

расположена правее водорода. Кислоты не обладающие

окислительными свойствами, на нее не действуют, но медь

легко растворяется в кислотах-окислителях – концентрирован-

ной серной и азотной. Рассмотрите эти реакции как

окислительно-восстановительные. Назовите окислитель и

восстановитель.

0

+6

+2

+4

Cu + H 2 S O 4 → Cu SO 4 + S O 2 + H 2 O

опыт

Cu 0 ─ 2e → Cu +2 2

S +6 + 4e → S +4` 1

Cu + 2 H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O

Cu 0 ─ восстановитель, процесс окисления

H 2 SO 4 (за счет S +6 ) – окислитель, процесс восстановления

0

+5

+2

Cu + HN O 3 → Cu (NO 3 ) 2 + N O 2 + H 2 O

+4

Cu 0 ─ 2e → Cu +2 1

N + 5 + 1e → N +4` 2

Cu + 4 HNO 3 = Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO 2 + 2 H 2 O

Cu 0 ─ восстановитель, процесс окисление

HNO 3 – окислитель, процесс восстановление

опыт

+2

+2

0

+5

0

Cu + HN O 3 → Cu (NO 3 ) 2 + N O + H 2 O

Cu 0 ─ 2e → Cu +2 3

N + 5 + 3 e → N +4 2 2

3 Cu + 8 HNO 3 = 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO 2 + 4 H 2 O

Cu 0 ─ восстановитель, процесс окисление

HNO 3 – окислитель, процесс восстановление

Разбавленные серная и соляная кислоты на медь не

действуют. Однако в присутствии кислорода воздуха медь

растворяется в этих кислотах с образованием солей меди (II):

2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4 = 2CuSO 4 + 2H 2 O

2Cu + O 2 + 4HCl = 2CuCl 2 + 2H 2 O

Взаимодействие с растворами солей

+ 2

+2

0

0

Cu + Hg(NO 3 ) 2 → Cu(NO 3 ) 2 + Hg

опыт

Рассмотрите эту реакцию как окислительно-восстановительную и

расставьте коэффициенты.

Cu 0 ─ 2e → Cu +2 1

Hg +1 + 2e → Hg 0 1

Cu + Hg(NO 3 ) 2 = Cu(NO 3 ) 2 + Hg

Cu 0 ─ восстановитель, процесс окисления

Hg(NO 3 ) 2 (за счет Hg +2 ) – окислитель, пр . восстановления

Применение меди

в электротехнике

1

теплоотводные устройства

2

производство труб

3

сплавы на основе меди

4

ювелирные сплавы

5

в архитектуре

6

другие сферы применения

7

Из-за низкого удельного сопротивления медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый

1

Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления.

2

В связи с высокой механической прочностью, но одновременно пригодностью для механической обработки, медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов, во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей. Кроме того, трубопроводы из меди и сплавов меди широко используются в судостроении и энергетике для транспортировки жидкостей и пара.

3

В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых бронза и латунь, дюралюминий ( w ( Cu) = 4 ,4%)

Медь является важным компонентом твёрдых припоев — сплавов с температурой плавления 590—880°С .

4

В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото — очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.

Медь применяют для изготовления украшений

5

Широко применяется медь в архитектуре. Кровли и фасады из тонкой листовой меди служат безаварийно по 100—150 лет.

6

Другие сферы применени я

Медь — самый широко употребляемый катализатор полимеризации ацетилена. Из-за этого трубопроводы из меди для транспортировки ацетилена можно применять только при содержании меди в сплаве материала труб не более 64 %.

Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать её применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учреждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц — всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.

7

Биологическая роль

Медь присутствует во всех организмах и принадлежит к числу микроэлементов, необходимых для их нормального развития. В растениях и животных содержание меди варьируется от 10 -15 до 10 -3 %. Всего в организме человека (масса тела 70 кг) содержится 72 мг меди. Основная роль меди в тканях растений и животных — участие в ферментативном катализе. Медь служит активатором ряда реакций и входит в состав медьсодержащих ферментов. Так как медь токсична, в животном организме она находится в связанном состоянии. Медь необходима для осуществления различных функций организма — дыхания, кроветворения (стимулирует усвоение железа и синтез гемоглобина), обмена углеводов и минеральных веществ. Недостаток меди вызывает болезни как растений, так и животных и человека. С пищей человек ежедневно получает 0,5-6 мг меди.

Соединения меди

оксиды

гидроксиды

соли

Соединения меди ( I )

Оксид меди ( I) красного цвета, в

природе встречается в виде минерала

куприта.

Соединения меди ( I )

Cu 2 O

Составьте формулу оксида меди ( I).

В лаборатории его получают восстановлением свежеосажденного гидроксида меди ( II) альдегидами или глюкозой.

опыт

O O

Н – С + 2 Cu(OH) 2 → H – C + Cu 2 O ↓+ 2 H 2 O

H OH

O O

CH 2 ОН – ( C НОН) 4 – С + 2 Cu(OH) 2 → CH 2 ОН – ( C НОН) 4 – С +

H OH

+ Cu 2 O + 2H 2 O

опыт

Получают оксид меди(I) прокаливанием металлической

меди при недостатке кислорода

4Cu + O 2 = 2 Cu 2 O

Химические свойства Cu 2 O

При нагревании без доступа воздуха разлагается на металлическую медь и оксид меди (II):

Cu 2 O = CuO + Cu

Водородом, оксидом углерода (II), алюминием оксид меди ( II) восстанавливается до металлической меди:

Cu 2 O + H 2 = 2Cu + H 2 O

Cu 2 O + CO = 2Cu + CO 2

3 Cu 2 O + 2 Al = 6 Cu + Al 2 O 3

1) В разбавленной серной и соляной кислотах растворяется только в присутствии кислорода.

2Cu 2 O + 8HCl (разб.) + O 2 = 4CuCl 2 + 4H 2 O

2) В концентрированной серной кислоте растворяется с выделением диоксида серы SO 2 .

С u 2 O + H 2 SO 4 (конц.) → CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

3) В концентрированной азотной кислоте растворяется с выделением диоксида азота N O 2

Cu 2 O + HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + NO 2 + H 2 O

Рассмотрите реакции 2,3 как окислительно-восстановительные. Расставьте коэффициенты. Определите окислитель, восстановитель

С u +1 2 O + H 2 S +6 O 4( конц.) → Cu +2 SO 4 + S +4 O 2 + H 2 O

С u +1 – 1е → Cu +2 2

S +6 + 2е → S +4 1

С u 2 O + 3 H 2 SO 4 = 2 CuSO 4 + SO 2 + 3 H 2 O

С u 2 O (за счёт С u +1 ) – восстановитель, процесс окисления

H 2 SO 4 (за счёт S +6 ) – окислитель, процесс восстановления

Cu 2 +1 O + HN + 5 O 3( конц.) = Cu +2 (NO 3 ) 2 + N +4 O 2 + H 2 O

С u +1 – 1е → Cu +2 1

N + 5 + 1 е → N +4 1

Cu 2 O + 6HNO 3( конц.) = 2Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 3H 2 O

С u 2 O (за счёт С u +1 ) – восстановитель, процесс окисления

HNO 3 (за счёт N +5 ) – окислитель, процесс восстановления

Устойчивыми соединениями меди ( I) являются

нерастворимые соединения ( CuCl, Cu 2 S ) или комплексные соединения [Cu(NH 3 ) 2 ]OH, [Cu(NH 3 ) 2 ]Cl,

которые получают растворением в концентрированном растворе аммиака оксида меди ( I), хлорида меди (I)

Cu 2 O + 4 (NH 3 · H 2 O) = 2[Cu(NH 3 ) 2 ]OH + 3Н 2 О

CuCl + 2NH 3 = [Cu(NH 3 ) 2 ]Cl

Аммиачные растворы солей меди взаимодействуют с

алкинами, например, с ацетиленом:

CH ≡ CH + 2[Cu(NH 3 ) 2 ]Cl → Cu–C≡C–Cu + 2NH 3 + 2NH 4 Cl

В окислительно-восстановительных реакциях соединения

меди ( I) проявляют окислительно-восстановительную

двойственность.

С u 2 O + H 2 → Cu + H 2 O

С u 2 O + H 2 SO 4 + KMnO 4 → CuSO 4 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

С uCl + HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + HCl + NO 2 + H 2 O

Рассмотрите реакции как окислительно-восстановительные.

Определите окислитель, восстановитель

С u 2 +1 O + H 2 0 → Cu 0 + H 2 +1 O

С u +1 + 1е → Cu 0 2

Н 2 0 – 2е → 2Н +1 1

С u 2 O + H 2 = 2 Cu + H 2 O

С u 2 O (за счет С u +1 ) – окислитель, процесс восстановления

Н 2 – восстановитель, процесс окисления

С u 2 +1 O + H 2 SO 4 + KMn +7 O 4 →Cu +2 SO 4 + Mn +2 SO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

2С u +1 – 2е → 2 Cu +2 5

Mn + 7 + 5 е → Mn + 2 2

5 С u 2 O + 13H 2 SO 4 + 2KMnO 4 = 10CuSO 4 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 +

+ 13H 2 O

С u 2 O (за счет С u +1 ) – восстановитель, процесс окисления

KMnO 4 ( за счет Mn + 7 ) – окислитель, процесс восстановления

С u +1 Cl + HN +5 O 3 → Cu +2 (NO 3 ) 2 + HCl + N +4 O 2 + H 2 O

С u +1 – 1е → Cu +2 5

N + 5 + 1 е → N + 4 1

С uCl + 3 HNO 3( конц.) = Cu(NO 3 ) 2 + HCl + NO 2 + H 2 O

С uCl (за счет С u +1 ) – восстановитель, процесс окисления

HNO 3 ( за счет N + 5 ) – окислитель, процесс восстановления

оксид меди ( II )

Кристаллы чёрного цвета, в обычных условиях довольно устойчивые, практически нерастворимые в воде. В природе встречается в виде минерала тенорита

(мелаконита) чёрного цвета.

CuO

Составьте формулу оксида меди ( II).

Получение оксида меди (II)

Оксид меди ( II ) получают как при взаимодействии меди с

кислородом, так и при разложении гидроксида меди ( II ),

нитрата меди ( II ) и малахита ( CuOH ) 2 CO 3 .

Составьте уравнения реакций получения оксида меди ( II)

2Cu + O 2 = 2CuO

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

опыт

2Cu(NO 3 ) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

опыт

(CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O

Химические свойства CuO

Оксид меди ( II ) обладает слабыми амфотерными

свойствами, т.е. взаимодействуют как с кислотами так и

со щелочами.

Составьте уравнения реакции взаимодействия CuO

c соляной, серной кислотами.

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O

CuO + 2H + + Cl = Cu 2+ + 2Cl + H 2 O

CuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O

опыт

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

CuO + 2H + + SO 4 2– = Cu 2+ + SO 4 2– + H 2 O

CuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O

При сплавлении со щелочами CuO образует куприты:

CuO + 2KOH = K 2 CuO 2 + H 2 O

Взаимодействие уксусной кислоты с оксидом меди ( II)

Как и неорганические кислоты, уксусная кислота реагирует с оксидами металлов. При обычных условиях реакция идет очень медленно. При нагревании наблюдается растворение

Н оксида меди ( II ) и появление голубой окраски раствора. В пробирке образовался ацетат меди ( II ).

2 СН 3 СООН + CuO → (CH 3 COO) 2 Cu + H 2 O

опыт

Оксид меди ( II ) при нагревании взаимодействует с аминоуксусной кислотой. Раствор приобретает голубую окраску. Альфа-аминокислоты дают с медью окрашенные, очень устойчивые комплексные соли. Эти комплексные соединения очень прочны и не разрушаются под действием раствора щелочи.

опыт

Такие восстановители, как водород, аммиак, оксид

углерода (II), кокс, алюминий и другие восстанавливают

CuO до свободной меди.

Составьте уравнения реакций.

опыт

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

3CuO + 2NH 3 = 3Cu + N 2 + 3H 2 O

CuO + C О = Cu + CO 2

CuO + C ( кокс) = Cu + CO

3CuO + 2Al = 3Cu + Al 2 O 3

CuO обладает слабыми амфотерными свойствами.

При сплавлении со щелочами оксид меди ( II ) образует

купраты.

CuO + 2 KOH = K 2 CuO 2 + H 2 O

Оксид меди ( II ) растворяется в водном растворе аммиака

CuO + 4(NH 3 · H 2 O) = [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 + 3H 2 O

Оксид меди ( II )

восстанавливается

спиртами, превращая их в

альдегиды

O

CuO + C 2 H 5 OH → CH 3 ─ C + Cu + H 2 O

H

опыт

Гидрооксид меди ( II )

Гидроксид меди(II)  — голубое аморфное или кристаллическое вещество.

Составьте формулу гидроксида меди ( II).

Cu(OH) 2

Получение гидроксида

меди (II)

Лабораторный опыт.

К раствору сульфата меди ( II ) добавляйте по каплям раствор гидроксида натрия. Образующийся в начале голубой осадок

основной соли в избытке щелочи переходит в синий гидроксид меди ( II ).

Составьте уравнения реакций получения гидроксида

меди( II ), используя сульфат меди ( II ), хлорид меди ( II ) и гидроксид натрия. Рассмотрите реакции с т.зр. ТЭД.

опыт

CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Cu 2+ + SO 4 2– + 2Na + + 2OH – = Cu(OH) 2 ↓ + 2Na + + SO 4 2–

Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 ↓

CuCl 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + 2NaCl

Cu 2+ + 2Cl – + 2Na + + 2OH – = Cu(OH) 2 ↓ + 2Na + + 2Cl –

Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 ↓

Химические свойства Cu ( O H) 2

Перечислите свойства нерастворимых оснований.

Составьте уравнения реакций гидроксида меди ( II ) с

растворами кислот (соляной и серной). Рассмотрите

реакции с точки зрения теории электролитической

диссоциации.

Cu(OH) 2 + Н 2 SO 4 = CuSO 4 + 2 H 2 O

опыт

Cu(OH) 2 + 2 Н + + SO 4 2– = Cu 2+ + SO 4 2– + 2 H 2 O

Cu(OH) 2 + 2 Н + = Cu 2+ + 2 H 2 O

Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2 H 2 O

Cu(OH) 2 + 2 Н + + 2Cl – = Cu 2+ + 2Cl – + 2 H 2 O

Cu(OH) 2 + 2 Н + = Cu 2+ + 2 H 2 O

Лабораторный опыт.

Нагрейте пробирку с гидроксидом меди ( II ).

Чем вызвано изменение окраски?

Составьте уравнение реакции.

нагревание

голубая суспезия

Cu(OH) 2

черный осадок

CuO

опыт

С u(OH) 2 CuO + H 2 O

Гидроксид меди ( II ) очень легко растворяется в избытке аммиака с образованием аммиаката меди. Аммиакат меди имеет интенсивный сине-фиолетовый цвет, поэтому его используют в аналитической химии для определения малых количеств ионов меди(II) в растворе.

Cu(OH) 2 + 4NH 4 OH = [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 + 4H 2 O

или

Cu(OH) 2 + 4NH 3 = [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2

Гидроксид меди ( II ) при нагревании окисляет альдегиды до карбоновых кислот. При этом интенсивная окраска реактива исчезает и образуется кирпично-красный осадок оксида меди ( I ).

опыт

Н-СОН + 2 Cu ( OH ) 2 HCOOH + Cu 2 О + 2 H 2 O

При добавлении к глицерину , осадок гидроксида меди (II) растворяется и образуется темно-синий раствор глицерата меди (II). При добавлении гидроксида меди (II) к раствору этиленгликоля также образуется темно-синий раствор. Реакция с гидроксидом меди (II) является качественной реакцией на многоатомные спирты.

опыт

H

СН 2 – ОН СН 2 – О O– СН 2

Cu

2 СН – ОН + Cu(OH) 2 СН 2 – О O– СН 2

– 2H 2 O H

СН 2 – ОН СН 2 –О H СН 2 – OH

Соли

Сульфат меди(II) (CuSO 4 ) — белые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Однако из водных растворов, а также на воздухе хотя бы с незначительным содержанием влаги кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO 4  · 5H 2 O — медный купорос. Благодаря этому свойству сульфат меди(II) иногда используется в качестве индикатора влажности помещения

опыт

Малахит (основной карбонат меди) – Cu 2 (OH) 2 CO 3

При нагревании до 200°С разлагается с выделением

углекислого газа и воды, превращаясь в черный оксид

меди ( II )

Cu 2 (OH) 2 CO 3 2CuO + H 2 O + CO 2

опыт

Для малахита характерна растворимость в кислотах с выделением углекислого газа, а также в аммиаке, который окрашивается при этом в голубой цвет.

(CuOH) 2 CO 3 + 4 HCl = 2CuCl 2 + CO 2 + 3 H 2 O

(CuOH) 2 CO 3 + 8(NH 3 ·H 2 O) = [Cu(NH 3 ) 4 ]CO 3 + +[Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 + 8H 2 O

С глубокой древности известен способ получения из малахита свободной меди. В условиях неполного сгорания угля, при котором образуется угарный газ, происходит реакция:

2CO+(CuOH) 2 CO 3 =3CO 2 +2Cu+ H 2 O

Медь можно обнаружить по зелёно-голубой окраске пламени .

Химические свойства меди

Медь

Химическая активность меди невелика. В сухой атмосфере медь практически не изменяется. Во влажном воздухе на поверхности меди в присутствии углекислого газа образуется зеленоватая пленка состава Cu(OH)2·CuCO3. Так как в воздухе всегда имеются следы сернистого газа и сероводорода, то в составе поверхностной пленки на металлической меди обычно имеются и сернистые соединения меди. Такая пленка, возникающая с течением времени на изделиях из меди и ее сплавов, называется патиной. Патина предохраняет металл от дальнейшего разрушения.

При нагревании на воздухе медь тускнеет и в конце концов чернеет из-за образования на поверхности оксидного слоя. Сначала образуется оксид Cu2O, затем — оксид CuO.

В сухом воздухе и кислороде при нормальных условиях медь не окисляется. Но она достаточно легко вступает в реакции: уже при комнатной температуре с галогенами, например с влажным хлором образует хлорид CuCl2, при нагревании с серой образует сульфид Cu2S, с селеном. Но с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействует даже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют, например, соляная и разбавленная серная кислоты. Но в присутствии кислорода воздуха медь растворяется в этих кислотах с образованием соответствующих солей:

2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O.

Кроме того, медь можно перевести в раствор действием водных растворов цианидов или аммиака:

2Cu + 8NH3·H2O + O2 = 2[Cu(NH3)4](OH)2 + 6H2O

При нагревании металла на воздухе или в кислороде образуются оксиды меди: желтый или красный Cu2O и черный CuO. Повышение температуры способствует образованию преимущественно оксида меди(I) Cu2O. В лаборатории этот оксид удобно получать восстановлением щелочного раствора соли меди(II) глюкозой, гидразином или гидроксиламином:

2CuSO4 + 2NH2OH + 4NaOH = Cu2O + N2 + 2Na2SO4 + 5H2O

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 Cu2O происходит либо дисмутация, либо комплексообразование:

Cu2O + H2SO4 = Cu + CuSO4 + H2O

Cu2O + 4HCl = 2 H[CuCl2] + H2O

Оксид Cu2O заметно взаимодействует со щелочами. При этом образуется комплекс:

Cu2O + 2NaOH + H2O = 2Na[Cu(OH)2]

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 [Cu(OH)4]2–. Гидроксид меди(II) растворяется также в растворе аммиака:

Cu(OH)2 + 4NH3*H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O

Гидроксид меди(II) термически неустойчив и при нагревании разлагается:

Cu(OH)2 = CuO + H2O

Большой интерес к химии оксидов меди в последние два десятилетия связан с получением высокотемпературных сверхпроводников, из которых наиболее известен YBa2Cu3O7. 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) Cu2S образуется при сильном нагревании меди в парах серы или в среде сероводорода. При пропускании сероводорода через водные растворы, содержащие катионы Cu2+, выделяется коллоидный осадок состава CuS. Однако, CuS – не простое соединение меди(II). Оно содержит группу S2 и лучше описывается формулой CuI2CuII(S2)S. Селениды и теллуриды меди проявляют металлические свойства, а CuSe2, CuTe2, CuS и CuS2 при низких температурах являются сверхпроводниками.

Практическое значение имеет способность меди реагировать с растворами солей железа (III), причем медь переходит в раствор, а железо (III) восстанавливается до железа (II):

2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2

Этот процесс травления меди хлоридом железа (III) используют, в частности, при необходимости удалить в определенных местах слой напыленной на пластмассу меди.

Ионы меди Cu2+ легко образуют комплексы с аммиаком, например, состава [Cu(NH3)]2+. При пропускании через аммиачные растворы солей меди ацетилена С2Н2 в осадок выпадает карбид (точнее, ацетиленид) меди CuC2.

