Получение и применение меди




Тема: «Медь и её соединения»

Медь (купрум, свое название получила в честь острова Кипр, где было открытое крупное медное месторождение) является одним из первых металлов, который освоил человек - Медный век (эпоха, когда в обиходе человека преобладали медные орудия) охватывает период IV—III тысячелетия до н. э.

Сплав меди с оловом (бронза) был получен на Ближнем Востоке за 3000 лет до н. э. Бронза была предпочтительней меди, поскольку была более прочна и лучше поддавалась ковке.

Среднее содержание меди в земной коре составляет 4,7-5,5·10-3% по массе. Медь присутствует в природе, как в виде самородков, так и в соединений, наибольшее промышленное значение из которых имеют медный колчедан (CuFeS2), халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Разработка медных месторождений ведется открытым способом.

Медь в Периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева, стоит под номером "29", относится к переходным металлам (См. Атомы переходных элементов).


Рис. Строение атома меди.

Электронная конфигурация атома меди - 1s22s22p63s23p63d104s1 (см. Электронная структура атомов). У меди один спаренный электрон с внешнего s-уровня "перескакивает" на d-подуровень предвнешней орбитали, что связано с высокой устойчивостью полностью заполненного d-уровня. Завершенный устойчивый d-подуровень меди обусловливает ее относительную химическую инертность (медь не реагирует с водородом, азотом, углеродом, кремнием). Медь в соединениях может проявлять степени окисления +3, +2, +1 (наиболее устойчивые +1 и +2).


Рис. Электронная конфигурация меди.

Физические свойства меди:

· металл, красно-розового цвета;

· обладает высокой ковкостью и пластичностью;

· хорошей электропроводностью;

· малым электрическим сопротивлением.

Химические свойства меди

· при нагревании реагирует с кислородом:
O2 + 2Cu = 2CuO;

· при длительном пребывании на воздухе реагирует с кислородом даже при комнатной температуре:
O2 + 2Cu + CO2 + H2O = Cu(OH)2·CuCO3;

· вступает в реакции с азотной и концентрированной серной кислотой:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O;

· с водой, растворами щелочей, соляной и разбавленной серной кислотой медь не реагирует.

Соединения меди

Оксид меди CuO (II):

· твердое вещество красно-коричневого цвета, не растворимое в воде, проявляет основные свойства;

· при нагревании в присутствии восстановителей дает свободную медь:
CuO + H2 = Cu + H2O;

· оксид меди получают взаимодействием меди с кислородом или разложением гидроксида меди (II):
O2 + 2Cu = 2CuO; Cu(OH)2 = CuO + H2O.

Гидроксид меди Cu(OH2)(II):

· кристаллическое или аморфное вещество голубого цвета, нерастворимое в воде;

· разлагается на воду и оксид меди при нагревании;

· реагирует с кислотами, образуя соответствующие соли:
Cu(OH2) + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O;

· реагирует с растворами щелочей, образуя купраты - комплексные сооединения ярко-синего цвета:
Cu(OH2) + 2KOH = K2[Cu(OH)4].

Более подробно о соединениях меди см. Оксиды меди.

Получение и применение меди

· пирометаллургическим методом медь получают из сульфидных руд при высоких температурах:
CuFeS2 + O2 + SiO2 → Cu + FeSiO3 + SO2;

· оксид меди восстанавливается до металлической меди водородом, угарным газом, активными металлами:
Cu2O + H2 = 2Cu + H2O;
Cu2O + CO = 2Cu + CO2;
Cu2O + Mg = 2Cu + MgO.

Применение меди обусловливается ее высокой электро- и теплопроводностью, а также пластичностью:

· изготовление электрических проводов и кабелей;

· в теплообменной аппаратуре;

· в металлургии для получения сплавов: бронзы, латуни, мельхиора;

· в радиоэлектронике.

 

Источники: https://prosto-o-slognom.ru/chimia/511_med_Cu.html



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2021-04-06 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: