Cu элемент – что за химический элемент Cu, 4 буквы, сканворд

alexxlab | 09.11.2017 | 1 | Вопросы и ответы

Содержание

Таблица Менделеева, химические элементы

Таблица Менделеева — общепринятое графическое выражение Периодического закона, открытого Д.И. Менделеевым в 1869 г. Первоначальный вариант таблицы был разработан Менделеевым в 1869—1871 годах. За время существования было предложено более сотни вариантов её изображения, однако наиболее общепринятый вариант представляет собой двумерную таблицу в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.

Мы постарались описать основные химические элементы Таблицы Менделеева, для подробной информации о них переходите по соответствующей ссылке в таблице. Обращаем ваше внимание, что целью нашего сайта Занимательная химия не является описание химических элементов с научной точки зрения, мы больше сконцентрировались на интересных фактах, которые будут интересны даже детям, не углубляясь в непонятные термины и цифры. Однако, для каждого элемента приводится краткое описание химических свойств в простой и доступной форме.

ГРУППЫ ЭЛЕМЕНТОВ
IIIIIIIVVVIVIIVIII
1
  H
водород
2
  He
гелий
3
  Li
литий
4
  Be
бериллий
5
  B
бор
6
  С
углерод
7
  N
азот
8
  O
кислород
9
  F
фтор
10
Ne
неон
11
  Na
натрий
12
  Mg
магний
13
  Al
алюминий
14
  Si
кремний
15
  P
фосфор
16
  S
сера
17
  Cl
хлор
18
Ar
аргон
19
  K
калий
20
  Ca
кальций
21
  Sc
скандий
22
  Ti
титан
23
  V
ванадий
24
  Cr
хром
25
  Mn
марганец
26
  Fe
железо
27
  Co
кобальт
28
  Ni
никель
29
  Cu
медь
30
  Zn
цинк
31
  Ga
галлий
32
  Ge
германий
33
  As
мышьяк
34
  
Se

селен
35
  Br
бром
36
  Kr
криптон
37
  Rb
рубидий
38
  Sr
стронций
39
  Y
иттрий
40
  Zr
цирконий
41
  Nb
ниобий
42
  Mo
молибден
43
  Tc
технеций
44
  Ru
рутений
45
  Rh
родий
46
  Pd
палладий
47
  Ag
серебро
48
  Cd
кадмий
49
  In
индий
50
  Sn
олово
51
  Sb
сурьма
52
  Te
теллур
53
  I
иод
54
Xe
ксенон
55
  Cs
цезий
56
  Ba
барий
57
  La
лантан ×
72
  Hf
гафний
73
  Ta
тантал
74
  W
вольфрам
75
  Re
рений
76
  Os
осмий
77
  Ir
иридий
78
  Pt
платина
79
  Au
золото
80
  Hg
ртуть
81
  Tl
таллий
82
  Pb
свинец
83
  Bi
висмут
84
  Po
полоний
85
  At
астат
86
Rn
радон
87
  Fr
франций
88
  Ra
радий
89
  Ac
актиний ××
104
  Rf
резерфордий
105
  Db
дубний
106
  Sg
сиборгий
107
  Bh
борий
108
  Hs
хассий
109
  Mt
мейтнерий
110
  Ds
дармштадтий
111
  Rg
рентгений
112
  Сn
коперниций
113
 Nh
нихоний
114
Fl
флеровий
115
Mc
московий
116
Lv
ливерморий
117
 Tn
теннесин
118
Og
оганессон
57
  La
лантан
58
  Ce
церий
59
  Pr
празеодим
60
  Nd
неодим
61
  Pm
прометий
62
  Sm
самарий
63
  Eu
европий
64
  Gd
гадолиний
65
  Tb
тербий
66
  Dy
диспрозий
67
  Ho

гольмий
68
  Er
эрбий
69
  Tm
тулий
70
  Yb
иттербий
71
  Lu
лютеций
89
  Ac
актиний
90
  Th
торий
91
  Pa
протактиний
92
  U
уран
93
  Np
нептуний
94
  Pu
плутоний
95
  Am
америций
96
  Cm
кюрий
97
  Bk
берклий
98
  Cf

калифорний
99
  Es
эйнштейний
100
  Fm
фермий
101
  Md
менделевий
102
  No
нобелий
103
  Lr
лоуренсий

Таблица Менделеева и её значение

Открытие Периодического закона стало важнейшей вехой в развитии атомно-молекулярного учения. Благодаря ей сложилось современное понятие о химическом элементе, были уточнены представления о простых веществах и соединениях. Появление периодической системы и открытие периодического закона открыло новую, подлинно научную эру в истории химии и ряде смежных наук — взамен разрозненных сведений об элементах и соединениях была создана стройная таблица Менделеева, на основе которой стало возможным обобщать, делать выводы и предвидеть открытие новых химических элементов.

Список химических элементов Таблицы Менделеева

Список химических элементов упорядочен в порядке возрастания атомных номеров, приводятся обозначения элемента в Таблице Менделеева, латинское и русское названия.

ZСимволNameНазвание
1HHydrogenВодород
2HeHeliumГелий
3LiLithiumЛитий
4BeBerylliumБериллий
5BBoronБор
6CCarbonУглерод
7NNitrogenАзот
8OOxygenКислород
9FFluorineФтор
10NeNeonНеон
11NaSodiumНатрий
12MgMagnesiumМагний
13AlAluminiumАлюминий
14SiSiliconКремний
15PPhosphorusФосфор
16SSulfurСера
17ClChlorineХлор
18ArArgonАргон
19KPotassiumКалий
20CaCalciumКальций
21ScScandiumСкандий
22TiTitaniumТитан
23VVanadiumВанадий
24CrChromiumХром
25MnManganeseМарганец
26FeIronЖелезо
27CoCobaltКобальт
28NiNickelНикель
29CuCopperМедь
30ZnZincЦинк
31GaGalliumГаллий
32GeGermaniumГерманий
33AsArsenicМышьяк
34SeSeleniumСелен
35BrBromineБром
36KrKryptonКриптон
37RbRubidiumРубидий
38SrStrontiumСтронций
39YYttriumИттрий
40ZrZirconiumЦирконий
41NbNiobiumНиобий
42MoMolybdenumМолибден
43TcTechnetiumТехнеций
44RuRutheniumРутений
45RhRhodiumРодий
46PdPalladiumПалладий
47AgSilverСеребро
48CdCadmiumКадмий
49InIndiumИндий
50SnTinОлово
51SbAntimonyСурьма
52TeTelluriumТеллур
53IIodineИод
54XeXenonКсенон
55CsCaesiumЦезий
56BaBariumБарий
57LaLanthanumЛантан
58CeCeriumЦерий
59PrPraseodymiumПразеодим
60NdNeodymiumНеодим
61PmPromethiumПрометий
62SmSamariumСамарий
63EuEuropiumЕвропий
64GdGadoliniumГадолиний
65TbTerbiumТербий
66DyDysprosiumДиспрозий
67HoHolmiumГольмий
68ErErbiumЭрбий
69TmThuliumТулий
70YbYtterbiumИттербий
71LuLutetiumЛютеций
72HfHafniumГафний
73TaTantalumТантал
74WTungstenВольфрам
75ReRheniumРений
76OsOsmiumОсмий
77IrIridiumИридий
78PtPlatinumПлатина
79AuGoldЗолото
80HgMercuryРтуть
81TlThalliumТаллий
82PbLeadСвинец
83BiBismuthВисмут
84PoPoloniumПолоний
85AtAstatineАстат
86RnRadonРадон
87FrFranciumФранций
88RaRadiumРадий
89AcActiniumАктиний
90ThThoriumТорий
91PaProtactiniumПротактиний
92UUraniumУран
93NpNeptuniumНептуний
94PuPlutoniumПлутоний
95AmAmericiumАмериций
96CmCuriumКюрий
97BkBerkeliumБерклий
98CfCaliforniumКалифорний
99EsEinsteiniumЭйнштейний
100FmFermiumФермий
101MdMendeleviumМенделевий
102NoNobeliumНобелий
103LrLawrenciumЛоуренсий
104RfRutherfordiumРезерфордий
105DbDubniumДубний
106SgSeaborgiumСиборгий
107BhBohriumБорий
108HsHassiumХассий
109MtMeitneriumМейтнерий
110DsDarmstadtiumДармштадтий
111RgRoentgeniumРентгений
112CnCoperniciumКоперниций
113NhNihoniumНихоний
114FlFleroviumФлеровий
115McMoscovium Московий
116LvLivermoriumЛиверморий
117TsTennessineТеннесин
118OgOganessonОганессон

Таблица Менделеева в хорошем качестве

Предлагаем вам скачать несколько вариантов таблицы Менделеева в хорошем качестве, которые можно распечатать на принтере большого формата, как в черно-белом так и в цветном вариантах.

www.alto-lab.ru

Медь (Cu, Cuprum) – влияние на организм, польза и вред, описание

История меди

Медь называют одним из первых металлов, которые человек освоил в древности и пользуется им до сегодняшнего дня. Добыча меди была доступной, потому что руду необходимо было плавить при сравнительно невысокой температуре. Первой рудой, из которой стали добывать медь, была малахитовая руда (calorizator). Каменный век в истории человечества сменился именно медным, когда предметы быта, орудия труда и оружие из меди получили самое широкое распространение.

Общая характеристика меди

Медь является элементом XI группы IV периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 29 и атомную массу 63,546. Принятое обозначение – Cu (от латинского Cuprum).

Нахождение в природе

Медь достаточно широко представлена в земной коре, в осадочных породах, в водах морских и пресных водоёмах, в сланцах. Распространена как в виде соединений, так и в самостоятельном варианте.

Физические и химические свойства

Медь является пластичным, так называемым переходным металлом, имеет золотисто-розовый цвет. При контакте с воздухом на поверхности меди образуется оксидная плёнка, придающая металлу желтовато-красный оттенок. Известны основные сплавы меди – с цинком (латунь), с оловом (бронза), с никелем (мельхиор).

Суточная потребность в меди

Потребность в меди у взрослого человека составляет 2 мг в день (около 0,035 мг/ 1 кг веса).

Продукты питания богатые медью

Медь – один из самых важных микроэлементов для организма, поэтому продукты питания, богатые медью, должны быть в рационе каждого. Это:

Признаки нехватки меди

Признаками недостаточного количества меди в организме служат: анемия и ухудшение дыхания, потеря аппетита, расстройства желудка, нервозность, депрессивные состояния, быстрая утомляемость, нарушения пигментации кожи и волос, ломкость и выпадение волос, сыпи на кожных покровах, частые инфекции. Возможны внутренние кровотечения.

Признаки избытка меди

Переизбыток меди характеризуется бессонницей, нарушениями мозговой активности, эпилепсией, проблемами с менструальным циклом.

Взаимодействия с другими

Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента.

Применение меди в жизни

Медь имеет огромное значение в народном хозяйстве, её основное применение – электротехника, но металл широко используется для чеканки монет, часто – в произведениях искусства. Медь также используется в медицине, архитектуре и строительстве.

Полезные свойства меди и его влияние на организм

Требуется для превращения железа организма в гемоглобин. Делает возможным использование аминокислоты тирозин, позволяя ей проявлять свое действие как фактору пигментации волос и кожи. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина. Медь также участвует в процессах роста и размножения. Принимает участие в образовании коллагена и эластина и синтезе эндорфинов – гормонов «счастья».

Автор: Виктория Н. (специально для Calorizator.ru)
Копирование данной статьи целиком или частично запрещено.

www.calorizator.ru

Медь — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Природная медь состоит из двух стабильных нуклидов63Cu (69, 09% по массе) и 65Cu (30, 91%). Конфигурация двух внешних электронных слоев нейтрального атома меди 3s2p6d104s1. Образует соединения в степенях окисления +2 (валентность II) и +1 (валентность I), очень редко проявляет степени окисления +3 и +4.В периодической системе Менделеева медь расположена в четвертом периоде и входит в группу IВ, к которой относятся такие благородные металлы, как серебро и золото.

Радиус нейтрального атома меди 0, 128 нм, радиус иона Cu+ от 0, 060 нм (координационное число 2) до 0, 091 нм (координационное число 6), иона Cu2+ — от 0, 071 нм (координационное число 2) до 0, 087 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации атома меди 7, 726, 20, 291, 36, 8, 58, 9 и 82, 7 эВ. Сродство к электрону 1, 8 эВ. Работа выхода электрона 4, 36 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность меди 1, 9; медь принадлежит к числу переходных металлов. Стандартный электродный потенциал Cu/Cu2+ 0, 339 В. В ряду стандартных потенциалов медь расположена правее водорода и ни из воды, ни из кислот водорода не вытесняет.

Простое вещество медь — красивый розовато-красный пластичный металл.

В земной коре содержание меди составляет около 5·10-3 % по массе. Очень редко медь встречается в самородном виде (самый крупный самородок в 420 тонн найден в Северной Америке). Из руд наиболее широко распространены сульфидные руды: халькопирит, или медный колчедан, CuFeS2 (30% меди), ковеллин CuS (64, 4% меди), халькозин, или медный блеск, Cu2S (79, 8% меди), борнит Cu5FeS4.(52-65% меди). Существует также много и оксидных руд меди, например: куприт Cu2O, (81, 8% меди), малахит CuCO3·Cu(OH)2 (57, 4% меди) и другие. Известно 170 медьсодержащих минералов, из которых 17 используются в промышленных масштабах.Различных руд меди много, а вот богатых месторождений на земном шаре мало, к тому же медные руды добывают уже многие сотни лет, так что некоторые месторождения полностью исчерпаны. Часто источником меди служат полиметаллические руды, в которых, кроме меди, присутствуют железо, цинк, свинец, и другие металлы. Как примеси медные руды обычно содержат рассеянные элементы (кадмий, селен, теллур, галий, германий и другие), а также серебро, а иногда и золото. Для промышленных разработок используют руды, в которых содержание меди составляет немногим более 1% по массе, а то и менее.

В морской воде содержится примерно 1·10-8 % меди.

Промышленное получение меди — сложный многоступенчатый процесс. Добытую руду дробят, а для отделения пустой породы используют, как правило, флотационный метод обогащения. Полученный концентрат (содержит 18-45% меди по массе) подвергают обжигу в печи с воздушным дутьем. В результате обжига образуется огарок — твердое вещество, содержащее, кроме меди, также и примеси других металлов. Огарок плавят в отражательных печах или электропечах. После этой плавки, кроме шлака, образуется так называемый штейн, в котором содержание меди составляет до 40-50%.

