Металл природное соединение которого называется малахит: МАЛАХИТ | Энциклопедия Кругосвет

alexxlab | 28.09.1986 | 0 | Разное

Содержание

МАЛАХИТ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

МАЛАХИТ является соединением меди, состав природного малахита несложен: это основной карбонат меди (СuОН)2СО3, или СuСО3·Сu(ОН)2. Это соединение термически неустойчиво и легко разлагается при нагревании, даже не очень сильном. Если нагреть малахит выше 200оС, он почернеет и превратится в черный порошок оксида меди, одновременно выделятся пары воды и углекислый газ: (СuОН)2СО3® 2CuO + CO2 + H2O. Однако получить вновь малахит – очень трудная задача: это не могли сделать в течение многих десятилетий, даже после успешного синтеза алмаза.

Непросто получить даже соединение того же состава, что и малахит. Если слить растворы сульфата меди и карбоната натрия, то получится рыхлый объемистый голубой осадок, очень похожий на гидроксид меди Сu(OH)2; одновременно выделится углекислый газ. Но примерно через неделю рыхлый голубой осадок сильно уплотнится и примет зеленый цвет. Повторение опыта с горячими растворами реагентов приведет к тому, что те же изменения с осадком произойдут уже через час.

Реакцию солей меди с карбонатами щелочных металлов изучали многие химики разных стран, однако результаты анализа полученных осадков у разных исследователей различались и иногда существенно. Если взять слишком много карбоната, осадок вообще не выпадет, а получится раствор красивого синего цвета, содержащий медь в виде комплексных анионов, например, [Cu(CO3)2]2–. Если карбоната взять меньше, выпадает объемистый желеобразный осадок светло-синего цвета, вспененный пузырьками углекислого газа. Дальнейшие превращения зависят от соотношения реагентов. При избытке СuSО4, даже небольшом, осадок со временем не изменяется. При избытке же карбоната натрия синий осадок через 4 дня резко (в 6 раз) уменьшается в объеме и превращается в кристаллы зеленого цвета, которые можно отфильтровать, высушить и растереть в тонкий порошок, который по составу близок к малахиту. Если увеличить концентрацию СuSO

4 от 0,067 до 1,073 моль/л (при небольшом избытке Nа2СО3), то время перехода синего осадка в зеленые кристаллы уменьшается от 6 дней до 18 часов. Очевидно, в голубом студне со временем образуются зародыши кристаллической фазы, которые постепенно растут. А зеленые кристаллики намного ближе к малахиту, чем бесформенный студень.

Таким образом, чтобы получить осадок определенного состава, соответствующего малахиту, надо взять 10%-ный избыток Nа2СО3, высокую концентрацию реагентов (около 1 моль/л) и выдерживать синий осадок под раствором до его перехода в зеленые кристаллы. Кстати, смесь, получаемую добавлением соды к медному купоросу, издавна использовали против вредных насекомых в сельском хозяйстве под названием «бургундская смесь».

Известно, что растворимые соединения меди ядовиты. Основной карбонат меди нерастворим, но в желудке под действием соляной кислоты он легко переходит в растворимый хлорид: (СuОН)2СО3 + 2HCl ® 2CuCl2 + CO2 + H2O. Опасен ли в таком случае малахит? Когда-то считалось очень опасным уколоться медной булавкой или шпилькой, кончик которой позеленел, что указывало на образование солей меди – главным образом основного карбоната под действием углекислого газа, кислорода и влаги воздуха. В действительности токсичность основного карбоната меди, в том числе и того, который в виде зеленой патины образуется на поверхности медных и бронзовых изделий, несколько преувеличена. Как показали специальные исследования, смертельная для половины испытуемых крыс доза основного карбоната меди составляет 1,35 г на 1 кг массы для самца и 1,5 г – для самок. Максимальная безопасная однократная доза составляет 0,67 г на 1 кг. Конечно, человек – не крыса, но и малахит – явно не цианистый калий. И трудно представить, чтобы кто-нибудь съел полстакана растертого в порошок малахита. То же можно сказать об основном ацетате меди (историческое название – ярь-медянка), который получается при обработке основного карбоната уксусной кислотой и используется, в частности, как пестицид. Значительно опаснее другой пестицид, известный под названием «парижская зелень», который представляет собой смесь основного ацетата меди с ее арсенатом Cu(AsO

2)2.

Химиков давно интересовал вопрос – существует ли не основной, а простой карбонат меди СuСО3. В таблице растворимости солей на месте СuCO3 стоит прочерк, что означает одно из двух: либо это вещество полностью разлагается водой, либо его вовсе не существует. Действительно, в течение целого столетия никому не удавалось получить это вещество, и во всех учебниках писали, что карбонат меди не существует. Однако в 1959 это вещество было получено, хотя и при особых условиях: при 150°

С в атмосфере углекислого газа под давлением 60–80 атм.

См. также МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛОГИЯ.

Малахит как минерал.

Природный малахит всегда образуется там, где есть залежи медных руд, если эти руды залегают в карбонатных породах – известняках, доломитах и др. Часто это сульфидные руды, из которых наиболее распространены халькозин (другое название – халькокит) Cu2S, халькопирит CuFeS2, борнит Cu5FeS4 или 2Cu2S·CuS·FeS, ковеллин CuS. При выветривании медной руды под действием подземных вод, в которых растворены кислород и углекислый газ, медь переходит в раствор. Этот раствор, содержащий ионы меди, медленно просачивается через пористый известняк и реагирует с ним с образованием основного карбоната меди – малахита. Иногда капельки раствора, испаряясь в пустотах, образуют натеки, нечто вроде сталактитов и сталагмитов, только не кальцитовых, а малахитовых. Все стадии образования этого минерала хорошо видны на стенках огромного меднорудного карьера глубиной до 300 – 400 м в провинции Катанга (Заир). Медная руда на дне карьера очень богатая – содержит до 60% меди (в основном в виде халькозина). Халькозин – темно-серебристый минерал, но в верхней части рудного пласта все его кристаллики позеленели, а пустоты между ними заполнились сплошной зеленой массой – малахитом. Это было как раз в тех местах, где поверхностные воды проникали через породу, содержащую много карбонатов. При встрече с халькозином они окисляли серу, а медь в виде основного карбоната оседала тут же, рядом с разрушенным кристалликом халькозина. Если же поблизости была пустота в породе, малахит выделялся там в виде красивых натеков.

Итак, для образования малахита нужно соседство известняка и медной руды. А нельзя ли использовать этот процесс для искусственного получения малахита в природных условиях? Теоретически в этом нет ничего невозможного. Было, например, предложено использовать такой прием: в отслужившие свое подземные выработки медной руды засыпать дешевый известняк. В меди тоже не будет недостатка, так как даже при самой совершенной технологии добычи невозможно обойтись без потерь. Для ускорения процесса к выработке надо подвести воду. Сколько может продлиться такой процесс? Обычно естественное образование минералов – процесс крайне медленный и идет тысячелетиями. Но иногда кристаллы минералов растут быстро. Например, кристаллы гипса могут в природных условиях расти со скоростью до 8 мкм в сутки, кварца – до 300 мкм (0,3 мм), а железный минерал гематит (кровавик) может за одни сутки вырасти на 5 см. Лабораторные исследования показали, что и малахит может расти со скоростью до 10 мкм в сутки. При такой скорости в благоприятных условиях десятисантиметровая корка великолепного самоцвета вырастет лет за тридцать – это не такой уж большой срок: даже лесопосадки рассчитаны на 50, а то и на 100 лет и даже больше.

Однако бывают случаи, когда находки малахита в природе никого не радуют. Например, в результате многолетней обработки почв виноградников бордосской жидкостью под пахотным слоем иногда образуются самые настоящие малахитовые зерна. Получается этот рукотворный малахит так же, как и природный: бордосская жидкость (смесь медного купороса с известковым молоком) просачивается в почву и встречается с известковыми отложениями под ней. В результате содержание меди в почве может достигать 0,05%, а в золе виноградных листьев – более 1%!

Образуется малахит и на изделиях из меди и ее сплавов – латуни, бронзы. Особенно быстро такой процесс идет в больших городах, в которых воздух содержит оксиды серы и азота. Эти кислотные агенты, совместно с кислородом, углекислым газом и влагой, способствуют коррозии меди и ее сплавов. При этом цвет образующегося на поверхности основного карбоната меди отличается землистым оттенком.

Малахиту в природе часто сопутствует синий минерал азурит – медная лазурь. Это тоже основной карбонат меди, но другого состава – 2СuСО3

·Сu(ОН)2. Азурит и малахит нередко находят вместе; их полосчатые срастания называют азуромалахитом. Азурит менее устойчив и во влажном воздухе постепенно зеленеет, превращаясь в малахит. Таким образом, малахит в природе вовсе не редок. Он покрывает даже старинные бронзовые вещи, которые находят при археологических раскопках. Более того, малахит часто используют как медную руду: ведь он содержит почти 56% меди. Однако эти крошечные малахитовые зернышки не представляют интереса для искателей камней. Более или менее крупные кристаллы этого минерала попадаются очень редко. Обычно кристаллы малахита очень тонкие – от сотых до десятых долей миллиметра, а в длину имеют до 10 мм, и только изредка, в благоприятных условиях, могут образоваться огромные многотонные натеки плотного вещества, состоящего из массы как бы слипшихся кристалликов. Именно такие натеки и образуют ювелирный малахит, который встречается очень редко. Так, в Катанге для получения 1 кг ювелирного малахита надо переработать около 100 т руды.

Очень богатые месторождения малахита были когда-то на Урале; к сожалению, в настоящее время они практически истощены. Уральский малахит был обнаружен еще в 1635, а в 19 в. там добывали в год до 80 т непревзойденного по качеству малахита, при этом малахит часто встречался в виде довольно увесистых глыб. Самая большая из них, массой 250 т, была обнаружена в 1835, а в 1913 нашли глыбу массой более 100 т. Сплошные массы плотного малахита шли на украшения, а отдельные зерна, распределенные в породе, – так называемый землистый малахит, и мелкие скопления чистого малахита использовались для выработки высококачественной зеленой краски, «малахитовой зелени» (эту краску не следует путать с «малахитовым зеленым», который является органическим красителем, а с малахитом его роднит разве что цвет). До революции в Екатеринбурге и Нижнем Тагиле крыши многих особняков были окрашены малахитом в красивый синевато-зеленый цвет. Привлекал малахит и уральских мастеров выплавки меди. Но медь добывали только из минерала, не представляющего интереса для ювелиров и художников. Сплошные куски плотного малахита шли только на украшения.

Малахит как украшение.

Все, кто видел изделия из малахита, согласятся, что это один из красивейших камней. Переливы всевозможных оттенков от голубого до густо-зеленого в сочетании с причудливым рисунком придают минералу неповторимое своеобразие. В зависимости от угла падения света одни участки могут казаться светлее других, а при повороте образца наблюдается «перебегание» света – так называемый муаровый или шелковистый отлив. По классификации академика А.Е.Ферсмана и немецкого минералога М.Бауэра малахит занимает высший первый разряд среди полудрагоценных камней, наряду с горным хрусталем, лазуритом, яшмой, агатом.

Свое название минерал ведет от греческого malache – мальва; листья этого растения имеют, как и малахит, ярко-зеленый цвет. Термин «малахит» введен в 1747 шведским минералогом Ю.Г.Валлериусом.

Малахит известен с доисторических времен. Самое древнее из известных малахитовых изделий – подвеска из неолитического могильника в Ираке, которой больше 10,5 тыс. лет. Малахитовым бусам, найденным в окрестностях древнего Иерихона, 9 тыс. лет. В Древнем Египте малахит, смешанный с жиром, применяли в косметике и в гигиенических целях. Им окрашивали в зеленый цвет веки: медь, как известно, обладает бактерицидными свойствами. Растертый в порошок малахит использовали для изготовления цветного стекла и глазури. Использовали малахит в декоративных целях и в Древнем Китае.

В России малахит известен с 17 в., но массовое его использование в качестве ювелирного камня началось только в конце 18 в., когда на Гумешевском руднике были найдены огромные малахитовые монолиты. С тех пор малахит стал парадным облицовочным камнем, украшающим дворцовые интерьеры. С середины 19 в. на эти цели с Урала ежегодно привозили десятки тонн малахита. Посетители Государственного Эрмитажа могут любоваться Малахитовым залом, на отделку которого пошло две тонны малахита; там же находится и огромная малахитовая ваза. Изделия из малахита можно видеть и в Екатерининском зале Большого Кремлевского дворца в Москве. Но самым замечательным по красоте и размерам изделием из малахита могут считаться колонны у алтаря Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге высотой около 10 м. Непосвященным кажется, что и ваза, и колонны изготовлены из огромных сплошных кусков малахита. На самом деле это не так. Сами изделия изготовлены из металла, гипса, других материалов, и лишь снаружи облицованы плитками малахита, вырезанными из подходящего куска – своеобразной «малахитовой фанерой». Чем больше был исходный кусок малахита, тем большего размера плитки удавалось из него вырезать. А для экономии ценного камня плитки делали очень тонкими: их толщина иногда доходила до 1 мм! Но главная хитрость была даже не в этом. Если просто выложить такими плитками какую-нибудь поверхность, то ничего хорошего не получится: ведь красота малахита определяется во многом его узором. Необходимо было, чтобы узор каждой плитки являлся продолжением узора предыдущей.

Особый способ резки малахита довели до совершенства мастера-малахитчики Урала и Петергофа и потому он во всем мире известен как «русская мозаика». В соответствии с этим способом кусок малахита распиливается перпендикулярно слоистой структуре минерала, причем получающиеся плитки как бы «разворачиваются» в виде гармошки. В таком случае узор каждой следующей плитки является продолжением узора предыдущей. При такой распиловке из сравнительно небольшого куска минерала может быть получена облицовка большой площади с единым продолжающимся узором. Затем с помощью специальной мастики полученными плиточками обклеивали изделие, и эта работа тоже требовала величайшего умения и искусства. Мастерам иногда удавалось «протянуть» малахитовый узор через изделие довольно большого размера.

В 1851 Россия приняла участие во Всемирной выставке в Лондоне. Среди прочих экспонатов была, конечно, и «русская мозаика». Особенно поразили лондонцев двери в русском павильоне. Одна из местных газет писала по этому поводу: «Переход от броши, которую украшает малахит как драгоценный камень, к колоссальным дверям казался непостижимым: люди отказывались поверить, что эти двери были сделаны из того же материала, который все привыкли считать драгоценностью». Из уральского малахита изготовлена также масса украшений (Малахитовая шкатулка Бажова).

Искусственный малахит.

Судьба любого крупного месторождения малахита (а их в мире можно пересчитать по пальцам) одинакова: сначала там добывают крупные куски, из которых делают вазы, письменные приборы, шкатулки; затем размеры этих кусков постепенно уменьшаются, и из них делают в основном вставки в кулоны, броши, перстни, серьги и другие мелкие ювелирные изделия. В конце концов месторождение поделочного малахита полностью истощается, как это и случилось с Уральскими. И хотя в настоящее время известны месторождения малахита в Африке (Заир, Замбия), Австралии (штат Квинсленд), США (штаты Теннеси, Аризона), добываемый там малахит и по цвету, и по красоте рисунка уступает уральскому. Неудивительно, что значительные усилия были направлены на получение искусственного малахита. Но если синтезировать основной карбонат меди сравнительно легко, то получить настоящий малахит очень трудно – ведь полученный в пробирке или реакторе осадок, по составу соответствующий малахиту, и красивый самоцвет отличаются друг от друга не меньше, чем невзрачный кусочек мела от куска белоснежного мрамора

Казалось, что больших проблем тут не будет: за плечами исследователей уже были такие достижения, как синтез алмаза, изумруда, аметиста, множества других драгоценных камней и минералов. Однако многочисленные попытки получить красивый минерал, а не просто зеленый порошок, ни к чему не привели, и ювелирно-поделочный малахит долгое время оставался одним из немногих природных самоцветов, получение которых считали почти невозможным.

В принципе, существует несколько способов получения искусственных минералов. Один из них – это создание композитных материалов спеканием порошка природного минерала в присутствии инертного связующего при высоком давлении. При этом происходит много процессов, из которых главные – это уплотнение и перекристаллизация вещества. Этот метод получил широкое распространение в США для получения искусственной бирюзы. Так же были получены жадеит, лазурит, другие полудрагоценные камни. В нашей стране композиты получали цементированием мелких обломков природного малахита размером от 2 до 5 мм с помощью органических отвердителей (наподобие эпоксидных смол) с добавлением в них красителей соответствующего цвета и тонкого порошка того же минерала в качестве наполнителя. Рабочую массу, составленную из указанных компонентов в определенном процентном отношении, подвергали сжатию при давлениях до 1 ГПа (10000 атм) при одновременном нагревании свыше 100° С. В результате различных физических и химических процессов происходило прочное цементирование всех компонентов в сплошную массу, которая хорошо полируется. За один рабочий цикл таким образом получают четыре пластинки со стороной 50 мм и толщиной 7 мм. Правда, их довольно легко отличить от природного малахита.

Другой возможный способ – гидротермальный синтез, т.е. получение кристаллических неорганических соединений в условиях, моделирующих процессы образования минералов в земных недрах. Он основан на способности воды растворять при высоких температурах (до 500° С) и давлениях до 3000 атм вещества, которые в обычных условиях практически нерастворимы – оксиды, силикаты, сульфиды. Ежегодно этим способом получают сотни тонн рубинов и сапфиров, с успехом синтезируют кварц и его разновидности, например, аметист. Именно этим способом был получен малахит, почти не отличающийся от природного. При этом кристаллизацию ведут в более мягких условиях – из слабощелочных растворов при температуре около 180° С и атмосферном давлении.

Сложность получения малахита состояла в том, что для этого минерала главное – не химическая чистота и прозрачность, важная для таких камней как алмаз или изумруд, а его цветовые оттенки и текстура – неповторимый рисунок на поверхности отполированного образца. Эти свойства камня определяются размером, формой, и взаимной ориентацией отдельных кристалликов, из которых он состоит. Одна малахитовая «почка» образована серией концентрических слоев разной толщины – от долей миллиметра до 1,5 см разных оттенков зеленого цвета. Каждый слой состоит из множества радиальных волокон («иголочек»), плотно прилегающих друг к другу и подчас неразличимых простым глазом. От толщины волокон зависит интенсивность цвета. Например, тонкокристаллический малахит заметно светлее крупнокристаллического, поэтому внешний вид малахита, как природного, так и искусственного, зависит от скорости зарождения новых центров кристаллизации в процессе его образования. Регулировать такие процессы очень трудно; именно поэтому этот минерал долго не поддавался синтезу.

Получить искусственный малахит, не уступающий природному, удалось трем группам российских исследователей – в Научно-исследовательском институте синтеза минерального сырья (город Александров Владимирской области), в Институте экспериментальной минералогии Российской Академии наук (Черноголовка Московской области) и в Петербургском государственном университете. Соответственно было разработано несколько методов синтеза малахита, позволяющих получить в искусственных условиях практически все текстурные разновидности, характерные для природного камня – полосчатые, плисовые, почковидные. Отличить искусственный малахит от природного можно было разве что методами химического анализа: в искусственном малахите не было примесей цинка, железа, кальция, фосфора, характерных для природного камня. Разработка методов искусственного получения малахита считается одним из наиболее существенных достижений в области синтеза природных аналогов драгоценных и поделочных камней. Так, в музее упомянутого института в Александрове стоит большая ваза, изготовленная из синтезированного здесь же малахита. В институте научились не просто синтезировать малахит, но даже программировать его рисунок: атласный, бирюзовый, звездчатый, плисовый… По всем своим свойствам синтетический малахит способен заменить природный камень в ювелирном и камнерезном деле. Его можно использовать для облицовки архитектурных деталей как внутри, так и снаружи зданий.

Искусственный малахит с красивым тонкослоистым рисунком производится также в Канаде, в ряде других стран.

