Доклад на тему Металлы в искусстве по химии кратко (их исползование)
Различные металлы использовались в искусстве с давних времен. Они создавались как для практических, так и для эстетических целей. В основном, использовались такие металлы, как бронза, серебро, золото, олово, медь, свинец, латунь и железо. Большинство сокровищ и артефактов в Древнем Египте — это разновидности металлических работ. Они включают статуи, украшения и монеты. Великолепные скульптуры, сохранившиеся сегодня в Греции и Риме, были сделаны из бронзы, а древние американские цивилизации, инки, майя и ацтеки, делали топоры и церемониальные орудия из меди.
Сегодня наблюдается новый интерес к металлическим работам. Ювелиры делают прекрасные украшения, изготовленные из декоративных драгоценных металлов, а декораторы используют металлические предметы для настенного искусства, скульптуры, мебели и столовых приборов.
Железо использовалось еще древними мастерами и в настоящее время не утратило своей привлекательности. Все виды железных работ основаны на использовании трех его видов:
•Чугун. В основном используется для декоративных каминов и облицовок, принадлежностей для каминов и традиционных печей.
•Сталь. Используется для изысканных столовых приборов, лестничных перил, декоративного оборудования и украшений.
•Кованое железо. Используется для изготовления садовой мебели, наружных украшений, садовых скульптур, каминных накладок, перил и балюстрады.
Олово применяется для создания фигурных скульптур, подвесных украшений, бюстов, декоративных значков, водных сосудов, декоративных ваз и подсвечников.
Медь используется как для декоративно-прикладного искусства, так и для повышения прочности и долговечности изделий. Из меди изготавливают статуэтки, скульптуры, вазы и урны, пьедесталы, часы и многое другое. Ювелиры объединяют медь с серебром или золотом, чтобы закрепить их для изготовления ювелирных изделий.
Бронзовые произведения искусства включают в себя древние греческие бюсты, статуэтки, религиозные суда, скульптуры, статуэтки, маски и монументальные отливки.
Изделия из латуни охватывают широкий спектр направлений в искусстве. Это ювелирные изделия, музыкальные инструменты, латунные штамповки, статуи и скульптуры, мебель и фурнитура.
Серебро используется в скульптуре, монетах, ювелирных изделиях и посуде. Золото – материал, используемый во многих областях. В искусстве этот металл встречается уже в древних цивилизациях, в основном, в качестве украшений. Но, кроме ювелирных изделий, золото использовалось и в скульптуре, и в архитектуре, особенно для золочения куполов храмов.
Доклад №2
Различные металлы нашли широкое применение во всех отраслях жизни человека. И большую область среди них занимает искусство, которое подразделяется на несколько разных направлений.
Архитектура
В архитектуре, в основном, используются черные металлы — железо и его сплавы. Сталь и чугун используют для изготовления несущих конструкции зданий, арматурную сталь и стальную проволоку – в производстве бетона. Из кованого металла изготавливают лестницы, решетки, перила, фонтаны, фонарные столбы. Более легкие сплавы на основе алюминия применяют при изготовлении оконных переплетов, листовой алюминий, устойчивый к коррозии – при облицовке зданий в стиле хай-тек.
Скульптура
Различные скульптуры, памятники и статуэтки отливают, в основном, из бронзы, латуни и меди. Окисление поверхности металла только увеличивает стоимость данных предметов.
Живопись
В состав многих масляных красок входят металлы, и, поэтому, называются они соответственно: свинцовые, цинковые и титановые белила. Железная лазурь. Кобальт зеленый, красный и фиолетовый. Оксид железа входит в состав красно – желтой краски.
Музыка
Для производства духовых музыкальных инструментов используют латунь, медь и цветной сплав, реже – серебро и золото. Медь, идущая на корпус духовых инструментов, называется томпаковой. Иногда саксофоны покрывают тонким слоем серебра или золотят. При производстве деревянных инструментов также используется металл, но он играет здесь второстепенную роль. При производстве металлических струн иногда в металл добавляют серебро.
Литература
При печати любой литературы в типографскую краску добавляют свинец. Это – и художественная литература, и ноты, и программки в театре.
Кино и фотография
Бромистое серебро входит в состав светочувствительной фотоэмульсии, которая покрывает фото — и кино — пленку. При проявлении на месте крохотных кристаллов серебра появляется различный цвет. Соединения золота используют в фотографии.
Декоративно — прикладное искусство
- Ювелирное дело
В ювелирном деле используют золото, серебро и платину – мягкие и прочные металлы. Их количество в сплавах обозначается пробой. Золото и серебро добываются в чистом виде, а платина — в сочетании с железом, палладием и иридием. Из драгоценных металлов выполнены части ордена В. И. Ленина и ордена Победы.
- Вышивка золотом или серебром
Используется для украшения костюмов монарших особ и священнослужителей, для производства церковного убранства.
- Производство предметов интерьера и посуды из драгоценных металлов
Используется в повседневном обиходе (серебряные ложки), для украшения интерьера (бронзовые лампы, подсвечники, статуэтки, шкатулки для украшений), в качестве посуды и утвари в определенных ситуациях (серебряный чайный сервиз, церковный потир и кадило).
Металлы в искусстве
Популярные темы сообщений
- Культуры Византии
В ходе своего многовекового существования византийцы смогли создать очень интересную, яркую, и разнообразную культуру. Византия стала наследницей античной культуры, ей достались многие из достижений римской цивилизации, и в тоже время она
- Творчество Махаила Шолохова
Михаил Александрович Шолохов – выдающийся русский и советский писатель, лауреат Нобелевской премии в области литературы за 1965 год, дважды Герой социалистического труда. Его книги давно и прочно заняли
- Море Лаптевых
Море Лаптевых располагается в северной части России в сибирском регионе и прилегает к Северному Ледовитому Океану. В водах моря находится множество островов, при этом море Лаптевых является единственным морем России,
Тренажер задания 32 по химии меди
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
6NaOH(
2) Вещество, полученное на катоде при электролизе расплава хлорида меди (II), реагирует с серой. Полученный продукт обработали концентрированной азотной кислотой, и выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида бария. Напишите уравнения описанных реакций.
Cu + S = CuS
CuS + 8HNO3(конц.гор.) = CuSO4 + 8NO2↑ + 4H2O
или CuS + 10HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + H2SO4 + 8NO
4NO2 + 2Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + Ba(NO2)2 + 2H2O
3) Неизвестная соль бесцветна и окрашивает пламя в желтый цвет. При легком нагревании этой соли с концентрированной серной кислотой отгоняется жидкость, в которой растворяется медь; последнее превращение сопровождается выделением бурого газа и образованием соли меди. При термическом распаде обеих солей одним из продуктов разложения является кислород. Напишите уравнения описанных реакций.
NaNO3(тв.) + H2SO4(конц.) = HNO3 + NaHSO
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
2NaNO3 → 2NaNO2 + O2↑
4) При взаимодействии раствора соли А со щелочью было получено студенистое нерастворимое в воде вещество голубого цвета, которое растворили в бесцветной жидкости Б с образованием раствора синего цвета. Твердый продукт, оставшийся после осторожного выпаривания раствора, прокалили; при этом выделились два газа, один из которых бурого цвета, а второй входит в состав атмосферного воздуха, и осталось твердое вещество черного цвета, которое растворяется в жидкости Б с образованием вещества А. Напишите уравнения описанных реакций.
Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaNO3
Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O
5) Медную стружку растворили в разбавленной азотной кислоте, и раствор нейтрализовали едким кали. Выделившееся вещество голубого цвета отделили, прокалили (цвет вещества изменился на черный), смешали с коксом и повторно прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Cu(NO3)2 + 2КOH = Cu(OH)2↓ + 2КNO3
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
CuO + C → Cu + CO
6) В раствор нитрата ртути (II) добавили медную стружку. После окончания реакции раствор профильтровали, и фильтрат по каплям прибавляли к раствору, содержащему едкий натр и гидроксид аммония. При этом наблюдали кратковременное образование осадка, который растворился с образованием раствора ярко-синего цвета. При добавлении в полученный раствор избытка раствора серной кислоты происходило изменение цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
Hg(NO3)2 + Cu = Cu(NO3)2 + Hg
Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaNO3
Сu(OH)2 + 4(NH3 · H2O) = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O
[Cu(NH3)4](OH)2 + 5H2SO4 = CuSO4 + 4NH4HSO4 + 2H2O
7) Оксид меди (I) обработали концентрированной азотной кислотой, раствор осторожно выпарили и твердый остаток прокалили. Газообразные продукты реакции пропустили через большое количество воды и в образовавшийся раствор добавили магниевую стружку, в результате выделился газ, используемый в медицине. Напишите уравнения описанных реакций.
Cu2O + 6HNO3(конц.) = 2Cu(NO3)2 + 2NO2 + 3H2O
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
10HNO3 + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O
8) Твердое вещество, образующееся при нагревании малахита, нагрели в атмосфере водорода. Продукт реакции обработали концентрированной серной кислотой, внесли в раствор хлорида натрия, содержащий медные опилки, в результате образовался осадок. Напишите уравнения описанных реакций.
(CuOH)2CO3 → 2CuO + CO2 + H2O
CuO + H2 → Cu + H2O
Cu + 2H2SO4(конц.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
CuSO4 + Cu + 2NaCl = 2CuCl↓ + Na2SO4
9) Соль, полученную при растворении меди в разбавленной азотной кислоте, подвергли электролизу, используя графитовые электроды. Вещество, выделившееся на аноде, ввели во взаимодействие с натрием, а полученный продукт реакции поместили в сосуд с углекислым газом. Напишите уравнения описанных реакций.
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 4H2O
2Na + O2 = Na2O2
2Na2O2 + CO2 = 2Na2CO3 + O2
10) Твердый продукт термического разложения малахита растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте. Раствор осторожно выпарили, и твердый остаток прокалили, получив вещество черного цвета, которое нагрели в избытке аммиака (газ). Напишите уравнения описанных реакций.