Далее штейн подвергают конвертированию — через расплавленный штейн продувают сжатый воздух, обогащенный кислородом. В штейн добавляют кварцевый флюс (песок SiO2). В процессе конвертирования содержащийся в штейне как нежелательная примесь сульфид железа FeS переходит в шлак и выделяется в виде сернистого газа SO2:

2FeS + 3O2 + 2SiO2 = 2FeSiO3 + 2SO2

Одновременно сульфид меди(I) Cu2S окисляется:

2Cu2S + 3О2 = 2Cu2О + 2SO2

Образовавшийся на этой стадии Cu2О далее реагирует с Cu2S:

2Cu2О + Cu2S = 6Cu + SО2

В результате возникает так называемая черновая медь, в которой содержание самой меди составляет уже 98, 5-99, 3% по массе. Далее черновую медь подвергают рафинированию. Рафинирование на первой стадии — огневое, оно заключается в том, что черновую медь расплавляют и через расплав пропускают кислород. Примеси более активных металлов, содержащихся в черновой меди, активно реагируют с кислородом и переходят в оксидные шлаки.

На заключительной стадии медь подвергают электрохимическому рафинированию в сернокислом растворе, при этом черновая медь служит анодом, а очищенная медь выделяется на катоде. При такой очистке примеси менее активных металлов, присутствовавшие в черновой меди, выпадают в осадок в виде шлама, а примеси более активных металлов остаются в электролите. Чистота рафинированной (катодной) меди достигает 99, 9% и более.

Кристаллическая решетка металлической меди кубическая гранецентрированная, параметр решетки а = 0, 36150 нм. Плотность 8, 92 г/см3, температура плавления 1083, 4 °C, температура кипения 2567 °C. Медь среди всех других металлов обладает одной из самых высоких теплопроводностей и одним из самых низких электрических сопротивлений (при 20 °C удельное сопротивление 1, 68·10-3 Ом·м).

В сухой атмосфере медь практически не изменяется. Во влажном воздухе на поверхности меди в присутствии углекислого газа образуется зеленоватая пленка состава Cu(OH)2·CuCO3. Так как в воздухе всегда имеются следы сернистого газа и сероводорода, то в составе поверхностной пленки на металлической меди обычно имеются и сернистые соединения меди. Такая пленка, возникающая с течением времени на изделиях из меди и ее сплавов, называется патиной. Патина предохраняет металл от дальнейшего разрушения. Для создания на художественных предметах «налета старины» на них наносят слой меди, который затем специально патинируется.

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

Красновато-коричневый оксид меди(I) Cu2O при растворении в бромо- и иодоводородной кислотах образует, соответственно, бромид меди(I) CuBr и иодид меди(I) CuI. При взаимодействии Cu2O с разбавленной серной кислотой возникают медь и сульфат меди:

Cu2O + H2SO4 = Cu + CuSO4 + H2O.

При нагревании на воздухе или в кислороде Cu2O окисляется до CuO, при нагревании в токе водорода — восстанавливается до свободного металла.

Черный оксид меди (II) CuO, как и Cu2O, c водой не реагирует. При взаимодействии CuO с кислотами образуются соли меди (II):

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

При сплавлении со щелочами CuO образуются купраты, например:

CuO + 2NaOH = Na2CuO2 + H2O

Нагревание Cu2O в инертной атмосфере приводит к реакции диспропорционирования:

Cu2O = CuO + Cu.

Такие восстановители, как водород, метан, аммиак, оксид углерода (II) и другие восстанавливают CuO до свободной меди, например:

CuO +СО = Cu + СО2.

Кроме оксидов меди Cu2O и CuO, получен также темно-красный оксид меди (III) Cu2O3, обладающий сильными окислительными свойствами.

Медь реагирует с галогенами, например, при нагревании хлор реагирует с медью с образованием темно-коричневого дихлорида CuCl2. Существуют также дифторид меди CuF2 и дибромид меди CuBr2, но дииодида меди нет. И CuCl2, и CuBr2 хорошо растворимы в воде, при этом ионы меди гидратируются и образуют голубые растворы.

При реакции CuCl2 с порошком металлической меди образуется бесцветный нерастворимый в воде хлорид меди (I) CuCl. Эта соль легко растворяется в концентрированной соляной кислоте, причем образуются комплексные анионы [CuCl2], [CuCl3]2- и [СuCl4]3-, например за счет процесса:

CuCl + НCl = H[CuCl2]

При сплавлении меди с серой образуетcя нерастворимый в воде сульфид Cu2S. Сульфид меди (II) CuS выпадает в осадок, например, при пропускании сероводорода через раствор соли меди (II):

H2S + CuSO4 = CuS + H2SO4

C водородом, азотом, графитом, кремнием медь не реагирует. При контакте с водородом медь становится хрупкой (так называемая «водородная болезнь» меди) из-за растворения водорода в этом металле.

В присутствии окислителей, прежде всего кислорода, медь может реагировать с соляной кислотой и разбавленной серной кислотой, но водород при этом не выделяется:

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

С азотной кислотой различных концентраций медь реагирует довольно активно, при этом образуется нитрат меди (II) и выделяются различные оксиды азота. Например, с 30%-й азотной кислотой реакция меди протекает так:

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

С концентрированной серной кислотой медь реагирует при сильном нагревании:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2+ 2H2O.

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

2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2

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

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

Гидроксид меди Cu(OH)2 характеризуется преобладанием основных свойств. Он реагирует с кислотами с образованием соли и воды, например:

Сu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O.

Но Сu(OH)2 реагирует и с концентрированными растворами щелочей, при этом образуются соответствующие купраты, например:

Сu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4]

Если в медноаммиачный раствор, полученный растворением Сu(OH)2 или основного сульфата меди в аммиаке, поместить целлюлозу, то наблюдается растворение целлюлозы и образуется раствор медноаммиачного комплекса целлюлозы. Из этого раствора можно изготовить медноаммиачные волокна, которые находят применение при производстве бельевого трикотажа и различных тканей.

Медь, как полагают, — первый металл, который человек научился обрабатывать и использовать для своих нужд. Найденные в верховьях реки Тигр изделия из меди датируются десятым тысячелетием до нашей эры. Позднее широкое применение сплавов меди определило материальную культуру бронзового века (конец 4 — начало 1 тысячелетия до нашей эры) и в дальнейшем сопровождало развитие цивилизации на всех этапах. Медь и ее использовались для изготовления посуды, утвари, украшений, различных художественных изделий. Особенно велика была роль бронзы .

С 20 века главное применение меди обусловлено ее высокой электропроводимостью. Более половины добываемой меди используется в электротехнике для изготовления различных проводов, кабелей, токопроводящих частей электротехнической аппаратуры. Из-за высокой теплопроводности медь — незаменимый материал различных теплообменников и холодильной аппаратуры. Широко применяется медь в гальванотехнике — для нанесения медных покрытий, для получения тонкостенных изделий сложной формы, для изготовления клише в полиграфии и др.