Илья Леенсон

Природное соединение – металл – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Природное соединение – металл

Cтраница 1

Природные соединения металлов – руды. Вследствие высокой активности большинство металлов в природе встречается в соединениях в виде положительных ионов или положительных центров соединений с ковалентной полярной связью.  [1]

Природные соединения металлов, из которых с пользой можно получать их в свободном состоянии, называются рудами. Так как наиболее важные в технике металлы образуют руды ( медь, железо, свинец, олово и некоторые другие), то перед человеческим обществом еще в глубокой древности возникла проблема выплавки металлов из руд.  [2]

Природные соединения металлов – руды. Вследствие большой активности большинство металлов в природе встречается в соединениях в виде положительных ионов или положительных центров ковалецтно-полярных соединений.  [3]

Природные соединения металлов, из которых с пользой можно получать их в свободном состоянии, называются рудами. Так как наиболее важные в технике металлы образуют руды ( медь, железо, свинец, олово и некоторые другие), то перед человеческим обществом еще в глубокой древности возникла проблема выплавки металлов из руд.  [4]

Какие природные соединения металлов называются рудами.  [5]

Из природных соединений металлов наиболее распространенными являются кислородные ( оксиды и оксосоли), которые входят в состав горных пород. Часто они встречаются в виде свободных оксидов.  [6]

Химический состав руд – природных соединений металлов – весьма разнообразен. Чаще всего руды – это сернистые соединения ( сульфиды), окислы, карбонаты, сульфаты или галогениды металлов. Так, сульфидами и полусульфидами являются колчеданы ( железный колчедан, или пирит FeS2, медный колчедан CuFeS2 и др.), блески ( свинцовый блеск PbS, медный блеск CuS), обманки ( цинковая обманка ZnS и др.), которые раньше по внешнему виду часто принимали за чистые металлы, вследствие чего они и получили такие названия.  [7]

В таблице 6 приведен перечень важнейших простейших природных соединений металлов главных и побочных подгрупп, при ознакомлении с которым следует иметь в виду, что в минералогии, металловедении, технологии металлов часто используют особые, более удобные для чтения формулы, изображающие химический состав минералов, руд, солей и гидроксидов в виде набора оксидов различных элементов. Из этих оксидов одни играют роль основных, другие – кислотных, третьи – амфотерных.  [8]

Гидрометаллургия – это получение металлов, которое состоит из двух процессов: 1) природное соединение металла ( обычно оксид) растворяется в кислоте, в результате чего получается раствор соли металла; 2) из полученного раствора данный металл вытесняется более активным металлом.  [9]

Гидрометаллургия – это получение металлов, которое состоит из двух процессов: 1) природное соединение металла ( обычно оксид) растворяется в кислоте, Е, результате чего получаетася раствор соли металла; 2) из полученного раствора данный металл вытесняется Солее активным металлом.  [10]

Горные породы и минералы, которые содержат соединения металлов в количествах, пригодных для добывания их заводским способом, называются рудами. К главнейшим природным соединениям металлов относятся окислы. В зависимости от характера соединений металлов применяется тот или иной способ их получения. Изучение отпх способов и разработка их технологии и составляют задачу м е т а л-л у р г п и – древнейшей отрасли химической промышленности.  [11]

Небольшое число металлов ( золото, серебро, платина, ртуть) встречается в природе в свободном состоянии. Большинство же находится в форме минералов и руд. Среди наиболее распространенных природных соединений металлов – оксиды, сульфиды, кар – Яонатк, силикаты, сульфаты.  [12]

Металлы в зависимости от их химической активности встречаются в природе либо в свободном, самородном, состоянии, либо в виде соединений. Так, золото и платина – типичные самородные металлы. Серебро и медь в самородном состоянии встречаются редко, еще реже – ртуть. Металлы, расположенные в ряду напряжений влево от водорода, в самородном состоянии не встречаются. Природные соединения металлов, из которых можно извлечь металлы, называются рудами. Различают руды: оксидные, например Fe2O3 SnO2; сульфидные, например ZnS, PbS; разные соли – карбонаты СаСОз, сульфаты CaSO4, фосфаты Са3 ( РО4) 2 и др. Иногда встречаются руды, содержащие два и более технически важных металла, например хромистый железняк РеО – С Оз. Такие руды принято называть полиметаллическими.  [13]

Страницы:      1

Уральский следопыт | Уральский следопыт

Пожалуй, если вы спросите своего собеседника, о ком писал свои сказы Павел Петрович Бажов, кто их главные герои, вы можете услышать совершенно разные ответы. Кто-то скажет – Данила-мастер и Хозяйка Медной горы, кому-то запомнилась Огневушка-Поскакушка с Федюнькой, другим Дарёнка и Серебряное Копытце. У каждого читателя есть свои любимые и запомнившиеся ему герои. Но на вопрос, о каком камне писал Бажов, вам сразу ответят: «О малахите». Действительно, самый яркий и запоминающийся каменный образ в его сказах создан малахитом. И это несмотря на наличие золота, хризолита-демантоида и других камней самоцветов. Объясняется это не только мастерством писателя, рассказавшего про малахитовую шкатулку и каменный цветок, но и магией самого камня, который, по меткому выражению автора, «в сердце весну делает, радость человеку даёт».
Вспомним, какими же словами Павел Петрович описывает малахит. Из него и платье Хозяйки Медной горы: «камень, а на глаз как шёлк, хоть рукой погладить». То он «как вешняя трава под солнышком, когда ветерком её колышет. Так волны по зелени-то и ходят». На другом куске можно увидеть рисунок, будто «птица с дерева книзу полетела, крылья расправила, а снизу навстречу другая летит». Разве это описание холодного камня? Разве это мёртвая красота? Нет – это красота и движение жизни!
Как образовался этот радостный камень, где добывался и добывается ли сейчас? Попробуем разобраться.
Вообще малахит, как природное химическое соединение – минерал, встречается очень часто. Практически везде, где руды, содержащие медь, выходят на поверхность земли и подвергаются окислению, можно найти малахит. Название его происходит от греческого слова malachi – то есть мальва, на которую он очень походит цветом. Его химическая формула Cu(CO3)×Cu(OH)2. Такие или близкие по составу химические соединения образуют зеленоватые покровы даже на попавших во влажную среду медных монетах и бронзовых монументах. Этот рыхлый землистый малахит называют «медной зеленью». Его природные скопления, смешанные с другими минералами меди, используют как руду для получения чистого металла.
Часто малахит встречается в виде сферических почек, натёков разной формы, в том числе похожих на сосульки, в виде волокнистых с шелковистым блеском агрегатов. Такие образцы считаются отличным коллекционным материалом.
Что касается ювелирного и поделочного малахита, то это образования уже более редкие. А большие скопления этого минерала встречены всего в нескольких районах мира. Но везде необходимым условием для их образования являются соседство в недрах медных минералов и соединений угольной кислоты – карбонатов – известняка, мрамора, доломита и мергеля. Причём в земных недрах медная минерализация должна быть над карбонатами, как говорят геологи «лежать» на них. Тогда нисходящие воды с растворёнными соединениями меди будут просачиваться вглубь земли и, попадая на карбонатные толщи, вступать в химические реакции результатом которых будет образование малахита. Затем малахит должен покрыться предохраняющей его от разрушения и дальнейшего преобразования глиняной оболочкой. Именно по такой схеме были сформированы крупнейшие малахитовые залежи Урала и Центральной Африки.
К сожалению, уральские кладовые сейчас исчерпаны, и в настоящее время в мире существует только одно место, откуда малахит в значительном количестве поступает на рынок камнерезного сырья. Это центрально-африканские государства – Демократическая Республика Конго (бывший Заир) и Замбия. Именно в этих странах находится Меденосный Пояс Центральной Африки, протянувшаяся почти на полтысячи километров цепочка медьсодержащих месторождений, бывший берег древнего моря. Здесь, в нижних частях толщи медистых песчаников, лежащих на осадочных породах доломитах и мергелях, образуются скопления малахита. По оценкам геологов, при добыче меди на десять тысяч тонн руды приходится до ста килограммов малахита.
Да, практически все современные камнерезные изделия сделаны из африканского сырья. Но это совершенно не должно нас расстраивать. Ведь мода на малахит и всемирная слава пришли к нему именно с Каменного Пояса, с Урала, из России.
Первой среди уральских малахитовых кладовых был Гумёшевский рудник. Он был открыт в 1702 году как месторождение меди. Заявили о находке Сергей Бабин и Козьма Сулеев, отыскав его по рассказам о старых «чудских» выработках. К 1750-м годам на месторождении начинают находить крупные куски малахита. Путешествующий в 1770 году по России профессор П.С. Паллас пишет: «За медянистыми глинами обыкновеннейшая близколежащая в Гумешевском руднике преизрядная руда есть твердой малахит или твердая медяная зелень, которая бывает двоякого рода: перьвой род скорлуповат на подобие известных (известковых – А.Ч.) ростков, который не смотря на умеренную онаго твердость к полированию весьма способен, и соразмерно различности нарослых скорлуп видны в нем по граненым кускам самыя прекраснейшия цветныя темнозеленые полосы и воды, коих совершеннейшей красоте и доброте, одной только недостает твердости… Другой род ветвист или на подобие пуху из нутри к наруже разлучист, цветом темен, тяжел, богатее перваго, на поверхности как бархат, в изломе как атлас…». Владелец рудника Алексей Фёдорович Турчанинов увлечённо собирает минеральные штуфы медных руд и малахита. В коллекции его оказываются даже образцы «походяшинских» руд и малахита из Турьинских рудников Максима Походяшина.
В 1775 году на Гумёшках добывают малахитовое скопление весом в 135 пудов. После обивки вмещающих пород остаётся глыба весом 94 пуда (примерно 1500 кг). Подаренная императрице Екатерине Великой она сохранилась до наших дней. Её можно видеть в Санкт-Петербурге в музее Горного института. Так уральский малахит со времени первых находок становится «представительским» камнем, крупные штуфы отправляются в лучшие минералогические коллекции России и Европы.
Владельцы Гумёшевского рудника не ограничились коллекционированием малахита. Они  начинают продавать его на гранильные фабрики. В конце XVIII – начале XIX веков появляются первые крупные камнерезные изделия из малахита. Мастера-камнерезы нашли способ наилучшей обработки зеленого минерала и создания из него крупных декоративных изделий. Искусство это заключалось в тщательной подборке рисунка камня из напиленных тонких пластинок. Результатом мастерской работы был эффект того, что крупное изделие, например ваза или столешница выглядело, как сделанное из цельного куска камня. Такая техника камнерезных работ получила название «русской мозаики».
По-видимому, именно турчаниновский малахит послужил основой для малахитовой отрасли камнерезного дела. С уральским малахитом начинают работать на Екатеринбургской и Петергофской гранильных фабриках и в частных мастерских. Николай Никитич Демидов скупает сырьё и отправляет его для выполнения собственных заказов французским и итальянским мастерам. Так постепенно в России и Европе появляется мода на малахит.
В 1808 году после заключения Тильзитского мира несколько крупных изделий: чаша, столешницы, тумбы под канделябры были преподнесены в качестве подарка Александра I Наполеону. В Париже они были размещены во вновь обустроенном Салоне императора дворца Большой Трианон. Архитекторы и декораторы дополнили малахитовые изделия золочёной бронзой и разместили в зале с пурпурными драпировками. С тех пор в интерьерах стараются придерживаться подобных цветовых стандартов: зелёный малахит, золото бронзы, тёмно-малиновые драпировки и обивка мебели на фоне светлого пола, потолков и стен глубокого белого цвета. Это роскошь, богатство и классика.
Однако к двадцатым годам XIX века добыча малахит в Гумёшевском руднике значительно сократилась. Демидовым же очень повезло. В 1813 году в черте принадлежавшего им Нижне-Тагильского завода, как тогда называли город Нижний Тагил, вблизи небольшой речки Рудянки было открыто медное месторождение. Медные руды здесь находили и раньше, а со слов того же Палласа, даже добывали «изрядныя почки малахитов, которые положением и глиною во всем подобны богатым рудам Гумешевскаго рудника». Но месторождение было забыто на несколько десятилетий, до тех пор, пока местный житель Кузьма Кустов, будучи уже старым человеком, по одной легенде  вспомнил и рассказал о добываемых медных рудах, по другой – при рытье колодца в  его огороде нашли признаки медной руды. Так или иначе, месторождение было вновь открыто. Назвали его медным Рудянским рудником, а позднее Меднорудянским.
Здесь, как и на Гумёшках, малахит стали добывать не сразу. Через двадцать лет после открытия первые партии поделочного сырья поступили на камнерезные фабрики.
В 1835 году в шахте «Надёжная» было открыто огромное скопление малахита. В течение нескольких лет эту многотонную массу прямо в руднике на семидесятиметровой глубине очищали от вмещающих пород. В 1837 году минералогическую редкость показали Цесаревичу Александру Николаевичу. Более десяти лет она находилась нетронутой в недрах. Но к началу 50-х годов её всё-таки разобрали на отдельные куски и отправили на камнерезные фабрики. Её вес по разным источникам составлял от 200 до 500 тонн. И по словам историка В.Б. Семёнова малахит этого скопления «обеспечил русской культуре камня почти четверть века малахитовой лихорадки». Изделия из тагильского камня стали украшением и гордостью коллекций крупнейших и не очень крупных музеев многих стран. Можно упомянуть Эрмитаж, Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге; Национальный музей истории в Мехико, Галерею Современного искусства во Флоренции. А также Испания, Австрия, США. Пожалуй, это не полный список.
В нижнетагильском музее-заповеднике «Горнозаводской Урал» хранятся два осколка от этой массы. Вес их 300 и 500 килограмм. Они были сохранены музейными работниками; в том числе первым «советским» директором нижнетагильского краеведческого музея Александром Николаевичем Словцовым. В 1925 году он писал: «В виду исключительной редкости таких экспонатов по их чистоте и однородности и для прекращения всяких попыток на будущее время изъять их для производственных и иных целей из Тагильского музея, прошу Вас вынести специальное постановление о неприкосновенности этих экспонатов и приёме их на государственный учёт».
Гумёшевское и Меднорудянское месторождения малахита не единственные на Урале. Были ещё Высокогорское и Коровинско-Решетниковское в Нижнем Тагиле, Турьинские рудники на Северном Урале, несколько месторождений на Южном Урале. Но к настоящему времени все уральские малахитовые кладовые исчерпаны. Были надежды на возрождение добычи в середине 70-х годов XX века, когда Меднорудянское месторождение стали отрабатывать карьером. Но ожидания не оправдались. Хотя в эти годы было собрано довольно много сырья на небольшие камнерезные изделия и коллекционный материал малахита и сопутствующих минералов: хризоколлы, псевдомалахита, брошантита, куприта и других.
К настоящему времени ситуация сложилась так, что современные уральские мастера-камнерезы работают с сырьём из Африки. Но с этим материалом они работают по традициям старых малахитчиков, создавая свои творения в технике «русской мозаики». Даже африканский малахит остаётся для них и для всех любителей камня «родным камнем, в коем радость земли собрана».



Малахит простое или сложное вещество. Медь и её природные соединения, синтез малахита. VII. Типы химических реакций

Кварц содержит в своем составе два элемента- кремний и кислород. Из каких простых??еществ можно получить кварц? Какими двумя способами можно доказать, что в состав кварца входят кислород и кремний?

Ответы:

Кварц содержит в своём составе два элемента – кремний и кислород. Из каких простых веществ можно получить кварц? Какими двумя спо­собами можно доказать, что в состав кварца входят кислород и кремний?Минерал флюорит состоит из двух элементов – кальция и фтора. N Температура его плавления равна 1400 °С. Какую структуру имеет этоВещество – молекулярную или немолекулярную? К какому классу (простых или сложных) веществ относится флюорит? Составьте фор­мулу этого вещества, если на 1 атом кальция приходятся 2 атома фтора. Дайте флюориту химическое название.В каких фразах идёт речь о простых, а в каких – о сложных веще­ствах: а) молекула серы состоит из восьми атомов серы; б) метан разла­гается на углерод и водород; в) кристалл графита состоит из атомов углерода; г) сероводород может быть получен из водорода и серы; д) магнезию можно получить из магния и кислорода; е) в узлах кри­сталлической решётки меди находятся атомы меди? G Несколько веществ – уголь, соду, магний, порошок малахита – на­грели по отдельности. При этом сода и малахит разложились на новые вещества, а уголь и магний соединились с кислородом. Какой вывод о составе исследованных веществ можно сделать из наблюдений?Что выражают химические формулы сложных веществ молекулярно­го и немолекулярного строения? Что обозначают в химических фор­мулах индексы? Составьте формулы сложных веществ, модели моле­кул которых представлены на рис. 23.Каково соотношение атомов химических элементов в составе немоле­кулярных сложных веществ: оксида меди Си20, сульфата калия K2S04, карбоната натрия (соды) Na2C03?Составьте названия следующих сложных веществ по их формулам: FeS, ZnO, ZnS, А1Вг3, SiCl4, Cr2S3, CuCl2, K3N, h30.Укажите, какие элементы входят в состав нитрида кальция, сульфида цинка, иодида кальция, хлорида натрия, оксида фосфора, хлорида золота, силицида магния.Составьте химические формулы веществ по известному соотношению атомов: оксида железа (на два атома Fe – три атома О), сульфида углерода (на один атом С – два атома S), хлорида олова (на один атом Sn – четыре атома С1), оксида азота (на два атома N – пять атомов О).

I. Сложные вещества и смеси

1. Состав неоднороден.
2. Состаит из разных веществ.
3. Не имеют постоянных свойств.
4. Имеют постоянные свойства.
5. Сохраняют свойства исходных компонентов.
6. Не сохраняют свойства исходных компонентов.
7. Можно разделить физическими методами.
8. Нельзя разделить физическими методами.
9. Исходные компоненты присутствуют в определенных соотношениях.
10. Исходные компоненты присутствуют в произвольных соотношениях.
11. Горная порода гранит состоит из кварца, слюды и полевого шпата.
12. Молекула сульфида железа состоит из атомов железа и серы.
13. Бывают однородными и неоднородными.
14. состав выражается химической формулой.

II. Атом и молекула

1. Мельчайшая частица химического элемента.
2. Мельчайшая частица вещества, сохраняющая его свойства.
3. Существуют силы взаимного притяжения и отталкивания.
4. При физических явлениях сохраняются, при химических – разрушаются.
5. Частицы различаются размерами и свойствами.
6. Находятся в непрерывном движении.
7. Имеют химический символ.
8. Имеют химическую формулу.
9. Имеют количественные характеристики: массу, относительную массу, валентность, степень окисления.
10. Могут соединяться друг с другом.
11. При химических реакциях не разрушаются, а перегруппировываются.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

III. Простое вещество и химический элемент

1. Совокупность атомов одного вида.
2. Состоит из атомов одного вида.
3. В химических реакциях не может разлагаться с образованием нескольких других веществ.
4. Кислород – это газ, малорастворимый в воде.
5. Растворенным в воде кислородом дышат рыбы.
6. Железо – это металл, который притягивается магнитом.
7. Железо входит в состав сульфида железа.
8. Молекула кислорода состоит из двух атомов кислорода.
9. В настоящее время известных 114 различных видов атомов.
10. Кислород входит в состав воды.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

IV. Коэффициент и индекс

1. Показывает число атомов в молекуле.
2. Число перед химической формулой или символом химического элемента.
3. В молекулах большинства простых газообразных веществ равен 2.
4. Ставят в соответствии с валентностью в формуле сложного вещества.
5. Ставят, когда уравнивают число атомов в левой и правой частях химического уравнения.
6. 7H, 5O.
7. В молекуле воды два атома водорода и один кислорода.
8. В химических формулах металлов равен 1.
9. В молекуле сульфида железа сумма равна 2.
10. 5FeS.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

Номер задания

Коэффициент

V. Простое вещество и сложное вещество

1. Молекулы состоят из атомов одного вида.
2. Молекулы состоят из атомов разного вида.
3. Не разлагаются при химических реакциях с образованием других веществ.
4. Разлагаются при химических реакциях с образованием других веществ.
5. Характерны постоянные физические свойства: температура плавления, температура кипения, цвет, плотность и др.
6. Разрушается при химических реакциях, но сохраняется при физических явлениях.
7. Состав постоянен.
8. Состав изменяется в довольно широких пределах.
9. Не имеет постоянных свойств.
10. Молекула состоит из двух атомов кислорода и одного атома водорода.
11. Может существовать в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком, твердом.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

VI. Химические явления и физические явления

1. Молекулы сохраняются.
2. Молекулы разрушаются.
3. Изменение агрегатного состояния.
4. Изменяют цвет и запах, выделяется теплота, образуется осадок.
5. Атомы не разрушаются, а перегруппировываются.
6. Можно выразить при помощи химического уравнения.
7. Плавление стекла при замерзание воды.
8. Сгорание топлива, гниение органических веществ.
9. Измельчение мела.
10. Ржавение железа, скисание молока.
11. Выделение меди на железном гвозде в растворе хлорида меди.
12. Горение спирта.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

VII. Типы химических реакций

1. Исходное вещество – одно сложное.
2. Исходное вещество – два или более простых.
3. Исходное вещество – одно простое и одно сложное.
4. Продукты реакции – два или более простых веществ.
5. Продукты реакции – два или более сложных веществ.
6. Продукты реакции – одно сложное вещество.
7. Продукты реакции – простое и сложное вещество.
8. Продукты реакции – два или более простых или сложных веществ.
9. Продукты реакции – два сложных вещества.
10. Продукты реакции – два простых вещества.
11. Разложение малахита.
12. Горение серы.
13. Взаимодействие цинка с соляной кислотой.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

VIII. Водород и кислород

1. Растворяется в воде.
2. Плохо растворяется в воде.
3. Легкий газ.
4. Тяжелый газ.
5. Горючий газ.
6. Газ, поддерживающий горение.
7. Горит в хлоре.
8. Является восстановителем.
9. При смешивании с кислородом образует взрывчатую смесь.
10. Собирают вытеснением воздуха.
11. Собирают в опрокинутый вверх дном сосуд.
12. Собирают в сосуд, поставленный на дно.
13. Собирают путем вытеснения воды.
14. Взаимодействуют с оксидом меди при нагревании.
15. Используют как экологически чистое топливо.
16. Применяют в ракетных двигателях.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

IX. Металлы и неметаллы

1. Простые вещества металлическим блеском, хорошие проводники тепла и электричества, ковкие.
2. Простые вещества – твердые, жидкие или газообразные, металлическим блеском преимущественно не обладают, плохо проводят электрический ток.
3. Высшая валентность по кислороду равна I –II.
4. Высшие оксиды обладают основными свойствами.
5. Образуют летучие водородные соединения.
6. Высшая валентность по кислороду равна IV –VII.
7. Высшие оксиды обладают кислотными свойствами.
8. Не образуют летучих водородных соединений.
9. Образуют гидроксиды с основными свойствами.
10. Образуют гидроксиды с кислотными свойствами.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

X. Группа и период

(В группе изменения рассматриваются сверху вниз, в периоде – слева направо)

1. Неметаллические свойства усиливаются.
2. Неметаллические свойства ослабевают.
3. Металлические свойства усиливаются.
4. Металлические свойства ослабевают.
5. Элементы содержат одинаковое число электронов на внешнем электронном уровне.
6. Элементы содержат одинаковое число электронных уровней.
7. Увеличивается число электронных уровней.
8. Уменьшается радиус атомов.
9. Увеличивается радиус атомов.
10. Постепенное увеличение числа электронов на внешнем уровне.
11. Одинаковое строение внешнего электронного уровня.
12. Увеличивается притяжение внешних электронов к ядру.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

Номер задания

XI. Щелочные металлы. (литий, натрий, калий, рубидий, цезий)

1. Металл серебристо – белого цвета.
2. Металлы с плотностью меньше 1.
3. Металлы с плотностью больше 1.
4. Самый легкий металл.
5. Самый тяжелый металл.
6. Металл с температурой плавления ниже температуры тела человека.
7. Металлы, образующие при окислении основные оксиды.
8. Металлы с валентностью по кислороду, равной1.
9. Металлы, загорающиеся при обычной температуре.
10. Металлы, загорающиеся только при нагревании.
11. Металлы, взаимодействующие с водой с образованием щелочи.
12. Самый активный металл.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

Номер задания

XII. Галогены (фтор, хлор, бром, йод)

1. Газообразное вещество.
2. Жидкое вещество.
3. Твердое вещество.
4. Температура кипения ниже 0o C.
5. Температура кипения выше 0o C.
6. Галоген темно – серого цвета.
7. Галоген красно – бурого цвета.
8. Реагирует с водородом с образованием летучих водородных соединений.
9. Реагирует с металлами с образованием соли.
10. Валентность по водороду равна 1.
11. Валентность по кислороду равна 7.
12. Возможная валентность

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

Номер задания

XIII. Хлор и хлороводород

1. Бесцветный газ

2. Газ желто-зеленого цвета.

1. Газообразный при обычных условиях.
2. Не имеет запаха.
3. Имеет резкий запах.
4. не имеет цвета.
5. В воде малорастворим.
6. В воде хорошо растворим.
7. Легко сжижается.
8. Степень окисления азота равна – 3.
9. Степень окисления азота равна 0.
10. В молекуле между атомами – ковалентные полярные связи.
11. В молекуле между атомами – ковалентные неполярные связи.
12. На воздухе не горит.
13. Взаимодействует с водородом в присутствии катализатора.
14. Горит в кислороде.
15. Взаимодействует с водой.
16. Взаимодействует с кислотами с образованием солей.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

Номер задания

XV. Оксид углерода (II) и оксид углерода (IV)

1. Газ, практически в воде нерастворимый.
2. Газ, заметно, растворимый в воде.
3. Газообразный при обычных условиях.
4. Не имеет запаха.
5. Не сжижается.
6. Легко сжижается и затвердевает.
7. Ядовитый газ.
8. Неядовитый газ.
9. Степень окисления углерода равна +2.
10. Степень окисления углерода равна +4.
11. Горюч.
12. Не горит.
13. В молекуле между атомами – ковалентные полярные связи.
14. Газ легче воздуха.
15. Газ тяжелее воздуха.
16. Несолеобразующий оксид.
17. Кислотный оксид.
18. Реагирует с оксидами металлов с образованием оксида углерода (IV).
19. При пропускании через известковую воду наблюдается помутнение.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

XVI. Оксид углерода (IV) и оксид кремния (IV)

1. Бесцветный газ, в 1, 5 раза тяжелее воздуха.
2. Твердое кристаллическое вещество.
3. Вещество с молекулярной кристаллической решеткой.
4. Вещество с атомной кристаллической решеткой.
5. В воде растворяется.
6. В воде практически не растворяется.
7. Является кислотным оксидом.
8. Не имеет запаха.
9. Легко сжижается и затвердевает.
10. Степень окисления элемента равна +4.
11. Имеет низкую температуру плавления.
12. Имеет высокую температуру плавления.
13. Реагирует с основными оксидами.
14. Реагирует со щелочами.
15. Не вступает в химическую реакцию с водой.
16. При повышенной температуре вытесняет из солей другие, более летучие кислотные оксиды.

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

XVII. Соляная кислота и серная кислота

1. Маслообразная, вязкая жидкость.
2. Бесцветная жидкость.
3. Во влажном воздухе «дымит».
4. Обладает гигроскопичностью.
5. Концентрированная. Раздражает дыхательные пути и слизистые оболочки.
6. При обычной температуре не летуча и не имеет запаха.
7. Обугливает сахар, бумагу, дерево, волокна.
8. Образует гидраты при растворении в воде.
9. Используется для осушки газов.
10. Можно хранить в железной таре и перевозить в стальных цистернах.
11. Хранят и перевозят в гуммированных цистернах и бочках.
12. Используют в аккумуляторах

Ключ «+», если «да», ключ «–», если «нет».

1. На бумаге пишем приглашение растворами солей сульфатом железа (III), меди (II), висмута, железа (II). За тем протираем бесцветную запись тампоном, смоченным раствором желтой кровяной соли. Появляются синие, темно-коричневые, желтые, зеленые записи.

Платочек из хлопчатобумажной или льняной ткани смачиваем тщательно водой, чтобы не осталось сухих мест. Затем смачиваем ацетоном или спиртом. После каждой операции ткань слегка отжимаем. Смоченный платок поджигаем горящей лучиной и держим его тигельными щипцами на вытянутой руке. Фарфоровую чашку с 0,3 г перманганата калия, к которому добавлены несколько капель концентрированной серной кислоты, помещаем на поднос. Вокруг чашки кладем стружки. Незаметно для зрителей берем в руки ватный тампон, пропитанный этиловым спиртом, и выжимаем на смесь. Стружки вспыхивают. В ступке смешивают порошок металлического алюминия и сухого иода. Иода берут около 10г, алюминия в два или три раза больше. Смесь тщательно перетирают и переносят в фарфоровый тигель, который помещают на железном поддоне. Смесь сухих порошков может храниться при комнатной температуре без всяких изменений. Если же к ней прибавить 2- 3 капли воды, то через некоторое время (от нескольких секунд до 2-3 минут) начинается бурная реакция образования иодида алюминия. Реакция сопровождается бурной вспышкой. Сахарную пудру в количестве 75 г помещают в высокий стеклянный стакан, смачивают ее 5 -7 мл воды и перемешивают длинной стеклянной палочкой. По палочке приливают 30 – 40 мл концентрированной серной кислоты. Затем быстро перемешивают стеклянной палочкой, которую оставляют в стакане, заполненном смесью. Через одну-две минуты содержимое стакана начинает чернеть, вспучиваться и в виде объемистой, рыхлой и ноздреватой массы подниматься, увлекая вверх стеклянную палочку. Смесь в стакане сильно разогревается и даже дымиться. Она медленно выползает из стакана. В стакан наливают ярко-синий раствор CoCl2 или Co(NO3)2 в этиловом спирте или ацетоне. В другой чистый стакан наливают воды и добавляют в стакан с синим раствором. Окраска мгновенно переходит в бледно-розовую. В стакан с бледно-розовым раствором добавляют спирт или ацетон. При этом раствор опять становится ярко-синим. В тарелку насыпают 3 – 4 чайные ложки сухого просеянного речного песка и делают из него горку с углублением в вершине. Затем готовят реакционную смесь, состоящую из 1 чайной ложки сахарной пудры и 1\4 чайной ложки гидрокарбоната натрия. Пропитывают песок 96% этанолом и засыпают в углубление горки приготовленную смесь, а после этого поджигают спирт. Через 3-4 минуты на поверхности смеси появляются черные шарики, а у основания горки – черная жидкость. Когда весь спирт сгорит, смесь чернеет и из песка медленно выползает извивающаяся толстая черная “гадюка”. У основания она окружена “воротником2 догорающего спирта. Для проведения этого опыта можно использовать курительницу для ароматических масел, куда налить несколько капель 25% раствора аммиака или замаскировать флакон с раствором аммиака цветной бумагой, придав ей причудливую форму. Погрузить трубочку в концентрированную соляную кислоту, а затем поднести к испарениям аммиака. Образуется белый дым хлорида аммония . Ведущий в чашку Петри на вату насыпает слегка растертые кристаллы перманганата калия, наливает глицерин и затем из пипетки капает несколько капель концентрированной серной кислоты. Происходит возгорание. В бутыль или колбу объемом 2-10 литров предварительно налить 25% – ный раствор аммиака, смочить стенки, а избыток жидкости вылить в склянку для слива растворов. Бутыль закрыть пробкой. Ведущий в ложечку для сжигания веществ помещает только что полученный оксид хрома и разогревает в пламени спиртовки, а затем вносит в бутыль с аммиачно-воздушной смесью и сбрасывает порошок. Образуется сноп искр, кружащихся в бутыли. Бутыль не следует плотно закрывать. Ведущий помещает 4-5 таблеток сульфадиметоксина в горку растертых 2-3 таблеток сухого спирта и поджигает спирт лучиной. Через некоторое время горения из горки начинают вылезать черные змеи.

1. Как вдохнешь зеленый газ, так отравишься сейчас. (хлор) .

2. К восьмой группе отнесен, в честь России назван он. (рутений) .

3. Из него солдатик твой, но болеет он “чумой”. (олово).

4. Тот элемент в печной трубе находим в виде сажи, и в простом карандаше его встречаем даже. (углерод).

5. Он безжизненным зовется, но жизнь без него не создается. (азот).

6. В технике сплавов нашел применение как стойкий и легкий металл. И в самолетостроении важное место занял. (алюминий).

7. Давно известна человеку: она тягуча и красна, и по бронзовому веку знакома в сплавах всем она. (медь).

8. Гость из космоса пришел, в воде приют себе нашел. (водород)

9. Он в течение многих лет был причиной многих бед. (золото)

“Найди ошибку”

В каких уравнениях химических реакций неправильно расставлены коэффициенты?

3CO + Fe2O3 –> 2Fe + 3CO2;
5HCl + HClO –> 5Cl2 + 3h3O;
4Nh4 + O2 –> 4NO + 3h3O;
Nh4 + 3O2 –> 4N2 + h3O.

“Химическая математика”

Необходимо выполнить химический расчет. Число полученное в ходе вычисления в квадратике, совпадает с порядковым номером буквы в алфавите . В круг необходимо записывать буквы. Прочитав загадку, ее надо отгадать. (Был металл серебристо-белым, в соединении стал мелом.(кальций)

Выполнение работ” href=”/text/category/vipolnenie_rabot/” rel=”bookmark”>выполняет работу по получению бездымного пороха, крайне необходимого для русской армии)

6. Назовите вещество, дезинфицирующее воду. (Озон)

7. Назовите кристаллогидрат необходимый и в строительстве, и в медицине (Гипс)

Вопросы для профильных классов

Зеркало

Что такое зеркало – знают все. Кроме бытовых зеркал, используемых с древнейших времен, известны технические зеркала: вогнутые, выпуклые, плоские, применяемые в различных приборах. Отражающие пленки для бытовых зеркал готовят из амальгамы олова, для технических зеркал – пленки из серебра, золота, платины, палладия, хрома, никеля и других металлов. В химии используются реакции, названия которых связаны с термином “зеркало”: “реакция серебряного зеркала”, “мышьяковое зеркало”.Что это за реакции, для чего их применяют?

Баня

Популярны в народе русские, турецкие, финские и другие бани.

В химической практике бани как лабораторное оборудование были известны с алхимического периода я подробно описаны Гебером.

Для чего применяются бани – в лаборатории и какие их разновидности вам известны?

Уголь

Уголь, которым топят печь и используют в технике, известен всем: это уголь каменный, бурый и антрацит. В качестве топлива или энергетического сырья не всегда используют уголь, но образные выражения с термином “уголь” применяют в литературе, например “белый уголь”, означающий движущую силу воды.

А что мы понимаем под выражениями: “уголь бесцветный”, “желтый уголь”, “зеленый уголь”, “синий уголь”, “голубой уголь”, “красный уголь”? Что такое “ретортный уголь”?

Огонь

В литература слово “огонь” употребляется в прямом и переносном смысле. Например, “глаза горят огнем”, “огонь желаний” и пр. С огнем связана вся история человечества, поэтому термины “огонь”, “огненный” сохранились с древнейших времен в литературе и в технике. Что означают термины: “огниво”, “греческий огонь”, “болотные огни”, “огниво Доберейнера”, “блуждающие огни”, “огненный нож”, “бенгальские огни”, “огни Эльма”?

Шерсть

После хлопка шерсть – второе по значению текстильное волокно. Она отличается низкой теплопроводностью, большой влагопроницае-мостью, поэтому нам легко дышится и бывает тепло зимой в шерстяной одежде. Но есть “шерсть”, из которой ничего не вяжут и не шьют – “философская шерсть”. Название пришло к нам из далеких алхимических времен. О каком химическом продукте идет речь?

Шкаф

Шкаф – распространенный предмет мебели домашнего обихода В учреждениях мы встречаемся с несгораемым шкафом – металлическим ящиком для хранения ценных бумаг .

А какие шкафы и для чего используют химики?

Ответы на вопросы викторины

Зеркало

“Реакция серебряного зеркала” – характерная реакция альдегида с аммиачным раствором оксида серебра (I), в результате которой на стенках пробирки выделяется осадок металлического серебра в виде блестящей зеркальной пленки. Реакция Марша, или “мышьяковое зеркало”,- это выделение металлического мышьяка в виде черного блестящего налета на стенках трубки, через которую при нагревании до 300-400° пропускается мышьяковистый водород – арсин, разлагающийся на мышьяк и водород. Эта реакция используется в аналитической химии и в судебной медицине при подозрении отравления мышьяком.

Баня

Со времен алхимии известны водяные и песчаные бани, т. е. кастрюля или сковорода с водой или песком, дающие равномерный нагрев с определенной постоянной температурой. В качестве теплоносителя используют жидкости: масло (масляная баня), глицерин (глицериновая баня), расплавленный парафин (парафиновая баня).

Уголь

Бесцветный уголь” – это газ, “желтый уголь” – солнечная энергия, “зеленый уголь”- растительное топливо, “синий уголь” – энергия приливов и отливов морей, “голубой уголь” – движущая сила ветра, “красный уголь” – энергия вулканов.

Огонь

Огниво – это кусок камня или стали для высекания огня из кремня. “Огниво Доберейнера”, или химическое огниво, – смесь бертолетовой соли и серы, нанесенная на дерево, которая вспыхивает при внесении ее в концентрированную серную кислоту.

“Греческий огонь” – это смесь селитры, угля и серы, с помощью которой в древности защитники Константинополя (греки) сожгли арабский флот.

“Болотные огни”, или блуждающие огни, появляются на болотах или кладбищах, где при гниении органических веществ выделяются горючие газы, на основе которых – силан или фосфины.

“Огненный нож” – это смесь порошков алюминия и железа, сжигаемая под давлением в токе кислорода. С помощью такого ножа, температура которого достигает 3500 ° С, можно резать бетонные блоки толщиной до 3 м.

“Бенгальские огни” – это пиротехнический состав, горящий ярким цветным пламенем, в который входят бертолетова соль, сахар, соли стронция (красный цвет), соли бария или меди (зеленый цвет), соли лития (алый цвет). “Огни Эльма” – светящиеся электрические разряды на острых концах каких-либо предметов, возникающие во время гроз или снежных метелей. Название возникло в средние века в Италии, когда такое свечение наблюдалось на башнях церкви святого Эльма.

Шерсть

“Философская шерсть” – оксид цинка. Это вещество было получено в древности путем сжигания цинка; оксид цинка образовывался в виде белых пушистых хлопьев, напоминающих по виду шерсть. Применение “философская шерсть” находила в медицине.

Шкаф

В химической лабораторной технике для высушивания веществ используют сушильные электрические шкафы или печки с небольшой температурой нагрева до 100-200 °С. Для работы с ядовитыми веществами применяются вытяжные шкафы с принудительной вентиляцией .

Викторина

1. В названия каких химических элементов входят названия животных?

2. Отбросив в названии элемента восьмой группы первую и последнюю буквы, получите название скошенной и высушенной травы.

3. Добавьте одну букву в название элемента шестой группы и получите название парнокопытного животного.

4. Заменив одну букву в названии химического элемента семейства актиноидов на другую, получите название летучей мыши с большими ушами.

5. Название какого химического элемента не соответствует его роли в живой природе?

6. В названии какого химического элемента входит название дерева?

7. Назовите химический элемент, название которого совпадает с названием соснового леса?

8. Переставьте буквы в названии элемента восьмой группы таким образом, чтобы получилось название леса из молодых ёлочек.

9. В название какого съедобного входит название химического элемента?

10. Заменив первую букву в названии элемента первой группы, получите название избыточно увлажнённого участка земли , заросшего растениями.

11. В название какого важнейшего для жизни растений соединения, обусловливающего их окраску в зелёный цвет, входит название химического элемента?

12. Измените лишь букву в названии элемента четвертой группы и получите название представителя важнейшего класса органических соединений, широко распространённых в природе и являющихся главным источником энергии в организмах.

13. В названия каких структурных элементов ядра клетки, содержащих ДНК, входит название химического элемента?

