Вещество медь: Медь и виды ее сплавов

Медь и виды ее сплавов

С какими веществами взаимодействует медь

Твитнуть

Отправить

[Deposit Photos]

Медь – это мягкий цветной металл, который используется человеком вот уже несколько тысяч лет. В настоящее время медь не потеряла своей популярности и широко используется в промышленных и других целях.

Общая характеристика металла

Cu (от латинского cuprum – «медь») относится к четвертому большому периоду и одиннадцатой группе периодической системы Менделеева. Порядковый номер элемента — 29, атомный вес — 63,546. Медь имеет два стабильных природных изотопа, массовые числа которых — 63 и 65.

Плавление меди [Wikimedia]

Медь обладает высокой ковкостью и отлично проводит тепло и электричество.

Температура плавления меди равна 1084,62 °С. Плотность металла составляет 8,96 г/см³. В природе элемент встречается как в минералах, так и в самородном виде.

Химические свойства меди

Химически довольно инертный металл, имеет две степени окисления, проявляющиеся в соединениях (+1 и +2).

[Deposit Photos]

Вещества, в которых эти значения заменяются на +3, встречаются редко. Медь взаимодействует с кислородом, соляной кислотой и другими соединениями при высоких температурах. Также при нагревании на поверхности металла образуется оксидная пленка, защищающая его от дальнейшего окисления. Медь взаимодействует с простыми веществами: селеном, галогенами, серой. Элемент способен формировать комплексные соединения или двойные соли. Почти все сложные соединения меди — это ядовитые вещества. Одновалентная медь в составе различных соединений легко окисляется до двухвалентной.

Здесь вы найдете интересные эксперименты на изучение свойств меди.

Медные сплавы и их свойства

На основе меди изготавливают множество сплавов. Медные сплавы с добавлением некоторых компонентов обладают значительно лучшими свойствами, чем в случае чистой меди.

Виды медных сплавов

Чаши из латуни [Flickr, Creative commons by The Living Room is licensed under CC BY 2.0]

Латунь образуется при сочетании меди и цинка в различных соотношениях. Такой сплав имеет высокую прочность и устойчивость к химическим воздействиям.

Бронза — это сплав меди с оловом (12%).

Мельхиор — это сплав никеля (5–30%) и меди.

Константан — это сплав никеля (45%) и меди (55%).

Оксид меди

Оксид меди(I) [Wikimedia]

Оксид меди(I) (закись меди) — это коричнево-красное твердое вещество с молярной массой 143,09 г/моль.

Температура плавления соединения — 1232 °C, температура кипения — 1800 °C. Закись меди не растворяется в воде, но растворяется в кислотах. Оксид меди(I) разводится в концентрированном растворе аммиака, образуя бесцветный комплекс [Cu(NH₃)₂]⁺, который легко окисляется на воздухе до аммиачного комплекса сине-фиолетового цвета [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺, растворяющегося в соляной кислоте с образованием Cu­Cl₂. Оксид меди(I) может быть получен окислением меди в недостатке кислорода. Уравнение реакции:

4Cu + O₂ → 2 Cu₂O.

Твитнуть

Отправить

Больше статей о химии:

• Эксперимент «Химический светофор» Как провести красивый опыт с индигокармином
• Эксперимент «Цветной дождь в стакане» Понадобится только растительное масло и пищевые красители

Делайте эксперименты дома!

Так какого же он цвета?

Узнать больше

Медь

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.

История и происхождение названия

Медь — один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. 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).

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).

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.

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.

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.

---

Источник: Википедия

Другие заметки по химии

Является ли медь чистым веществом?

Медь или Cu представляет собой химический элемент, встречающийся в природе.

Название «медь» происходит от слова «coper», которое является старым английским названием меди. Медь происходит от латинского слова «Cyprium aes», что означает «металл с Кипра».

В этой статье мы обсудим, является ли медь чистым веществом или нет.

Далее рассмотрим понятия чистого вещества, смеси, элемента, соединения, гомогенного и гетерогенного вещества.

Итак, медь — это чистое вещество или смесь? Да, медь — чистое вещество, так как медь обладает определенными свойствами. Он состоит только из атомов одного вида. Вещество, имеющее один или несколько атомов в одинаковой пропорции по всему веществу, является чистым веществом.

Это металл d-блока с атомным номером 29. Электронная конфигурация Cu: [Ar] 3s2 3p6 4s1 3d10. Электронная конфигурация отличается от нормальной для достижения стабильной, полностью заполненной конфигурации d10.

Красновато-коричневый цвет, твердое вещество при комнатной температуре. Температура плавления составляет около 1084,2°C.

Наиболее важным источником меди являются такие минералы, как борнит и халькопирит. Медь является одним из важнейших металлов для человеческого организма.

Cu реагирует с кислородом воздуха с образованием оксида меди черного цвета.

Медь была первым металлом, из которого был изготовлен сплав. Медь довольно легко перерабатывается, и почти 70% меди, которую мы используем, было переработано.

 

Что такое Материя?

Существуют различные определения материи, но здесь изложено самое простое.

Материя — это все, что занимает пространство и имеет массу. Вещество далее классифицируется на твердое, жидкое и газообразное в зависимости от физического состояния вещества.

Аналогичным образом вещество классифицируется на чистые вещества и смеси на основе состава.

В этой статье мы обсудим последнюю классификацию.

 

Что такое чистое вещество?

Чистые вещества имеют фиксированное значение различных свойств, таких как температура плавления, температура кипения, плотность и т. д. Они состоят только из частиц одного типа.

Все чистые вещества однородны, т. е. их состав остается однородным по всему объему.

Чистые вещества не могут подвергаться дальнейшему расщеплению с образованием различных продуктов. Например] золото, медь, серебро и т. д.

Чистые вещества далее классифицируются как элементы и соединения.

Чистые вещества очень полезны. Они нужны для производства лекарств, приготовления химикатов в промышленных масштабах, для научных целей и поддержания хорошего здоровья человека.

 

Что такое смесь?

Смеси изготавливаются из чистых веществ. Смеси образуются при физическом соединении двух или более чистых веществ (элементов или соединений).

Они могут быть разделены обратно на чистые вещества, используемые для образования смеси, потому что нет химической связи.

При наличии в смеси чистого вещества его свойства сохраняются.

Определенных свойств смеси нет. Их состав изменчив.

Например, поваренную соль и черный перец хранят вместе в миске, соль в воде и т. д.

Смеси далее подразделяются на гомогенные смеси и гетерогенные смеси.

 

Почему медь является чистым веществом?

Медь является элементом, подпадающим под категорию чистого вещества.

Подобно чистому веществу-

• Cu обладает определенными свойствами, такими как точка кипения, точка плавления и т. д.

• Состав медного элемента остается неизменным независимо от условий.

• Ни в коем случае нельзя конвертировать во что-то более простое.

Из-за этих свойств медь нельзя считать смесью.

 

Что такое элемент?

Элемент — это чистая субстанция, которую нельзя разложить ни на что более простое, чем она сама.

Все атомы в элементе одинаковы; у них одинаковое количество протонов в ядрах.

Каждый элемент имеет свои уникальные свойства.

Элемент – основная форма материи или строительные блоки материи.

Например] Cu, Ag, Au и т. д.

 

Что такое соединение?

Соединение также является чистым веществом. Он образуется путем химического соединения двух или более элементов в фиксированном соотношении по массе.

Их можно разложить на более простые вещества только химическими средствами.

Например, h3O, CuO и т. д.

 

Является ли медь соединением или элементом?

Медь относится к категории элементов, поскольку медь не может быть подвергнута дальнейшему разложению.

Все атомы в медном элементе имеют 29протонов в ядрах. Медь является строительным материалом для многих соединений меди.

Это не соединение, так как в Cu есть только один тип атома.

 

Что такое гомогенное вещество?

Вещество, имеющее однородный состав по всему объему, является однородным веществом. Обычно имеет одну фазу.

Например,] смесь соли в воде образует однородный раствор при тщательном перемешивании.

Если вынуть 1 мл этого раствора с любой стороны, он будет иметь тот же состав. Мы не можем отличить соль от воды.

Другими примерами являются золото, серебро, вода и т. д.

 

Что такое гетерогенное вещество?

Вещество, имеющее неоднородный по объему состав, является гетерогенным веществом. Он имеет более одной фазы.

Например, смесь соли в воде образует негомогенный раствор, если ее тщательно не перемешать. Если мы возьмем 1 мл этого раствора с любой стороны, он не будет иметь тот же состав.

Можно различить твердую соль и воду.

Другими примерами являются смесь соли и перца, песка и шнека и т. д.

Чистые вещества всегда гомогенны, но смеси могут быть гомогенными или гетерогенными.

Однородные смеси, такие как соленая вода в примере, можно легко спутать с чистым веществом.

 

Является ли медь гомогенным или гетерогенным веществом?

Медь является однородным веществом, так как состав остается однородным по всему объему.

Обычно все элементы и соединения однородны.

 

Является ли оксид меди чистым веществом?

Да, оксид меди считается чистым веществом.

Оксид меди образуется при взаимодействии меди с кислородом воздуха. Он черного цвета.

Цвет меди со временем темнеет из-за образования CuO на поверхности Cu. CuO имеет фиксированный состав по массе.

Существует химическая связь между Cu и O. CuO может снова превратиться в Cu при обработке газообразным водородом.

Это не может быть элемент, потому что в образце CuO имеется более одного типа ядер. Это не может быть смесь, потому что между Cu и O образуется химическая связь.

Это соединение, потому что два элемента присутствуют в фиксированной массовой пропорции. Соединение – это чистое вещество.

 

Свойства меди

Физические свойства

• Ковкий — можно выковывать в тонкие листы без разрушения.

• Ductile- можно втягивать в провода.

• Звонкий- при сильном ударе издает звонкий звук.