Физико-химические и биологические свойства ассоциатов наночастиц меди

Список литературы

1. Копач О.В., Кузовкова А.А., Азизбекян С.Г., Решетников В.Н. Использование наночастиц микроэлементов в биотехнологии лекарственных растений: воздействие наночастиц меди на клеточные культуры Silybum Marianum L. // Труды БГУ. 2013. Т. 8. № 2. C. 20.

2. Рахметова А.А., Алексеева Т.П., Богословская О.А. и др. Ранозаживляющие свойства наночастиц меди в зависимости от их физико-химических характеристик // Российские нанотехнологии. 2010. Т. 5. № 3-4. С. 102.

3. Богословская О.А., Рахметова А.А., Овсянникова М.Н. и др. Особенность антимикробного действия наночастиц меди разной дисперсности и фазового состава // Российские нанотехнологии. 2014. Т. 9. № 1-2. С. 93.

4. Рахметова А.А., Богословская О.А., Ольховская И.П. и др. Совместное действие наночастиц органической и неорганической природы на примере наночастиц хитозана и меди в составе мази на процесс ранозаживления и бактериальные клетки // Российские нанотехнологии. 2015. Т. 10. № 1-2. С. 119.

5. Nie S., Xing Y., Kim G.J., Simons J.W. Nanotechnology applications in cancer // Annu Rev. Biomed Eng. 2007. V. 9. P 257.

6. Годымчук А.Ю., Савельев Г.Г., Горбатенко Д.В. Растворение нанопорошков меди в неорганических биологических средах // Журн. общей химии. 2010. Т. 80. № 5. С. 711.

7. Nair S., Sasidharan A., Rani V.V.D. et al. Role of size scale of ZnO nanoparticles and microparticles on toxicity toward bacteria and osteoblast cancer cells // J. Mater. Sci. Mater. Med. 2009. V. 20. № 1. P 235.

8. Garbutcheon-Singh K.B., Grant M.P., Harper B.W. et al. Transition Metal Based Anticancer Drugs // Current Topics Med. Chem. 2011. V. 11. № 5. P 521.

9. Zakharova O.V., Godymchuk A.Yu., Gusev A.A. et al. Considerable variation of antibacterial activity of Cu nanoparticles suspensions depending on the storage time, dispersive medium, and particle sizes // BioMed. Res. Int. 2015. P 41253.

10. Горошинская И.А., Качесова П.С., Бородулин В.Б. и др. Показатели эндотоксикоза в крови крыс с лимфосаркомой Плисса при введении наночастиц железа // Успехи современного естествознания. 2015. № 9. С. 303.

11. Горошинская И.А., Качесова П.С., Бородулин В.Б., Немашкалова Л.А. Влияние наночастиц железа на состояние свободнорадикальных процессов в крови крыс с фибросаркомой при различном противоопухолевом эффекте // Фундаментальные исследования. 2015. № 7. Ч. 1. С. 9.

12. Качесова П.С., Горошинская И.А., Бородулин В.Б. и др. Влияние наночстиц железа на показатели свободнорадикального окисления в крови крыс с лимфосаркомой Плисса // Биомедицинская химия. 2016. Т. 62. Вып. 5. С. 555.

13. Zanganeh S., Hutter G., Spitler R. et al. Iron oxide nanoparticles inhibit tumour growth by inducing pro-inflammatory macrophage polarization in tumour tissues // Nature Nanotechnology. Published on line: 26 September 2016. https://doi.org/1038/NNANO.2016.168.

14. Матченко Е. Использование нанотехнологий в медицине: прогноз // Наноиндустрия. 2012. Т. 32. № 2. С. 60.

15. Adiseshaiah P.P., Hall J.B., McNeil S.E. // WIREs Nanomed. Nanobiotechnol. 2009. V. 2. P. 99.

16. Yang X., Zou J., Xiao P., Wang X. Effects of Zr addition on properties and Vacuum arc characteristics of Cu-W alloy // Vacuum. 2014. V. 106. P. 16.

17. Zhou J., Zhu D., Tang L. et al. Microstructure and properties of powder metallurgy Cu-1% Cr-0.65% Zr alloy prepared by hot pressing // Vacuum. 2016. V. 131. P. 156.

18. VinardelM.P., Mitjans M. Antitumor activities of metal oxide nanoparticles // Nanomaterials. 2015. V. 5. № 2. P. 1004. https://doi.org/10.3390/nano5021004.

19. Kwong W.L., Lok C.N., Tse C.W. et al. Anti-cancer Iron (II) complexes of pentadentate n-donor ligands: cytotoxicity, transcriptomics analyses, and mechanisms of action // Eur. J. Chem. 2015. V. 21. № 7. Р 3062. https://doi.org/10.1002/chem.201404749.

20. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ Statistica // МедиаСфера. 2002. С. 2.

21. Sizova E., Miroshnikov S., Polyakova V. et al. Copper nanoparticles as modulators of apoptosis and structural changes in tissues // J. Biomater. Nanobiotechnology. 2012. № 3. P 97.

Медь – обзор | ScienceDirect Topics

14.16.5.4 Комплексообразование с тяжелыми металлами

В CHEC-II (1996) сообщалось только об очень небольшом количестве комплексов металлов, включающих большие кольцевые гетероциклы. В последнее десятилетие была проведена новая информация и проведены исследования по большим кольцам, содержащим селен и теллур, особенно краун-эфирам, благодаря их очень специфическим свойствам и характеристикам.

Были синтезированы многочисленные комплексы [18] aneO 4 Te 2 (L), в которых лиганд ведет себя только как донор Te 2 , в том числе цис – [MX 2 L] (M = Pd или Pt; X = Cl или Br), [RhCl 2 L 2 ] Y (Y = Cl или PF 6 ), [CuL 2 ] BF 4 , [AgL 2 ] BF 4 и [Cu 2 L] [BF 4 ] 2 .Комплексы охарактеризованы с помощью микроанализа, многоядерной ЯМР-спектроскопии ( 1 H, 125 Te { 1 H}, 195 Pt, 63 Cu), масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением (ESI), УФ / видимый свет. и инфракрасная (ИК) спектроскопия, если необходимо. Сообщалось также о двух комплексах [9] aneO 2 Te, цис – [MCl 2 {[9] aneO 2 Te} 2 ] (M = Pd или Pt) вместе с селеноэфиром. комплекс [PtCl 2 {[18] aneO 4 Se 2 }].Рентгеновские структуры [MCl 2 {[18] aneO 4 Te 2 }] (M = Pt или Pd) и [PtCl 2 {[18] aneO 4 Se 2 }] все обнаруживают цис – плоскую квадратную координацию без взаимодействия между металлом (Pt или Pd) и атомами кислорода простого эфира. Добавление по каплям разбавленного раствора MeCN [PtX 2 (MeCN) 2 ] (X = Cl или Br) или [PdX 2 (MeCN) 2 ] к кипящемуся раствору [18] aneO 4 Te 2 в CH 2 Cl 2 / MeCN образовывали желтые растворы, которые давали комплексы, обладающие стехиометрией [MX 2 ([18] aneO 4 Te 2 )] <2003JCD2852>.

Обработка SbX 3 (X = Cl, Br или, в некоторых случаях, I) 1 молярным эквивалентом L (L = MeS (CH 2 ) 2 SMe, MeS (CH 2 ) ) 3 SMe, MeSe (CH 2 ) 2 SeMe, MeC (CH 2 SMe) 3 , MeC (CH 2 SeMe) 3 , [12] aneS 4 ( 1,4,7,10-тетратиациклододекан), [14] aneS 4 (1,4,8,11-тетратиациклотетрадекан), [16] aneS 4 (1,5,9,13-тетратиациклогексадекан), [ 8] aneSe 2 (1,5-диселенациклооктан) или [16] aneSe 4 60 (1,5,9,13-тетраселенациклогексадекан)) в безводном CH 2 Cl 2 , MeCN, или раствор тетрагидрофурана (ТГФ) давал порошкообразные твердые вещества от бесцветного до красно-оранжевого цвета с соотношением Sb: L 1: 1 в большинстве случаев и иногда с соотношением Sb: L 2: 1 <2001JCD1621>.

Обработка BiX 3 (X = Cl или Br) [8] aneSe 2 90 (1,5-диселенациклооктан), [16] aneSe 4 60 (1,5,9 , 13-тетраселенациклогексадекан) и [24] aneSe 6 91 (1,5,9,13,17,21-гексаселенациклотетракозан) давали с выходом от умеренного до высокого в виде сильно окрашенных порошкообразных твердых веществ, обладающих [BiX 3 (L)] (где L равно 90 , 60 или 91 ). Кристаллические структуры [BiCl 3 ([8] aneSe 2 )] и [BiBr 3 ([16] aneSe 4 )] каждая обнаруживают бесконечные одномерные лестничные структуры, полученные из почти плоского Bi 2 X 6 димерных единиц, связанных μ-мостиковыми циклическими селеноэфирами.Каждый Bi координирован с набором доноров Se 2 X 4 , причем атомы донора Se занимают взаимно транс -координационных сайтов. Селеноэфирные лиганды приняли экзоциклические структуры и, в [BiBr 3 ([16] aneSe 4 )], это два транс-атома Se , которые координировались с Bi (iii), оставляя два других атома Se некоординирующими. . Структуры этих видов контрастируют с родственными комплексами, включающими ациклические селеноэфирные лиганды, и с несколькими структурно охарактеризованными галогенидными комплексами висмута (iii) с макроциклическими тиоэфирными лигандами <2000JCD2163>.

[16] aneSe 4 60 при обработке SnX 4 (X = Cl или Br) давал [SnX4 ([16] aneSe 4 )], в то время как реакция [8] aneSe 2 90 дали [SnCl 4 ([8] aneSe 2 )]. Эти разновидности представляют собой первые примеры аддуктов галогенида Sn (iv) с нейтральными лигандами 16-й группы, которые принимают полимерные структуры. Все комплексы представляют собой цепные полимеры, хотя существует неожиданная структурная зависимость от размера кольца макроцикла, дающая каждому отдельную структурную форму <2003NJC1784>.Подобные селеноэфирные лиганды были исследованы для образования комплекса с мышьяком <2002IC2070>, никелем <1998JCD2185>, медью <2000CJC598>, иридием <1996JCD3713>, рутением <1993CC1716, 1997JCD3719>, хромом <1997POL4253>, палладием , и платина <1995IC651, 1995POL2753>.

Реакция 78 с [PdCl 2 (CNPh) 2 ], которая проводилась в сухом толуоле в молярном соотношении 1: 2, дала оранжевый моноядерный комплекс палладия (ii) 92 <2004JOM (689 ) 2377>.

Циклические ди- и тетраселенэфирные лиганды были синтезированы с целью получения карбонильных комплексов переходных металлов и, следовательно, исследования их спектроскопических и структурных свойств. Кристаллические структуры с Mn (CO) 4 были получены в кипящем толуоле и проанализированы, хотя эти частицы быстро разлагаются в координирующих растворителях <1999JCD1077>. Аналогичное исследование было проведено для той же девятичленной кольцевой системы, но для комплексообразования использовались разные катионы, такие как серебро, медь или золото <1997JCD3493>.Гомологичные лестничные структуры [MCl 3 (1,5-диселенациклооктан)] (M = As, Sb, Bi), образованные из плоских звеньев M 2 Cl 6 , связанных селенэфирными лигандами с транс-атомами Se, обнаруживают неожиданные структурные паттерны <2004JCD980>.

Лигирующие свойства новых макроциклов дитиателлуры 23 и 24 были исследованы с различными видами переходных металлов, что дало fac – [Mn (CO) 3 (L)] CF 3 SO 3 , цис – [MCl 2 (L)] (M = Pd или Pt), [Rh (Cp *) (L)] – (PF 6 ) 2 , [Cu (L) ] BF 4 и [Ag (L)] CF 3 SO 3 .По возможности режим координации был установлен спектроскопическими методами; Были установлены эффекты размера кольца, и данные сравнивались с другими комплексами, включающими родственные циклические и ациклические лиганды <2003JCD2434>.

Взаимодействие 22-членного макроцикла селенааза 93 с Pt (ii) привело к образованию нового катионного металламакроциклического комплекса Pt (iv) посредством окислительного присоединения связи C – Se к Pt (ii), тогда как соответствующие реакции 94 с Pd (ii) давали катионные комплексы с различными лигирующими свойствами <2004CC322, 2000CC143>.Комплексообразование 93 и 94 с никелем (ii) <2004JOM (689) 1452> и ртутью (ii) также описано <1996JCD1203, 2000CCR49>.

Один из новой серии комплексов смешанных лигандов каркаса донорных атомов селена и азота был представлен Джексоном и сотрудниками <1996CC143>. Кобальтовый комплекс нитрокэпированного каркаса с набором доноров N 3 Se 3 95 был приготовлен с использованием нитрометана, формальдегида и открытого исходного селенсодержащего лиганда, уже образованного трихлорокобальтом.

Свойства меди

Свойства меди – Каковы физические свойства меди?
Каковы физические свойства меди? Физические свойства меди – это характеристики, которые можно наблюдать без преобразования вещества в другое вещество. Физические свойства – это обычно те, которые можно наблюдать с помощью наших органов чувств, такие как цвет, блеск, точка замерзания, точка кипения, точка плавления, плотность, твердость и запах. Физические свойства меди следующие:

902 9029 блеск или свечение

Каковы физические свойства меди?

Цвет Красновато-коричневый металл
Податливость Способность к деформации или изгибу
Пластичность Легко вытягивается или растягивается в тонкую проволоку
Электропроводность Отличная передача тепла или электричества

Свойства меди – Каковы химические свойства меди?
Каковы химические свойства меди? Это характеристики, которые определяют, как будет реагировать с другими веществами или менять с одного вещества на другое.Чем лучше мы знаем природу вещества, тем лучше мы можем его понять. Химические свойства наблюдаются только во время химической реакции. Реакции на вещества могут быть вызваны изменениями, вызванными горением, ржавчиной, нагреванием, взрывом, потускнением и т. Д. Химические свойства меди следующие:

3 диоксид, производящий гидратированный карбонат меди

Каковы химические свойства меди?