(CuOH)2CO3 → 2CuO + CO2 + H2O
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
3CuO + 2NH3 → 3Cu + N2 + 3H2O
11) К порошкообразному веществу черного цвета добавили раствор разбавленной серной кислоты и нагрели. В полученный раствор голубого цвета приливали раствор едкого натра до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и нагрели. Продукт реакции нагревали в атмосфере водорода, в результате чего получилось вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu(OH)2 → CuO + H2O
CuO + H2 → Cu + H2O
12) Неизвестное вещество красного цвета нагрели в хлоре, и продукт реакции растворили в воде. В полученный раствор добавили щелочь, выпавший осадок голубого цвета отфильтровали и прокалили. При нагревании продукта прокаливании, который имеет черный цвет, с коксом было получено исходное вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
Cu + Cl2 → CuCl2
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Cu(OH)2 → CuO + H2O
CuO + C → Cu + CO
13) Раствор, полученный при взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой, выпарили и осадок прокалили. Газообразные продукты полностью поглощены водой, а над твердым остатком пропустили водород. Напишите уравнения описанных реакций.
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
CuO + H2 → Cu + H2O
14) Черный порошок, который образовался при сжигании металла красного цвета в избытке воздуха, растворили в 10%-серной кислоте. В полученный раствор добавили щелочь, и выпавший осадок голубого цвета отделили и растворили в избытке раствора аммиака. Напишите уравнения описанных реакций.
2Cu + O2 = 2CuO
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuSO4 + NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
Сu(OH)2 + 4(NH3 · H2O) = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O
15) Вещество черного цвета получили, прокаливая осадок, который образуется при взаимодействии гидроксида натрия и сульфата меди (II). При нагревании этого вещества с углем получают металл красного цвета, который растворяется в концентрированной серной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.
СuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu(OH)2 → CuO + H2O
CuO + C → Cu + CO
Cu + 2H2SO4(конц.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
16) Металлическую медь обработали при нагревании йодом. Полученный продукт растворили в концентрированной серной кислоте при нагревании. Образовавшийся раствор обработали раствором гидроксидом калия. Выпавший осадок прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.
2Cu + I2 = 2CuI
2CuI + 4H2SO4 → 2CuSO4 + I2 + 2SO2 + 4H2O
СuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 + K2SO4
Cu(OH)2 → CuO + H2O
17) К раствору хлорида меди (II) добавили избыток раствора соды. Выпавший осадок прокалили, а полученный продукт нагрели в атмосфере водорода. Полученный порошок растворили в разбавленной азотной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.
2CuCl2 + 2Na2CO3 + H2O = (CuOH)2CO3 + CO2 + 4NaCl
(CuOH)2CO3 → 2CuO + CO2 + H2O
CuO + H2 → Cu + H2O
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
18) Медь растворили в разбавленной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение с образованием темно-синего раствора. Полученный раствор обработали серной кислотой до появления характерной голубой окраски солей меди. Напишите уравнения описанных реакций.
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Сu(NO3)2 + 2NH3· H2O = Cu(OH)2↓ + 2NH4NO3
Cu(OH)2 + 4NH3· H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O
[Cu(NH3)4](OH)2 + 3H2SO4 = CuSO4 + 2(NH4)2SO4 + 2H2O
19) Медь растворили в концентрированной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение с образованием темно-синего раствора. Полученный раствор обработали избытком соляной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Сu(NO3)2 + 2NH3· H2O = Cu(OH)2↓ + 2NH4NO3
Cu(OH)2 + 4NH3· H2O = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O
[Cu(NH3)4](OH)2 + 6HCl = CuCl2 + 4NH4Cl + 2H2O
20) Газ, полученный при взаимодействии железных опилок с раствором соляной кислоты, пропустили над нагретым оксидом меди (II) до полного восстановления металла. полученный металл растворили в концентрированной азотной кислоте. Образовавшийся раствор подвергли электролизу с инертными электродами. Напишите уравнения описанных реакций.
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
CuO + H2 = Cu + H2O
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
21) Йод поместили в пробирку с концентрированной горячей азотной кислотой. Выделившийся газ пропустили через воду в присутствии кислорода. В полученный раствор добавили гидроксид меди (II). Образовавшийся раствор выпарили и сухой твердый остаток прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.
I2 + 10HNO3 = 2HIO3 + 10NO2 + 4H2O
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
22) Оранжевый оксид меди поместили в концентрированную серную кислоту и нагрели. К полученному голубому раствору прилили избыток раствора гидроксида калия. выпавший синий осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Полученное при этом твердое черное вещество в стеклянную трубку, нагрели и пропустили над ним аммиак. Напишите уравнения описанных реакций.
Cu2O + 3H2SO4 = 2CuSO4 + SO2 + 3H2O
СuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 + K2SO4
Cu(OH)2 → CuO + H2O
3CuO + 2NH3 → 3Cu + N2 + 3H2O
23) Оксид меди (II) обработали раствором серной кислоты. При электролизе образующегося раствора на инертном аноде выделяется газ. Газ смешали с оксидом азота (IV) и поглотили с водой. К разбавленному раствору полученной кислоты добавили магний, в результате чего в растворе образовалось две соли, а выделение газообразного продукта не происходило. Напишите уравнения описанных реакций.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
10HNO3 + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
24) Оксид меди (II) нагрели в токе угарного газа. Полученное вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт реакции растворили в в воде. Полученный раствор разделили на две части. К одной части добавили раствор иодида калия, ко второй – раствор нитрата серебра. И в том, и в другом случае наблюдали образование осадка. Напишите уравнения описанных реакций.
CuO + CO → Cu + CO2
Cu + Cl2 = CuCl2
2CuCl2 + 2KI = 2CuCl↓ + I2 + 2KCl
CuCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Cu(NO3)2
25) Нитрат меди (II) прокалили, образовавшееся твердое вещество растворили в разбавленной серной кислоте. Раствор полученной соли подвергли электролизу. Выделившееся на катоде вещество растворили в концентрированной азотной кислоте. Растворение протекает с выделением бурого газа. Напишите уравнения описанных реакций.
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
26) Щавелевую кислоту нагрели с небольшим количеством концентрированной серной кислоты. Выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида кальция. В котором выпал осадок. Часть газа не поглотилась, его пропустили над твердым веществом черного цвета, полученным при прокаливании нитрата меди (II). В результате образовалось твердое вещество темно-красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
CuO + CO → Cu + CO2
27) Концентрированная серная кислота прореагировала с медью. Выделившийся при газ полностью поглотили избытком раствора гидроксида калия. Продукт окисления меди смешали с расчетным количеством гидроксида натрия до прекращения выпадения осадка. Последний растворили в избытке соляной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.
Cu + 2H2SO4(конц.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
SO2 + 2KOH = K2SO3 + H2O
СuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
Реферат Медь
скачатьРеферат на тему:
План:
- Введение
- 1 История и происхождение названия
- 2 Нахождение в природе
- 3 Физические свойства
- 4 Химические свойства
- 4.1 Соединения
- 4.2 Соединения меди(I)
- 4.3 Соединения меди(II)
- 4.4 Соединения меди(III) и меди(IV)
- 4.5 Аналитическая химия меди
- 5 Применение
- 5.1 В электротехнике
- 5.2 Теплообмен
- 5.3 Для производства труб
- 5.4 Сплавы
- 5.4.1 Сплавы на основе меди
- 5.4.2 Сплавы, в которых медь значима
- 5.4.3 Ювелирные сплавы
- 5.5 Соединения меди
- 5.6 Другие сферы применения
- 6 Стоимость
- 7 Биологическая роль
- 7.1 Токсичность
- 7.2 Бактерицидность
- 7.3 Органолептические свойства
- 8 Производство, добыча и запасы меди
- 8.1 Способы добычи
- 8.2 Современные способы добычи
- 9 Интересные факты Примечания
Литература
Введение
Медь — элемент побочной подгруппы первой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Обозначается символом Cu (лат. Cuprum). Простое вещество медь (CAS-номер: 7440-50-8) — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко применяется человеком.
1. История и происхождение названия
Из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления медь — один из первых металлов, широко освоенных человеком. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом — бронзы для изготовления оружия и т. п. (см бронзовый век).
Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где уже в III тысячелетии до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.
У Страбона медь именуется халкосом от названия 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. Сторонники индогерманской теории происхождения европейских языков производят русское слово медь (польск. miedz, чешск. med) от древненемецкого smida (металл) и Schmied (кузнец, англ. Smith). Конечно, родство корней в данном случае несомненно, однако, оба эти слова произведены от греч. рудник, копь независимо друг от друга. От этого слова произошли и родственные названия — медаль, медальон (франц. medaille). Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Алхимики именовали медь венера (Venus). В более древние времена встречается название марс (Mars).
2. Нахождение в природе
Самородная медь
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 [2]. 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 Читинской области, Джезказган в Казахстане, меденосный пояс Центральной Африки и Мансфельд в Германии. Другие самые богатые месторождения меди находятся в Чили (Эскондида и Кольяуси) и США (Моренси)[3].
Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,3 до 1,0 %.
3. Физические свойства
Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.
Медь образует кубическую гранецентрированную решётку, пространственная группа F m3m, a = 0,36150 нм, Z = 4.
Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности после серебра, удельная проводимость при 20 °C 55,5-58 МСм/м[4]). Имеет два стабильных изотопа — 63Cu и 65Cu, и несколько радиоактивных изотопов. Самый долгоживущий из них, 64Cu, имеет период полураспада 12,7 ч и два варианта распада с различными продуктами.
Существует ряд сплавов меди: латуни — с цинком, бронзы — с оловом и другими элементами, мельхиор — с никелем, баббиты — со свинцом и другие.
4. Химические свойства
Не изменяется на воздухе в отсутствие влаги и диоксида углерода. Является слабым восстановителем, не реагирует с водой, разбавленной соляной кислотой. Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии кислорода, цианидом калия. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», кислородом, галогенами, халькогенами, оксидами неметаллов. Реагирует при нагревании с галогеноводородами.