14. Отбросьте две первые буквы в названии химического элемента первой группы и получите название дугообразно загнутой кости, входящей в состав грудной клетки.

15. Заменив последнюю букву в названии химического элемента четвёртого периода на другую, получите название органов человека и животных, вырабатывающих специфические вещества участвующие в различных биохимических процессах.

16. Изменив лишь одну букву в названии элемента семейства галогенов, получите фамилию известного немецкого зоолога и путешественника, автора многотомного труда «Жизнь животных».

17. Отбросив первые три буквы в названии химического элемента семейства лантаноидов, получите название сильного наркотика, используемого в медицине как болеутоляющее средство.

18. Название какой аквариумной рыбки идентично названию химического элемента.

19. Какой химический элемент был открыт в продуктах выщелачивания пепла морских водорослей ?

20. Какой металл может «болеть чумой»?

21. Недостаток какого элемента в организме человека приводит к кариесу зубов?

22. Соединением какого химического элемента был отравлен Наполеон?

23. Каким химическим элементом богата морская капуста – ламинария?

24. Какой металл обладает бактерицидными свойствами?

25. При каких заболеваниях доктор назначает бром?

26. Какая кислота находится в желудке человека?

27. Какое животное причастно к открытию йода?

28. В каком органе больше всего брома?

29. Какой галоген сосредоточен в щитовидной железе?

Ответы викторины

1. Мышьяк – мышь, як.

2. Ксенон – сено.

3. Сера – серна.

4. Уран – ушан.

5. Азот – «безжизненный».

6. Никель – ель.

8. Никель – ельник

9. Бор – боровик.

10. Золото – болото.

11. Хлор – хлорофилл.

12. Углерод – углевод.

13. Хром – хромосомы.

14. Серебро – ребро.

15. Железо – железа.

16. Бром – Брем.

17. Европий – опий.

22. Мышьяк.

24. Серебро.

25. Нервных.

26. Соляная

Богат и интересен мир металлов, среди которых встречаются старые друзья человека: медь, железо, свинец, ртуть, золото, серебро, олово. Эта дружба насчитывает уже тысячи лет. Но есть и такие металлы, знакомство с которыми состоялось лишь в последние десятилетия. Свойства металлов чудесны и разнообразны. РТУТЬ, например, не замерзает даже на морозе (температура плавления -39° С), а ВОЛЬФРАМ не боится самых жарких объятий (самый тугоплавкий и выдерживает температуру свыше 3000° С). ЛИТИЙ может быть отличным пловцом: он вдвое легче воды и при всём желании не сможет утонуть, а ОСМИЙ – чемпион среди металлов-тяжеловесов – камнем пойдёт ко дну. СЕРЕБРО “с удовольствием” проводит электрический ток, а у ТИТАНА явно “не лежит душа” к этому занятию: его электропроводность в 300 раз ниже, чем у серебра. ЖЕЛЕЗО мы встречаем на каждом шагу, а ГОЛЬМИЙ содержится в земной коре в таких мизерных количествах, что даже крупицы этого металла стоят баснословно дорого: чистый гольмий в несколько раз дороже золота.

А чем же привлекли к себе внимание ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ?

Существует более 50 элементов, которые могут быть отнесены к тяжёлым металлам, 17 из них считаются очень токсичными, но довольно широко распространёнными. Токсичная концентрация зависит от вида металла, его биологической роли и вида организма, который подвергается его воздействию.

Токсичность тяжёлых металлов связана с физико-химическими свойствами металлов. Так, высокая электроотрицательность ртути даёт ей возможность в первую очередь взаимодействовать с активными центрами ферментов и снижать их активность, а у растений – подавлять фотосинтез в хлоропластах.

Металлы побочных подгрупп больших периодов в организме человека содержатся в малых количествах, но при переходе от лёгких металлов к тяжёлым токсичность их возрастает. Анализируя химический состав человеческого организма, учёные пришли к выводу, что тяжёлые металлы оказывают влияние не только на физиологическое, но и на психическое состояние человека. Например, известно, что при стрессе содержание ЦИНКА в крови возрастает, а повышенное содержание НИКЕЛЯ и МАРГАНЦА в крови происходит незадолго до инфаркта. Методом масс-спектроскопии было обнаружено, что у агрессивных людей в волосах обнаруживается повышенное содержание СВИНЦА, ЖЕЛЕЗА, КАДМИЯ, МЕДИ и пониженное ЦИНКА, КОБАЛЬТА. Таким образом, содержание металлов в организме человека даже в очень малых количествах жизненно необходимо, и падение концентрации ниже допустимого уровня ведёт к тяжёлым расстройствам. Это объясняется тем, что многие металлы выполняют главным образом функции катализаторов.

Молодёжь более подвержена токсическому воздействию тяжёлых металлов. Неблагоприятными результатами их воздействия являются ослабление роста и развития, нарушения деятельности нервной системы, а также может стать причиной развития аутоиммунитета, при котором иммунная система разрушает свои собственные клетки. Это может привести к заболеваниям суставов, к поражению почек, системы кровообращения и нервной системы.

Исходя из вышесказанного, сегодня мы поговорим о тяжёлых металлах, с которыми чаще всего связано отравление людей. Такими металлами являются: СВИНЕЦ, РТУТЬ, КАДИМЙ, МЕДЬ.

1. В 4 пробирки нальём по 2 мл раствора белка.

2. В первую пробирку добавим 1 мл раствора ацетата свинца, во вторую – 1 мл раствора хлорида железа (III), в третью – 1 мл раствора хлорида меди (II), в четвёртую – 1 мл раствора хлорида натрия.

3. Наблюдения.

4. Выводы.

Наблюдения: Белок свернулся в пробирках, в которые добавили соли тяжёлых металлов, т. е. в пробирках №№ 1, 2, 3.

Это интересно! В 1692 году, незадолго до своего пятидесятилетия, Ньютон тяжело заболел. Болезнь, тянувшаяся более года, была серьёзной и непонятной. Она подорвала физические силы учёного, нарушила его душевное равновесие. Это был “чёрный год” в жизни Ньютона, как называют его биографы. Он потерял сон и аппетит, находился в состоянии глубокой депрессии, избегал контактов даже с друзьями. Временами он испытывал нечто вроде мании преследования, а иногда его начинала подводить память. Кто же оказался виновником болезни Ньютона?

Оказалось, что виновницей болезни Ньютона явилась РТУТЬ и её соли. На протяжении 18 лет Ньютон часто обращался к химии. Из записей Ньютона следует, что он работал с большим количеством ртути, подолгу нагревал соли ртути, чтобы получить летучие вещества, часто пробовал на вкус то, что у него получалось. В рабочих тетрадях 108 раз встречаются заметки типа “вкус сладковатый”, “безвкусно”, “солоновато”, “очень едкое”. Все симптомы болезни Ньютона напоминали признаки ртутного отравления. Анализ волос великого учёного показал, что концентрации металлов с высокой токсичностью в них значительно превышают нормальный уровень. Это интересно! В России при царе Алексее Михайловиче повелевалось всех, у кого будет найден табак, бить кнутом до тех пор, пока курильщик не признается, откуда взят табак. Правило, запрещающее курение на улицах, действовало многие десятилетия в городе на Неве. Человек, выкуривший 22 тыс. сигарет, приравнивается к работнику уранового рудника. При выкуривании 1 пачки сигарет с общей массой табака 20 г. образуются канцерогенные смолы, в которых содержатся тяжёлые металлы (КАДМИЙ, никель). За год в организме курящего скапливается около 1 кг табачного дёгтя, который может вызвать злокачественный рост тканей, т. е. рак. Это уже инвалид. Так стоит ли это “удовольствие” всех последствий? Это интересно! Профессор одного из университетов читал студентам лекцию о соединениях ртути; на кафедре перед ним стояли два стакана: один с подслащенной водой, которую профессор любил пить во время лекции, другой – с раствором сулемы для опытов. По ошибке лектор глотнул из второго стакана. Сулема – сильный яд, и профессор знал об этом. Но он знал и противоядие. Он велел разболтать сырые яйца с водой и выпил смесь. Началась сильная рвота, яд вышел из организма, и впоследствии никаких признаков отравления не проявилось.

Цель урока: продолжить формирование понятия вещества, познакомить учащихся со сложными веществами, способами доказательства их сложности – анализом и синтезом.

Ход урока

1. Фронтальный опрос.

Какие вещества относят к простым: а) Алмаз, б) Вода, в) Поваренная соль?

На какие две группы делят простые вещества, если есть между ними четкая граница?

Какие свойства и строения имеют металлы и неметаллы?

Как выразить состав простого вещества (молекулярного и немолекулярного)?

Письменная работа.

Составьте химические формулы молекулярных простых веществ, модели которых изображены в учебнике.

Напишите формулы простых веществ, образованных элементами третьего периода.

Эти упражнения имеют особое значение, так как помогают им связать внутреннее строение вещества с его знаковой моделью (формулой).

2. Обсуждение нового материала.

Вопросы:

  1. Обсуждение элементного состава веществ на известных примерах;
  2. Экспериментальное доказательство сложности вещества- синтез сложного вещества;
  3. Анализ вещества;
  4. Обсуждение структур сложных веществ.

Демонстрируем ряд простых и сложных веществ: оксид меди, графит, кварц (или речной песок), основной карбонат меди (малахит), серу, водород, углекислый газ, воду. Какие из этих веществ состоят из одного элемента, а какие из двух или нескольких? Школьники могут назвать серу и водород, как состоящие из одного элемента, а воду, основываясь на предыдущем опыте, как состоящую из двух элементов. При этом они могут сказать, как доказать, что вода состоит из двух элементов. Делаем вывод, что по внешнему виду распознать простые и сложные вещества нельзя. Нужно их исследовать.

Как мы называем те вещества, которые состоят из одного элемента?

А как назвать вещества, что состоят из двух или нескольких элементов?

Как правило дети отвечают точно – сложные вещества. Формулируем определение. К этому нужно привлечь учащихся.

Как провести опыт, чтобы доказать – к сложным или простым относится вещество? Нужно вещество разложить.

По каким признакам мы узнаем, что вещество сложное? Если из него получились новые вещества, то оно сложное.

Здесь же нужно объяснить, что установление состава вещества с помощью разложения называется анализом, что разложение часто проводят с помощью нагревания. Очень полезно, чтобы учащиеся провели опыты сами. На ученических столах следует приготовить приборы для разложения (пробирку с газоотводной трубкой, закрепленную в штативе). В пробирку насыпаем малахит (на одних столах) и перманганат калия (на других). Названме веществ сообщаю учащимся не для запоминания, хотя они уже на первых уроках их запоминают. Перед учащимися ставится задача доказать, что данные вещества являются сложными.

Перед опытами знакомлю ребят с правилами работы со спиртовкой. Учащимся группы, исследующим малахит, нужно поставить под газоотводную трубку стаканчик с известковой водой. Другой группе, исследующей перманганат калия, – стаканчик с чистой водой.

Сколько новых веществ учащиеся получили?

При разложении малахита хорошо видны три вещества: газ, капельки воды (на стенках пробирки), черное вещество, оставшееся в пробирке. Углекислый газ проверяется помутнением известковой воды. Учитель сообщает, что черное вещество, оставшееся в пробирке – это оксид меди.

При разложении перманганата калия наблюдения затруднены маскировкой образовавшегося черного оксида и почти такого же цвета манганата, которые внешне мало отличаются от взятого перманганата калия. Учащиеся называют два вещества в результате опыта – газ и твердое черное вещество.

Выделенный газ в пустой стакан учащиеся проверяют, поднося тлеющую лучинку, которая ярко загорается.

Выделенное второе вещество исследую сама. Для этого растворяю в воде в двух стаканах полученное вещество в результате разложения и исходное вещество – перманганат калия. Перманганат калия дает малиновое окрашивание, а вещество в результате разложения дает зеленое окрашивание.

Учащиеся видят разницу двух веществ и делают вывод, что при разложении перманганата калия образуются два разных вещества. На основании исследования в группах учащиеся заполняют таблицу.

Подвожу учащихся к общему выводу: те вещества, которые разлагаются на два или несколько новых состоят из нескольких элементов и относятся к сложным веществам, а которые разложению не подлежат, состоят из одного элемента и относятся к простым.

Далее перехожу к понятию синтеза. Демонстрирую опыт: нагреваю железные опилки с порошком серы. Какое вещество образуется в результате – постое или сложное? Из каких элементов оно состоит? Школьники отвечают – из серы и железа. Значит, делаем вывод, что при помощи синтеза из простых веществ можно получить сложное. На основании опыта учащиеся дают понятие синтеза.

3. Закрепление.

Для закрепления демонстрирую плакат с рисунками структур сложных и простых веществ. Где учащиеся выделяют сложные вещества. Далее учащиеся отвечают на вопрос – что такое сложные вещества и приводят примеры. Исходя из изученного материала, делаем вывод: сложные вещества имеют молекулярные (углекислый газ) и немолекулярные структуры (оксид марганца).

Домашнее задание: стр. 4-6, упражнение 4.

Содержание статьи

МАЛАХИТ –является соединением меди, состав природного малахита несложен: это основной карбонат меди (СuОН) 2 СО 3 , или СuСО 3 ·Сu(ОН) 2 . Это соединение термически неустойчиво и легко разлагается при нагревании, даже не очень сильном. Если нагреть малахит выше 200 о С, он почернеет и превратится в черный порошок оксида меди, одновременно выделятся пары воды и углекислый газ: (СuОН) 2 СО 3 ® 2CuO + CO 2 + H 2 O. Однако получить вновь малахит – очень трудная задача: это не могли сделать в течение многих десятилетий, даже после успешного синтеза алмаза.

Непросто получить даже соединение того же состава, что и малахит. Если слить растворы сульфата меди и карбоната натрия, то получится рыхлый объемистый голубой осадок, очень похожий на гидроксид меди Сu(OH) 2 ; одновременно выделится углекислый газ. Но примерно через неделю рыхлый голубой осадок сильно уплотнится и примет зеленый цвет. Повторение опыта с горячими растворами реагентов приведет к тому, что те же изменения с осадком произойдут уже через час.

Реакцию солей меди с карбонатами щелочных металлов изучали многие химики разных стран, однако результаты анализа полученных осадков у разных исследователей различались и иногда существенно. Если взять слишком много карбоната, осадок вообще не выпадет, а получится раствор красивого синего цвета, содержащий медь в виде комплексных анионов, например, 2– . Если карбоната взять меньше, выпадает объемистый желеобразный осадок светло-синего цвета, вспененный пузырьками углекислого газа. Дальнейшие превращения зависят от соотношения реагентов. При избытке СuSО 4 , даже небольшом, осадок со временем не изменяется. При избытке же карбоната натрия синий осадок через 4 дня резко (в 6 раз) уменьшается в объеме и превращается в кристаллы зеленого цвета, которые можно отфильтровать, высушить и растереть в тонкий порошок, который по составу близок к малахиту. Если увеличить концентрацию СuSO 4 от 0,067 до 1,073 моль/л (при небольшом избытке Nа 2 СО 3), то время перехода синего осадка в зеленые кристаллы уменьшается от 6 дней до 18 часов. Очевидно, в голубом студне со временем образуются зародыши кристаллической фазы, которые постепенно растут. А зеленые кристаллики намного ближе к малахиту, чем бесформенный студень.

Таким образом, чтобы получить осадок определенного состава, соответствующего малахиту, надо взять 10%-ный избыток Nа 2 СО 3 , высокую концентрацию реагентов (около 1 моль/л) и выдерживать синий осадок под раствором до его перехода в зеленые кристаллы. Кстати, смесь, получаемую добавлением соды к медному купоросу, издавна использовали против вредных насекомых в сельском хозяйстве под названием «бургундская смесь».

Известно, что растворимые соединения меди ядовиты. Основной карбонат меди нерастворим, но в желудке под действием соляной кислоты он легко переходит в растворимый хлорид: (СuОН) 2 СО 3 + 2HCl ® 2CuCl 2 + CO 2 + H 2 O. Опасен ли в таком случае малахит? Когда-то считалось очень опасным уколоться медной булавкой или шпилькой, кончик которой позеленел, что указывало на образование солей меди – главным образом основного карбоната под действием углекислого газа, кислорода и влаги воздуха. В действительности токсичность основного карбоната меди, в том числе и того, который в виде зеленой патины образуется на поверхности медных и бронзовых изделий, несколько преувеличена. Как показали специальные исследования, смертельная для половины испытуемых крыс доза основного карбоната меди составляет 1,35 г на 1 кг массы для самца и 1,5 г – для самок. Максимальная безопасная однократная доза составляет 0,67 г на 1 кг. Конечно, человек – не крыса, но и малахит – явно не цианистый калий. И трудно представить, чтобы кто-нибудь съел полстакана растертого в порошок малахита. То же можно сказать об основном ацетате меди (историческое название – ярь-медянка), который получается при обработке основного карбоната уксусной кислотой и используется, в частности, как пестицид. Значительно опаснее другой пестицид, известный под названием «парижская зелень», который представляет собой смесь основного ацетата меди с ее арсенатом Cu(AsO 2) 2 .

Химиков давно интересовал вопрос – существует ли не основной, а простой карбонат меди СuСО 3 . В таблице растворимости солей на месте СuCO 3 стоит прочерк, что означает одно из двух: либо это вещество полностью разлагается водой, либо его вовсе не существует. Действительно, в течение целого столетия никому не удавалось получить это вещество, и во всех учебниках писали, что карбонат меди не существует. Однако в 1959 это вещество было получено, хотя и при особых условиях: при 150° С в атмосфере углекислого газа под давлением 60–80 атм.

Малахит как минерал.

Природный малахит всегда образуется там, где есть залежи медных руд, если эти руды залегают в карбонатных породах – известняках, доломитах и др. Часто это сульфидные руды, из которых наиболее распространены халькозин (другое название – халькокит) Cu 2 S, халькопирит CuFeS 2 , борнит Cu 5 FeS 4 или 2Cu 2 S·CuS·FeS, ковеллин CuS. При выветривании медной руды под действием подземных вод, в которых растворены кислород и углекислый газ, медь переходит в раствор. Этот раствор, содержащий ионы меди, медленно просачивается через пористый известняк и реагирует с ним с образованием основного карбоната меди – малахита. Иногда капельки раствора, испаряясь в пустотах, образуют натеки, нечто вроде сталактитов и сталагмитов, только не кальцитовых, а малахитовых. Все стадии образования этого минерала хорошо видны на стенках огромного меднорудного карьера глубиной до 300 – 400 м в провинции Катанга (Заир). Медная руда на дне карьера очень богатая – содержит до 60% меди (в основном в виде халькозина). Халькозин – темно-серебристый минерал, но в верхней части рудного пласта все его кристаллики позеленели, а пустоты между ними заполнились сплошной зеленой массой – малахитом. Это было как раз в тех местах, где поверхностные воды проникали через породу, содержащую много карбонатов. При встрече с халькозином они окисляли серу, а медь в виде основного карбоната оседала тут же, рядом с разрушенным кристалликом халькозина. Если же поблизости была пустота в породе, малахит выделялся там в виде красивых натеков.

Итак, для образования малахита нужно соседство известняка и медной руды. А нельзя ли использовать этот процесс для искусственного получения малахита в природных условиях? Теоретически в этом нет ничего невозможного. Было, например, предложено использовать такой прием: в отслужившие свое подземные выработки медной руды засыпать дешевый известняк. В меди тоже не будет недостатка, так как даже при самой совершенной технологии добычи невозможно обойтись без потерь. Для ускорения процесса к выработке надо подвести воду. Сколько может продлиться такой процесс? Обычно естественное образование минералов – процесс крайне медленный и идет тысячелетиями. Но иногда кристаллы минералов растут быстро. Например, кристаллы гипса могут в природных условиях расти со скоростью до 8 мкм в сутки, кварца – до 300 мкм (0,3 мм), а железный минерал гематит (кровавик) может за одни сутки вырасти на 5 см. Лабораторные исследования показали, что и малахит может расти со скоростью до 10 мкм в сутки. При такой скорости в благоприятных условиях десятисантиметровая корка великолепного самоцвета вырастет лет за тридцать – это не такой уж большой срок: даже лесопосадки рассчитаны на 50, а то и на 100 лет и даже больше.