Большое значение имеют медные сплавы — латуни (основная добавка цинк, Zn), бронзы (сплавы с разными элементами, главным образом металлами — оловом, алюминием, берилием, свинцом, кадмием и другими, кроме цинка и никеля) и медно-никелевые сплавы, в том числе мельхиор и нейзильбер . В зависимости от марки (состава) сплавы используются в самых различных областях техники как конструкционные, антидикционные, стойкие к коррозии материалы, а также как материалы с заданной электро- и теплопроводностью Так называемые монетные сплавы (медь с алюминием и медь с никелем) применяют для чеканки монет — «меди» и «серебра»; но медь входит в состав и настоящих монетного серебра и монетного золота.Медь присутствует во всех организмах и принадлежит к числу микроэлементов, необходимых для их нормального развития (см. Биогенные элементы). В растениях и животных содержание меди варьируется от 10-15 до 10-3 %. Мышечная ткань человека содержит 1·10-3 % меди, костная ткань — (1-26) ·10-4%, в крови присутствует 1, 01 мг/л меди. Всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 72 мг меди. Основная роль меди в тканях растений и животных — участие в ферментативном катализе. Медь служит активатором ряда реакций и входит в состав медьсодержащих ферментов, прежде всего оксидаз, катализирующих реакции биологического окисления. Медьсодержащий белок пластоцианин участвует в процессе фотосинтеза. Другой медьсодержащий белок, гемоцианин, выполняет роль гемоглобина у некоторых беспозвоночных. Так как медь токсична, в животном организме она находится в связанном состоянии. Значительная ее часть входит в состав образующегося в печени белка церулоплазмина, циркулирующего с током крови и деставляющего медь к местам синтеза других медьсодержащих белков. Церулоплазмин обладает также каталитической активностью и участвует в реакциях окисления. Медь необходима для осуществления различных функций организма — дыхания, кроветворения (стимулирует усвоение железа и синтез гемоглобина), обмена углеводов и минеральных веществ. Недостаток меди вызывает болезни как растений, так и животных и человека. С пищей человек ежедневно получает 0, 5-6 мг меди.

Сульфат меди и другие соединения меди используют в сельском хозяйстве в качестве микроудобрений и для борьбы с различными вредителями растений. Однако при использовании соединений меди, при работах с ними нужно учитывать, что они ядовиты. Попадание солей меди в организм приводит к различным заболеваниям человека. ПДК для аэрозолей меди составляет 1 мг/м3, для питьевой воды содержание меди должно быть не выше 1, 0 мг/л.

  • Биологическая роль меди. М., 1970.
  • Смирнягин А. П. и др. Промышленные цветные металлы и сплавы. М., 1974.
  • Набойченко С. С., Смирнов В. И. Гидрометаллургия меди. М., 1974.
  • Подчайнова В. Н., Симонова Л. Н. Медь. М., 1990.
  • Онаев И. А., Жакибаев Б. К. Медь в истории цивилизации. Алма-Ата, 1983.
  • Подчайнова В. Н., Симонова Л. Н. Медь. М., 1990.

megabook.ru

Медь и её характеристики

Общая характеристика меди

Общее содержание меди в земной коре сравнительно невелико [0,01% (масс.)], однако она чаще чем другие металлы, встречается в самородном состоянии, причем самородки меди достигают значительной величины.

Важнейшими минералами, входящими в состав медных руд, являются: халькозин, или медный блеск Cu2S; халькопирит, или медный колчедан CuFeS2; малахит (CuOH)2CO3.

Чистая медь – тягучий вязкий металл светло-розового цвета (рис. 1), легко прокатываемый в тонкие листы. Она очень хорошо проводит теплоту и электрический ток, уступая в этом отношении только серебру. В сухом воздухе медь почти не изменяется, так как образующаяся на её поверхности тончайшая пленка оксидов (придающая меди боле темный цвет) служит хорошей защитой от дальнейшего окисления. Но в присутствии влаги и диоксида углерода поверхность меди покрывается зеленоватым налетом карбоната гидроксомеди (CuOH)2CO3.

Рис. 1. Медь. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса меди

Поскольку в свободном состоянии хром существует в виде одноатомных молекул Cu, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 63,546.

Изотопы меди

Известно, что в природе медь может находиться в виде двух стабильных изотопов 63Cu (69,1%) и 65Cu (30,9%). Их массовые числа равны 63 и 65 соответственно. Ядро атома изотопа меди 63Cu содержит двадцать девять протонов и тридцать четыре нейтрона, а изотоп 65Cu – столько же протонов и тридцать шесть нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы меди с массовыми числами от 52-х до 80-ти, а также семь изомерных состояний ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 67Cu с периодом полураспада равным 62 часа.

Ионы меди

Электронная формула, демонстрирующая распределение по орбиталям электронов меди выглядит следующим образом:

1s22s22p63s23p63d104s1.

В результате химического взаимодействия медь отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Cu0 -1e → Cu+;

Cu0 -2e → Cu2+.

Молекула и атом меди

В свободном состоянии медь существует в виде одноатомных молекул Cu. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу меди:

Энергия ионизации атома, эВ

7,72

Относительная электроотрицательность

1,90

Радиус атома, нм

0,128

Сплавы меди

Важнейшими сплавами меди с другими металлами являются латуни (сплавы меди с цинком), медноникелевые сплавы и бронзы.

Латуни содержат до 45% цинка. Различают простые и специальные латуни. В состав последних входят другие элементы, например железо, алюминий, олово, кремний.

Медноникелевые сплавы подразделяются на конструкционные и электротехнические. К конструкционным относятся мельхиоры и нейзильберы. Мельхиоры содержат 20-30% никеля и небольшие количества железа и марганца, а нейзильберы содержат 5-35% никеля и 13-45% цинка. К электротехническим медноникелевым сплавам относятся константан (40% никеля, 1,5% марганца), манганин (3% никеля и 12% марганца) и копель (43% никеля и 0,5% марганца).

Бронзы подразделяются по основному входящему в их состав компоненту (кроме меди) на оловянные, алюминиевые, кремнистые и т.д.

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Медь — химические свойства » HimEge.ru

Место меди в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева

Медь расположена в 11 группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. В четвертом периоде медь является предпоследним d-элементом, её валентные электроны 3d94s2, однако вследствие устойчивости d10-состояния энергетическим более выгодным оказывается переход одного d-электрона на 4s-подуровень, поэтому валентные электроны меди имеют следующую конфигурацию: 3d104s1. В соединениях для меди характерная степень окисления +2, возможно проявление степеней окисления +1 и +3.

Физические свойства меди

Медь – пластичный, розовато-красный металл с металлическим блеском. Обладает высокой тепло- и электропроводностью, по значению электропроводности уступает только серебру. Температура плавления 1083°С, температура кипения 2567°С, плотность 8,92 г/см3.

На воздухе медь покрывается плотной зелено-серой пленкой основного карбоната, которая защищает её от дальнейшего окисления.

Химические свойства меди

С кислородом в зависимости от температуры взаимодействия медь образует два оксида:
2Cu + O2 = 2CuO (черный цвет)

При температуре около 150 оС металл покрывается темно-красной пленкой оксида меди (I):
4Cu + O2 = 2Cu2O

При нагревании с фтором, хлором, бромом образуются галогениды меди (II):
Cu + Br2 = CuBr2;

с йодом – образуется йодид меди (I):
2Cu + I2 = 2CuI.

Cu + S = CuS
4Cu   + SO2= Cu2S + 2CuO
4Cu + 2NO2  = 4CuO   + N2

Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов медь расположена после водорода, поэтому она не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.

Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и оксида азота (II):

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей меди (II) и продуктов восстановления кислот:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O;

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

С концентрированной соляной кислотой медь реагирует с образованием трихлорокупрата (II) водорода:

Cu + 3HCl = H[CuCl3] + H2


himege.ru

Медь | Наука | FANDOM powered by Wikia

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C


Шаблон:Карточка химического элемента Шаблон:Элемент периодической системы Медь — элемент одиннадцатой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Обозначается символом Cu (лат. Cuprum). Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко используется человеком.

    Медь — один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Он входит в семёрку металлов, известных человеку с очень древних времён[1]. Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо. Одни из самых древних изделий из меди, а также шлак — свидетельство выплавки её из руд — найдены на территории Турции, при раскопках поселения Чатал-Гююк[2]. Медный век, когда значительное распространение получили медные предметы, следует во всемирной истории за каменным веком. Экспериментальные исследования С. А. Семёнова с сотрудниками показали, что, несмотря на мягкость меди, медные орудия труда по сравнению с каменными дают значительный выигрыш в скорости рубки, строгания, сверления и распилки древесины, а на обработку кости затрачивается примерно такое же время, как для каменных орудий[3].

    В древности медь применялась также в виде сплава с оловом — бронзы — для изготовления оружия и т. п., бронзовый век пришел на смену медному. Сплав меди с оловом (бронзу) получили впервые за 3000 лет до н. э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах. На смену бронзовому веку относительно орудий труда пришёл железный век.

    Первоначально медь добывали из малахитовой руды, а не из сульфидной, так как она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся угарный газ восстанавливал малахит до свободной меди:

    $ \mathsf{2CO + (CuOH)_2CO_3 \rightarrow 2Cu + 3CO_2 + H_2O} $

    На Кипре уже в III тысячелетии до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.

    На территории России и сопредельных стран медные рудники появились за два тысячелетия до н. э. Остатки их находят на Урале (наиболее известное месторождение — Каргалы), в Закавказье, на Украине, в Сибири, на Алтае.

    В XIII—XIV вв. освоили промышленную выплавку меди. В Москве в XV в. был основан Пушечный двор, где отливали из бронзы орудия разных калибров. Много меди шло на изготовление колоколов. Из бронзы были отлиты такие произведения литейного искусства, как Царь-пушка (1586 г.), Царь-колокол (1735 г.), Медный всадник (1782 г.), в Японии была отлита статуя Большого Будды (храм Тодай-дзи) (752 г.).

    С открытием электричества в XVIII—XIX вв. большие объёмы меди стали идти на производство проводов и других связанных с ним изделий. И хотя в XX в. провода часто стали делать из алюминия, медь не потеряла значения в электротехнике[4].

    Происхождение названия Править

    Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр.

    У Страбона медь именуется халкосом, от названия города Халкиды на Эвбее. От этого слова произошли многие древнегреческие названия медных и бронзовых предметов, кузнечного ремесла, кузнечных изделий и литья. Второе латинское название меди Aes (санскр. ayas, готское aiz, герм. erz, англ. ore) означает руда или рудник.

    Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Славянское *mědь «медь» не имеет чёткой этимологии, возможно, исконное слово[5][6]. В. И. Абаев предполагал происхождение слова от названия страны Мидия: *Мѣдь из ир. Мādа- через посредство греч. Μηδία[7]. Согласно этимологии М. Фасмера, слово «медь» родственно др-герм. smid «кузнец», smîdа «металл»[7].

    Алхимики[кто?] именовали медь «венера» (Venus). В более древние времена встречается название «марс» (Mars).[источник не указан 1333 дня]

    Нахождение в природе Править

    Файл:Cuivre Michigan.jpg

    Среднее содержание меди в земной коре (кларк) — (4,7-5,5)·10−3% (по массе)[8]. В морской и речной воде содержание меди гораздо меньше: 3·10−7% и 10−7% (по массе) соответственно[8].

    Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2CO3(OH)2. Иногда медь встречается в самородном виде, масса отдельных скоплений может достигать 400 тонн[9]. Сульфиды меди образуются в основном в среднетемпературных гидротермальных жилах. Также нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах — медистые песчаники и сланцы. Наиболее известные из месторождений такого типа — Удокан в Забайкальском крае, Жезказган в Казахстане, меденосный пояс Центральной Африки и Мансфельд в Германии. Другие самые богатые месторождения меди находятся в Чили (Эскондида и Кольяуси) и США (Моренси)[10].

    Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,3 до 1,0 %.

    Физические свойства Править

    Файл:Copper crystals.jpg

    Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

    Наряду с осмием, цезием и золотом, медь — один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Этот цветовой оттенок объясняется наличием электронных переходов между заполненной третьей и полупустой четвёртой атомными орбиталями: энергетическая разница между ними соответствует длине волны оранжевого света. Тот же механизм отвечает за характерный цвет золота.

    Медь образует кубическую гранецентрированную решётку, пространственная группа F m3m, a = 0,36150 нм, Z = 4.

    Медь обладает высокой тепло-[11] и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности среди металлов после серебра). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58 МСм/м[12]. Медь имеет относительно большой температурный коэффициент сопротивления: 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры. Медь является диамагнетиком.

    Существует ряд сплавов меди: латуни — с цинком, бронзы — с оловом и другими элементами, мельхиор — с никелем и другие.

    Природная медь состоит из двух стабильных изотопов — 63Cu и 65Cu с распространённостью 69,1 и 30,9 атомных процентов соответственно. Известны более двух десятков нестабильных изотопов, самый долгоживущий из которых 67Cu с периодом полураспада 62 часа[13].

    Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — пирометаллургия, гидрометаллургия и электролиз.

    Пирометаллургический метод Править

    Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS2. Халькопиритное сырье содержит 0,5-2,0 % Cu. После флотационного обогащения исходной руды концентрат подвергают окислительному обжигу при температуре 1400°:

    $ ~\mathsf{ 2CuFeS_2 + O_2 \longrightarrow 2Cu_2S + 2FeS + SO_2\uparrow } $
    $ ~\mathsf{ 2FeS + 3O_2 \longrightarrow 2FeO + 2SO_2\uparrow } $

    Затем обожженный концентрат подвергают плавке на штейн. В расплав для связывания оксида железа добавляют кремнезём:

    $ ~\mathsf{ FeO + SiO_2 \longrightarrow FeSiO_3 } $

    Образующийся силикат в виде шлака всплывает и его отделяют. Оставшийся на дне штейн — сплав сульфидов FeS и Cu2S — подвергают бессемеровской плавке. Для этого расплавленный штейн переливают в конвертер, в который продувают кислород. При этом оставшийся сульфид железа окисляется до оксида и с помощью кремнезема выводится из процесса в виде силиката. Сульфид меди частично окисляется до оксида и затем восстанавливается до металлической меди:

    $ ~\mathsf{ 2Cu_2S + 3O_2 \longrightarrow 2Cu_2O + 2SO_2 } $
    $ ~\mathsf{ 2Cu_2O + Cu_2S \longrightarrow 6Cu + SO_2 } $

    Получаемая черновая медь содержит 90,95 % металла и подвергается дальнейшей электролитической очистке с использованием в качестве электролита подкисленного раствора медного купороса. Образующаяся на катоде электролитическая медь имеет высокую чистоту до 99,99 % и используется для изготовления проводов, электротехнического оборудования, а также сплавов.

    Гидрометаллургический метод Править

    Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:

    $ ~\mathsf{ CuSO_4 + Fe \longrightarrow Cu\downarrow + FeSO_4 } $

    Электролизный метод Править

    Электролиз раствора сульфата меди:

    $ ~\mathsf{ CuSO_4 \rightleftarrows Cu^{2+}+ SO_4^{2-} } $
    $ \mathsf{ K^{-}: Cu^{2+}+ 2e \longrightarrow Cu^{0} } $
    $ \mathsf{ A^{+}: 2H_2O – 4e \longrightarrow O_2 + 4H^{+} } $
    $ ~\mathsf{ 2CuSO_4 + 2H_2O \longrightarrow 2Cu\downarrow + O_2\uparrow +2H_2SO_4 } $

    Химические свойства Править

    Возможные степени окисления Править

    Файл:Pourbaix-cu.png

    В соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2. Первая из них склонна к диспропорционированию и устойчива только в нерастворимых соединениях (Cu2O, CuCl, CuI и т. п.) или комплексах (например, [Cu(NH3)2]+). Её соединения бесцветны. Более устойчива степень окисления +2, которая даёт соли синего и сине-зелёного цвета. В необычных условиях можно получить соединения со степенью окисления +3 и даже +5. Последняя встречается в солях купраборанового аниона Cu(B11H11)23−, полученных в 1994 году.

    Простое вещество Править

    Не изменяется на воздухе в отсутствие влаги и диоксида углерода. Является слабым восстановителем, не вступает в реакцию с водой и разбавленной соляной кислотой. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», кислородом, галогенами, халькогенами, оксидами неметаллов. Вступает в реакцию при нагревании с галогеноводородами.

    На влажном воздухе медь окисляется, образуя основный карбонат меди(II) (внешний слой патины):

    $ ~\mathsf{ 2Cu + H_2O + CO_2 + O_2 \longrightarrow \ Cu_2CO_3(OH)_2\downarrow } $

    Реагирует с концентрированной холодной серной кислотой:

    $ ~\mathsf{ Cu + H_2SO_4 \longrightarrow \ CuO + SO_2\uparrow\ + H_2O } $

    С концентрированной горячей серной кислотой:

    $ ~\mathsf{ Cu + 2H_2SO_4 \longrightarrow \ CuSO_4 + SO_2\uparrow\ + 2H_2O } $

    С безводной горячей серной кислотой:

    $ ~\mathsf{ 2Cu + 2H_2SO_4 \ \xrightarrow{200^oC} \ Cu_2SO_4\downarrow + SO_2\uparrow\ + 2H_2O} $

    C разбавленной серной кислотой при нагревании в присутствии кислорода воздуха:

    $ ~\mathsf{ 2Cu + 2H_2SO_4 + O_2 \xrightarrow{t^\circ }\ 2CuSO_4 + 2H_2O} $

    С концентрированной азотной кислотой:

    $ ~\mathsf{ Cu + 4HNO_3 \longrightarrow \ Cu(NO_3)_2 + 2NO_2\uparrow + 2H_2O} $

    С разбавленной азотной кислотой:

    $ ~\mathsf{ 3Cu + 8HNO_3 \longrightarrow \ 3Cu(NO_3)_2 + 2NO\uparrow + 4H_2O} $

    С «царской водкой»:

    $ ~\mathsf{ 3Cu + 2HNO_3 + 6HCl \longrightarrow \ 3CuCl_2 + 2NO\uparrow + 4H_2O} $

    С концентрированной горячей соляной кислотой:

    $ ~\mathsf{ 2Cu + 4HCl \longrightarrow\ 2H[CuCl_2] + H_2\uparrow} $

    C разбавленной хлороводородной кислотой в присутствии кислорода:

    $ ~\mathsf{ 2Cu + 4HCl + O_2\longrightarrow \ 2CuCl_2 + 2H_2O} $

    С газообразным хлороводородом при 500—600 °C:

    $ ~\mathsf{ 2Cu + 4HCl + O_2\ \xrightarrow{500-600^oC} \ 2CuCl_2 + 2H_2O } $

    С бромоводородом:

    $ ~\mathsf{ 2Cu + 4HBr \longrightarrow \ 2H[CuBr_2] + H_2\uparrow} $

    Также медь реагирует с концентрированной уксусной кислотой в присутствии кислорода:

    $ ~\mathsf{ 2Cu + 4CH_3COOH + O_2\longrightarrow \ [Cu_2(H_2O)_2(CH_3COO)_4]} $

    Медь растворяется в концентрированном гидроксиде аммония, с образованием аммиакатов:

    $ ~\mathsf{ Cu \xrightarrow{NH_3\cdot H_2O, O_2}\ [Cu(NH_3)_2]OH\rightleftarrows \ [Cu(NH_3)_4](OH)_2} $

    Окисляется до оксида меди(I) при недостатке кислорода и 200 °C и до оксида меди(II), при избытке кислорода и температурах порядка 400—500 °C:

    $ ~\mathsf{ 4Cu + O_2 \ \xrightarrow{200^oC} \ 2Cu_2O} $
    $ ~\mathsf{ 2Cu + O_2 \ \xrightarrow{400-500^oC} \ 2CuO} $

    Медный порошок реагирует с хлором, серой (в жидком сероуглероде) и бромом (в эфире), при комнатной температуре:

    $ ~\mathsf{ Cu + Cl_2\longrightarrow \ CuCl_2} $
    $ ~\mathsf{ Cu + Br_2\longrightarrow \ CuBr_2} $
    $ ~\mathsf{ Cu + S\ \xrightarrow{CS_2} \ CuS} $

    При 300—400 °C реагирует с серой и селеном:

    $ ~\mathsf{ 2Cu + S\ \xrightarrow{300-400^oC} \ Cu_2S} $
    $ ~\mathsf{ 2Cu + Se\ \xrightarrow{300-400^oC} \ Cu_2Se} $

    C оксидами неметаллов:

    $ ~\mathsf{ 4Cu + SO_2\ \xrightarrow{600-800^oC} \ Cu_2S + 2CuO} $
    $ ~\mathsf{ 2Cu + 2NO\ \xrightarrow{500-600^oC} \ 2CuO + N_2\uparrow} $
    $ ~\mathsf{ 4Cu + 2NO_2\ \xrightarrow{500-600^oC} \ 4CuO + N_2\uparrow} $
    $ ~\mathsf{ Cu + 2N_2O_4\ \xrightarrow{80^oC, CH_3-COO-CH_2-CH_3} \ Cu(NO_3)_2 + 2NO\uparrow} $

    С концентрированной соляной кислотой и хлоратом калия:

    $ ~\mathsf{ 6Cu + 12HCl + KClO_3\longrightarrow \ 6H[CuCl_2] + 2KCl + 3H_2O} $

    Соединения меди(I) Править

    Степени окисления +1 соответствует оксид Cu2O красно-оранжевого цвета. Соответствующий гидроксид CuOH (жёлтого цвета) быстро разлагается с образованием оксида. Гидроксид CuOH проявляет основные свойства.

    Многие соединения меди +1 имеют белую окраску либо бесцветны. Это объясняется тем, что в ионе Сu+ все пять Зd-орбиталей заполнены парами электронов.

    Ионы меди(I) в водном растворе неустойчивы и легко диспропорционируют:

    $ \mathsf{2Cu^+ \rightarrow Cu^{2+} + Cu\downarrow} $

    В то же время медь(I) встречается в форме соединений, которые не растворяются в воде, либо в составе комплексов. Например, дихлорокупрат(I)-ион [CuCl2] устойчив. Его можно получить, добавляя концентрированную соляную кислоту к хлориду меди(I):

    $ \mathsf{CuCl + Cl^- \rightarrow [CuCl_2]^-} $

    Свойства соединений меди (I) похожи на свойства соединений серебра (I). В частности, CuCl, CuBr и CuI нерастворимы. Также существует нестабильный сульфат меди(I).

    Соединения меди(II) Править

    Степень окисления II — наиболее стабильная степень окисления меди. Ей соответствует чёрный оксид CuO и голубой гидроксид Cu(OH)2, который при стоянии легко отщепляет воду и при этом чернеет:

    $ \mathsf{Cu(OH)_2 \rightarrow CuO + H_2O} $

    Гидроксид меди (II) носит преимущественно основный характер и только в концентрированной щелочи частично растворяется с образованием синего гидроксокомплекса. Наибольшее значение имеет реакция гидроксида меди (II) с водным раствором аммиака, при которой образуется так называемый реактив Швейцера (растворитель целлюлозы):

    $ \mathsf{Cu(OH)_2 + 4NH_3 \rightarrow \left[ Cu(NH_3)_4 \right](OH)_2} $

    Соли меди(II) образуются при растворении меди в кислотах-окислителях (азотной, концентрированной серной). Большинство солей в этой степени окисления имеют синюю или зелёную окраску.

    Файл:Copper sulfate.jpg

    Соединения меди(II) обладают слабыми окислительными свойствами, что используется в анализе (например, использование реактива Фелинга).

    Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди и медных сплавов при взаимодействии оксидной плёнки с углекислым газом воздуха в присутствии воды. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4∙5H2O, используется как фунгицид.

    Оксид меди (II) используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa2Cu3O7-δ), который является основой для получения сверхпроводников.

    Соединения меди(III) и меди(IV) Править

    Степени окисления III и IV являются малоустойчивыми степенями окисления и представлены только соединениями с кислородом, фтором или в виде комплексов.

    Аналитическая химия меди Править

    Файл:Flametest–Cu.swn.jpg

    Медь можно обнаружить в растворе по зелёно-голубой окраске пламени бунзеновской горелки, при внесении в него платиновой проволочки, смоченной исследуемым раствором.

    • Традиционно количественное определение меди в слабокислых растворах проводилось с помощью пропускания через него сероводорода, при этом сульфид меди выпадает в далее взвешиваемый осадок.
    • В растворах, при отсутствии мешающих ионов, медь может быть определена комплексонометрически или потенциометрически, ионометрически.
    • Микроколичества меди в растворах определяют кинетическими и спектральными методами.

    В электротехнике Править

    Из-за низкого удельного сопротивления (уступает лишь серебру, удельное сопротивление при 20 °C: 0,01724-0,0180 мкОм·м/[12]), медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых и других кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках электроприводов (быт: электродвигателях) и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Например, присутствие в меди 0,02 % алюминия снижает её электрическую проводимость почти на 10 %[14].

    Теплообмен Править

    Файл:Laptop Heat Pipe.JPG

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

    Для производства труб Править

    В связи с высокой механической прочностью и пригодностью для механической обработки медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей: во Франции, Великобритании и Австралии для газоснабжения зданий, в Великобритании, США, Швеции и Гонконге для водоснабжения, в Великобритании и Швеции для отопления.

    В России производство водогазопроводных труб из меди нормируется национальным стандартом ГОСТ Р 52318-2005[15], а применение в этом качестве федеральным Сводом Правил СП 40-108-2004. Кроме того, трубопроводы из меди и сплавов меди широко используются в судостроении и энергетике для транспортировки жидкостей и пара.

    Сплавы Править

    Сплавы на основе меди Править
    Файл:Brass.jpg Файл:Begbie statue.jpg

    В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, в которые, помимо олова и цинка, могут входить никель, висмут и другие металлы. Например, в состав пушечной бронзы, использовавшейся для изготовления артиллерийских орудий вплоть до XIX века, входят все три основных металла — медь, олово, цинк; рецептура менялась от времени и места изготовления орудия. Большое количество латуни идёт на изготовление гильз артиллерийских боеприпасов и оружейных гильз, благодаря технологичности и высокой пластичности. Для деталей машин используют сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и др. (а не чистую медь) из-за их большей прочности: 30—40 кгс/мм² у сплавов и 25—29 кгс/мм² у технически чистой меди. Медные сплавы (кроме бериллиевой бронзы и некоторых алюминиевых бронз) не изменяют механических свойств при термической обработке, и их механические свойства и износостойкость определяются только химическим составом и его влиянием на структуру. Модуль упругости медных сплавов (900—12000 кгс/мм², ниже, чем у стали). Основное преимущество медных сплавов — низкий коэффициент трения (что делает особенно рациональным применением их в парах скольжения), сочетающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойкостью против коррозии в ряде агрессивных сред (медно-никелевые сплавы и алюминиевые бронзы) и хорошей электропроводностью. Величина коэффициента трения практически одинакова у всех медных сплавов, тогда как механические свойства и износостойкость, а также поведение в условиях коррозии зависят от состава сплавов, а следовательно, от структуры. Прочность выше у двухфазных сплавов, а пластичность у однофазных. Медноникелевый сплав (мельхиор) используются для чеканки разменной монеты[16]. Медноникелевые сплавы, в том числе и так называемый «адмиралтейский» сплав, широко используются в судостроении (трубки конденсаторов отработавшего пара турбин, охлаждаемых забортной водой) и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за высокой коррозионной устойчивости. Медь является важным компонентом твёрдых припоев — сплавов с температурой плавления 590—880 градусов Цельсия, обладающих хорошей адгезией к большинству металлов, и применяющихся для прочного соединения разнообразных металлических деталей, особенно из разнородных металлов, от трубопроводной арматуры до жидкостных ракетных двигателей.

    Сплавы, в которых медь значима Править
    Файл:DLZ129 spar.jpg

    Дюраль (дюралюминий) определяют как сплав алюминия и меди (меди в дюрали 4,4 %).

    Ювелирные сплавы Править

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

    Соединения меди Править

    Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa2Cu3O7-δ, который является основой для получения высокотемпературных сверхпроводников. Медь применяется для производства медно-окисных гальванических элементов и батарей.

    Другие сферы применения Править

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

    Широко применяется медь в архитектуре. Кровли и фасады из тонкой листовой меди из-за автозатухания процесса коррозии медного листа служат безаварийно по 100—150 лет. В России использование медного листа для кровель и фасадов нормируется федеральным Сводом Правил СП 31-116-2006[17].

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

    Пары меди используются в качестве рабочего тела в лазерах на парах меди, на длинах волн генерации 510 и 578 нм[18].

    В январе 2008 года, впервые за всю историю, на Лондонской бирже металлов цены на медь превысили 8000 долларов США за тонну. В начале июля цены возросли до 8940 долларов за тонну, что стало абсолютным рекордом начиная с 1979 года — момента начала ведения торгов на ЛБМ. Цена достигла пика в почти 10,2 тыс. долл. в феврале 2011 г.[19]

    На 2011 год стоимость меди составляет около $8900 за тонну[20].

    Биологическая роль Править

    Файл:ARS copper rich foods.jpg Файл:Copper metabolism.png

    Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных. В токе крови медь переносится главным образом белком церулоплазмином. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина.

    Медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем молекулярный кислород белке гемоцианине. В крови всех головоногих и большинства брюхоногих моллюсков и членистоногих медь входит в состав гемоцианина в виде имидазольного комплекса иона меди, роль, аналогичная роли порфиринового комплекса железа в молекуле белка гемоглобина в крови позвоночных животных.

    Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день.

    При недостатке меди в хондро- и остеобластах снижается активность ферментных систем и замедляется белковый обмен, в результате замедляется и нарушается рост костных тканей[21].

    Токсичность Править

    Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 1 мг/л (СанПиН 2.1.4.1074-01), однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) сформулировала в 1998 году это правило так: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от её избытка».

    В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта[22].

    Существовали опасения, что Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона — Коновалова) сопровождается накоплением меди в организме, так как она не выделяется печенью в желчь. Эта болезнь вызывает повреждение мозга и печени. Однако причинно-следственная связь между возникновением заболевания и приёмом меди внутрь подтверждения не нашла[22]. Установлена лишь повышенная чувствительность лиц, в отношении которых диагностировано это заболевание к повышенному содержанию меди в пище и воде.

    Бактерицидность Править

    Бактерицидные свойства меди и её сплавов были известны человеку давно. В 2008 году после длительных исследований Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) официально присвоило меди и нескольким сплавам меди статус веществ с бактерицидной поверхностью[23] (агентство подчёркивает, что использование меди в качестве бактерицидного вещества может дополнять, но не должно заменять стандартную практику инфекционного контроля). Особенно выраженно бактерицидное действие поверхностей из меди (и её сплавов) проявляется в отношении метициллин-устойчивого штамма стафилококка золотистого, известного как «супермикроб» MRSA[24]. Летом 2009 была установлена роль меди и сплавов меди в инактивировании вируса гриппа A/h2N1 (т. н. «свиной грипп»)[25].

    Органолептические свойства

    ru.science.wikia.com

    Медь химический элемент | Kursak.NET

    МEДЬ

    Медь (лат. Cuprum) – химический элемент. Один из семи металлов, известных с глубокой древности. По некоторым археологическим данным – медь была хорошо известна египтянам еще за 4000 лет до Р. Хр. Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе, чем с железом; это объясняется с одной стороны более частым нахождением меди в свободном состаянии на поверхности земли, а с другой – сравнительной легкостью получения ее из соединений. Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum), откуда и название ее Cuprum. Особенно важна медь для электротехники.

    По электропроводности медь занимает второе место среди всех металлов, после серебра. Однако в наши дни во всем мире электрические провода, на которые раньше уходила почти половина выплавляемой меди, все чаще делают из аллюминия. Он хуже проводит ток, но легче и доступнее. Медь же, как и многие другие цветные металлы, становится все дефицитнее. Если в 19 в. медь добывалась из руд, где содержалось 6-9% этого элемента, то сейчас 5%-ные медные руды считаются очень богатыми, а промышленность многих стран перерабатывает руды, в которых всего 0,5% меди.

    Медь входит в число жизненно важных микроэлементов. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата – медного купороса. В значительных количествах он ядовит, как и многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же дозах медь совершенно необходима всему живому.

    Химические и физические свойства элемента.

    Медь – химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 29, атомная масса 63,546. Температура плавления- 1083° C; температура кипения – 2595° C; плотность – 8,98 г/см3. По геохимической классификации В.М. Гольдшмидта, медь относится к халькофильным элементам с высоким сродством к S, Se, Te, занимающим восходящие части на кривой атомных объемов; они сосредоточены в нижней мантии, образуют сульфиднооксидную оболочку.

    Вернадским в первой половине 1930 г были проведены исследования изменения изотопного состава воды, входящего в состав разных минералов, и опыты по разделению изотопов под влиянием биогеохимических процессов, что и было подтверждено последующими тщательными исследованиями. Как элемент нечетный состоит из двух нечетных изотопов 63 и 65 На долю изотопа Cu (63) приходится 69,09%, процентное содержание изотопа Cu (65) – 30,91%. В соединениях медь проявляет валентность +1 и +2, известны также немногочисленные соединения трехвалентной меди.

    К валентности 1 относятся лишь глубинные соединения, первичные сульфиды и минерал куприт – Cu2O. Все остальные минералы, около сотни отвечают валентности два. Радиус одноволентной меди +0.96, этому отвечает и эк – 0,70. Величина атомного радиуса двухвалентной меди – 1,28; ионного радиуса 0,80.

    Очень интересна величена потенциалов ионизации: для одного электрона – 7,69, для двух – 20,2. Обе цифры очень велики, особенно вторая, показывающая большую трудность отрыва наружных электронов. Одновалентная медь является равноквантовой и потому ведет к бесцветным солям и слабо окрашенным комплексам, тогда как разноквантовя двух валентная медь характеризуется окрашенностью солей в соединении с водой.

    Медь – металл сравнительно мало активный. В сухом воздухе и кислороде при нормальных условиях медь не окисляется. Она достаточно легко вступает в реакции с галогенами, серой, селеном. А вот с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействует даже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют.

    Электроотрицательность атомов – способность при вступлении в соединения притягивать электроны. Электроотрицательность Cu2+ – 984 кДЖ/моль, Cu+ – 753 кДж/моль. Элементы с резко различной ЭО образуют ионную связь, а элементы с близкой ЭО – ковалентую. Сульфиды тяжелых металлов имеют промежуточную связь, с большей долей ковалентной связи ( ЭО у S-1571, Cu-984, Pb-733). Медь является амфотерным элементом – образует в земной коре катионы и анионы.

    Минералы.

    Медь входит более чем в 198 минералов, из которых для промышленности важны только 17, преимущественно сульфидов, фосфатов, силикатов, карбонатов, сульфатов. Главными рудными минералами являются халькопирит CuFeS2, ковеллин CuS, борнит Cu5FeS4, халькозин Cu2S.

    Окислы: тенорит, куприт. Карбонаты: малахит, азурит. Сульфаты: халькантит, брошантит. Сульфиды: ковеллин, халькозин, халькопирит, борнит.

    Чистая медь – тягучии, вязкий металл красного, в изломе розового цвета, в очень тонких слоях на просвет медь выглядит зеленовато-голубой. Эти же цвета, характерны и для многих соединений меди, как в твердом состаянии, так и в растворах.

    Понижение окраски при повышении валентности видно из следующих двух примеров:

    CuCl – белый, Cu2O – красный, CuCl2+H2O – голубой, CuO – черный

    Карбонаты характеризуются синим и зеленым цветом при условии содержания воды, чем намечается интересный практический признак для поисков.

    Практическое значение имеют: самородная медь, сульфиды, сульфосоли и карбонаты (силикаты).

    В сухом воздухе медь практически не окисляется, с водой не взаимодействует и является довольно инертным металлом.

    1. Взаимодействие с неметаллами

      С кислородом в зависимости от температуры взаимодействия медь образует два оксида:

      при температуре выше 1000°С получается оксид меди (I):

      Аналогично реагирует с серой:

      при температуры выше 400°С получается сульфид меди (I):

      При нагревании с фтором, хлором, бромом образуются галогениды меди (II):

      с йодом – образуется йодид меди (I):

      Медь не реагирует с водородом, азотом, углеродом и кремнием.

    2. Взаимодействие с кислотами

      В электрохимическом ряду напряжений металлов медь расположена после водорода, поэтому она не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.

      Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и оксида азота (II):

      Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей меди (II) и продуктов восстановления кислот:

        Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O;

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

      С концентрированной соляной кислотой медь реагирует с образованием трихлорокупрата (II) водорода:

    3. Взаимодействие с аммиаком

      Медь растворяется в водном растворе аммиака в присутствии кислорода воздуха с образованием гидроксида тетраамминмеди (II):

    4. Восстановительные свойства

      Медь окисляется оксидом азота (IV) и хлоридом железа (III):

    kursak.net

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.