На влажном воздухе медь окисляется, образуя основный карбонат меди(II):
Реагирует с концентрированной холодной серной кислотой:
С концентрированной горячей серной кислотой:
С безводной серной кислотой при 200 °C:
C разбавленной серной кислотой при нагревании в присутствии кислорода воздуха:
Реагирует с концентрированной азотной кислотой:
С разбавленной азотной кислотой:
С царской водкой:
C разбавленной хлороводородной кислотой в присутствии кислорода:
С газообразным хлороводородом при 500—600 °C:
С бромоводородом:
Также медь реагирует с концентрированной уксусной кислотой в присутствии кислорода:
Медь растворяется в концентрированном гидроксиде аммония, с образованием аммиакатов:
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:
Медный порошок реагирует с хлором, серой (в жидком сероуглероде) и бромом (в эфире), при комнатной температуре:
При 300—400 °C реагирует с серой и селеном:
C оксидами неметаллов:
Медь реагирует с цианидом калия с образованием дицианокупрата(I) калия, щелочи и водорода:
С концентрированной соляной кислотой и хлоратом калия:
4.1. Соединения
Медный купорос
В соединениях медь бывает двух степеней окисления: менее стабильную степень Cu+ и намного более стабильную Cu2+, 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.
Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4∙5H2O, используется как фунгицид. Также существует нестабильный сульфат меди(I) Существует два стабильных оксида меди — оксид меди(I) Cu2O и оксид меди(II) CuO. Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa2Cu3O7-δ), который является основой для получения сверхпроводников. Хлорид меди(I) — бесцветные кристаллы (в массе белый порошок) плотностью 4,11 г/см³. В сухом состоянии устойчив. В присутствии влаги легко окисляется кислородом воздуха, приобретая сине-зелёную окраску. Может быть синтезирован восстановлением хлорида меди(II) сульфитом натрия в водном растворе.
4.2. Соединения меди(I)
Многие соединения меди(I) имеют белую окраску либо бесцветны. Это объясняется тем, что в ионе меди(I) все пять Зd-орбиталей заполнены парами электронов. Однако оксид Cu2O имеет красновато-коричневую окраску. Ионы меди(I) в водном растворе неустойчивы и легко подвергаются диспропорционированию:
2Cu+(водн.) → Cu2+(водн.) + Cu(тв.)
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):
CuCl(тв.) + Cl−(водн.) → [CuCl2]− (водн.)
Хлорид меди(I) — белое нерастворимое твёрдое вещество. Как и другие галогениды меди(I), он имеет ковалентный характер и более устойчив, чем галогенид меди (II). Хлорид меди(I) можно получить при сильном нагревании хлорида меди(II):
2CuCl2(тв.) → 2CuCl(тв.) + Cl2(г.)
Ионы меди окрашивают пламя в зелёный цвет
Образует неустойчивый комплекс с CO
CuCl+CO → Cu(CO)Cl разлагающийся при нагревании
Другой способ его получения заключается в кипячении смеси хлорида меди(II) с медью в концентрированной соляной кислоте. В этом случае сначала образуется промежуточное соединение — комплексный дихлорокупрат(I)-ион [CuCl2]−. При выливании раствора, содержащего этот ион, в воду происходит осаждение хлорида меди(I). Хлорид меди(I) реагирует с концентрированным раствором аммиака, образуя комплекс диамминмеди(I) [Cu(NH3)2]+. Этот комплекс не имеет окраски в отсутствие кислорода, но в результате реакции с кислородом превращается в синее соединение.
4.3. Соединения меди(II)
Степень окисления II — наиболее стабильная степень окисления меди. Соли меди(II) образуются при растворении меди в кислотах-окислителях (азотной, конц. серной). Большинство солей в этой степени окисления имеют синюю или зелёную окраску.
Соединения меди(II) обладают слабыми окислительными свойствами, что используется в анализе (напр., использование реактива Фелинга).
4.4. Соединения меди(III) и меди(IV)
Степени окисления III и IV являются малоустойчивыми степенями окисления и представлены только соединениями с кислородом, фтором или в виде комплексов.
4.5. Аналитическая химия меди
- Традиционно количественное выделение меди из слабокислых растворов проводилось с помощью сероводорода.
- В растворах, при отсутствии мешающих ионов медь может быть определена комплексонометрически или потенциометрически, ионометрически.
- Микроколичества меди в растворах определяют кинетическими методами.
5. Применение
5.1. В электротехнике
Из-за низкого удельного сопротивления (уступает лишь серебру, удельное сопротивление при 20 °C 0,01724-0,0180 мкОм·м[4]), медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов (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 %[5].
5.2. Теплообмен
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.
5.3. Для производства труб
В связи с высокой механической прочностью, но одновременно пригодностью для механической обработки, медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей: 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 [6], 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.
5.4. Сплавы
5.4.1. Сплавы на основе меди
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 так называемого пушечного металла, который в XVI—XVIII вв. действительно использовался для изготовления артиллерийских орудий, входят все три основных металла — медь, олово, цинк; рецептура менялась от времени и места изготовления орудия. В наше время находит применение в военном деле в кумулятивных боеприпасах благодаря высокой пластичности, большое количество латуни идёт на изготовление оружейных гильз.
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 принимают термической обработки, и их механические свойства и износостойкость определяются 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 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. Медноникелевые сплавы используются для чеканки разменной монеты.
Медноникелевые сплавы, в том числе и так называемый «адмиралтейский» сплав, широко используются в судостроении и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за образцовой 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
5.4.2. Сплавы, в которых медь значима
Дюраль (дюралюминий) определяют, как сплав алюминия и меди (меди в дюрали 4,4 %).
5.4.3. Ювелирные сплавы
В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.
5.5. Соединения меди
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.
5.6. Другие сферы применения
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 [7].
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.
6. Стоимость
На 2011 год стоимость меди составляет около $9000 за тонну.[8]
7. Биологическая роль
Продукты богатые медью.
Метаболизм меди у человека. Поступление в энтероцит с помощью транспортёра CMT1, перенос с помощью ATOX1 в сеть транс-Гольджи, при росте концентрации — высвобождение с помощью АТФ-азы ATP7A в воротную вену. Поступление в гепатоцит, где ATP7B нагружает ионами меди белок церулоплазмин, а избыток выводит в желчь.
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 кислород белке гемоцианине. В крови большинства моллюсков и членистоногих медь используется вместо железа для транспорта кислорода.
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.
7.1. Токсичность
Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 2 мг/л (средняя величина за период из 14 суток), 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[9].
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[9]. Установлена лишь повышенная чувствительность лиц, в отношении которых диагностировано это заболевание к повышенному содержанию меди в пище и воде.
7.2. Бактерицидность
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[10] (агентство подчёркивает, что использование меди в качестве бактерицидного вещества может дополнять, но не должно заменять стандартную практику инфекционного контроля). Особенно выражено бактерицидное действие поверхностей из меди (и её сплавов) проявляется в отношении метициллин-устойчивого штамма стафилококка золотистого, известного как «супермикроб» MRSA[11]. Летом 2009 была установлена роль меди и сплавов меди в инактивировании вируса гриппа A/h2N1 (т. н. «свиной грипп»)[12].
7.3. Органолептические свойства
Ионы меди придают излишку меди в воде отчётливый «металлический вкус». У разных людей порог органолептического определения меди в воде составляет приблизительно 2-10 мг/л. Естественная способность к такому определению повышенного содержания меди в воде является природным механизмом защиты от приёма внутрь воды с излишним содержанием меди.
8. Производство, добыча и запасы меди
Мировая добыча меди в 2000 году составляла около 15 млн т., a в 2004 году — около 14 млн т[13][14]. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн т., из них 687 млн т. подтверждённые запасы [13], на долю России приходилось 3,2 % общих и 3,1 % подтверждённых мировых запасов[13]. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет.
Производство рафинированной меди в России в 2006 году составило 881,2 тыс. тонн, потребление — 591,4 тыс. тонн[15]. Основными производителями меди в России являлись:
Компания | тыс. тонн | % |
---|---|---|
Норильский никель | 425 | 45 % |
Уралэлектромедь | 351 | 37 % |
Русская медная компания | 166 | 18 % |
К указанным производителям меди в России в 2009 году присоединился Холдинг «Металлоинвест», выкупивший права на разработку нового месторождения меди «Удоканское» [16]. Мировое производство меди в 2007 году составляло [17] 15,4 млн т, а в 2008 году — 15,7 млн т. Лидерами производства были:
- Чили (5,560 млн т в 2007 г. и 5,600 млн т в 2008 г.),
- США (1,170/1,310),
- Перу (1,190/1,220),
- КНР (0,946/1,000),
- Австралия (0,870/0,850),
- Россия (0,740/0,750),
- Индонезия (0,797/0,650),
- Канада (0,589/0,590),
- Замбия (0,520/0,560),
- Казахстан (0,407/0,460),
- Польша (0,452/0,430),
- Мексика (0,347/0,270).
Смотрим также более полный список стран по производству меди.
По объёму мирового производства и потребления медь занимает третье место после железа и алюминия.
Разведанные мировые запасы меди на конец 2008 года составляют 1 млрд т, из них подтверждённые — 550 млн т. Причём, оценочно, считается что глобальные мировые запасы на суше составляют 3 млрд т, а глубоководные ресурсы оцениваются в 700 млн т.
8.1. Способы добычи
Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо. 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.
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:
- 2CO + (CuOH)2CO33CO2 + 2Cu + H2O.
Добычу меди называют[кто?] прабабушкой металлургии. Её добыча и выплавка были налажены ещё в Древнем Египте, во времена фараона Рамзеса II (1300—1200 гг. до н. э.). Древние египтяне нагнетали воздух в плавильные печи с помощью мехов, а древесный уголь получали из акации и финиковой пальмы. Они выплавили около 100 т чистой меди.
На территории России и сопредельных стран медные рудники появились за два тысячелетия до н. э. Остатки их находят на Урале, 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.
Сейчас известно более 170 минералов, содержащих медь, но из них только 14—15 имеют промышленное значение. Это — халькопирит (он же медный колчедан), малахит, встречается и самородная медь. В медных рудах часто в качестве примесей встречаются молибден, никель, свинец, кобальт, реже — золото, серебро. Обычно медные руды обогащаются на фабриках, прежде чем поступают на медеплавильные комбинаты. Богаты медью Казахстан, США, Чили, Канада, африканские страны — Заир, Замбия, Южно-Африканская республика. Эскондида — самый большой в мире карьер, в котором добывают медную руду. Расположен в Чили.