Химическая формула Cu
Токсичность Ядовита в больших количествах
Реакционная способность с водой Не вступает в реакцию с водой
Окисление
Коррозия Корродирует при воздействии воздуха

Факты и информация о свойствах меди
Эта статья о свойствах меди содержит факты и информацию о физических и химических свойствах меди, которые являются полезными как помощь в выполнении домашних заданий для студентов-химиков.Дополнительные факты и информацию о Периодической таблице и ее элементах можно получить через карту сайта Периодической таблицы.

Факты о меди – Химия для детей

Пожалуйста, напишите или поделитесь этой статьей!

Медь – это элемент периодической таблицы элементов, который попадает в первую строку одиннадцатого столбца таблицы.

Медь, как известно, является переходным металлом благодаря своим специфическим свойствам.

Атомный символ меди – Cu, атомный номер 29.Это означает, что в меди 29 протонов, 29 электронов и 34 нейтрона.

Медь находится в твердой металлической форме при комнатной температуре, как и большинство металлов, а ее точка плавления составляет 1084 градуса Цельсия.

Его температура кипения чрезвычайно высока и составляет 2562 градуса по Цельсию.

Обладая высокой температурой плавления 1084 градуса, мы знаем, что медь в твердой форме стабильна при очень высоких температурах.

Характеристики и свойства

Типичная форма меди при комнатной температуре в чистом виде – это цельный металл оранжево-латунного цвета.

Медь особенно известна своей способностью проводить электричество и тепло, что делает ее очень широко используемой в электропроводке и производстве.

Еще одним бонусным свойством меди, которое позволяет так часто использовать ее в промышленных условиях, является ее способность сгибаться, перемещаться и принимать новые формы.

История

Интересно, что медь была одним из первых металлических элементов, которые использовались людьми в качестве инструмента.

Однако открытие меди произошло так давно в древней истории, что сегодня мы не знаем, кто был первым человеком, открывшим медь как элемент.

Медь можно найти во внешнем слое земной коры, и часто ее можно найти даже в чистом виде, в отличие от других типов металлов, которые необходимо очистить перед использованием.

Это причина того, что многие древние цивилизации могли использовать его без предварительной очистки.

Причина того, что медь обычно встречается в чистом виде, заключается в том, что она очень медленно реагирует на кислород.

Поскольку его реакция медленная и незначительная, он не сильно меняется по сравнению с исходной формой при контакте с воздухом (кроме того, что со временем он становится зеленым!).

Фактически, первичная реакция меди с воздухом заключается в превращении ярко-оранжевого цвета в более темно-коричневый, а при контакте с водой она может разъесть карбонат, который выглядит зеленым.

Интересно, что Статуя Свободы в Соединенных Штатах полностью сделана из меди, и причина того, что статуя сегодня выглядит зеленой, заключается в коррозии этого типа окружающей воды (как на острове).

Статуя Свободы, видимая с парома Circle Line, Манхэттен, Нью-Йорк

Медь на 100% пригодна для вторичной переработки, и основным местом получения меди в мире является переработка или добыча на рудниках в Чили, Южная Америка.

Как и валюта Соединенных Штатов, никель, который на самом деле лишь частично состоит из никеля, пенни Соединенных Штатов также частично состоит из меди.

До 1982 года пенни на 95% состояли из меди, но после этого года медь выросла в цене и в цене, поэтому теперь пенни на 97,5% состоят из цинка, и лишь 2% их состава составляет медь.

Fun Quiz!
  1. Какой химический символ у меди?
  2. Сколько протонов в меди?
  3. Какова форма меди при комнатной температуре?
  4. Какого цвета медь?
  5. Что происходит, когда медь подвергается воздействию воды?

Ответы:

  1. Cu
  2. 29
  3. Цельный металл, но сгибаемый
  4. Оранжево-коричневый блестящий
  5. Корродирует и со временем становится зеленым

Химия

Очаровательный элемент из меди | Таблица Менделеева.Он известен своей пластичностью, проводимостью тепла и электричества и высокой пластичностью. Эти свойства делают его часто используемым элементом в промышленных продуктах. Медь встречается в природе и используется уже тысячи лет. Он назван в честь своего латинского названия купрум.

Медь в Периодической таблице

Элемент медь имеет символ Cu и атомный номер 29. Медь является переходным металлом в верхней группе 11 периодической таблицы, наряду с серебром и золотом. Однако все элементы в группе 11 обладают совершенно разными химическими свойствами.Как серебро и золото, медь имеет очень богатый водный химический состав.

Медь находится в d-блоке, и ее электронная конфигурация [Ar] 4s 1 3d 10 . Он находится справа от никеля и слева от цинка в периодической таблице.

Интересные факты о меди

  1. Медь обладает антимикробными свойствами. Медные поверхности защищают от передачи вируса SARS-CoV-2.
  2. Существует более 570 медных сплавов; 2 самых известных семейства медных сплавов – это латунь и бронза.
  3. Слово «медь» происходит от его первоначального описания как Cyprium aes , что означает «металл с Кипра».
  4. Пенни изначально были сделаны из чистой меди; однако сейчас они на 97,5% состоят из цинка с тонким медным покрытием.
  5. Статуя Свободы приобретает зеленый цвет в результате окисления медного покрытия.
  6. Медь обладает чрезвычайно высокой проводимостью как тепла, так и электричества.
  7. Медь необходима для всех живых организмов, поскольку она является ключевым компонентом комплекса респираторных ферментов
  8. Чистая медь имеет красновато-оранжевый цвет, это один из немногих металлов, которые не могут быть серебристыми или серыми
  9. Медный порошок можно легко получить добавив алюминиевую фольгу и немного соли в раствор сульфата меди
  10. Ацетат меди можно легко получить в домашних условиях, добавив медь к смеси уксуса и 3% перекиси водорода
  11. Пенни в США превратились из медных в основном в медные. в 1982 г. состоял в основном из цинка.

Антимикробные свойства меди

В 2008 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) назвало медь первым антимикробным металлом. Кроме того, организация внесла в список противомикробных 300 медных поверхностей. Термин «уничтожение контакта» был придуман для процесса инактивации микробов на медных поверхностях. По словам профессора Кассандры Д. Сальгадо, это происходит, когда элемент «мешает электрическому заряду клеточных мембран организмов». Исследователи заметили, что эффективность уничтожения контактов возрастает с увеличением содержания меди (в сплавах), повышением температуры и относительной влажности.

Применение меди в современном мире

Для чего используется медь?

Медь имеет различные промышленные применения из-за ее металлических свойств. Некоторые из этих продуктов включают стержни и стержни, проволоку, трубы и трубки. Медные сплавы обладают многими свойствами, такими как устойчивость к коррозии и биологическому обрастанию; это делает медь подходящей и эффективной для многих применений, например, в морской среде.

Медь также необходима для человеческого организма. Нам нужно около миллиграмма меди каждый день.В большинстве стран медь используется в монетах

История меди

Давайте поговорим о том, кто открыл медь. Медь была одним из первых элементов, используемых человеком, а медные артефакты датируются 9000 годом до нашей эры. В древности люди использовали медь в инструментах и ​​в декоративных целях из-за ее пластичности и долговечности. Так что, честно говоря, никто не знает, кто «открыл» медь.