Однако бывают случаи, когда находки малахита в природе никого не радуют. Например, в результате многолетней обработки почв виноградников бордосской жидкостью под пахотным слоем иногда образуются самые настоящие малахитовые зерна. Получается этот рукотворный малахит так же, как и природный: бордосская жидкость (смесь медного купороса с известковым молоком) просачивается в почву и встречается с известковыми отложениями под ней. В результате содержание меди в почве может достигать 0,05%, а в золе виноградных листьев – более 1%!

Образуется малахит и на изделиях из меди и ее сплавов – латуни, бронзы. Особенно быстро такой процесс идет в больших городах, в которых воздух содержит оксиды серы и азота. Эти кислотные агенты, совместно с кислородом, углекислым газом и влагой, способствуют коррозии меди и ее сплавов. При этом цвет образующегося на поверхности основного карбоната меди отличается землистым оттенком.

Малахиту в природе часто сопутствует синий минерал азурит – медная лазурь. Это тоже основной карбонат меди, но другого состава – 2СuСО 3 ·Сu(ОН) 2 . Азурит и малахит нередко находят вместе; их полосчатые срастания называют азуромалахитом. Азурит менее устойчив и во влажном воздухе постепенно зеленеет, превращаясь в малахит. Таким образом, малахит в природе вовсе не редок. Он покрывает даже старинные бронзовые вещи, которые находят при археологических раскопках. Более того, малахит часто используют как медную руду: ведь он содержит почти 56% меди. Однако эти крошечные малахитовые зернышки не представляют интереса для искателей камней. Более или менее крупные кристаллы этого минерала попадаются очень редко. Обычно кристаллы малахита очень тонкие – от сотых до десятых долей миллиметра, а в длину имеют до 10 мм, и только изредка, в благоприятных условиях, могут образоваться огромные многотонные натеки плотного вещества, состоящего из массы как бы слипшихся кристалликов. Именно такие натеки и образуют ювелирный малахит, который встречается очень редко. Так, в Катанге для получения 1 кг ювелирного малахита надо переработать около 100 т руды.

Очень богатые месторождения малахита были когда-то на Урале; к сожалению, в настоящее время они практически истощены. Уральский малахит был обнаружен еще в 1635, а в 19 в. там добывали в год до 80 т непревзойденного по качеству малахита, при этом малахит часто встречался в виде довольно увесистых глыб. Самая большая из них, массой 250 т, была обнаружена в 1835, а в 1913 нашли глыбу массой более 100 т. Сплошные массы плотного малахита шли на украшения, а отдельные зерна, распределенные в породе, – так называемый землистый малахит, и мелкие скопления чистого малахита использовались для выработки высококачественной зеленой краски, «малахитовой зелени» (эту краску не следует путать с «малахитовым зеленым», который является органическим красителем, а с малахитом его роднит разве что цвет). До революции в Екатеринбурге и Нижнем Тагиле крыши многих особняков были окрашены малахитом в красивый синевато-зеленый цвет. Привлекал малахит и уральских мастеров выплавки меди. Но медь добывали только из минерала, не представляющего интереса для ювелиров и художников. Сплошные куски плотного малахита шли только на украшения.

Малахит как украшение.

Все, кто видел изделия из малахита, согласятся, что это один из красивейших камней. Переливы всевозможных оттенков от голубого до густо-зеленого в сочетании с причудливым рисунком придают минералу неповторимое своеобразие. В зависимости от угла падения света одни участки могут казаться светлее других, а при повороте образца наблюдается «перебегание» света – так называемый муаровый или шелковистый отлив. По классификации академика А.Е.Ферсмана и немецкого минералога М.Бауэра малахит занимает высший первый разряд среди полудрагоценных камней, наряду с горным хрусталем, лазуритом, яшмой, агатом.

Свое название минерал ведет от греческого malache – мальва; листья этого растения имеют, как и малахит, ярко-зеленый цвет. Термин «малахит» введен в 1747 шведским минералогом Ю.Г.Валлериусом.

Малахит известен с доисторических времен. Самое древнее из известных малахитовых изделий – подвеска из неолитического могильника в Ираке, которой больше 10,5 тыс. лет. Малахитовым бусам, найденным в окрестностях древнего Иерихона, 9 тыс. лет. В Древнем Египте малахит, смешанный с жиром, применяли в косметике и в гигиенических целях. Им окрашивали в зеленый цвет веки: медь, как известно, обладает бактерицидными свойствами. Растертый в порошок малахит использовали для изготовления цветного стекла и глазури. Использовали малахит в декоративных целях и в Древнем Китае.

В России малахит известен с 17 в., но массовое его использование в качестве ювелирного камня началось только в конце 18 в., когда на Гумешевском руднике были найдены огромные малахитовые монолиты. С тех пор малахит стал парадным облицовочным камнем, украшающим дворцовые интерьеры. С середины 19 в. на эти цели с Урала ежегодно привозили десятки тонн малахита. Посетители Государственного Эрмитажа могут любоваться Малахитовым залом, на отделку которого пошло две тонны малахита; там же находится и огромная малахитовая ваза. Изделия из малахита можно видеть и в Екатерининском зале Большого Кремлевского дворца в Москве. Но самым замечательным по красоте и размерам изделием из малахита могут считаться колонны у алтаря Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге высотой около 10 м. Непосвященным кажется, что и ваза, и колонны изготовлены из огромных сплошных кусков малахита. На самом деле это не так. Сами изделия изготовлены из металла, гипса, других материалов, и лишь снаружи облицованы плитками малахита, вырезанными из подходящего куска – своеобразной «малахитовой фанерой». Чем больше был исходный кусок малахита, тем большего размера плитки удавалось из него вырезать. А для экономии ценного камня плитки делали очень тонкими: их толщина иногда доходила до 1 мм! Но главная хитрость была даже не в этом. Если просто выложить такими плитками какую-нибудь поверхность, то ничего хорошего не получится: ведь красота малахита определяется во многом его узором. Необходимо было, чтобы узор каждой плитки являлся продолжением узора предыдущей.

Особый способ резки малахита довели до совершенства мастера-малахитчики Урала и Петергофа и потому он во всем мире известен как «русская мозаика». В соответствии с этим способом кусок малахита распиливается перпендикулярно слоистой структуре минерала, причем получающиеся плитки как бы «разворачиваются» в виде гармошки. В таком случае узор каждой следующей плитки является продолжением узора предыдущей. При такой распиловке из сравнительно небольшого куска минерала может быть получена облицовка большой площади с единым продолжающимся узором. Затем с помощью специальной мастики полученными плиточками обклеивали изделие, и эта работа тоже требовала величайшего умения и искусства. Мастерам иногда удавалось «протянуть» малахитовый узор через изделие довольно большого размера.

В 1851 Россия приняла участие во Всемирной выставке в Лондоне. Среди прочих экспонатов была, конечно, и «русская мозаика». Особенно поразили лондонцев двери в русском павильоне. Одна из местных газет писала по этому поводу: «Переход от броши, которую украшает малахит как драгоценный камень, к колоссальным дверям казался непостижимым: люди отказывались поверить, что эти двери были сделаны из того же материала, который все привыкли считать драгоценностью». Из уральского малахита изготовлена также масса украшений (Малахитовая шкатулка Бажова).

Искусственный малахит.

Судьба любого крупного месторождения малахита (а их в мире можно пересчитать по пальцам) одинакова: сначала там добывают крупные куски, из которых делают вазы, письменные приборы, шкатулки; затем размеры этих кусков постепенно уменьшаются, и из них делают в основном вставки в кулоны, броши, перстни, серьги и другие мелкие ювелирные изделия. В конце концов месторождение поделочного малахита полностью истощается, как это и случилось с Уральскими. И хотя в настоящее время известны месторождения малахита в Африке (Заир, Замбия), Австралии (штат Квинсленд), США (штаты Теннеси, Аризона), добываемый там малахит и по цвету, и по красоте рисунка уступает уральскому. Неудивительно, что значительные усилия были направлены на получение искусственного малахита. Но если синтезировать основной карбонат меди сравнительно легко, то получить настоящий малахит очень трудно – ведь полученный в пробирке или реакторе осадок, по составу соответствующий малахиту, и красивый самоцвет отличаются друг от друга не меньше, чем невзрачный кусочек мела от куска белоснежного мрамора

Казалось, что больших проблем тут не будет: за плечами исследователей уже были такие достижения, как синтез алмаза, изумруда, аметиста, множества других драгоценных камней и минералов. Однако многочисленные попытки получить красивый минерал, а не просто зеленый порошок, ни к чему не привели, и ювелирно-поделочный малахит долгое время оставался одним из немногих природных самоцветов, получение которых считали почти невозможным.

В принципе, существует несколько способов получения искусственных минералов. Один из них – это создание композитных материалов спеканием порошка природного минерала в присутствии инертного связующего при высоком давлении. При этом происходит много процессов, из которых главные – это уплотнение и перекристаллизация вещества. Этот метод получил широкое распространение в США для получения искусственной бирюзы . Так же были получены жадеит, лазурит, другие полудрагоценные камни. В нашей стране композиты получали цементированием мелких обломков природного малахита размером от 2 до 5 мм с помощью органических отвердителей (наподобие эпоксидных смол) с добавлением в них красителей соответствующего цвета и тонкого порошка того же минерала в качестве наполнителя. Рабочую массу, составленную из указанных компонентов в определенном процентном отношении, подвергали сжатию при давлениях до 1 ГПа (10000 атм) при одновременном нагревании свыше 100° С. В результате различных физических и химических процессов происходило прочное цементирование всех компонентов в сплошную массу, которая хорошо полируется. За один рабочий цикл таким образом получают четыре пластинки со стороной 50 мм и толщиной 7 мм. Правда, их довольно легко отличить от природного малахита.

Другой возможный способ – гидротермальный синтез, т.е. получение кристаллических неорганических соединений в условиях, моделирующих процессы образования минералов в земных недрах. Он основан на способности воды растворять при высоких температурах (до 500° С) и давлениях до 3000 атм вещества, которые в обычных условиях практически нерастворимы – оксиды, силикаты, сульфиды. Ежегодно этим способом получают сотни тонн рубинов и сапфиров, с успехом синтезируют кварц и его разновидности, например, аметист. Именно этим способом был получен малахит, почти не отличающийся от природного. При этом кристаллизацию ведут в более мягких условиях – из слабощелочных растворов при температуре около 180° С и атмосферном давлении.

Сложность получения малахита состояла в том, что для этого минерала главное – не химическая чистота и прозрачность, важная для таких камней как алмаз или изумруд, а его цветовые оттенки и текстура – неповторимый рисунок на поверхности отполированного образца. Эти свойства камня определяются размером, формой, и взаимной ориентацией отдельных кристалликов, из которых он состоит. Одна малахитовая «почка» образована серией концентрических слоев разной толщины – от долей миллиметра до 1,5 см разных оттенков зеленого цвета. Каждый слой состоит из множества радиальных волокон («иголочек»), плотно прилегающих друг к другу и подчас неразличимых простым глазом. От толщины волокон зависит интенсивность цвета. Например, тонкокристаллический малахит заметно светлее крупнокристаллического, поэтому внешний вид малахита, как природного, так и искусственного, зависит от скорости зарождения новых центров кристаллизации в процессе его образования. Регулировать такие процессы очень трудно; именно поэтому этот минерал долго не поддавался синтезу.

Получить искусственный малахит, не уступающий природному, удалось трем группам российских исследователей – в Научно-исследовательском институте синтеза минерального сырья (город Александров Владимирской области), в Институте экспериментальной минералогии Российской Академии наук (Черноголовка Московской области) и в Петербургском государственном университете. Соответственно было разработано несколько методов синтеза малахита, позволяющих получить в искусственных условиях практически все текстурные разновидности, характерные для природного камня – полосчатые, плисовые, почковидные. Отличить искусственный малахит от природного можно было разве что методами химического анализа: в искусственном малахите не было примесей цинка, железа, кальция, фосфора, характерных для природного камня. Разработка методов искусственного получения малахита считается одним из наиболее существенных достижений в области синтеза природных аналогов драгоценных и поделочных камней. Так, в музее упомянутого института в Александрове стоит большая ваза, изготовленная из синтезированного здесь же малахита. В институте научились не просто синтезировать малахит, но даже программировать его рисунок: атласный, бирюзовый, звездчатый, плисовый… По всем своим свойствам синтетический малахит способен заменить природный камень в ювелирном и камнерезном деле. Его можно использовать для облицовки архитектурных деталей как внутри, так и снаружи зданий.

Искусственный малахит с красивым тонкослоистым рисунком производится также в Канаде, в ряде других стран.

Илья Леенсон

Тип урока. Приобретение новых знаний.

Цели. Обучающие – объяснить сущность реакций обмена; научить учащихся писать уравнения реакций обмена.

Развивающие развить умения ставить несложные проблемы, формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку, опираясь на знания химии; совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами, оформлять результаты учебного эксперимента; формировать способности к адекватному само- и взаимоконтролю.

Воспитательные – продолжить формирование научного мировоззрения учащихся; воспитывать культуру общения через работу в парах ученик–ученик, учитель–ученик; воспитывать такие качества личности, как наблюдательность, пытливость, инициатива, стремление к самостоятельному поиску.

Методы и методические приемы. Фронтальный опрос; самостоятельная работа с карточками, взаимопроверка результатов самостоятельной работы в парах, выставление отметок; выполнение лабораторной работы в парах, самостоятельное заполнение отчета по лабораторной работе; работа со средствами наглядности (периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, таблица растворимости веществ, карточки).

Оборудование и реактивы. Кодоскоп, таблица для составления отчета к лабораторной работе «Реакции обмена», карточки с заданиями для самостоятельной работы по теме «Типы химических реакций», лабораторный штатив с пробирками, кристаллизатор, спиртовка, пробиркодержатель, спички; оксид меди(II), растворы гидрокcидов натрия и калия, соляной и серной кислот, хлорида железа(III), фенолфталеина.

ХОД УРОКА

Урок начинается с фронтальной беседы по изученному материалу*. В ходе беседы учитель задает вопросы. За каждый правильный ответ полагается фишка. В конце урока по числу набранных фишек выставляются отметки. Критерии перевода числа фишек в отметку: на «5» нужно набрать 5 фишек, на «4» – 4 фишки.

Учитель. Мы изучаем главу «Изменения, происходящие с веществами». Такие изменения могут быть физическими и химическими. В чем отличие химического явления от физического?

Ученик. В результате химического явления изменяется состав вещества, а в результате физического – нет.

Учитель. По каким признакам можно определить, что произошла химическая реакция? (Каждый отвечающий должен назвать только один признак химической реакции.)

Ученики. Изменение цвета, выделение газа, выпадение или растворение осадка, появление запаха, выделение света, выделение тепла.

Учитель. Что называется химическим уравнением?

Ученик. Химическим уравнением называется условная запись химической реакции с помощью химических формул и математических знаков.

Учитель. Какие типы химических реакций вы знаете?

Ученик. Нам известны химические реакции трех типов: соединения, разложения, замещения.

Учитель. Дайте определение реакции соединения и приведите пример такой химической реакции .

Ученик. Реакцией соединения называется реакция, при которой два или более простых или сложных веществ соединяются в одно сложное. Например, при соединении двух простых веществ кислорода и водорода образуется сложное вещество вода:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O.

Учитель. Какая реакция называется реакцией разложения? Приведите пример реакции разложения.

Ученик. Реакцией разложения называется реакция, при которой из одного сложного вещества получается несколько простых или сложных веществ. Например, при разложении сложного вещества малахита образуется три новых сложных вещества: оксид меди(II), вода и углекислый газ:

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

Учитель. Какая реакция называется реакцией замещения? Приведите пример такой реакции .

Ученик. Реакцией замещения называется реакция, при которой простое вещество замещает один вид атомов в сложном веществе. Например, если опустить железный гвоздь в раствор сульфата меди(II), то железо вытеснит медь из раствора соли:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu.

Учитель. Вы хорошо усвоили материал о типах химических реакций. Попробуйте применить свои теоретические знания на практике. Определите типы химических реакций, схемы которых приведены в карточках для самостоятельной работы. Кроме того, нужно расставить коэффициенты в уравнениях реакций.

Самостоятельная работа (7–8 мин)

Задание . Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций и укажите тип каждой реакции.

В а р и а н т 1

СО + О 2 СО 2 , NaNO 3 NaNO 2 + O 2 ,

CuO + Al Al 2 O 3 + Cu,

AgNO 3 + Cu Cu(NO 3) 2 + Ag,

HBr H 2 + Br 2 , Ca + O 2 CaO.

В а р и а н т 2

Fe + О 2 Fe 3 О 4 , KClO 3 KCl + O 2 ,

Al + HCl AlCl 3 + H 2 , Al + O 2 Al 2 O 3 ,

Fe + HCl FeCl 2 + H 2 , KNO 3 KNO 2 + O 2 .

Критерии оценки

Максимально можно набрать 6 баллов (по 0,5 балла за правильно расставленные коэффициенты в каждом уравнении и по 0,5 балла за верно указанный тип реакции).

На «5» – 6–5,5 балла,

на «4» – 5–4,5 балла,

на «3» – 4–3 балла.

После выполнения заданий учащиеся, сидящие за одной партой, обмениваются работами. Происходит взаимная проверка работ с помощью кодоскопа и выставление отметок по вышеуказанным критериям.

Учитель. Ребята, поднимите руки, кто выполнил работу на «5». А кто справился на «4»? Итак, подводя итог сегодняшней самостоятельной работы, я могу сказать, что вам xорошо известны три типа химических реакций: реакции соединения, разложения и замещения. Перед нами стоит задача изучить еще один тип химических реакций – реакции обмена .

(с применением фишек)

Учитель. По названию типа реакции предположите, в чем сущность реакции обмена.

Ученик. Сущность такой реакции в том, что вещества обмениваются своими составными частями.

Учитель. Какие вещества – простые или сложные – могут обмениваться своими составными частями?

Ученик. Оба вещества должны быть сложными .

Учитель. Как выглядит общая схема реакции обмена?

Ученик записывает на доске общую схему реакции обмена:

АВ + СD = АD + СВ.

Учащиеся возвращаются к обобщающей таблице (табл. 1) по типам химических реакций, сделанной за два предыдущих урока, и под руководством учителя заполняют последнюю строку в этой таблице.

Таблица 1

Kлассификация реакций на основании


количества и состава реагирующих веществ
Тип реакцииУравнения реакций в общем виде
Реакция соединенияСоединение двух (нескольких) простых веществ в одно сложное вещество:

А + В = АВ.

Соединение двух бинарных веществ в одно трехэлементное сложное вещество:

АВ + СВ = АСВ 2

Реакция разложенияРазложение сложного вещества на два (несколько) простых вещества:

Разложение трехэлементного сложного вещества на два бинарных вещества:

АСВ 2 = АВ + ВС

Реакция замещенияВзаимодействие простого вещества со сложным, в результате которого образуются другие – простое и сложное – вещества:

АВ + С = А + СВ

Реакция обменаВзаимодействие двух сложных веществ с образованием двух других сложных веществ:

АВ + СD = АD + СВ

Учитель. Реакция обмена – это реакция между двумя сложными веществами, которые обмениваются своими составными частями.

Мы рассмотрели сущность реакции обмена с точки зрения теории. Для практической проверки, действительно ли происходят реакции обмена между сложными веществами, проведем лабораторную работу. (Учащиеся получают карточки с таблицей (табл. 2) для составления отчета по лабораторной работе «Реакции обмена».) В таблице заполнена графа, дающая представление о том, что нужно сделать. Две другие графы вы заполните после выполнения опытов.

Таблица 2

Лабораторная работа «Реакции обмена»

№ опытаХод работы (что нужно сделать)Наблюдения (что увидели)Уравнения химических реакций, выводы
1Налейте в пробирку раствор гидроксида натрия, добавьте каплю раствора фенолфталеина, затем прилейте раствор соляной кислотыПроизошла химическая реакция:

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O.