8.2. Современные способы добычи
90 % первичной меди получают пирометаллургическим способом, 10 % — гидрометаллургическим. Гидрометаллургический способ — это получение меди путём её выщелачивания слабым раствором серной кислоты и последующего выделения металлической меди из раствора. Пирометаллургический способ состоит из нескольких этапов: обогащения, обжига, плавки на штейн, продувки в конвертере, рафинирования.
Для обогащения медных руд используется метод флотации (основан на использовании различной смачиваемости медьсодержащих частиц и пустой породы), который позволяет получать медный концентрат, содержащий от 10 до 35 % меди.
Медные руды и концентраты с большим содержанием серы подвергаются окислительному обжигу. В процессе нагрева концентрата или руды до 700—800 °C в присутствии кислорода воздуха, сульфиды окисляются и содержание серы снижается почти вдвое от первоначального. Обжигают только бедные (с содержанием меди от 8 до 25 %) концентраты, а богатые (от 25 до 35 % меди) плавят без обжига.
После обжига руда и медный концентрат подвергаются плавке на штейн, представляющий собой сплав, содержащий сульфиды меди и железа. Штейн содержит от 30 до 50 % меди, 20-40 % железа, 22-25 % серы, кроме того, штейн содержит примеси никеля, цинка, свинца, золота, серебра. Чаще всего плавка производится в пламенных отражательных печах. Температура в зоне плавки 1450 °C.
С целью окисления сульфидов и железа, полученный медный штейн подвергают продувке сжатым воздухом в горизонтальных конвертерах с боковым дутьём. Образующиеся окислы переводят в шлак. Температура в конвертере составляет 1200—1300 °C. Интересно, что тепло в конвертере выделяется за счёт протекания химических реакций, без подачи топлива. Таким образом, в конвертере получают черновую медь, содержащую 98,4 — 99,4 % меди, 0,01 — 0,04 % железа, 0,02 — 0,1 % серы и небольшое количество никеля, олова, сурьмы, серебра, золота. Эту медь сливают в ковш и разливают в стальные изложницы или на разливочной машине.
Далее, для удаления вредных примесей, черновую медь рафинируют (проводят огневое, а затем электролитическое рафинирование). Сущность огневого рафинирования черновой меди заключается в окислении примесей, удалении их с газами и переводе в шлак. После огневого рафинирования получают медь чистотой 99,0 — 99,7 %. Её разливают в изложницы и получают чушки для дальнейшей выплавки сплавов (бронзы и латуни) или слитки для электролитического рафинирования.
Электролитическое рафинирование проводят для получения чистой меди (99,95 %). Электролиз проводят в ваннах, где анод — из меди огневого рафинирования, а катод — из тонких листов чистой меди. Электролитом служит водный раствор. При пропускании постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор, и, очищенная от примесей, осаждается на катодах. Примеси оседают на дно ванны в виде шлака, который идёт на переработку с целью извлечения ценных металлов. Катоды выгружают через 5-12 дней, когда их масса достигнет от 60 до 90 кг. Их тщательно промывают, а затем переплавляют в электропечах[18].
9. Интересные факты
- Индейцы культуры Чонос (Эквадор) ещё в XV—XVI веках выплавляли медь с содержанием 99,5 % и употребляли её в качестве монеты в виде топориков 2 мм по сторонам и 0,5 мм толщиной. Данная монета ходила по всему западному побережью Южной Америки, в том числе и в государстве Инков[19].
- В Японии медным трубопроводам для газа в зданиях присвоен статус «сейсмостойких».
- Инструменты, изготовленные из меди и её сплавов не создают искр, а потому применяются там, где существуют особые требования безопасности (огнеопасные, взрывоопасные производства).
- В организме взрослого человека содержится до 80 мг меди.
- Польские учёные установили, что в тех водоёмах, где присутствует медь, карпы отличаются крупными габаритами. В прудах или озёрах, где меди нет, быстро развивается грибок, который поражает карпов[20].
- Поскольку медь не накапливается в организме, а выводится вместе с продуктами метаболизма, человеку ежедневно необходимо получать в составе диеты ок. 2 мг меди.
Примечания
- Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т.. — Москва: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 7. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
- Медь самородная в БСЭ — slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00046/67000.htm
- Крупнейшие мономинеральные месторождения (рудные районы, бассейны) — uralgold.ru/very_big_f.html
- ↑ 12 Электротехнический справочник. Т. 1. / Составитель И. И. Алиев. — М. : ИП РадиоСофт, 2006. — C. 246. — ISBN 5-93037-157-1
- Применение меди — www.magin.ru/primen.html
- ГОСТ Р 52318-2005 Трубы медные круглого сечения для воды и газа. Технические условия — protect.gost.ru/document.aspx?control=7&baseC=6&page=0&month=6&year=2008&search=52318&id=129454
- СП 31-116-2006 Проектирование и устройство кровель из листовой меди — dwg.ru/dnl/3215
- Цена меди — coppertubeus.blogspot.com/
- ↑ 12CHEMICAL FACT SHEETS — www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/coppersum.pdf (англ.).
- US EPA — www.epa.gov/pesticides/factsheets/copper-alloy-products.htm
- В США наблюдается вспышка инфекции MRSA за пределами госпиталей — www.rol.ru/news/med/news/03/03/07_017.htm
- British Scientist Shares Expertise on Swine Flu Control in Beijing — www.copperinfo.co.uk/news/press-releases/pr762-british-scientist-copper-swine-flu.pdf
- ↑ 123 Производство меди — www.ecsocman.edu.ru/db/msg/142462.html
- В 2005 г. мировая добыча меди увеличится на 8 % до 15,7 млн т. — Новости металлургии — www.metalinfo.ru/ru/news/12150
- Стратегия развития металлургической промышленности Российской Федерации на период до 2020 года — www.minprom.gov.ru/activity/metal/strateg/2. Минпромэнерго РФ (2009-03-18).
- Металлонвест оплатил лицензию за Удокан — www.metalinfo.ru/ru/news/34394
- MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2009 — minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2009/mcs2009.pdf
- Получение меди — melita.com.ua/spravochnik_med.html
- Espinoza Soriano, Waldemar. Etnohistoria ecuatoriana: estudios y documentos. — Quito: Abya-Yala, 1988. — p. 135.
- Интересные факты о меди и медных трубах — www.stelmarket.ru/teh_inf/26.htm
Литература
- Данные на начало XX века : Медь — ru.wikisource.org/wiki/ЭСБЕ/Медь // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Фримантл М. Химия в действии. — М.: «Мир», 1991. — Т. 2.
- Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева Химические свойства неорганических веществ. — «Химия», 2000. — С. 286.
Реферат Медный век
скачатьРеферат на тему:
План:
- Введение
- 1 Технологии
- 2 Археологические данные
- 2.1 Ближний Восток и Европа
- 2.2 Дальний Восток
- 2.3 Халколит в Древней Америке
- 2.3.1 Южная Америка
- 2.3.2 Месоамерика
Примечания
Литература
Введение
Каменный век |
---|
↑ до появления рода Homo (Плиоцен) |
Палеолит
Мезолит
Неолит
Медный век
|
↓ Бронзовый век |
См. также: Портал:Доисторическая Европа |
Ме́дный век, медно-каменный век, халколит (от греч. χαλκός «медь» + λίθος «камень») или энеолит (от лат. aeneus «медный» + греч. λίθος «камень»)) — эпоха в развитии человечества, переходный период от неолита (каменного века) к бронзовому веку. Термин предложил в 1876 г. на международном археологическом конгрессе венгерский археолог Ф. Пульский для уточнения первоначальной классификации Томпсена, в которой за каменным сразу следовал бронзовый век[1].
Медный век приблизительно охватывает период 4—3 тысячелетия до н. э., но на некоторых территориях существует и дольше, а на некоторых отсутствует вовсе. Чаще всего энеолит относят к бронзовому веку, но иногда считают и отдельным периодом. Во времена энеолита были распространены медные орудия, но преобладали по-прежнему каменные.
1. Технологии
Первое знакомство человека с медью произошло через самородки, которые принимали за камни и пытались обычным образом обработать, ударяя по ним другими камнями. От самородков куски не откалывались, но деформировались и им можно было придать необходимую форму (холодная ковка). Сплавлять медь с другими металлами для получения бронзы тогда не умели. В некоторых культурах самородки после ковки прогревали, что приводило к уничтожению межкристаллических связей, делающих металл хрупким. Низкое распространение меди в энеолите связано, в первую очередь, с недостаточным количеством самородков, а не с мягкостью металла — в регионах, где меди было много, она быстро стала вытеснять камень. Несмотря на свою мягкость медь имела важное преимущество — медное орудие можно было починить, а каменное приходилось делать заново.
2. Археологические данные
2.1. Ближний Восток и Европа
Распространение украшений из меди в начале медного века.
Древнейшие в мире металлические вещи найдены при раскопках в Анатолии. Жители неолитического селения Чайоню одними из первых начали эксперименты с самородной медью[2][3], а в Чатал-Гуюке ок. 6000 г. до н. э. научились выплавлять медь из руды и начали применять ее для изготовления украшений. В Двуречье металл узнали в VI тысячелетии (самаррская культура), тогда же украшения из самородной меди появились в долине Инда (Мергарх). В Египте и на Балканском полуострове их делали в V тысячелетии (Рудна Глава). К началу IV тысячелетия до н. э. медные изделия вошли в обиход самарской, хвалынской, среднестоговской и других культур Восточной Европы.
С IV тысячелетия до н. э. медные и бронзовые орудия труда начали вытеснять каменные.
2.2. Дальний Восток
На Дальнем Востоке изделия из меди появились в V — IV тысячелетиях до н.э. (культура Хуншань, Мацзяяо).
2.3. Халколит в Древней Америке
Погребальная маска IX-XI вв, культура Сикан (Перу). Золото, медь, киноварь. Местонахождение — Метрополитен-музей
2.3.1. Южная Америка
Первые находки медных предметов в Южной Америке относятся к II — I тысячелетиям до н. э.(культура Илама, Чавин). В дальнейшем народы Анд достигли большого мастерства в металлургии меди, особенно культура мочика. Впоследствии эта культура стала выплавлять мышьяковую, а культуры тиуанако и уари — оловянную бронзу. Государство инков Тауантинсуйу уже может считаться цивилизацией развитого бронзового века.