Ранние римляне назвали медь aes Cyprium , что означает «металл с Кипра», потому что они могли добывать медь в больших количествах на Кипре.В конечном итоге название было сокращено до cuprium на латыни, что на английском языке превратилось в «медь».

Химия меди – реакции и соединения

Коррозия – окисление меди

Металлическая медь реагирует с воздухом и водой (влагой в воздухе) с образованием карбоната меди.

2Cu + O 2 + CO 2 + H 2 O → CuCO 3 + Cu (OH) 2

Итак, что здесь происходит? Со временем металлическая медь окисляется на воздухе и теряет свой блеск.Медь образует оксид меди (I), а затем оксид меди (II), который затем превращается в основной карбонат меди. Этот зеленоватый слой называется патиной и лучше всего виден на статуе свободы. Здесь есть хорошее объяснение. Если в воздухе есть загрязнения (например, диоксид серы), то сульфид меди и основной сульфат меди также образуются в составе патины.

Медь + кислород

Нагретая металлическая медь при высоких температурах может реагировать с кислородом с образованием оксида меди (II) (CuO).Затем оксид меди (II) может реагировать с газообразным водородом при высоких температурах с образованием металлической меди и воды.

2Cu + O 2 → 2CuO

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

Оксид меди (II) , черный порошок, также может образовываться при разложении меди ( II) нитрат, карбонат или гидроксид. В свежем виде он легко вступает в реакцию с кислотами с образованием соответствующей соли меди (II).

Оксид меди

Оксид меди (I) , Cu 2 O желтый или красный, в зависимости от размера частиц.Он встречается в природе как минерал куприт. Он может быть образован путем медленного окисления меди или путем восстановления раствора меди (II) мягким восстанавливающим агентом. Оксид меди (I) является продуктом тестов Фелинга и Бенедикта, которые проверяют содержание редуцирующих сахаров. Восстановление сахаров приведет к восстановлению основного раствора соли меди (II), образуя ярко-красный осадок Cu 2 O.

Медь + вода и кислоты

Элемент медь не реагирует с водой; это делает его пригодным для использования в промышленных продуктах, таких как трубы.Медь не вступает в видимую реакцию с соляной, серной или уксусной кислотой. Однако добавление перекиси водорода вызовет реакцию меди, часто образуя смесь солей меди (I) и меди (II).

Медь бурно реагирует с концентрированной азотной кислотой, образуя ядовитый газообразный диоксид азота. С разбавленной азотной кислотой образуется менее токсичный NO.

Галогениды меди

Фтор: Cu + F 2 → CuF 2

Хлор: Cu + Cl 2 → CuCl 2

Бром: Cu + Br 2 → 2 CuBr8

Иодид меди (II) нестабилен, и вместо этого обычно получают комбинацию элементарной меди и белого иодида меди (I).

Соединения меди

Медь обычно образует соединения, известные как соли меди (II), которые в растворе имеют сине-зеленый цвет. Эти соли также растворимы в воде и в больших количествах могут быть ядовитыми. Многие живые организмы имеют следовые количества этих соединений в качестве основных питательных веществ. Синий цвет меди в водном растворе обусловлен образованием иона гексааквакоппера (II) Cu (H 2 O) 6 2+ .

Сульфат меди

Сульфат меди (II) представляет собой неорганическое соединение с формулой CuSO 4 .В своей пентагидратной форме соединение представляет собой ярко-синюю соль, которая растворяется в воде в экзотермической реакции и разлагается до безводной формы перед плавлением.

Безводный сульфат меди (II) представляет собой белое твердое вещество, которое образуется в результате дегидратации пентагидрата сульфата меди (II). Во многих тестах также используется сульфат меди (II) в качестве аналитического реагента.

Изоляция меди

Добавление более химически активного металла в раствор соединения меди может легко выделить медь. Например, вы можете сделать медный порошок из алюминиевой фольги или кристаллы меди из куска цинка.В видео ниже мы делаем медный порошок

. Кроме того, наночастицы меди были синтезированы с использованием метода химического восстановления. В эксперименте раствор пентагидрата сульфата меди (II), крахмал, аскорбиновую кислоту и раствор гидроксида натрия объединяют и нагревают. После охлаждения исследователи могут отфильтровать осадки из окончательного раствора.

Состояния окисления меди

Медь существует в состояниях окисления +1 и +2, известных как ион меди (Cu + ) и ион меди (Cu +2 ), и гораздо реже в +3 степень окисления.Ион меди, медь (II), является наиболее распространенным и стабильным.

Физические свойства меди

  • Символ: Cu
  • Точка плавления: 1084,62 o C
  • Точка кипения: 2595 o C
  • Плотность: 8,96 г / см 3
  • Атомный вес: 20,180u
  • Атомный номер: 10
  • Электроотрицательность: 1,90
  • Классификация: переходный металл
  • Естественное содержание меди в земной коре: 0,0068%
  • Конфигурация электронной оболочки: [Ar] 4s 1 3d 10
  • Изотопы : медь-63, медь-65
  • Встречается в природных минералах: азурит, малахит, халькоцит, акантит, халькопирит, борнит
  • Токсичность: большое количество меди может быть токсичным

Где я могу купить медь?

Вы можете легко купить медь в Интернете в магазинах, торгующих металлами!

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Минерал меди Физические – оптические свойства, использование и встречаемость

В свободном металлическом состоянии, медь была, вероятно, первым металлом, который использовался людьми.Люди неолита Считается, что к 8000 г. до н.э. использовалась медь вместо камня. Около 4000 До н.э. египтяне лили медь в формах. К 3500 г. до н.э. медь начала легировать. с оловом для производства бронзы. Медь непрозрачная, яркая, с металлическим лососевым розовым оттенком. на только что сломанной поверхности, но вскоре становится тускло-коричневым. Кристаллы меди необычны, но при образовании имеют кубическую или додекаэдрическую форму, часто располагаются в разветвленные агрегаты. В большинстве случаев медь бывает неправильной, уплощенной или ветвящиеся массы. Это один из немногих металлов, которые встречаются в «самородной» форме. без привязки к другим элементам.Самородная медь кажется вторичной минерал, в результате взаимодействия медьсодержащих растворов и железосодержащие минералы.

Название: От латинского cuprum, в свою очередь от греческий Киприос, Кипр, с которого раньше производили металл.

Химия: медь, обычно только небольшое количество других металлов.

Химическая классификация Собственный элемент
Химический состав Cu
Цвет Медно-красный на свежей поверхности, тускло-коричневый на потускневшей поверхности
Штрих Красный металлик медно-красный
Глянец Металлик
Раскол Нет
90 9029 Твердость 9029 9029 Твердость 9029От 5 до 3
Удельный вес 8,9
Диагностические свойства Цвет, блеск, удельный вес, пластичность, пластичность
Crystal System Изометрическая
Прочность Податливая
Излом Хакли
г )
Тип Изометрический
Twinning Двойники шпинели {111}

Обычно ассоциируются с пористыми зонами в основные экструзионные породы, реже в песчаниках и сланцах, где медь вероятно гидротермального происхождения, выпал в осадок в результате окисления условия; в окисленной зоне крупных вкрапленных месторождений меди как результат вторичных процессов.Редкий минерал в некоторых метеоритах.