2Налейте в пробирку раствор гидроксида калия, добавьте каплю раствора фенолфталеина, затем прилейте раствор серной кислотыИндикатор в растворе щелочи стал малиновым, а при добавлении кислоты обесцветилсяПроизошла химическая реакция:

2KOH + H 2 SO 4 =
= K 2 SO 4 + 2H 2 O.

Это реакция обмена, т.к. щелочь и кислота обменялись своими составными частями

3а) K раствору хлорида железа(III) добавьте по каплям раствор гидроксида натрияВыпал бурый осадокПроизошла химическая реакция:

FeCl 3 + 3NaOH =
= Fе(OН) 3 + 3NaCl.

Это реакция обмена, т.к. соль и щелочь обменялись своими составными частями

б) K полученному осадку добавьте раствор серной кислотыБурый осадок растворилсяПроизошла химическая реакция:

2Fe(OН) 3 + 3Н 2 SO 4 =
= Fе 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O.

Это реакция обмена, т.к. нерастворимое основание и кислота обменялись своими составными частями

4В пробирку насыпьте порошок оксида меди(II), добавьте серной кислоты и нагрейте в верхнем пламени спиртовкиЧерный порошок растворился, образовался голубой растворПроизошла химическая реакция:

СuO + H 2 SO 4 = СuSO 4 + H 2 O.

Это реакция обмена, т.к. оксид и кислота обменялись своими составными частями

Прежде чем приступить к выполнению опытов, вспомните, что работать с растворами кислот и щелочей нужно осторожно, т.к. они опасны. С растворами работайте по принципу «не разлей», с твердыми веществами – по принципу «не рассыпь». Пробирку с веществами нагревайте в верхней части пламени спиртовки, прогревая сначала всю пробирку, а затем ее дно.

Кто может сказать, каковы правила пользования спиртовкой?

Ученик. Сначала нужно проверить резервуар спиртовки, поправить фитиль, затем зажечь. После нагревания потушить пламя спиртовки колпачком.

Проводятся опыты № 1 и 2.

Ф р о н т а л ь н а я б е с е д а

Учитель. Зачем при проведении опытов мы использовали фенолфталеин?

Ученик. Фенолфталеин используется для того, чтобы можно было увидеть, как изменяется среда раствора со щелочной на нейтральную. Поскольку исходные вещества и продукты реакции бесцветны, изменение цвета индикатора и будет признаком химической реакции .

Учитель. Проверьте правильность написания уравнений реакций к первому и второму опытам (предлагается запись уравнений реакций на кодопленке). Являются ли данные реакции реакциями обмена?

Ученик. Реакция между щелочью и кислотой относится к реакциям обмена, в ней два сложных вещества обмениваются составными частями.

Учитель. Почему реакцию между щелочью и кислотой называют реакцией нейтрализации?

Ученик. В реакции нейтрализации кислота нейтрализует щелочь, и в результате получаются соль и вода.

Учитель. Мы исследовали взаимодействие между щелочью и кислотой. Однако основания бывают не только растворимые, но и нерастворимые. Произойдет ли реакция между нерастворимым основанием и кислотой? Будет ли эта реакция реакцией обмена, да к тому же реакцией нейтрализации? Может ли кто-нибудь решить эту проблему?

Ученик. Нужно провести опыт между нерастворимым основанием и кислотой .

Учитель. Сначала взаимодействием соли железа(III) c натриевой щелочью получим нерастворимое основание. Для этого проведем опыт 3а. Затем посмотрим, может ли нерастворимое основание взаимодействовать с кислотой – опыт 3б.

(обсуждение результатов опытов)

Учитель. По каким признакам можно определить, что реакции прошли?

Ученик. В первом случае образовался осадок, во втором случае осадок растворился и получился раствор бурого цвета .

Учитель. Проверьте правильность записанных уравнений реакций (предлагается запись уравнений реакций на кодопленке). Относятся ли данные реакции к реакциям обмена?

Ученик. Эти реакции относятся к реакциям обмена, т.к. в них участвуют сложные вещества, которые обмениваются составными частями.

Учитель. Обратите внимание, что в опыте 3а в реакцию обмена вступают соль и щелочь, а в случае опыта 3б – нерастворимое основание и кислота. Является ли реакция между нерастворимым основанием и кислотой реакцией нейтрализации?

Ученик. Да, т.к. в результате этой реакции образуются соль и вода .

Учитель. Между какими веществами происходит реакция нейтрализации?

Ученик. Реакция нейтрализации происходит между кислотами и основаниями, причем как растворимыми, так и нерастворимыми.

Учитель. Реакция нейтрализации – частный случай реакции обмена. Вещества каких других классов соединений могут вступать в реакции обмена?

Ученик. Основные оксиды также вступают в реакции обмена .

Учитель. Для того чтобы решить эту проблему, проведем опыт 4. Во время проведения опыта не забывайте о правилах нагревания веществ .

Ф р о н т а л ь н а я б е с е д а

(обсуждение результатов опыта)

Учитель. Какие признаки говорят о том, что реакция прошла?

Ученик. Осадок растворился, образовался раствор голубого цвета .

Учитель. Как вы записали уравнение реакции? (Ученик у доски записывает уравнение реакции). Итак, в реакцию обмена вступают оксид металла и кислота.

Учитель. Сколько типов химических реакций вы теперь знаете?

Ученик. Мы знаем четыре типа химических реакций: реакции соединения, разложения, замещения и обмена .

Учитель. Между веществами каких классов могут происходить реакции обмена?

Ученик. Реакции обмена могут происходить между основаниями и кислотами, кислотами и основными оксидами, солями и щелочами .

Учитель. Какая реакция называется реакцией нейтрализации?

Ученик. Реакция нейтрализации – это реакция обмена между основанием и кислотой, в результате которой образуются соль и вода .

Учитель. В реакции обмена вступают также две растворимые соли, если в результате образуется нерастворимая соль. Например:

AgNO 3 + NaCl = AgCl + NaNO 3 ,

BaCl 2 + MgSO 4 = BaSO 4 + MgCl 2 .

Учитель выставляет отметки по количеству набранных фишек.

Домашнее задание. По учебнику О.С.Габриеляна «Химия-8» § 27, упр. 2в, 3а, с. 100.

* См. № 7, 10/2006

Литература

Габриелян О.С . Химия-8. М.: Дрофа, 2002, 208 с.; Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П., Яшукова А.В. Настольная книга учителя. 8 класс. М.: Дрофа, 2002, 416 с.; Габриелян О.С., Смирнова Т.В . Изучаем химию в 8 классе. Методическое пособие к учебнику О.С.Габриеляна «Химия-8» для учащихся и учителей. М.: Блик и Ко, 2001, 224 с.; Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н., Жегин А.Ю . Химия. 8 класс. М.: Вентана-Граф, 2003, 224 с.

Алексеев А.А. Горообразование и горный рельеф, часть 2.



Алексеев А.А. Горообразование и горный рельеф, часть 2.
А.А. Алексеев
Горообразование и горный рельеф

2. МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ — СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПРИРОДЫ

В первой главе мы выяснили, КАК образуются горы. Теперь кратко остановимся на том, ИЗ ЧЕГО они сложены. Геологи называют природные материалы, составляющие земную кору, минералами и горными породами.

Минералом называется природное тело, представляющее собой химическое соединение или самородный элемент. К минералам относятся всем нам известный кварц, и такие его разновидности, как горный хрусталь, кремень, халцедон. Минералами являются слюда, золото, самородная медь и ее соединения: малахит, куприт, медный колчедан. К ним же относятся состоящие из углерода алмаз, графит. Руды металлов, вода и многие другие вещества. Геологам известны свыше двух тысяч минералов. Некоторые из них: кварц, полевые шпаты, апатит, различные слюды образуются при кристаллизации расплавленной магмы. В этом случае говорят об их магматическом происхождении.

При внедрении магмы в земную кору впереди нее по трещинам поднимаются раскаленные парогазовые смеси — гидротермы. В их состав входят не только вода и, привычные для нас, азот, кислород, углекислый газ, но и другие вещества, например, окись кремния, окислы серы и различных металлов. При высоких температурах и давлении, характерных для земных недр, они превращаются в пар или становятся растворимыми в воде. По мере подъема газообразная смесь расширяется, остывает и, постепенно конденсируясь, превращается в сильно перегретую жидкость. При понижении температуры, падает растворимость веществ в воде и газовой смеси. При этом на стенках трещин начинают осаждаться природные окислы и соли, иногда образуя великолепные кристаллы. Минералы, получившиеся таким путем, называются гидротермальными. Основной минерал гидротермальных жил — кварц. Белые кварцевые жилы, вкрапленные в скальные породы — признак интересного для геолога и коллекционера участка. Гидротермальным путем образуются кварц и его разновидности: прозрачный горный хрусталь, фиолетовый аметист, голубовато-серый халцедон, полосатый агат, а также руды многих ценных металлов.

В процессе различных тектонических подвижек, внедрении магмы под влиянием высоких температур и давления образуются такие минералы, как гранат, алмаз, дистен, апатит. Это минералы метаморфического комплекса.

Находящиеся в растворах химические вещества, вступая с окружающими минералами в реакции замещения, образуют новые минералы. Это — метасоматический тип образования. Нередко метасоматические минералы принимают форму кристаллов или агрегатов первичных минералов. Так, например, хорошо известные белемниты, «чертовы пальцы», имевшие известковый скелет, теперь состоят из соединений кремния. Это касается и ископаемых раковин, а иногда и целых древесных стволов. К метасоматическим относятся широко распространенный кремень, опал, нефрит, лазурит, а также всем известная накипь, засоряющая трубы. С метасоматозом связано образование подмосковных агатов, аметистов, горного хрусталя.

Горной породой называется природный агрегат одного или нескольких минералов. В подавляющем большинстве случаев, минералы встречаются в составе горных пород. В чистом виде они довольно редки. По типу образования породы делятся на магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические породы образуются при застывании расплавленной магмы. Хотя температуры в глубинах Земли достаточны для плавления минералов, из-за высокого давления породы в мантии и более глубоких слоях содержатся в непривычном для нас пластичном виде. При этом они. как каша в автоклаве (скороварке) пребывают в перегретом состоянии. Туристам хорошо известно, что при срыве крышки автоклава, перегретая каша мгновенно вскипает, «вскипает» и газированная вода при снятии крышки. Похожие явления происходят и в земной коре, если в ней по какой-то причине образуется разлом. Давление в его зоне падает, породы переходят в жидкое состояние, а вес вышележащих слоев выжимает расплав вверх по трещинам. Жидкая магма проплавляет и разрывает лежащие вверху горные породы и, двигаясь к поверхности, по мере подъема, остывает. Если ее движение прекращается на большой глубине, когда вся она была еще жидкой, то при застывании образуются интрузивные тела или батолиты, в которых породы полностью и равномерно раскристаллизованы. Так образуются равномерно зернистые породы: гранит, диорит, габбро и другие (рис. 6а).

Если магма во время подъема успевает достаточно остыть, в ней начинается кристаллизация минералов, разумеется, в начале более тугоплавких. Возникшие кристаллы, двигаясь вместе с расплавом, постепенно растут. Затем движение магма прекращается и начинается равномерная раскристаллизация всех прочих минералов. Но температура окружающих пород здесь ниже, поэтому остывание магмы идет быстрее, и кристаллы легкоплавких минералов получаются мелкими. Так образуются неравномерно зернистые породы, называемые порфирами (рис. 6 б). Увидеть такие породы можно на станциях московского метро. Например, станция Проспект мира облицована серым диорит-порфиром со следами течения магмы, станция Рижская — гранит-порфиром, станция Алексеевская — красным гранитом и черным габбро.

Если магма достигла поверхности, то ее остывание происходит очень быстро. Излившуюся на поверхность магму называют лавой, а возникшие при ее застывании породы — эффузивными. Если глубинные, называемые интрузивными, породы застывают десятки, сотни, а иногда и тысячи лет, то эффузивные — максимум за месяц. При этом раскристаллизация произойти не успевает. А если до момента излива в магме уже были кристаллы, то они так малы, что видны лишь под микроскопом. Остальная часть минералов застывает в виде вулканического стекла. Это — афанитовая структура, которую имеет, например, базальт. Если в магме успели образоваться крупные кристаллы тугоплавких пород, они остаются вкраплениями в общей однородной массе. Это — порфировая структура. Ее имеет, например, диабаз, он же базальтовый порфирит — базальт с крупными вкраплениями полевого шпата. Если же предварительной раскристаллизации не было, образуется вулканическое стекло — обсидиан.

Теперь немного о составе горных пород. Как уже говорилось, известно свыше двух тысяч минералов, но, в основном, горные породы состоят из кварца, полевых шпатов, слюд, роговой обманки, пироксена и некоторых других. Эти минералы принято называть породообразующими. В зависимости от содержания в породообразующих минералах окиси кремния или окислов кальция, магния, калия, железа, алюминия, породы различаются по кислотности и цвету. Чем кислее порода, тем она светлее. Различают кислые, средние, основные и ультраосновные породы. Поскольку минералы с большим содержанием двуокиси кремния (кремнезема) имеют светлые тона, то по цвету можно приблизительно понять, с какими породами мы имеем дело.

К кислым породам относится интрузивный гранит и его эффузивный аналог — липарит. Здесь темноцветных минералов менее 10%. К средним породам относят диорит и его аналог — андезит, содержащие около 30% темноцветных минералов. К основным — габбро и базальт — 50% темноцветных минералов. Ультраосновные породы достаточно редки. Они содержат до 90% темноцветных минералов. К ним относятся пироксенит, перидотит и, хорошо известный по синим блесткам на черном фоне в облицовке памятников и станций метро — лабрадорит.

Осадочные породы возникают при разрушении или, иначе, при выветривании магматических и метаморфических пород. К ним относятся и биогенные породы, среди которых мел, ракушечник и известняк, различные руды, фосфориты, уголь и нефть. В результате физического (механического и температурного) выветривания образуется материал осыпей, морен, залежи песка и глины. Химическое выветривание и вымывание природными растворами приводит к образованию и кристаллизации кальцита, гипса, фосфоритов.

Метаморфические породы возникают при воздействии температуры и давления на ранее существовавшие породы. Отличительной чертой большинства метаморфических пород служит их слоистая, сланцевая структура. При метаморфизации глина слеживается, превращаясь в мягкие филлитовые сланцы, затем начинаются изменения в ее минеральном составе, и образуются хлоритовые (от греческого «хлорос»
— зеленый) сланцы. При достаточно высоких температурах и давлении возникают слюдяные и кристаллические сланцы. Им часто сопутствую гранаты и дистен. Железистые глины превращаются в железистые сланцы или джеспилиты, широко распространенные, например, на Криворожском месторождении железных руд.

При метаморфизации песка возникает песчаник, затем кварцит и, при определенных условиях, гнейсовидный сланец, мало отличающийся на вид от магматических пород. Кстати, если воздействию высоких температур и давления подвергается гранит, из него образуется гнейс — кристаллическая порода, имеющая слоистую структуру.

При метаморфизации моренных отложений образуются конгломераты, а осыпей — брекчии. Примером искусственной брекчии служит строительный бетон с наполнителем из щебня. Тот же бетон, но с наполнителем из гальки, можно назвать искусственным конгломератом.
При метаморфизации известняка образуется мрамор, древесной смолы — янтарь. Особые породы возникают на контакте расплавленной магмы с окружающими (вмещающими) породами. Здесь образуются роговики, грейзены и скарны. Наиболее часто в подобных образованиях встречаются такие минералы, как гранаты, горный хрусталь. К этим образованиям нередко приурочиваются месторождения полезных ископаемых, например. Тырныаузское вольфрамит-шеелитовое месторождение на Кавказе.

Сведения о минералах и горных породах для туристов не обязательны, но тем, кто в горах интересуется не только техническими сложностями и окружающими пейзажами, иногда полезно взглянуть под ноги. И, если увиденное не оставит их равнодушными, мы рекомендуем обратится к учебникам геологии, минералогии и петрографии, а также к многочисленным определителям минералов и горных пород.
 


<<  глава 1.      Оглавление        глава 3.1  >>


Консервация археологических объектов

 

 1. Коррозия металла

   2. Накопление солей внутри объекта и последующая коррозия

   3. Механические разрушения, вызванные ростом кристаллов.

   4. Механические разрушения, вызванные резким высыханием объекта.

   5. Механические разрушения, вызванные замерзанием воды в продуктах коррозии.

   6. Повреждение находок сельскохозяйственной техникой

   7. Разрушения, вызванные ростом корней деревьев и растений

   8. И, не маловажный фактор человеческое незнание методов консервации/реставрации.

 

Коррозия

 

По механизму разрушения различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия происходит при контакте металла с сухими газами или воздухом, в жидкостях не электролитах, т.е. не проводящих электрический ток. К этому виду коррозии относится, в частности, окисление металлов  образование на поверхности тонкой пленки оксидов, приводящей к пассивности. Электрохимическая коррозия возникает при наличии физикохимической неоднородности поверхности металла или среды в присутствии жидкости, проводящей ток,  электролита.

 

Так, например, коррозия чистой меди приводит к равномерному преобразованию поверхности (ровная коррозия), реже к образованию дырок и кратеров, язв (местная коррозия). По сравнению с чистой медью, коррозия её сплавов проходит обычно на интеркристальном уровне. Есть несколько разновидностей такой коррозии: селективная коррозия, когда разрушается более слабый метал (например: олово) и коррозия на границах между кристаллами металла. Селективная коррозия протекает участками. Например, в негомогенных местах сплава. Межкристаллическая коррозия характеризуется разрушением металла по границам кристаллитов. При этом прочность металла уменьшается, он становится хрупким, оставаясь внешне крепким.

 

При контакте разнородных металлов, например, инкрустация железа медью, серебром или золотом, серебряное покрытие на медном сплаве и др. возникает особый вид электрохимической коррозии  контактная коррозия.

 

Атмосферная коррозия меди

 

В атмосферных условиях, под действием кислорода медь окисляется, в результате чего образуется оксид меди (I). Цвет этого соединения коричнево-красный. При дальнейшей оксидации образуется чёрный оксид меди (II). Эти соединения защищают металл, но лишь в том случае, если оксидная плёнка не повреждена другими включениями. При этом оксид меди (II) является наиболее устойчивым.

 

Влажность и углекислый газ вызывают образование карбаната меди и гидрооксида меди (смесь их называется малахитом). Такие вещества, как арзен, NOx, сульфиды и хлориды,  находящиеся в воздухе или почве могут разрушить слой малахита.  Так, например, арзен вызывает появление трещин. В этих местах происходит контакт металла и солей с влажностью, что может вызвать коррозию, в  результате  которой металл и патина будут разрушаться. Присутствие NОx  в воздухе или почве вызывает образование нитратов. Так же, сульфиды и хлориды разрушают патину и тем самым вызывают дальнейшую коррозию.

 

Все сформировавшиеся атмосферные патины содержат оксиды и соли. Окись меди – черного цвета, закись – красно-коричневого. Зеленые, синие и голубые цвета и оттенки патине придают различные медные минералы: сульфаты – брошантит, антлерит, средние сульфаты в виде кристаллогидратов с различным количеством кристаллизационной воды, которые являются промежуточными продуктами при образовании зеленой патины; карбонаты меди; малахит и азурит; нитраты; хлориды в виде атакамнта, паратакамита и боталлакита; иногда в патине обнаруживают хлористую медь и кристаллогидрат хлорной меди. Практически все оксиды и соли меди, образующие патину, нерастворимы в воде, негигроскопичны, нейтральны по отношению к металлической меди, за исключением хлористой меди, т.е. патина является естественной защитной и декоративной пленкой.

 

Почвенная коррозия

 

Состояние объекта, находящегося в грунте в первую очередь зависит от pH- фактора этого грунта, так как на скорость электрохимической коррозии влияет концентрация водородных ионов в растворе электролита (т.н. рH среды). Чем кислее или щелочней почва, тем быстрее и больше разрушается объект из меди и её сплавов. Так, например, в глинистой почве с большим содержанием сульфида, находки, сохраняются очень плохо. В нейтральной почве предметы сохраняются лучше всего.