2.3.2. Месоамерика
В Месоамерике медь появилась намного позже, предполагают, что её изготовление распространилось как культурное влияние Южной Америки через Панамский перешеек. Месоамериканцы не достигли большого мастерства в этом ремесле, ограничившись лишь медными топорами, иголками и, конечно, ювелирными изделиями. Наиболее продвинутые методы были разработаны миштеками, которые научились создавать великолепно украшенные вещи. Выплавлять бронзу древние месоамериканцы так и не научились.
Примечания
- Рындина, Дегтярёва. 2002
- Richard Cowen. Essays on Geology, History, and People.
- Encyclopaedia of the History of Technology, p.48 — books.google.ru/books?id=fj96Dpp3-5gC&pg=PA55&lpg=PA55&dq=Ergani Maden copper&source=bl&ots=z-cqPwipvM&sig=YkDMFdwRhVmOiqnCkb7H6-2poSQ&hl=en&ei=fSUHSrm2D5mt_AbYw8GbBw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9#PPA48,M1
Медь и ее сплавы Медь — тяжелый розово-красный металл, мягкий и ковкий, ее температура плавления 1083° С, является отличным проводником электрического тока и теплоты электрическая проводимость меди в 1,7 раза выше, чем алюминия, и в 6 раз выше железа. В повседневной жизни все время приходится иметь дело с медью и ее сплавами: включаем компьютер или настольную лампу — ток идет по медным проводам, пользуемся металлическими деньгами, которые, как желтые, так и белые, изготовлены из сплавов меди. Некоторые дома украшают изделия из бронзы, из меди изготавливается посуда. Тем временем медь- далеко не самый распространенный в природе элемент: содержание меди в земной коре составляет 0,01%, что позволяет ей занимать лишь 23-е место среди всех элементов. Медь – первый металл, который впервые стал использовать человек в древности за несколько тысячелетий до нашей эры. Первые медные орудия изготовля-. лись из самородной меди, которая встречается довольно часто. Самый крупный самородок меди был найден на территории США, он имел массу 420 т. Медь — малоактивный металл, в электрохимическом ряду напряжений она стоит правее водорода. Она не взаимодействует с водой, растворами щелочей, соляной и разбавленной серной кислотой. Однако в кислотах — сильных окислителях (например, азотной и концентрированной серной) — медь растворяется: Медь обладает достаточно высокой стойкостью к коррозии. Однако во влажной атмосфере, содержащей углекислый газ медь покрывается зеленоватым налетом основного карбоната меди: |
Медь и ее сплавы
Содержание страницы
Медь — металл красного цвета, кристаллизующийся при температуре 1083 °С с образованием ГЦК решетки, период которой 0,36153 нм, полиморфных превращений нет. По плотности при 20 °С, ρ = 8,96 г/см3 медь относится к тяжелым цветным металлам. По величине электропроводности (χ = 59 МСм/м) и теплопроводности (λ = 397 Вт/(м·К)) медь находится после серебра на втором месте. У отожженной меди высокой частоты σв = 220 МПа, δ = 50 %, а ее модуль упругости выше, чем у поликристаллического титана, алюминия и магния, и составляет Е = 132 ГПа.
Медь обладает сравнительно хорошей коррозионной стойкостью, при температурах ниже 185 °C с сухим воздухом и кислородом не взаимодействует. В присутствии влаги и СО2 на поверхности меди образуется зеленая пленка основного карбоната (СuСО3·СuОН2). При нагревании меди на воздухе идет поверхностное окисление, ниже 375 °C образуется СuО, а выше 375 °C до плавления возникает двухслойная окалина, в поверхностном слое которой находится СuО, а во внутреннем — Сu2О.
Три основных свойства меди определили ее значительную роль в технике: высокая электропроводность, пластичность, теплопроводность. Благодаря этим свойствам > 50 % добываемой меди применяют в электротехнической и электронной промышленности для изготовления проводников тока. Все примеси понижают электропроводность меди, поэтому для проводников используют металл высших сортов, содержащий не менее 99,9 % Сu. Высокая теплопроводность и сопротивление коррозии позволяют производить из меди и специальных сплавов на ее основе (микролегированные теплопроводные сплавы и малолегированные сплавы, сочетающие теплопроводность и жаропрочность) ответственные детали для теплообменников, холодильников, вакуумных аппаратов и т. п. Около 30–40 % Сu используют в виде различных сплавов, среди которых латуни, бронзы, медно-никелевые сплавы. Среди цветных металлов по объему потребления медь находится после алюминия на втором месте.
При производстве меди из руды полученную черновую медь подвергают огневому рафинированию и разливают в виде анодов, используя затем их для электролитического рафинирования, в результате которого получают листовые катоды. В соответствии с ГОСТ 859–2001 выпускают четыре марки катодной меди, используемой в качестве шихты при изготовлении медных полуфабрикатов и сплавов высокой электропроводности (табл. 1).
Таблица 1. Марки катодной меди
Марка | Состав | |||
М00к | М0к | М1к | М2к | |
Cu + Ag, %, не менее Содержание О, % | 99,98 0,01 | 99,97 0,015 | 99,95 0,02 | 99,93 0,03 |
Остальные двенадцать марок меди по ГОСТ 859–2001 (М00б, М0б, М1б, М00, М0, М1, М1р, М1ф, М2Р, М3р, М2, М3) выпускают в виде слитков и полуфабрикатов (прокат, прутки, проволока и др.), которые различаются способами конечного переплава, видом раскислителей и их сочетанием. Для выплавки бескислородной и раскисленной меди используют катоды, т. е. первичную медь, а огневому рафинированию подвергают расплав, содержащий лом и отходы. Для раскисления меди высокой чистоты применяют углерод (плавка под слоем древесного угля). Для остальных сортов меди чаще всего используют фосфор, который вводят в виде лигатуры марки МФ9 (ГОСТ 4515–81) — сплав меди с 8,0–9,5 % Р около-эвтектического состава. После такого раскисления в меди остается фосфор (до 0,06 %), снижающий электропроводность. Наивысшей электропроводностью обладает бескислородная медь, полученная вакуумной плавкой.
Медь обладает хорошей технологичностью. Путем деформации из меди можно получать тонкую проволоку для проводов, различные ленты, токоведущие шины, трубы и т. д. Микроструктура чистой меди имеет полиэдрическое строение (см. рис. 1, а). Холодная пластическая деформация вызывает значительные изменения в структуре и свойствах меди. При больших степенях деформации медь принимает волокнистое строение. Прочность значительно возрастает (с 220 до 450 МПа), а пластичность падает (с 50 до 2 %). Под действием деформации электропроводность меди уменьшается на 1–3 %. Для получения высокой пластичности и электропроводности медь подвергают рекристаллизации. После проведения рекристаллизации структура меди вновь становится равноосной, полиэдрической с большим количеством двойников (рис. 1, б). Величина зерна рекристаллизованной меди зависит от степени холодной пластической деформации, а также от температуры и продолжительности отжига. Значительное повышение температуры отжига (выше 900 °С) вызывает сильное укрупнение зерна за счет собирательной рекристаллизации и резкое понижение прочности меди. Наилучшие температуры отжига — 600–700 °С.
а б
Рис. 1. Микроструктура меди после отжига — а и после деформации и отжига — б
Примеси снижают все свойства меди, особенно электропроводность. Наиболее часто встречающиеся в меди примеси подразделяются на три группы:
1. Примесные элементы (Al, Fe, Ni, Mn, Zn, Ag, Cd), растворимые в твердой меди в тех количествах, в которых они могут присутствовать в технической меди, практически не влияют на ее механические свойства, а в больших количествах повышают прочность и твердость меди и используются для ее легирования. Эти примеси влияют на электро- и теплопроводность меди, поэтому в проводниковых сортах меди их ограничивают тысячными долями процента.
2. Примеси (Pb и Bi), малорастворимые в твердой меди, снижают ее деформируемость. Свинец и висмут незначительно растворимы в меди в твердом состоянии и образуют по границам зерен легкоплавкие эвтектики, состоящие практически из чистого свинца (рис. 2) и висмута (рис. 3). Микроструктура меди с висмутом и свинцом показана на рис. 4. Эти эвтектики располагаются по границам зерен меди. При горячей прокатке меди (800–900 °C) или рекристаллизационном отжиге эти эвтектики находятся в жидком состоянии и в них происходит межкристаллитное разрушение (красноломкость).
Рис. 2. Фазовая диаграмма системы Cu–Pb
Рис. 3. Фазовая диаграмма системы Cu–Bi
Рис. 4. Микроструктура меди с примесью свинца — а, с примесью висмута — б
Для предотвращения красноломкости при прокатке медь должна содержать не более 0,003 % Вi и 0,05 % Рb. Свинец в отличие от висмута пластичен при низких температурах и не охрупчивает медь при холодной обработке давлением. Кроме того, свинец заметно улучшает обрабатываемость резанием меди и ее сплавов, делая стружку сыпучей.
3. Сера и кислород (а также селен и теллур) практически нерастворимы в меди и образуют эвтектики меди с хрупкими соединениями Cu2S, Cu2O, температуры плавления эвтектик 1067, 1065 °C соответственно (рис. 5 и 6).
Рис. 5. Фазовая диаграмма системы Cu–S
Рис. 6. Фазовая диаграмма системы Cu–O
Температуры плавления эвтектик Cu + Cu2S и Cu + Cu2O находятся выше температуры горячей прокатки меди, поэтому примеси кислорода и серы не вызывают красноломкости. Из-за очень малой растворимости уже при малых концентрациях этих примесей в структуре появляются по границам зерен хрупкие эвтектики, снижающие деформируемость меди и при горячей, и при холодной обработке давлением. Содержание этих вредных примесей ограничивается тысячными долями процента.