Подавляющее большинство меди, производимой в world используется в электротехнической промышленности. Большинство оставшихся привыкли к создать акклиматизацию. Основное составляющее вещество балки – важный серия сплавов латуни (медь и цинк), бронзы (медь и олово) и никеля серебро (медь, цинк и никель, без серебра).

  • Проводит электричество и тепло;
  • Электропроводка,
  • Электрические контакты и схемы;
  • Чеканка
  • Сплавы

Серебро, халькоцит, борнит, куприт, малахит, азурит, тенорит, оксиды железа, многие другие минералы.

Встречается во многих районах мира. в США, как замечательно большие массы и превосходные, крупные кристаллы в месторождениях полуостров Кивино, Кевино и Хоутон, штат Мичиган; в нескольких медно-порфировые месторождения в Аризоне, в том числе на руднике Нью-Корнелия, Ajo, Pima Co .; Copper Queen и другие рудники Bisbee, Cochise Co .; и в Ray, Gila Co .; аналогично на руднике Чино в Санта-Рите, Grant Co., New Мексика. В Намибии, на руднике Онганджа, в 60 км к северо-востоку от Виндхука, и в Цумеб.В крупных кристаллах Туринского медного рудника, Богословск, Урал. Горы, Россия. В Германии, в Райнбрайтбахе, Северном Рейне-Вестфалии и шахта Фридрихсеген, недалеко от Бад-Эмса, Рейнланд-Пфальц. В прекрасных образцах из многих шахт в Корнуолле, Англия. В Австралии, в Брокен-Хилл, Новый Юг Уэльс. В Чили, в Андаколле, недалеко от Кокимбо. Из Боливии, в Корокоро.

Боневиц Р. (2012). Камни и полезные ископаемые. 2-е изд. Лондон: DK Publishing.

Handbookofmineralogy.org. (2019).Справочник по минералогии. [онлайн] Доступно на: http://www.handbookofmineralogy.org [доступ 4 марта 2019 г.].

Mindat.org. (2019). Медь: информация о минералах, данные и местонахождение ..

Доступно по адресу: https://www.mindat.org/min-727.html [доступ 4 марта. 2019].

Свойства меди – Matmatch

Медь – один из древнейших металлов, используемых человеком. Основные причины этого заключаются в том, что он обладает полезными металлургическими свойствами и является самородным металлом, а это означает, что его можно найти естественным образом в пригодной для использования форме.Он также встречается в природе в минералах малахите, куприте, азурите, борните и халькопирите.

Химический элемент меди – Cu с атомным номером 29.

Преимущества использования меди

Медь обладает множеством полезных свойств , что делает ее идеальной для самых разных применений.

Основные свойства меди:

  • Высокая электропроводность
  • Высокая пластичность
  • Хорошая теплопроводность
  • Коррозионная стойкость
  • Хорошая обрабатываемость
  • Противомикробные свойства / устойчивость к биологическому обрастанию
  • Немагнитный

Основные свойства меди

В этом разделе исследуются ключевые свойства, которые делают медь таким полезным металлом, с некоторыми примерами общего применения.

Электропроводность

Чистая медь имеет значение электропроводности 5,9 × 10 7 Сименс / м, что делает ее вторым по электропроводности металлом после серебра, которое имеет значение 6,2×10 7 Сименс / м.

Поскольку меди гораздо больше и, следовательно, дешевле серебра, медь быстро стала популярным методом передачи электроэнергии. Пластичность меди делает ее идеальной для изготовления проводов и кабелей. Однако вес меди сделал ее менее практичной для воздушных линий электропередач, в которых, как правило, используются высокопрочные стальные жилы с алюминиевым покрытием или алюминиевым покрытием.

Медный провод все еще используется в тех случаях, когда требуется передача высокого напряжения, где важны прочность и энергоэффективность, например, кабели и контактные сети для железных дорог и трамвайных сетей.

В электродвигателях, особенно малых, часто используется медная катушка, так как повышенная проводимость значительно повышает эффективность электродвигателя по сравнению с другими металлами.

Теплопроводность

Медь известна своими хорошими теплофизическими свойствами, занимая третье место после алмаза, а затем серебра с точки зрения измеренной теплопроводности природных материалов.Типичная теплопроводность чистой меди составляет 386,00 Вт / (м · К) при 20 градусах Цельсия.

Это означает, что тепло быстро проходит через металл. Это связано с тесной структурой решетки атомов меди, которые вибрируют сильнее при повышении температуры, передавая тепло внутри.

Медь

также имеет высокую температуру плавления (1085 ° C), что делает ее идеальной для высокотемпературных применений, таких как основания для кухонных принадлежностей, таких как кастрюли, теплообменники в котлах и радиаторы в электрическом оборудовании.

Пластичность и обрабатываемость

Медь одновременно податлива и пластична, что означает, что ее можно легко обрабатывать и растягивать в проволочную форму. Медь часто используется в архитектурных элементах, особенно в старых церковных зданиях в виде шпилей и шпилей. Крыши и фонари старых зданий часто делались из меди, а зеленая патина, образующаяся в результате окисления, придает зданиям особый вид, а также увеличивает прочность металла.

Другие применения, демонстрирующие пластичность меди, включают гитарные струны, трубки, трубы и кабели.

Без высокой пластичности меди было бы невозможно производить провода очень маленького диаметра, по которым передается электричество в компьютерах, телевизорах, мобильных телефонах и автомобилях. Большинство компактных электрических устройств будут содержать медную проводку, обычно в печатных платах, где она заменила алюминий в качестве предпочтительной проводки.

Коррозионная стойкость

Обладая высокой естественной коррозионной стойкостью, медь зарекомендовала себя как полезный металл для наружных и морских конструкций, а также для мореплавания.Он часто используется в виде сплава, так как медно-никелевые сплавы 90/10 и 70/30 очень хорошо противостоят коррозионному воздействию морской воды.

Для создания чрезвычайно высоких свойств коррозионной стойкости медно-никелевых сплавов между пленочной поверхностью металла и соленой водой происходит химическая реакция, защищающая металлический сердечник под ней.

Скорость коррозии впечатляюще низкая – от 0,0025 до 0,025 мм в год. Это позволило построить пирсы, причалы и причалы с гораздо более длительным сроком службы, если их покрыть этими материалами.

Коррозионная стойкость меди также является важным фактором, делающим ее популярным выбором для водопроводных и газовых труб в домашних условиях.

Устойчивость к противомикробным препаратам / биологическому обрастанию

Антимикробные свойства меди были обнаружены интуитивно много веков назад, задолго до того, как наука, лежащая в основе микробов, была должным образом изучена. Сосуды для перевозки воды, сделанные из меди, были менее подвержены росту водорослей и образованию слизи, чем другие металлы.

Ученые все еще исследуют антибактериальные свойства меди, и многие считают, что она может решить проблему передачи резистентных бактерий в больницах.

Медные сплавы представляют особый интерес в этой области исследований, так как они самоочищаются из-за пленочной структуры поверхности, которая убивает огромное количество микробов, включая MRSA.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.