 

В меньшей степени сохранность зависит от того, насколько почва пропускает кислород и влагу.

 

Так же, негативно на сохранность, влияют микроорганизмы, находящиеся в большом количества в гумусе. В результате их жизнедеятельности они вырабатывают сероводород, который разрушает защитную плёнку.

 

Кроме состава почвы и находящихся в ней элементов, на сохранность объекта сильно влияет сам материал, из которого изготовлен предмет, а так же технология, применяемая при изготовлении сплава/объекта. Так, например, находящиеся в сплаве неблагородные металлы (такие как: цинк, олово) вызывают образование локальных элементов. Это можно объяснить так: когда сплав находится в жидком состоянии, то все металлы перемешаны достаточно гомогенно. При остывании происходит неравномерная кристаллизация, так как температура плавления у металлов различная. Такое явление можно наблюдать и у обычных жидкостей, таких как греческая водка Узо.  Поставьте водку в морозильник и через некоторое время происходит появление кристаллов воды. Концентрация спирта возрастает, а льдинки “пучкуются”. Если кто-то всё-таки сумеет полностью заморозить водку, а затем рассмотреть это под техноскопом, то он обнаружит, что ледяная глыба довольно не однородна.

 

У сплава, как и у греческой водки, в связи с этим процессом, при застывании не образуется гомогенная структура. Так, при остывании бронзы, вначале образуются кристаллы меди и лишь затем, при понижении температуры, образуются оловосодержащие кристаллы. Два различных металла, находящиеся в одном объекте друг против друга называются локальными элементами. При появлении влажности и электролита (р-р солей) возникает электрохимический процесс. В результате, происходит разрушение неблагородного металла (в случае с бронзой: олова).

Таким образом, процесс электрохимической коррозии приближенно можно уподобить процессу, происходящему в простом гальваническом элементе.

 

При контакте разнородных металлов, например инкрустация железа медью, серебром или золотом, возникает особый вид электрохимической коррозии  контактная коррозия.

 

По величинам потенциалов двух металлов в данном электролите можно указать, какой из них будет замедлять коррозию другого, а какой ускорять: металл, имеющий положительный потенциал, т.е. стоящий правее в ряду напряжений, ускоряет катодный процесс и способствует коррозии металла, с которым находится в паре. В реальных условиях металлы могут покрываться оксидными пленками, что меняет их электрохимическое состояние, и опытные данные могут противоречить теоретическим предсказаниям. При контакте металлов коррозия наиболее интенсивно происходит вблизи места соединения двух разнородных металлов. Контактом разных металлов объясняется быстрое химическое разрушение спаянных изделий именно по месту спайки. Кроме того, на скорость коррозии анодного металла в контактной паре оказывает влияние соотношения анодных и катодных площадей. Например, в случае соединения медных листов стальными заклепками последние за короткое время подвергаются ному разрушению. При обратной картине, когда стальные листы соединены медными заклепками, наблюдается незначительный рост коррозии вблизи медных заклепок. Известно покрытие железа цинком и оловом. Исходя из электрохимического ряда напряжений цинк должен защищать железо, тогда как олово  усиливать коррозию. Оловянное покрытие чисто механически защищает железо и достаточно в одном месте нарушить цельность олова, как, железо начинает разрушаться. Иначе обстоит дело с цинковым покрытием: до тех пор, пока не растворится весь цинк, железе не корродирует.


  назад   /   вперёд 

Herold, Karl : Konservierung von archologischen Bodenfunden, Verlag der sterreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien 1990, стр 53

Малахит – обзор | ScienceDirect Topics

Бронза: новая технология

Народы позднего неолита в центральной и южной Европе использовали медь, выплавляемую из таких руд, как малахит и азурит, начиная с пятого тысячелетия до нашей эры. У Ледяного человека, который умер в Альпах около 3300 г. до н. э., среди имущества был массивный медный топор. Чистая медь очень мягкая и ее трудно отливать, поэтому из нее можно было делать только украшения и простые инструменты.

Около 2500 года до н. э. доисторические металлурги обнаружили, что добавление небольшого количества олова, около 10 %, в медь делало ее намного прочнее и легче отливалось.Медь в сплаве с оловом (иногда также с мышьяком или свинцом) известна как бронза. Это открытие было одним из самых ранних примеров «материаловедения», в котором новый металл с характерным химическим составом, не существующим в природе, был создан путем экспериментов и наблюдения за результатами.

Преимущество сплава меди с оловом заключается в том, что полученная бронза может быть более или менее твердой в зависимости от области применения. Очень твердая бронза с 10% олова будет использоваться для оружия, в то время как более мягкая бронза с 6% может использоваться для изготовления листов, из которых можно будет делать бронежилеты.Ассортимент изделий, которые можно было изготовить из металла, рос в геометрической прогрессии, как и разнообразие форм, украшений и размеров различных видов артефактов.

Различные регионы могли создавать свои собственные формы оружия и украшений, и они постепенно менялись с течением времени в ответ на стилистические и технологические достижения. По мере того как эти артефакты накапливались по всей Европе в течение девятнадцатого века, шведский археолог Оскар Монтелиус (1843–1921) смог составить подробную карту во времени и пространстве бронзовых форм Северной Европы.Его относительная хронология бронзового века, хотя и заменена другими формами датирования, такими как радиоуглерод, по-прежнему полезна в качестве общей справочной системы для современных археологов.

Хотя месторождения меди широко распространены в Европе, количество видимой на поверхности медной руды ограничено. Добыча меди практиковалась со времен позднего неолита, но в бронзовом веке добыча должна была осуществляться в промышленных масштабах, чтобы удовлетворить спрос. Был обнаружен ряд медных рудников бронзового века и изучены методы добычи.Один из крупнейших медных рудников бронзового века находится в Грейт-Орме на севере Уэльса, где шахты и галереи были вырыты глубоко в рудоносных породах. В забое зажигали костры, а затем на раскаленную скалу поливали холодную воду, чтобы она треснула. Затем треснувшую скалу отрывали рычагами или разбивали каменными молотками и выносили на поверхность. Другие важные медные рудники бронзового века находятся в Австрийских Альпах и на юго-западе Ирландии (рис. 1).

Рисунок 1. Расположение основных сайтов, упомянутых в тексте.

Проблема в том, что олово обычно не встречается в том же месте, что и медь, и обычно находится на некотором расстоянии. В бронзовом веке месторождения олова были обнаружены в Корнуолле, Бретани, Испании и Анатолии, но они очень локализованы. Металлурги бронзового века должны были предпринять геологоразведочные миссии, чтобы найти источники олова, и как только они были обнаружены, должны были быть установлены торговые связи, чтобы доставлять медь и олово кузнецам в другие части Европы.В Карпатской котловине в окружающих горах имеются обильные месторождения меди, но нет олова, однако там найдено огромное количество бронзовых артефактов. Еще более примечательным является тот факт, что в Дании нет местных месторождений как меди, так и олова, но, вероятно, на единицу площади в Дании находится больше металлов бронзового века, чем в любой другой европейской стране.

Наряду с развитием металлургии шли успехи в металлообработке, особенно в разработке литейных форм. Самые ранние формы были вырезаны из мягких камней, но они быстро превратились в формы, состоящие из двух частей, сделанные из камня или глины, которые позволяли изготавливать трехмерные объекты.Каналы в формах обеспечивали впускные отверстия для заливки расплавленной бронзы и вентиляционные отверстия для выхода части ее, что предотвращало появление пузырьков воздуха в готовом изделии. Излишки расплавлялись и использовались повторно. Глиняные и восковые стержни позволяли отливать полые предметы или предметы с гнездами. Каменные формы можно было многократно использовать повторно для производства десятков идентичных артефактов, что позволяло массовое производство стандартизированных объектов, в то время как вокруг прототипа объекта можно было сформировать несколько глиняных форм для изготовления идентичных копий.

Оружие было приоритетом для кузнецов бронзового века. К ним относятся кинжалы, мечи, наконечники копий и множество топоров. Формы бронзовых топоров со временем претерпели значительное развитие. Самыми ранними были плоские формы, которые продолжили медные формы, использовавшиеся во время позднего неолита. Они превратились в форму, известную как palstave, в которой гребень в центре топора на полпути между обухом и лезвием улучшал крепление топора к рукоятке или рукояти.Пальстав, в свою очередь, был заменен топорами с гнездами, у которых рукоять входит в гнездо, отлитое в основании топора. Наряду с этими формами другим распространенным бронзовым оружием была алебарда, остроконечное оружие, похожее на кинжал, прикрепленное перпендикулярно к древку. Утилитарные предметы, такие как серпы и бритвы, также изготавливались кузнецами по бронзе.

Украшения и другие декоративные и ритуальные предметы также изготавливались из бронзы. Популярными формами были бронзовые браслеты, ожерелья и декоративные булавки.Одними из самых необычных артефактов бронзового века являются пары духовых инструментов, известные как lurer в Дании, но также найденные в Ирландии, в которых длинные бронзовые трубки, состоящие из нескольких литых деталей, соединенных вместе, издают низкий звук при ударе с одного конца. . Еще одним примечательным объектом является так называемая «солнечная колесница» из Трундхольма в Дании, в которой отлитый из бронзы конь на платформе с шестью колесами тянет за собой большой бронзовый диск, покрытый сусальным золотом. Приманка и солнечная колесница выставлены в Национальном музее Дании в Копенгагене.

Хотя многие из этих бронзовых предметов были найдены в могилах, а некоторые — в поселениях, большое их количество известно из месторождений, называемых «кладами», в которых коллекции бронзовых предметов были преднамеренно захоронены по причинам, которые трудно понять. Предыдущие поколения археологов думали, что клады были тайниками странствующих кузнецов, которые закапывали свои изделия либо для сохранности, либо для того, чтобы избежать необходимости носить их на большие расстояния, а затем никогда не возвращались, чтобы выкопать их.Это кажется очень невероятным, и кажется более вероятным, что клады были результатом какой-то ритуальной деятельности, возможно, вотивных подношений божествам.

Бронза была не единственным желанным металлом, использовавшимся в Бронзовом веке. Золото также пользовалось большим спросом, и в некоторых частях Европы, таких как Британские острова, изделия из золота бронзового века потрясающе красивы. Золото, вероятно, было получено путем извлечения его из россыпных месторождений в ручьях. После накопления его отбивали и формовали в холодном виде, а не отливали.Из чеканных золотых листов были изготовлены ожерелья в форме полумесяца, называемые lunulae , браслеты и кубки, подобные тому, что был найден в Риллатоне в Англии и сейчас выставлен в Британском музее. Позже были изготовлены массивные ожерелья со сложными поворотами и застежками, некоторые из которых весили более 2 кг, особенно в Ирландии, где их можно увидеть в Национальном музее в Дублине.

Малахит


А Минерал представляет собой встречающееся в природе однородное твердое вещество с кристаллической атомной структурой.Кристалличность подразумевает что минерал имеет определенный и ограниченный диапазон состава, и что этот состав выражается как химическое формула. Некоторые определения минералов дают их как неорганические материалы, однако и алмазы, и графит считаются минералы, и оба в основном состоят из углерода, что делает их органическими. Так что это приводит меня, как инженера, полагать, что у минералогов нет хорошего, точного определения минерала, а скорее расплывчатое определение.Приведенное выше определение является наиболее всеобъемлющим и включает все вещества, которые в настоящее время описываются как минералы. Ключевые элементы, которые делают что-то минералом, встречаются в природе, и определенная кристаллическая структура, т. выразить в виде химической формулы. Породы, не соответствующие этому критерию, называются аморфными – не имеющими определенной структуры или выражаемой в виде химической формулы. Некоторые элементы, встречающиеся в природе и являющиеся минералами, включают мышьяк, висмут, платина, золото, серебро, медь и сера.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО: Органическая химия – это изучение веществ, содержащих углерод в сочетании с водород (H) и некоторые другие неметаллы, а именно кислород (O), азот (N), сера (S) и галогены (F 2 , Cl 2 , Бр 2 и Я 2 ).


Малахит — медьсодержащий минерал с содержанием меди до 58%. Характерный ярко-зеленый водянистый УГЛЕРОДНЫЙ МИНЕРАЛ малахит является обычной, но незначительной рудой меди.Обычно встречается в месторождениях меди, связанных с ИЗВЕСТНЯК, встречающийся с АЗУРИТОМ как продукт выветривания других минералов медной руды. Твердость от 3 1/2 до 4, полоса бледно-зеленая, удельный вес составляет от 3,9 до 4,1, а блеск от алмазного до шелковистого. Малахит образует игольчатые призматические кристаллы (моноклинная система). которые редко различимы; он обычно обнаруживается в виде зернистых, землистых или волокнистых масс и округлых полосчатых корок. Малахит это используется как декоративный камень при огранке и полировке, полудрагоценный камень и зеленый пигмент.

Половина мировых месторождений меди представлена ​​халькопиритовой рудой. Все важные медьсодержащие руды делятся на два основные классы: окисленные руды и сульфидные руды.

Сульфидные руды более важны с коммерческой точки зрения. Руды извлекаются либо открытым способом, либо подземным способом. Руды, содержащие всего 0,4% меди, можно выгодно добывать открытым способом, но подземная добыча менее выгодна. выгодно, только если руда содержит 0,7%-6% меди. Окисленные руды, такие как куприт и тенорит, могут быть восстановлены непосредственно в металлическую медь при нагревании с углеродом в печи, но сульфидные руды, такие как халькопирит и халькоцит, требуют более сложной обработки, при которой бедные руды должны быть обогащены до начала плавки.Это включает в себя процесс флотации руды, при котором руда измельчается и превращается в порошок, прежде чем она перемешивается с водой. содержащий пенообразователь и агент, придающий медьсодержащим частицам водоотталкивающие свойства. Эти частицы скапливается в пене на поверхности флотационной емкости, и эта пена снимается и нагревается примерно до 800°С для удаления части воды, а также сурьмы, мышьяка и серы, которые также присутствуют.

Информация о полезных ископаемых, данные и местонахождение.

Wallerius, J.G (1747) Mineralogia, eller Mineralriket. Стокгольм: 279 (как Малахит).

L’Abbé Fontana (1778) Le Journal de physique et le radium, Paris: 2: 509.

Thomson (1836): 1: 601 (как Mysorin).

Zincken (1842 г.) Berg.- und hüttenmännisches Zeitung, Фрайберг, Лейпциг (слился с Glückauf): 1 (как Kalk-malachit).

Ланг В. (1863 г.) О кристаллической форме и оптических свойствах малахита. Философский журнал и научный журнал: 25: 432-435.

Ланг, В. (1864 г.) О кристаллической форме малахита. Философский журнал и научный журнал: 28: 502-505.

Des Cloizeaux, A. (1874) Мануэль де минералогия. 2 тома и Атлас, Париж. том 2, 1 Fasc., 208pp.: 185.

Haege (1888 г.) Учредительная диссертация, Йена.

Гоннар (1906 г.) Мин. du Rhône et de la Loire, Paris: 82.

Galbraith (1914) Аризонское горное бюро, Бюллетень геологической серии 149.

Schrader, F.C., Stone, R.W., Сэнфорд, С. (1917) Полезные полезные ископаемые Соединенных Штатов. Бюллетень Геологической службы США 624.

Гольдшмидт, В. (1918) Atlas der Krystallformen. 9 томов, атлас и текст, т. 5: 187.

Perrier (1921) Reale accademia nazionale dei Lincei, Rome, Att.: 30[5]: 309.

Shannon (1926) Национальный музей США, Bulletin 131.

Hintze, Carl (1929) Handbuch дер Минералогия. Берлин и Лейпциг. 6 томов: 1 [3A]: 3368.

Guillot, M., Geneslay, G. (1936) Sur la formule chimique de la malachite.Comptes rendus de l’Académie des Sciences de Paris: 202: 136.

Binder, O. (1937) Sur les carbonates basiques verts de cuivre. Comptes rendus de l’Académie des Sciences de Paris: 204: 1200-1202.

Пабст, А. (1938) Минералы Калифорнии. Бюллетень Калифорнийского отдела горнодобывающей промышленности 113.

Northrop (1942) Бюллетень Университета Нью-Мексико, Серия геологии: 6, вып. 1.

Ramsdell, LS, Wolfe, CW (1950) Элементарная ячейка малахита. Американский минералог: 35: 119-120.

Палаш, К., Берман, Х., Фрондель, К. (1951) Система минералогии Джеймса Дуайта Дана и Эдварда Солсбери Дана, Йельский университет, 1837–1892 гг., Том II: Галогениды, нитраты, бораты, карбонаты, сульфаты , Фосфаты, арсенаты, вольфраматы, молибдаты и т. д. John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк, 7-е издание, исправленное и дополненное: 252-255.

Susse, P. (1967) Проверка кристаллической структуры малахита, Cu2(OH)2CO3. Acta Crystallographica: 22: 200-204.

Симпсон, Д.Р., Фишер Р., Либш К. (1964) Термостойкость азурита и малахита. Американский минералог: 49 (7-8): 1111-1114.

Голдсмит, Дж. А., Росс, С. Д. (1968) Инфракрасные спектры азурита и малахита. Spectrochimica Acta Часть A: Молекулярная спектроскопия: 24(12): 2131-2137.

Zigan F., Joswig W., Schuster H.U., Mason S.A. (1977) Verfeinerung der Struktur von Malachit, Cu2(OH)2CO3, durch Neutronenbeugung. Zeitschrift für Kristallographie: 145: 412.

Symes, JL, Kester, D.Р. (1984) Исследования термодинамической стабильности основного минерала карбоната меди, малахита. Geochimica et Cosmochimica Acta: 48(11): 2219-2229.

Гейнс, Р.В., Скиннер, К.В.Х., Фурд, Э.Е., Мейсон, Б., Розенцвейг, А. (1997) Новая минералогия Даны: Система минералогии Джеймса Дуайта Даны и Эдварда Солсбери Дана: 488.

Фрост, Р.Л. , Мартенс В.Н., Ринтоул Л., Махмутагич Э., Клопрогге Дж.Т. (2002) Рамановское спектроскопическое исследование азурита и малахита при 298 и 77 К. Журнал рамановской спектроскопии: 33(4): 252-259.

Гиргсдис Ф., Беренс М. (2012) О структурных связях малахита. II. Политипы МДО брошантита. Acta Crystallographica B68: 571-577.

Энтони, Дж.В., Бидо, Р.А., Блад, К.В. и Николс, М.С., ред. Справочник по минералогии, Минералогическое общество Америки, Шантильи, Вирджиния 20151-1110, США. http://www.handbookofmineralogy.org/ (2016)

10 вещей, которые вам нужно знать о драгоценном камне малахите – PlayHardLookDope

 

Малахит — красивый, роскошный и могущественный драгоценный камень.Мы исследуем, какие естественные химические свойства делают его таким, насколько он редок и какую ценность имеет. Мы углубимся во многие лечебные преимущества и преимущества для образа жизни, связанные с интеграцией драгоценных камней малахита в ваш дом. Кроме того, мы объясним, где можно найти драгоценные камни высочайшего качества, как узнать, настоящие они или нет, и как лучше их носить.

Из чего сделан драгоценный камень малахит с точки зрения его естественных химических свойств?

Если вы когда-либо видели драгоценный камень малахит, то знаете о его природной красоте, но как насчет его естественных химических свойств?

Во-первых, это минерал гидроксида карбоната меди, который исторически использовался для производства металлической меди.Малахит имеет химический состав Cu2(CO3)(OH)2. Малахит — это минерал, который естественным образом образуется над месторождениями меди глубоко в земле. Именно по этой причине вы найдете его в пещерах или полостях глубоко внутри пещер. В большинстве случаев малахит находится внутри известняка вместе с другими минералами, такими как азурит, кальцит и оксиды железа. Это один из немногих зеленых минералов, которые выделяют шипение при контакте с холодной разбавленной соляной кислотой, хотя это не то, что вы должны проверять дома.