• Lustrous- свежая поверхность меди блестящая. Через некоторое время образуется черный слой CuO, и блеск уменьшается.

• Soft- Легко режется сталью.

• Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

• Плотное вещество – медь имеет плотность 8,96 г/см3.

• Биостатический- не позволяет размножаться бактериям.

• Медь обладает хорошей прочностью на растяжение.

• Медь не обладает магнитными свойствами. Я также написал специальную статью об этом. Проверьте магнетизм меди.

 

Химические свойства

• Соединения меди могут выступать в качестве катализатора в различных реакциях.

Например, CuCl2 катализирует синтез акрилонитрила из ацетилена и цианистого водорода.

• Медь образует различные соединения в состояниях +1 и +2.

• Реагирует с кислородом воздуха в соответствии со следующей реакцией

2Cu + O2 ➔ 2CuO

• Медь зеленеет под воздействием влажного воздуха из-за реакции с водой, углекислым газом и кислородом.

• Медь имеет более низкий восстановительный потенциал, чем водород. Поэтому он не реагирует с кислотами. Проверьте, реагирует ли медь с кислотой.

 

Использование меди

Медь находит применение в различных областях. Некоторые из них

1. Чистая медь смешивается с другими металлами для образования сплавов, которые обычно используются. • Монеты некоторых стран представляют собой сплавы меди

• Золотые украшения на самом деле представляют собой сплав золота и меди, поскольку золото очень мягкое для использования в качестве драгоценного камня.

• Олово и медь образуют бронзу.

2. Медь часто втягивается в провода и используется в электрическом оборудовании, таком как двигатели, из-за ее свойств пластичности и проводимости.

3. Медь используется в строительстве

• Кровля

• Сантехника

4. В различном промышленном оборудовании, таком как теплообменники, используется медь.

5. Сульфат меди производится из Cu, который используется в качестве

• Сельскохозяйственный яд

• Альгицид при очистке воды.

6. В качестве реактива Фелинга А используется водный раствор сульфата меди.

Используется для различения альдегидов и кетонов. Cu имеет различное применение в лаборатории.

 

Заключение

Медь — чистое вещество.

Чистые вещества подразделяются на элементы и соединения.

Cu относится к классу элементов.

Чистый Вещества и элементы в большинстве случаев однородны, следовательно, Cu однородна. CuO является чистым веществом и относится к классу соединений.

Cu — очень полезный элемент для промышленности и здоровья человека.

Надеюсь, вам понравилось. Пожалуйста, поделитесь им со своими школьными друзьями. Не стесняйтесь задавать свои вопросы в разделах комментариев.

Спасибо и удачного обучения!

Смеси и чистые вещества | Физика Фургон

Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 22.10.2007

Вопрос:

В чем разница между смесями и чистыми веществами? Как вы можете сказать, используя только график?
— Anonymous
Colorado

A:

Обычно под чистыми веществами подразумеваются либо чистые элементы (все одного типа атома), правильные кристаллы (атомы расположены в повторяющемся порядке) или вещи, состоящие только из молекул одного типа (плотно связанная структура один или несколько типов атомов). Так что медь — чистое вещество в любом виде (только атомы меди). Жидкая вода – это чистое вещество (все H3O молекулы). Поваренная соль — чистое вещество (правильный кристалл Na и атомы хлора или, если быть точным, ионы).

Вещи, состоящие из различных типов атомов или молекул, не расположенные в регулярном порядке, обычно называются смесями. водка, для например, содержит несколько молекул этанола и несколько молекул воды, смешанных вместе в нерегулярной, меняющейся схеме. Это как минимум решение, с молекулами, смешанными в масштабе одиночных молекул. Другие вещи (например, салями) представляют собой смеси различных типов молекул (например, жиры и белки) все сгруппированы в гораздо большем масштабе. Смеси с большие комки разнородных материалов часто называют «суспензиями». Воздух представляет собой сложную смесь азота, кислорода, аргона, воды, углерода двуокиси и других молекул и обычно содержит пыль, пыльцу, сажу или другие взвешенные в нем частицы. Смесь различных металлов атомы называются «сплавом», если они смешаны в атомном масштабе.

Майк В. (и Том Дж.)

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение №1: являются ли сплавы смесями?

Q:

Является ли сплав чистым веществом или смесью?
— Линдси
Торонто

A:

Согласно тому, что мы писали ранее, сплав будет называться смесью. Меня очень мало интересует, правильно ли это, поскольку это касается только имени.

Вот из чего на самом деле состоит типичный металлический сплав. Есть кристаллы (регулярные массивы атомов), как и у типичного чистого металла. Однако в этих кристаллах есть несколько различных типов атомов. Позиции разных типов более или менее случайны.
Некоторые материалы на самом деле состоят не из различных элементов, перемешанных в атомном масштабе, а из крошечных кристаллов различных элементов, упакованных вместе. Их обычно не называют «сплавами».

Некоторые сплавы не кристаллические, а «аморфные». В них атомы не выстраиваются в регулярные кристаллические структуры.