Кислород — наиболее часто встречающаяся в значительных количествах примесь, так как он легко попадает в медь при плавке. В доэвтектических литых сплавах эвтектика (Cu + Cu2O) располагается по границам зерен и имеет точечное строение (см. рис. 7, а, б). В эвтектическом сплаве (0,43 % O2) включения Cu2O равномерно распределяются по всему полю шлифа (см. рис. 7, в), а в заэвтектических сплавах на фоне эвтектики наблюдаются первичные, избыточные кристаллы закиси меди в виде дендритов (см. рис. 7, г). После обработки давлением эвтектика разрушается и в деформированной меди кислород присутствует уже в виде обособленных включений закиси меди. Особенно вредна примесь кислорода, если медь отжигают или эксплуатируют в атмосфере, содержащей водород. Атомы водорода быстро диффундируют по междоузлиям в глубь металла, и при восстановлении оксида меди (Cu2O + Н2 = 2Cu + h3O) образуется водяной пар, нерастворимый в меди. Под давлением этого пара возникают вздутия и микротрещины. Это явление называют водородной болезнью меди.
Рис. 7. Микроструктура литой меди с содержанием кислорода, %: а — меньше 0,05; б — 0,15; в — 0,43; г — 0,5
С повышением температуры испытаний у разных сортов меди характеристики прочности плавно понижаются, а характеристики пластичности меняются немонотонно. Эти характеристики у многих сортов меди до 200 °C меняются мало, а затем начинают снижаться, и в области температур 300–600 °C наблюдается минимум пластичности, который называют «провало
Chemistry of Copper — Chemistry LibreTexts
Медь относится к тому же семейству периодической таблицы Менделеева, что и серебро и золото, так как каждое из них имеет по одному s-орбитальному электрону поверх заполненной электронной оболочки, которая образует металлические связи. Это сходство в электронной структуре делает их похожими по многим характеристикам. Все они обладают очень высокой теплопроводностью и электропроводностью, и все они являются ковкими металлами. Среди чистых металлов при комнатной температуре медь занимает второе место по электропроводности и теплопроводности после серебра.
Введение
Использование меди уходит корнями в далекую историю. Медные бусы были найдены на территории современного Ирака, датируемой 9000 годом до нашей эры. Этот металл относительно легко добывать и обрабатывать, что способствовало его раннему и широкому использованию. Однако, будучи мягким, он не подходит для изготовления надежных инструментов и оружия. Первые мастера по металлу еще в 3000 г. до н.э. научились сочетать медь с другими металлами для производства более прочных сплавов. Два примера — латунь (медь и цинк) и бронза (медь и олово).Символ и название меди взяты из латинского cuprum , что буквально означает «с острова Кипр», одного из первых источников медной руды.
До 1982 года гроши США были чистой медью. Сейчас они в основном цинковые с тонкой оболочкой из меди. Большая часть добываемой сегодня меди очищается и вытягивается в проволоку для использования в электротехнической промышленности. Значительная часть также используется при производстве водопроводных труб. Медь, конечно, имеет характерный цвет, который узнает большинство людей.Это один из лучших проводников электричества, устойчивый к коррозии от большинства кислот (кроме азотной и горячей концентрированной серной). При воздействии элементов в течение некоторого времени на нем образуется зеленоватый налет или патина, представляющая собой карбонат меди (II), защитное покрытие, предотвращающее дальнейший износ.
Возникновение и добыча меди
Медь встречается как в смешанном, так и в свободном состоянии, а также во многих рудах. Важнейшие руды меди — это медный колчедан (\ (CuFeS_2 \)), куприт и медь.Медные руды в основном находятся на севере Индии. Извлечение меди также включает множество этапов. Руда, используемая для добычи, — это медный колчедан, который измельчается, концентрируется и затем нагревается в присутствии воздуха. Во время нагревания влага удаляется, и пириты меди превращаются в сульфид железа и сульфид меди.
\ [2CuFeS_2 + O_2 \ вправо Cu_2S + 2FeS + SO_2 \]
Доменная печь предназначена для нагрева смеси обожженной руды, порошкового кокса и песка.В доменной печи протекают реакции окисления. Сульфид железа образует оксид железа, который соединяется с кремнеземом и образует шлак (\ (FeSiO_2 \)).
\ [2FeS + 3O_2 \ вправо 2FeO + 2SO_2 \]
\ [FeO + SiO_2 \ стрелка вправо FeSiO_3 \]
Сульфид меди образует закись меди, которая частично превращается в сульфид меди.
\ [Cu_2S + 3 O_2 \ стрелка вправо 2Cu_2O + 2SO_2 \]
\ [Cu_2O + FeS \ стрелка вправо Cu_2S + FeO \]
Этот сульфид меди содержит некоторое количество сульфида железа и называется штейном.Штейн удаляется из основного выхода доменной печи. Удаленный штейн перемещается в конвертер Бессемера, который внутри футерован оксидом магния. В этом конвертере есть трубы, по которым подается горячий воздух и \ (SiO_2 \). В этом конвертере \ (Cu_2S \) преобразуется в \ (Cu_2O \), а \ (FeS \) преобразуется в \ (FeO \). Закись железа образует шлак с \ (SiO_2 \). Образовавшаяся закись меди вступает в реакцию с Cu2S и образует медь.
\ [2Cu_2O + Cu_2S \ стрелка вправо 6Cu + SO_2 \]
Образованная таким образом медь подлежит очистке электролизом.
Реакции ионов меди (II) в растворе
Самый простой ион, который медь образует в растворе, — это типичный синий ион гексааквакоппера (II) — [Cu (H 2 O) 6 ] 2+ .
Реакции ионов гексааквакоппера (II) с гидроксид-ионами
Ионы гидроксида (например, из раствора гидроксида натрия) удаляют ионы водорода из лигандов воды, присоединенных к иону меди. После удаления иона водорода из двух молекул воды у вас остается комплекс без заряда — нейтральный комплекс.Он не растворяется в воде, и образуется осадок.
Цветовая кодировка показывает, что это не реакция обмена лиганда. Кислороды, которые изначально были присоединены к меди, все еще присоединены в нейтральном комплексе.
В пробирке изменение цвета:
Реакции ионов гексааквакоппера (II) с раствором аммиака
Аммиак действует как основание и лиганд. С небольшим количеством аммиака ионы водорода отделяются от гексааква-иона точно так же, как и в случае гидроксид-иона, с образованием такого же нейтрального комплекса.{2+} + H_2O \]
Примечание
Вы можете задаться вопросом, почему это второе уравнение дано исходя из исходного гексааква-иона, а не нейтрального комплекса. Объяснить, почему осадок снова растворяется, довольно сложно. Вы найдете полное объяснение реакции между гексааква-ионами и раствором аммиака на странице.
Изменения цвета:
Взаимодействие ионов гексааквакоппера (II) с карбонат-ионами
Вы просто получаете осадок, который можно представить как карбонат меди (II).{2-} + 6H_2O \]
Поскольку реакция обратима, вы получаете смесь цветов из-за обоих комплексных ионов. Цвет иона тетрахлоркупрата (II) можно также описать как оливково-зеленый или желтый. Если в зеленый раствор добавить воду, он вернется к синему цвету.
The Chemistry of Copper: AP Chemistry Lab Report
Лаборатория должна была включать цель, процедуру, данные / наблюдения, все реакции и побочные реакции, записанные с качественными данными под каждым продуктом и реагентом, кроме h30, и резюме.
Целью этого эксперимента является наблюдение качественных аспектов серии реакций с участием меди.
Процедура
1. Отмерьте около 1 г твердой меди.
2. Поместите Cu в колбу Эрленмейера и поместите колбу под вытяжной шкаф
.
3. Добавляйте по каплям 15M HNO3 до тех пор, пока твердая медь полностью не прореагирует.
4. Поместите колбу на водяную баню.
5. Медленно добавьте 4M NaOH, пока твердые вещества не перестанут образовываться.
6. Смешайте содержимое, медленно вращая колбу.
7. Поместите колбу обратно на водяную баню, нагрейте до кипения и перемешайте.
8. Нагрейте до разделения твердого вещества и раствора.
9. Охладите колбу и позвольте содержимому осесть.
10. Отделочная жидкость от твердого вещества.
11. Твердое вещество промыть водой и снова декантировать.
12. Добавьте 4M HCl до исчезновения твердого вещества, затем добавьте 1-2 мл избытка.
13. Добавьте в колбу 1 г алюминия.
Данные / наблюдения
1. Начните с 1 г твердого вещества оранжевого / бронзового цвета.
2.При добавлении HNO3 к Cu образуется темно-оранжевый газ.
3. Когда Cu полностью прореагирует, образуется прозрачная жидкость синего цвета.
4. При добавлении NaOH образуется твердый синий осадок.
5. При нагревании раствор становится черным.
6. После осаждения на дне можно увидеть темное кристаллическое твердое вещество, а наверху — прозрачный бесцветный раствор.
7. При добавлении HCl образуется голубовато-зеленый раствор.
8. При добавлении твердого Al образуются пузырьки и интенсивность окраски раствора уменьшается.
9. По окончании реакции становится виден твердый и прозрачный бесцветный раствор оранжевого / бронзового цвета.
Реакции
1.
Cu + 4HNO3 =
Оранжевый / бронзовый твердый прозрачный бесцветный жидкий
Cu (NO3) 2 + 2NO2 + 2h3O прозрачный, синий жидкий красный / коричневый газ
2.
Cu ( NO3) 2 + NaOH =
Прозрачная бесцветная жидкость
Cu (OH) 2 + 2NaNO3
Синий, твердый осадок Прозрачная бесцветная жидкость
3.
Избыток HNO3 + NaOH = NaNO3 + h3O
4.
Cu (OH) 2 + 2HCl =
Черный кристаллический твердый прозрачный бесцветный жидкий
CuCl2 + 2h3O
Синий / зеленый раствор
5.
3CuCl2 + 2Al =
Серебряный твердый
3Cu Прозрачная бесцветная жидкость оранжевого / бронзового цвета
6.
Избыток 6HCl + 2Al = 3h3 + 2AlCl3
Бесцветный газ
Резюме
Этот эксперимент позволяет нам наблюдать медь, когда она проходит через серию реакций. Начнем с меди как чистого твердого вещества оранжевого / бронзового цвета.Затем при добавлении HNO3 он становится частью прозрачного синего раствора. Далее мы видим твердый синий осадок с добавлением NaOH. Затем при нагревании он становится черным кристаллическим твердым веществом. Затем при добавлении HCl образуется сине-зеленый раствор. И, наконец, когда добавляется твердый алюминий, он снова превращается в чистую твердую медь. Если бы у нас было достаточно времени для протекания полных реакций, масса меди в конце должна была бы быть такой же, как и масса меди, с которой мы начали.
Извините, если это немного сбивает с толку, но копирование и вставка не сработали так хорошо.Я попытался исправить это как мог.
Исправления
По какой-то причине не могу это изменить.
В реакции 2 прозрачная бесцветная жидкость должна быть под NaOH
В реакции 5 твердое серебро должно быть ниже 2Al
В реакции 6 бесцветный газ должен быть ниже 3h3
Ресурсы: Стандарты и свойства — Медь и медный сплав Микроструктуры: Кадмий Медь
Обзор
Чистая нелегированная медь мягкая и пластичная, и обычно ее содержание составляет около 0.7% примесей. Медно-кадмиевые сплавы считаются сплавами с высоким содержанием меди, они содержат примерно 98–99% меди, 0,1–1,5% кадмия и иногда незначительное количество других материалов. Когда в медь добавляют кадмий, материал становится более устойчивым к размягчению при повышенных температурах. Чем больше добавлено кадмия, тем более жаростойким становится материал. Небольшие добавки кадмия не влияют на теплопроводность и электропроводность, а также на механические свойства кадмиевой меди при комнатной температуре.Кадмиевая медь используется в таких устройствах, как контактный провод, грелки, элементы электрического одеяла, пружинные контакты, соединители и высокопрочные линии передачи. Кадмиевая медь используется для изготовления контактного провода, поскольку она чрезвычайно устойчива к дуговой эрозии. Чрезвычайно термостойкий оксид кадмия образуется на поверхности провода во время дуги и защищает его от эрозии. Это позволяет кадмиево-медной проволоке сохранять прочность в условиях высоких температур электропоездов. Он также используется для пайки, в частности, для соединения компонентов в радиаторах автомобилей и грузовиков, а также при производстве полупроводниковой упаковки.Обозначения сплавов UNS для медно-кадмиевых сплавов, содержащих приблизительно 1% кадмия, — C16200 и C16500. Сплав, содержащий от 0,1 до 0,2% кадмия, обозначается как C14300. Нет литых медно-кадмиевых сплавов.
По микроструктуре кадмиевая медь аналогична чистой меди. Легирующие элементы находятся в очень низких концентрациях и остаются в твердом растворе с альфа-медью. Кадмиевые котлы представляют собой однофазные сплавы со структурой альфа-меди.Кадмиевая медь легко подвергается холодной обработке и горячей деформации. Микроструктуры обрабатываемых материалов будут содержать равноосные, двойниковые зерна. Структуры могут содержать оксидные включения по всему зерну.
ПРИМЕЧАНИЕ: Размер файла на микрофотографиях Larger и Largest существенно больше, чем показанный эскиз. The Larger View изображений размером от 11K до 120K в зависимости от изображения. The Largest View изображений размером от 125K до почти 500K.
Увеличенное изображение микрофотографии | Семейство сплавов: | Сплавы с высоким содержанием меди |
---|---|---|
Форма продукта: | ||
Обработка: | В литом виде | |
Офорт: | ||
Длина линии шкалы: | ~ 125 микрон | |
Сплав: | C16200 | |
Характер: | ||
Материал: | Кадмий медь | |
Источник: | Университет Флориды |
Увеличенное изображение микрофотографии | Семейство сплавов: | Сплавы с высоким содержанием меди |
---|---|---|
Форма продукта: | ||
Обработка: | Холодная обработка | |
Офорт: | ||
Длина линии шкалы: | ~ 50 микрон | |
Сплав: | C16200 | |
Характер: | ||
Материал: | Кадмий медь | |
Источник: | Университет Флориды |
Описание: Увеличенное изображение микрофотографии | Семейство сплавов: | Сплавы с высоким содержанием меди |
---|---|---|
Форма продукта: | Провод | |
Обработка: | ||
Офорт: | ||
Длина линии шкалы: | ~ 125 микрон | |
Сплав: | C16200 | |
Характер: | ||
Материал: | Кадмий медь | |
Источник: | Университет Флориды |
Увеличенное изображение микрофотографии | Семейство сплавов: | Сплавы с высоким содержанием меди |
---|---|---|
Форма продукта: | Лист | |
Обработка: | Закалка 1/2 HT | |
Офорт: | ||
Длина линии шкалы: | ~ 125 микрон | |
Сплав: | C16500 | |
Характер: | ||
Материал: | Кадмий медь | |
Источник: | Университет Флориды |
Увеличенное изображение микрофотографии | Семейство сплавов: | Сплавы с высоким содержанием меди |
---|---|---|
Форма продукта: | Лист | |
Обработка: | Закалка 1 / 2HM | |
Офорт: | ||
Длина линии шкалы: | ~ 250 микрон | |
Сплав: | C16500 | |
Характер: | ||
Материал: | Кадмий медь | |
Источник: | Университет Флориды |
Увеличенное изображение микрофотографии | Семейство сплавов: | Сплавы с высоким содержанием меди |
---|---|---|
Форма продукта: | Лист | |
Обработка: | Temper AT | |
Офорт: | ||
Длина линии шкалы: | ~ 25 микрон | |
Сплав: | C16500 | |
Характер: | ||
Материал: | Кадмий медь | |
Источник: | Университет Флориды |
2:42 Практически: приготовьте образец чистых кристаллов сухого гидратированного сульфата меди (II), исходя из оксида меди (II)
перейти к содержанию- Темы
- Списки спецификаций
- Спец. Разделы
- 1 Принципы химии
- (a) Состояния вещества
- (b) Элементы, соединения и смеси
- (c) Атомная структура
- (d) Периодическая таблица
- (e) Химические формулы, уравнения и расчеты
- (f) Ионная связь
- 1:37 понять, как образуются ионы в результате потери или усиления электронов
- 1:38 узнать заряды этих ионов: металлы в группах 1, 2 и 3, неметаллы в группах 5, 6 и 7, Ag⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, водород (H⁺), гидроксид (OH⁻), аммоний (NH₄⁺), карбонат (CO₃²⁻), нитрат (NO₃⁻), сульфат (SO₄²⁻)
- 1:39 напишите формулы для соединений, образованных между ионами, перечисленными в 1:38
- 1:40 нарисуйте пунктирные диаграммы, чтобы показать образование ионных соединений путем переноса электрона, ограниченное комбинациями элементов из групп 1, 2, 3 и 5, 6, 7, необходимо показать только внешние электроны
- 1:41 un понять ионную связь с точки зрения электростатического притяжения
- 1:42 понять, почему соединения с гигантской ионной решеткой имеют высокие точки плавления и кипения
- 1:43 Знайте, что ионные соединения не проводят электричество в твердом состоянии, но проводят электричество при расплавлении и в водный раствор. 46 понять, как использовать точечные и перекрестные диаграммы для представления ковалентных связей в: двухатомных молекулах, включая водород, кислород, азот, галогены и галогениды водорода, неорганических молекулах, включая воду, аммиак и диоксид углерода, органических молекулах, содержащих до двух атомов углерода , включая метан, этан, этен и те, которые содержат атомы галогена
- 1:47 объясняют, почему вещества с простой молекулярной структурой s — газы или жидкости, или твердые вещества с низкими температурами плавления и кипения.Термин «межмолекулярные силы притяжения» может использоваться для обозначения всех сил между молекулами
- 1:48 объясняет, почему точки плавления и кипения веществ с простой молекулярной структурой увеличиваются, в общем, с увеличением относительной молекулярной массы
- 1:49 объясняют, почему вещества с гигантской ковалентной структурой представляют собой твердые тела с высокими температурами плавления и кипения
- 1:50 объясняют, как структуры алмаза, графита и фуллерена C 60 влияют на их физические свойства, включая электропроводность и твердость
- 1:51 знают, что ковалентные соединения обычно не проводят электричество
- (h) Металлические связи
- (i) Электролиз
- 2 Неорганическая химия
- (a) Группа 1 (щелочные металлы) — литий, натрий и калий
- (b) Группа 7 (галогены) — хлор, бром и йод
- (c) Газы в атмосфере
- (d) Ряд реакционной способности
- 2:15 понять, как металлы могут быть расположены в ряду реакционной способности на основе их реакций с: водой и разбавленной соляной или серной кислотой
- 2:16 понять, как металлы могут быть расположены в ряду реактивности на основе их реакций замещения между: металлов и оксидов металлов, металлов и водных растворов солей металлов
- 2:17 знать порядок реакционной способности этих металлов: калия, натрия, лития, кальция, магния, алюминия, цинка, железа, меди, серебра, золота
- 2 : 18 знать условия, при которых ржавеет железо
- 2:19 понять, как можно предотвратить ржавление железа с помощью: барьерных методов, цинкования и протекторной защиты
- 2:20 с точки зрения увеличения или уменьшения количества кислорода и потери или увеличения электронов, поймите термины: окисление, восстановление, окислительно-восстановительный потенциал, окислитель, восстановитель, с точки зрения увеличения или потери кислорода и потери или увеличения электронов
- 2:21 Практически: исследуйте реакции между ди лютная соляная и серная кислоты и металлы (например,грамм. магний, цинк и железо)
- (e) Добыча и использование металлов
- (f) Кислоты, щелочи и титрование
- (g) Кислоты, основания и препараты солей
- 2:34 знать общие правила прогнозирования растворимость ионных соединений в воде: обычные соединения натрия, калия и аммония растворимы, все нитраты растворимы, обычные хлориды растворимы, кроме серебра и свинца (II), обычные сульфаты растворимы, кроме сульфатов бария, кальция и свинец (II), обычные карбонаты нерастворимы, за исключением натрия, калия и аммония, обычные гидроксиды нерастворимы, за исключением гидроксидов натрия, калия и кальция (гидроксид кальция мало растворим)
- 2:35 понять кислоты и основания с точки зрения переноса протона
- 2:36 понимают, что кислота является донором протона, а основание является акцептором протона
- 2:37 описывают реакции соляной кислоты, серной кислоты и азотной кислоты с металлами, основания и карбонаты металлов (исключая реакции между азотной кислотой и металлами) с образованием солей
- 2:38 знают, что оксиды металлов, гидроксиды металлов и аммиак могут действовать как основания, а щелочи — это основания, растворимые в воде
- 2: 39 описывают эксперимент по приготовлению чистого сухого образца растворимой соли, исходя из нерастворимого реагента
- 2:40 (только Triple) описывают эксперимент по приготовлению чистого сухого образца растворимой соли, исходя из кислоты и щелочь
- 2:41 (только Triple) описывает эксперимент по приготовлению чистого сухого образца нерастворимой соли, исходя из двух растворимых реагентов
- 2:42 Практически: приготовьте образец чистого сухого гидратированного сульфата меди (II) кристаллы из оксида меди (II)
- 2:43 (только тройной) Практически: приготовьте образец чистого сухого сульфата свинца (II)
- (h) Химические испытания
- 2: 44a описывают испытания для этих газов : водород, диоксид углерода 9064 4
- 2:44 описывают испытания для этих газов: водород, кислород, двуокись углерода, аммиак, хлор
- 2:45 описывают, как проводить испытание пламенем
- 2:46 знать цвета, образующиеся при испытаниях пламенем для этих катионов: Li⁺ красный, Na⁺ желтый, K⁺ сиреневый, Ca²⁺ оранжево-красный, Cu²⁺ сине-зеленый
- 2:47 описывают тесты на эти катионы: NH₄⁺ с использованием раствора гидроксида натрия и определение выделяющегося газа , Cu²⁺, Fe²⁺ и Fe³⁺ с использованием раствора гидроксида натрия
- 2:48 описывают тесты для этих анионов: Cl⁻, Br⁻ и I⁻ с использованием подкисленного раствора нитрата серебра, SO₄²⁻ с использованием подкисленного раствора хлорида бария, CO₃²⁻ с использованием соляной кислоты. кислота и определение выделившегося газа
- 2:49 описывают тест на присутствие воды с использованием безводного сульфата меди (II)
- 2:50 описывают физический тест, чтобы показать, является ли образец воды чистой
- 3 Физическая химия
- 4 Органическая химия
- (a ) Введение
- (б) Сырая нефть
- 4:07 знать, что сырая нефть представляет собой смесь углеводородов
- 4:08 описать, как промышленный процесс фракционной перегонки разделяет сырую нефть на фракции
- 4:09 знать названия и использование основных фракций, полученных из сырой нефти: нефтеперерабатывающих газов, бензина, керосина, дизельного топлива, мазута и битума
- 4:10 знать тенденцию изменения цвета, температуры кипения и вязкости основных фракций
- 4:11 знать, что топливо — это вещество, которое при сгорании выделяет тепловую энергию
- 4:12 знать возможные продукты полного и неполного сгорания углеводородов с кислородом в воздухе
- 4:13 понять, почему окись углерода ядовита, с точки зрения ее воздействия о способности крови переносить кислород ссылки на гемоглобин не требуются
- 4:14 знайте, что в двигателях автомобилей достигнутая температура достаточно высока, чтобы позволить азоту и кислороду из воздуха вступить в реакцию, f Создание оксидов азота
- 4:15 объясните, как сжигание некоторых примесей в углеводородном топливе приводит к образованию диоксида серы
- 4:16 понять, как диоксид серы и оксиды оксидов азота способствуют возникновению кислотных дождей
- 4:17 описать как длинноцепочечные алканы превращаются в алкены и алканы с более короткой цепью в результате каталитического крекинга (с использованием диоксида кремния или оксида алюминия в качестве катализатора и температуры в диапазоне 600-700 ° C)
- 4:18 объясняет, почему крекинг необходим, с точки зрения баланс между спросом и предложением для различных фракций
- (c) Алканы
- (d) Алкены
- (e) Спирты
- 4:29 (только тройной) знают, что спирты содержат функциональную группу -OH
- 4 : 30 (только Triple) понять, как рисовать структурные и отображаемые формулы для метанола, этанола, пропанола (только пропан-1-ол) и бутанола (только бутан-1-ол), и назвать каждое соединение, имена пропанол и бутанол приемлемы
- 4:31 (только Triple) знать, что этанол может быть окислен путем: сжигания на воздухе или кислороде (полное сгорание), реакции с кислородом воздуха с образованием этановой кислоты (микробное окисление), нагревания с дихроматом калия (VI ) в разбавленной серной кислоте с образованием этановой кислоты
- 4:32 (только Triple) известно, что этанол можно получить путем: 1) реакции этена с паром в присутствии катализатора на основе фосфорной кислоты при температуре около 300 ° C и давлении около 60–70атм; и 2) ферментация глюкозы в отсутствие воздуха при оптимальной температуре около 30 ° C и с использованием ферментов в дрожжах
- 4:33 (только Triple) понять причины брожения в отсутствие воздуха и при оптимальная температура
- (f) Карбоновые кислоты
- (g) Сложные эфиры
- (h) Синтетические полимеры
- 4:44 Известно, что аддитивный полимер образуется путем соединения множества небольших молекул, называемых мономерами
- 4:45 понять, как нарисовать повторяющееся звено аддитивного полимера, включая поли (этен), поли (пропен), поли (хлорэтен) и (поли) тетрафторэтен
- 4:46 понять, как вывести структуру мономера из повторяющегося звена аддитивного полимера и наоборот
- 4:47 объясняют проблемы при утилизации аддитивных полимеров, в том числе: их инертность и неспособность к биологическому разложению, образование токсичных газов при их сжигании
- 4:48 (только Triple) известно, что co Конденсационная полимеризация, при которой дикарбоновая кислота взаимодействует с диолом, дает полиэфир и воду
- 4:49 (только тройной). Поймите, как написать структурную и отображаемую формулу полиэфира, показывая повторяющуюся единицу, учитывая формулы мономеры, из которых он образован, включая реакцию этандиовой кислоты и этандиола:
- 4:50 (только тройной) известно, что некоторые полиэфиры, известные как биополиграфические, являются биоразлагаемыми
Химия: Медь — HandWiki
Медь — это химический элемент с символом Cu (от латинского: Curum ) и атомным номером 29.Это мягкий, ковкий и пластичный металл с очень высокой теплопроводностью и электропроводностью. Свежая поверхность из чистой меди имеет розовато-оранжевый цвет. Медь используется как проводник тепла и электричества, как строительный материал, а также как составная часть различных металлических сплавов, таких как стерлинговое серебро, используемое в ювелирных изделиях, мельхиор, используемый для изготовления морского оборудования и монет, и константан, используемый в тензодатчиках и термопарах. для измерения температуры.
Медь — один из немногих металлов, которые могут встречаться в природе в металлической форме, пригодной для непосредственного использования (самородные металлы).Это привело к очень раннему использованию человеком в нескольких регионах, начиная с ок. 8000 г. до н.э. Тысячи лет спустя это был первый металл, выплавленный из сульфидных руд, c. 5000 г. до н.э .; первый металл, который нужно отлить в форму в форме, c. 4000 г. до н.э .; и первый металл, который будет целенаправленно сплавлен с другим металлом, оловом, для создания бронзы, c. 3500 г. до н.э. [1]
В римскую эпоху медь добывалась в основном на Кипре, происхождение названия металла, от aes сyprium (металл Кипра), позже преобразованного в сuprum (латинское). Coper (древнеанглийский) и медь были производными от этого, более позднее написание впервые использовалось около 1530. [2]
Обычно встречающиеся соединения представляют собой соли меди (II), которые часто придают синий или зеленый цвет таким соединениям. минералы, такие как азурит, малахит и бирюза, и исторически широко использовались в качестве пигментов.
Медь, используемая в зданиях, обычно для кровли, окисляется, образуя зеленую зелень (или патину). Медь иногда используется в декоративном искусстве как в виде элементарного металла, так и в виде пигментов.Соединения меди используются как бактериостатические средства, фунгициды и консерванты для древесины.
Медь необходима для всех живых организмов в качестве микроэлемента в диете, поскольку она является ключевым компонентом цитохром-с-оксидазы комплекса респираторных ферментов. У моллюсков и ракообразных медь является составной частью пигмента гемоцианина крови, который у рыб и других позвоночных заменяется гемоглобином, связанным с железом. У людей медь содержится в основном в печени, мышцах и костях. [3] Тело взрослого человека содержит между 1.4 и 2,1 мг меди на килограмм массы тела. [4]
Характеристики
Физические
Медь чуть выше точки плавления сохраняет свой розовый блеск, когда достаточно света затмевает оранжевый цвет накала.Медь, серебро и золото входят в группу 11 периодической таблицы; Эти три металла имеют один s-орбитальный электрон на заполненной d-электронной оболочке и характеризуются высокой пластичностью, а также электрической и теплопроводностью. Заполненные d-оболочки в этих элементах мало способствуют межатомным взаимодействиям, в которых преобладают s-электроны через металлические связи.В отличие от металлов с неполными d-оболочками, металлические связи в меди не имеют ковалентного характера и являются относительно слабыми. Это наблюдение объясняет низкую твердость и высокую пластичность монокристаллов меди. [5] В макроскопическом масштабе введение протяженных дефектов в кристаллическую решетку, таких как границы зерен, препятствует течению материала под действием приложенного напряжения, тем самым увеличивая его твердость. По этой причине медь обычно поставляется в мелкозернистой поликристаллической форме, которая имеет большую прочность, чем монокристаллические формы. [6]
Мягкость меди отчасти объясняет ее высокую электропроводность (59,6 × 10 6 См / м) и высокую теплопроводность, занимающую второе место (уступающее только серебру) среди чистых металлов при комнатной температуре. [7] Это связано с тем, что сопротивление переносу электронов в металлах при комнатной температуре возникает в основном из-за рассеяния электронов на тепловых колебаниях решетки, которые относительно слабы в мягком металле. [5] Максимально допустимая плотность тока меди на открытом воздухе составляет примерно 3.1 × 10 6 А / м 2 площади поперечного сечения, выше которого он начинает чрезмерно нагреваться. [8]
Медь — один из немногих металлических элементов с естественным цветом, отличным от серого или серебристого. [9] Чистая медь имеет оранжево-красный цвет и приобретает красноватый оттенок на воздухе. Характерный цвет меди является результатом электронных переходов между заполненными 3d и полупустыми 4s-оболочками атомов — разность энергий между этими оболочками соответствует оранжевому свету.
Как и в случае с другими металлами, при контакте меди с другим металлом возникает гальваническая коррозия.
- 1 Принципы химии