Малахит известен своим ярким зеленым цветом, варьирующимся от пастельно-зеленого до ярко-зеленого и заканчивая темно-зеленым спектром. Настоящие драгоценные камни находятся на поверхности подземных пещер в виде скопления малахитовых сталактитов, и они вырезаны из этих пещер на две части или плиты. Весь малахит, который вы найдете, довольно мягкий с твердостью по Моосу от 3,5 до 4,0, и из-за этого большинство коллекционеров драгоценных камней обрабатывают драгоценные камни малахита слоем смолы или воска, чтобы добавить дополнительную твердость и защиту.


В редких случаях его можно найти в форме кристалла ярко-зеленого цвета, но большинство форм представляют собой малахитовые скопления сталактитов, которые имеют более богатый зеленый блеск. Малахит — это медный минерал, и его цвет настолько яркий, что его очень легко отличить от других драгоценных камней.

Откуда

берется самый качественный и подлинный драгоценный камень Малахит?

На сегодняшний день наиболее распространенным источником малахита является Африка.Запасы, которые исторически были доступны в Уральских горах, в основном исчезли, как и запасы, которые эксплуатировались по всему Израилю и Египту. Сегодня большая часть малахитового рынка производится в Демократической Республике Конго, меньшие количества находятся во Франции, Австралии и штате Аризона.

Малахит – редкий драгоценный камень?

Малахит считается редким драгоценным камнем, поскольку первоначальные залежи камней были истощены, и осталось очень мало источников.Использование малахита в качестве драгоценных камней и скульптурных материалов остается таким же популярным сегодня, как и на протяжении всей истории. Камень довольно часто нарезают на бусины или кабошоны для украшений. Тот факт, что малахит имеет такой насыщенный цвет, который не тускнеет со временем или под воздействием света, делает его особенно редким.

Какую ценность малахит имеет сегодня?

Малахит имеет специальные кольца, именуемые павлиньим глазом. Ценность того или иного куска малахита зависит от многих факторов, в том числе от того, сколько у него колец и насколько они заметны.Чем больше кусок драгоценного камня, тем выше его стоимость, потому что больше колец будет видно.

По касательной, хотя цвет легко узнаваем, он по-прежнему имеет диапазон от светло-зеленого до темно-зеленого, и фактический оттенок ваших камней будет влиять на его стоимость.

Если ваш драгоценный камень малахит был огранен или отполирован, он может иметь очень шелковистый блеск, но в своей грубой и естественной форме он имеет ограниченную чистоту. Некоторые коллекционеры драгоценных камней могут рекомендовать малахит, обработанный воском или смолой для увеличения его твердости.Легко найти необработанные или обработанные куски в зависимости от того, что вы предпочитаете. Важно понимать, что малахит довольно мягкий и имеет естественную форму, поэтому обработка изделия смолой или воском может повысить его ценность, потому что оно будет менее подвержено царапинам или повреждениям.

Стоимость малахита также связана с огранкой и формой имеющегося у вас драгоценного камня. Малахит можно превратить в маленькие бусины для серег, браслетов или ожерелий, иногда граненые, а иногда и нет.Его также можно разрезать на кусочки для колец или подвесок, заколок для галстука, брошей. Ценность его огранки опять-таки напрямую связана с показом полосок или павлиньего глаза.

Как узнать, что ваш малахит настоящий?

Малахит легко узнать по характерным концентрическим кольцам. В некоторых ситуациях у вас может быть такой маленький кусочек малахита, что вы не можете увидеть полосы на камне, и в этом случае вам может потребоваться его идентификация профессиональными коллекционерами драгоценных камней.

Внимательно следите за зелеными цветами малахита и концентрическими кольцами, чтобы легко понять, настоящий ли ваш малахит. Малахит связан с сине-зеленым драгоценным камнем под названием лазурный малахит, который, как следует из названия, имеет смесь синего и зеленого цветов. Это также связано с эйлатским камнем, представляющим собой смесь малахита из Израиля, которая имеет зеленый и бирюзовый цвета. Поэтому, если вы видите смесь цветов помимо традиционного зеленого, это может быть одно из этих отношений.

Кому носить малахит? Есть много причин, почему вы должны носить Малахит. Если вы просто хотите пополнить свою коллекцию красивым драгоценным камнем или ищете, что подарить на годовщину, малахит станет прекрасным решением. Учитывая популярность целебных драгоценных камней малахита, люди, которые хотят повысить уровень положительных эмоций в своей жизни и избавиться от негатива, могут добавить украшения из малахита. Их также можно носить, чтобы облегчить физические недуги.

Если вы просто хотите повысить уровень потенциального успеха в бизнесе, драгоценные камни малахита можно добавить в украшения для дома или офиса.
Малахит — прекрасный роскошный драгоценный камень, который хорошо сочетается с медью, золотом или серебром. Зеленые цвета малахита настолько богаты, что их можно интегрировать в современные украшения, племенные украшения и даже винтажные украшения. Если вы хотите что-то утонченное или эффектное, тот факт, что драгоценные камни малахита обычно не огранены, означает, что их можно просверлить, чтобы они соответствовали мужским и женским украшениям с одинаковой изобретательностью.

Если вы хотите приобрести украшения из малахита, некоторые камни могут быть больше или меньше алмазов в зависимости от их веса, поэтому вместо того, чтобы покупать драгоценные камни по весу в каратах, вам гораздо лучше покупать их по размеру.

Совет: Если вы инвестируете в украшения из малахита, важно знать, что драгоценные камни малахита мягче, чем большинство драгоценных камней, а это означает, что их легче поцарапать, особенно если вы носите их как часть пряжки ремня, браслета, или кольцо.Это не значит, что вы не можете, конечно, их можно носить регулярно, но вероятность того, что они поцарапаются, меньше, если вы вставите их в серьги, подвески или другие броши.

Более важным является чувствительность драгоценного камня к горячей воде, кислоте и аммиаку. Во время чистки избегайте носить украшения с малахитом, а когда вы чистите сами украшения, используйте мыльную воду и мягкую ткань, хорошо промойте их и дайте им высохнуть естественным путем. Даже попытка стереть пыль с него крепким захватом может привести к царапинам на внешней полировке.

Чтобы обеспечить долгий срок службы любых изделий из малахита, храните их в мягкой ткани или тканевой шкатулке для драгоценностей и снимайте все украшения, которые у вас есть, прежде чем приступить к напряженной деятельности.

Почему малахит дорогой?

Малахит может быть дорогим по многим причинам. Тот факт, что он поступает не со всего мира, а из определенных регионов мира, делает предложение довольно ограниченным, увеличивая стоимость. Чистота большинства скоплений малахита, не содержащих азурита, значительно увеличивает стоимость.Что еще более важно, большая часть малахита находится в виде скоплений малахита глубоко в пещерах, поэтому его необходимо удалить из пещеры, а затем обработать, но размер и форма сталактита определяют, какие драгоценные камни можно вырезать из него. Найти природные запасы более крупных скоплений гораздо сложнее, чем найти более крупные драгоценные камни, что делает более крупные драгоценные камни более дорогими.

Каковы целебные свойства малахита?

Лечебные драгоценные камни довольно распространены, и малахит — один из них.Малахит использовался в амулетах со времен древних египтян, древних греков и римлян. Считалось, что амулеты из малахита защищают от сглаза. Много лет спустя, в Средние века, малахит носили дети, чтобы защитить их от черной магии и колдовства. Считалось, что малахит обладает предупредительными способностями, и если поблизости будет опасность, драгоценный камень разобьется на куски.

Сегодня есть аналогичные целебные свойства, связанные с драгоценными камнями малахита.Хотя не считается, что камень разобьется на куски, а в случае надвигающейся опасности все же считается, что он обладает защитными свойствами. Многие утверждают, что малахит успокаивает и может помочь избавиться от негативных эмоций и вызвать положительные.

Будучи традиционным драгоценным камнем для 13-й годовщины свадьбы, он также связан с физическими преимуществами, такими как уменьшение опухших суставов, облегчение менструации, обеспечение спокойного сна, улучшение кровообращения и иммунной системы, а также детоксикация печени.

Когда впервые был обнаружен малахит?

Малахит был впервые обнаружен более 4000 лет назад, когда его добывали и использовали в Израиле и Египте для производства драгоценных камней, пигментов и скульптур. Малахит был обнаружен в археологических находках древних египтян, древних греков и древних римлян, которые использовали его для изготовления амулетов и украшений и даже измельчали ​​его, чтобы сделать ярко-зеленые тени для век. Некоторые из зеленых красок, найденных на этих древних стоянках, содержат малахитовые пигменты.

Малахитовый пигмент можно увидеть в древнеегипетских гробницах и на картинах, и он активно использовался на протяжении 15, 16 и 17 веков. Помимо использования в качестве амулетов, исторически были случаи, когда малахит использовался для создания небольших скульптур, опять же легко узнаваемых по яркому зеленому цвету.

Но малахит не ограничивался этими областями, большие 20-тонные блоки были найдены в России и использовались для украшения царских дворцов. Крупные залежи, обнаруженные в Уральских горах, очень агрессивно добывались не только для производства ювелирных изделий для царей, но и для скульптур и драгоценных камней примерно до начала 1800 года, когда эти запасы закончились.

Самый известный драгоценный камень Малахит на самом деле не драгоценный камень, а часть украшений в Санкт-Петербурге в Зимнем дворце. В Зимнем дворце императрица Александра Федоровна в 1830-х годах украсила комнату, именуемую Малахитовой. Внутри этой комнаты посетители поражены роскошными малахитовыми вазами, полными каминными панелями, сделанными из малахита, и декоративными малахитовыми колоннами.

Каковы преимущества Малахита в вашем доме? Есть много преимуществ, которые, как полагают, связаны с наличием в вашем доме целебных драгоценных камней, таких как малахит.Драгоценные камни из малахита не обязательно должны принимать форму украшений, чтобы их можно было интегрировать в ваш дом. Говорят, что просто наличие драгоценных камней способствует успеху в бизнесе, поэтому любой тип выставочных или офисных принадлежностей, которые можно интегрировать в дом или офис, может принести эти преимущества.

Кроме того, считается, что малахит уравновешивает вашу сердечную чакру и помогает вам справляться с вашими эмоциями в традиционных индуистских верованиях. Таким образом, наличие малахита в вашем доме может помочь сохранить эмоциональный баланс для всех членов семьи.

Есть много преимуществ, связанных с малахитом, таких как обеспечение защиты, смягчение негатива и физическая помощь в улучшении общего самочувствия, например, вашей иммунной системы, вашей дыхательной системы, вашей печени и вашего уровня энергии. С малахитом, выставленным на всеобщее обозрение в вашем доме, или драгоценными камнями из малахита, надежно спрятанными, вы сможете воспользоваться некоторыми из этих дополнительных преимуществ.

Центральная наука, Глава 23, Раздел 1

Химия: Центральная наука, Глава 23, Раздел 1

Часть нашей окружающей среды, которая составляет твердую землю под нашими ногами, называется литосферой . Литосфера обеспечивает большую часть материалов, которые мы используем, чтобы кормить, одевать, укрывать, поддерживать и развлекать себя. Хотя большая часть Земли твердая, у нас есть доступ только к небольшой области вблизи поверхности. Самая глубокая из когда-либо пробуренных скважин имеет глубину всего около 8 км, а самая глубокая шахта уходит на глубину от 3 до 4 км вглубь Земли. Для сравнения, Земля имеет радиус 6370 км.

Многие из наиболее полезных для нас металлов не особенно распространены в той части литосферы, к которой у нас есть свободный доступ.Следовательно, появление и распространение 90 266 концентрированных месторождений этих элементов часто играет роль в международной политике, поскольку страны конкурируют за доступ к этим материалам. Месторождения, содержащие металлы в экономически пригодных количествах, известны как руды. Обычно соединения или элементы, которые нам нужны, должны быть отделены от большого количества нежелательного материала, а затем химически обработаны, чтобы сделать их полезными. Ежегодно из литосферы извлекается и перерабатывается около 2,3·10 4 кг (25 тонн) материалов для обеспечения каждого жителя нашей страны.Поскольку богатейшие источники многих веществ истощаются, в будущем может возникнуть необходимость в переработке больших объемов низкокачественного сырья. Следовательно, извлечение необходимых нам соединений и элементов может стоить дороже как с точки зрения энергии, так и с точки зрения воздействия на окружающую среду.

Рисунок 23.1 Металлические элементы, используемые в конструкции реактивного двигателя.

Минералы

За исключением золота и металлов платиновой группы (Ru, Rh, Pd, Os, Ir и Pt), большинство металлических элементов встречается в природе в виде твердых неорганических соединений, называемых минералами . В таблице 23.1 перечислены основные минеральные источники нескольких распространенных металлов, три из которых показаны на рис. 23.2. Обратите внимание, что минералы идентифицируются по общим названиям, а не по химическим названиям. Названия минералов обычно основаны на местах, где они были обнаружены, человеке, который их обнаружил, или некоторых характеристиках, таких как цвет. Например, название малахит происходит от греческого слова malache, название вида дерева, листья которого имеют цвет минерала.

С коммерческой точки зрения наиболее важными источниками металлов являются оксидные, сульфидные и карбонатные минералы. Силикатные минералы (раздел 22.10) очень распространены, но их, как правило, трудно концентрировать и восстанавливать. Следовательно, большинство силикатов не являются экономичными источниками металлов.

Металлургия

Металлургия — это наука и технология извлечения металлов из их природных источников и подготовки их к практическому использованию.Обычно он включает в себя несколько этапов: (1) добычу, (2) обогащение руды или иную подготовку ее для дальнейшей обработки, (3) восстановление руды для получения свободного металла, (4) рафинирование или очистку металла и (5) смешивание металла с другими элементами для изменения его свойств. В ходе этого последнего процесса получается сплав , — металлический материал, состоящий из двух или более элементов; см. Раздел 23.6.

После добычи руда обычно дробится и измельчается, а затем обрабатывается для получения желаемого металла.Стадия концентрации зависит от различий в свойствах минерала и нежелательного материала, который его сопровождает, который называется пустой породой (произносится как «банда»). Например, необработанная железная руда обогащается и превращается в железорудные окатыши (рис. 23.3).

После концентрирования руды используются различные химические процессы для получения металла подходящей чистоты. В следующих трех разделах мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных металлургических процессов. Вы увидите, что эти методы зависят от многих основных понятий, которые обсуждались ранее в тексте.

Малахит: Первая руда | Журнал Rock & Gem

iRocks фото

Стив Войник

Неизвестно, было ли самородное золото или самородная медь первым добытым металлом, но медь явно была металлом утилитарного назначения, который вывел человечество из каменного века. Самородная медь была менее податливой, но более твердой, чем золото, и простая ковка или литье могли придавать ей различные формы для использования в качестве инструментов и оружия. Но сама по себе самородная медь была слишком редкой, чтобы иметь серьезное влияние на общество.

Хотя медь является относительно распространенным металлом, большая ее часть заключена в таких минералах, как халькопирит, куприт и халькоцит, которые в настоящее время являются первичными рудами меди. Термин «руда» относится к любому минералу, содержащему ценный компонент, для которого он добывается и обрабатывается. Ценным компонентом медных руд, безусловно, является медь, которую извлекают в металлическом виде в процессе восстановительной плавки.

Плавка — это не просто «выплавка» металла из руды, а сложная двухстадийная термохимическая реакция.На первом этапе соединения меди термическим разложением превращаются в оксид меди. На втором этапе высокотемпературная реакция восстановления в присутствии восстановителя, такого как углерод, химически восстанавливает оксид меди до металлической меди.

Одним из величайших ранних достижений человечества было открытие того, что медь можно получить из определенных минералов, не обладающих очевидными металлическими свойствами, и разработка основного процесса плавки для достижения этой цели.

Первым минералом, добытым специально для плавки, был малахит, или основной карбонат меди, окисленный минерал характерного ярко-зеленого цвета, который часто встречается вместе с самородной медью.Однако неясно, как именно ранние металлурги узнали, что медь можно извлекать из малахита.

Первоначально антропологи предположили, что малахитсодержащие породы в каминах превращались в медь под действием тепла огня, но непродуваемый огонь недостаточно горяч, чтобы плавить медные руды. Другая версия была связана с ранним использованием малахита в качестве зеленого пигмента и предполагала, что при нагревании порошкообразного малахита могла образовываться металлическая медь. Но ни один известный древний процесс изготовления пигмента не мог бы генерировать требуемый уровень тепла.

Предпосылкой для выплавки медных руд, таким образом, была разработка тягловых угольных печей, в которых температура превышала 1300°F. Они появились к 6000 г. до н.э. и впервые использовались для обжига керамики. Поскольку порошкообразный малахит был распространенным пигментом в ранней керамической глазури, возможно, что при обжиге глазурованной малахитом керамики могла быть получена металлическая медь.

Антропологи теперь считают, что более вероятным сценарием было то, что нечистые массы самородной меди были расплавлены в угольных печах перед отливкой.Эта самородная медь, вероятно, связанная со значительным количеством малахита, должна была быть нагрета в прямом контакте с горящим древесным углем. Древние металлурги, возможно, заметили, что полученный расплав меди превышает исходное количество самородной меди. Тогда они могли бы логически заключить, что дополнительный металл мог быть получен только из малахита, а сам малахит мог быть добыт и превращен в медь.

Добыча и плавка малахита, а также связанного с ним азурита и других ярко окрашенных окисленных медных минералов сделали металлическую медь относительно обильной и привели к возникновению Медного века.

К 5000 г. до н.э. в Юго-Восточной Европе, на Ближнем и Дальнем Востоке независимо друг от друга были разработаны различные методы плавки малахитовой руды. Немногие технологические достижения имели большее значение. Осознание того, что металлическая медь может быть получена из относительно распространенных и легко идентифицируемых зелено-голубых «камней», стало квантовым скачком в понимании человечеством мира природы.

Основные принципы выплавки меди позже были применены к другим рудам, в том числе железным.Выплавка железа из таких обильных рудных минералов, как гематит и магнетит, положила начало железному веку, еще одному важному шагу в технологическом прогрессе, который начался около 7000 лет назад, когда первые металлурги начали нагревать малахит вместе с древесным углем в печах с тягой.

Извлечение железа и меди – Реакции металлов – AQA – GCSE Chemistry (Single Science) Revision – AQA

Руды

Нереакционноспособные металлы, такие как золото, находятся в земной коре в виде несвязанных элементов.Однако большинство металлов встречаются в сочетании с другими элементами с образованием соединений.

Большинство металлов добывается из руды, найденной в земной коре. Руда — это горная порода, содержащая достаточное количество металла или соединения металла, чтобы добыча металла была целесообразной.

Методы экстракции

Используемый метод экстракции зависит от положения металла в ряду реакционной способности. В принципе любой металл можно извлечь из его соединений с помощью электролиза. Однако для этого требуется большое количество электроэнергии, поэтому электролиз дорог.

Если металл менее реакционноспособен, чем углерод, его можно извлечь из его соединений путем нагревания с углеродом. Примером этого является медь. Медь в основном встречается в виде сульфидных руд, которые нагревают на воздухе, чтобы превратить их в оксид меди (II). Расплавленную медь можно получить из оксида меди путем нагревания с углеродом:

Оксид меди + углерод → медь + диоксид углерода

2CuO(s) + C(s) → 2Cu(l) + CO 2 (g)

Оксид меди восстанавливается по мере окисления углерода, так что это пример окислительно-восстановительной реакции.

В таблице приведены методы экстракции, используемые для различных металлов.

Хотя нереакционноспособный металл встречается как сам металл, часто необходимы химические реакции для удаления других элементов, которые могут его загрязнить.

Извлечение железа

Оксид железа(III) восстанавливается до расплавленного железа при взаимодействии с углеродом. Одним из продуктов является монооксид углерода:

оксид железа(III) + углерод → железо + оксид углерода

Fe 2 O 3 (т) + 3C(т) → 2Fe(ж) + 3CO(г)

Этот метод экстракции работает, потому что углерод более реакционноспособен, чем железо, поэтому он может вытеснять железо из соединений железа.Извлечение металла путем нагревания с углеродом дешевле, чем с помощью электролиза.

Вопрос

При взаимодействии оксида железа(III) с углеродом укажите, какое вещество восстанавливается, а какое окисляется.

Укажите ответ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *