Медь и ее соединения
Учитель МБОУ лицея №64
Музыченко-Бакланова Г.Л.
г.Краснодар
Положение в Периодической системе
I группа, побочная подгруппа.
64 29 Cu
d-элемент
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1
Степени окисления +1, +2
Физические свойства меди.
Медь - металл розово-красного цвета, относится к группе тяжелых металлов, является отличным проводником тепла и электрического тока. Электропроводность меди в 1,7 раза выше, чем у алюминия, и в 6 раз выше, чем у железа.
Химические свойства меди.
Медь - малоактивный металл, в электрохимическом ряду напряжений она стоит правее водорода.
1.Окисление во влажном воздухе
2Cu + Н 2 О + O 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3
2. Медь реагирует с галогенами при нагревании
Cu + Cl 2 = CuCl 2
3. При сплавлении меди с серой образуетcя нерастворимый
в воде сульфид
2Cu + S = Cu 2 S
4. Взаимодействие с кислородом
4Cu + O 2 = 2Cu 2 O
2Cu + O 2 = 2CuO
Химические свойства меди.
5. В присутствии окислителей, прежде всего кислорода, медь реагирует с соляной и разбавленной серной кислотой, но водород при этом не выделяется:
2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O.
6. С азотной кислотой различных концентраций медь реагирует активно, при этом выделяются различные оксиды азота
3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O.
7. С концентрированной серной кислотой медь реагирует при сильном нагревании:
Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.
8. Практическое значение имеет способность меди реагировать с растворами солей железа (III):
2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2
Соединения меди
Оксид меди (I)
Cu2O – красновато-коричневые кристаллы
1.В воде не растворяется и не реагирует с ней. Имеет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных.
2.Взаимодействует с растворами щелочей с образованием гидроксокомплексов:
Cu 2 O + 2NaOH + H 2 O = 2Na.
3.В водных растворах аммиака образует гидроксид диамминмеди (I):
Cu 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.
4.С соляной кислотой взаимодействует с образованием дихлорокупрата (I) водорода:
Cu 2 O + 4HCl = 2H + H 2 O.
Соединения меди(+1)
окислитель
Cu 2 +1 O + CO = 2Cu 0 + CO 2
\ Cu +1 + 1e Cu 0
диспропорционирование
Cu 2 +1 O = Cu +2 O + Cu 0
восстановитель
4Cu +1 CL + O 2 + 4HCL = 4Cu +2 CL 2 + 2H 2 O
Cu +1 - 1e Cu +2
Соединения меди(+2)
гидроксид
CuO -амфотерный, черный
Получение
Cu(OH) 2 - амфотерный, синий.
Получение
2Cu(NO 3 ) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2
Химические свойства
CuCL 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + 2NaCL
Химические свойства
-реагирует с кислотами и щелочами
CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
CuO + Na 2 O = Na 2 CuO 2
Cu(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 Cu(OH) 4
Образование комплексов
Cu(OH) 2 + 4NH 3 = Cu(NH 3 ) 4 (OH) 2
Сг +2 - окислитель
Cu +2 O + H 2 = Cu 0 + H 2 O
Область применения меди
Сплав меди, известный с древнейших времен, - бронза - содержит 4-30% олова (обычно 8-10%). Интересно, что бронза по своей твердости превосходит отдельно взятые чистые медь и олово.
Из бронзы отливали в средние века орудия и многие другие изделия. Знаменитые Царь-пушка и Царь-колокол в Московском Кремле также отлиты из сплава меди с оловом.
Домашнее задание - выучить изученную тему, - к ОВР(изученных в классе) составить электронный баланс, - записать уравнения реакций обмена с участием солей меди(II) в молекулярном, ионном видах; 2-е задание (индивидуальное) - подготовить слайд-презентацию о нахождении меди в природе, применении меди, ее соединений, сплавы меди, получение, медь в организме человека.
научился обрабатывать и использовать для своих нужд. Найденные в верховьях реки Тигр изделия из меди датируются десятым тысячелетием до нашей эры. Позднее широкое применение сплавов меди определило материальную культуру бронзового века (конец 4 - начало 1 тысячелетия до нашей эры) и в дальнейшем сопровождало развитие цивилизации на всех этапах. Медь и ее использовались для изготовления посуды, утвари, украшений, различных художественных изделий. Особенно велика была роль бронзы. С 20 века главное применение меди обусловлено ее высокой электропроводимостью. Более половины добываемой меди используется в электротехнике для изготовления различных проводов, кабелей, токопроводящих частей электротехнической аппаратуры. Из-за высокой теплопроводности медь - незаменимый материал различных теплообменников и холодильной аппаратуры. Широко применяется медь в гальванотехнике - для нанесения медных покрытий, для получения тонкостенных изделий сложной формы, для изготовления клише в полиграфии и др.
Слайд 1
Описание слайда:
Слайд 2
Описание слайда:
Слайд 3
Описание слайда:
Слайд 4
Описание слайда:
Сейчас невозможно установить, когда Сейчас невозможно установить, когда человек впервые познакомился с медью. Во всяком случае, около 3000 лет до н. э. египтяне уже могли делать из неё проволоку. В природе медь встречается иногда в самородном состоянии, и это облегчило добычу древним мастерам. Они умели каменными инструментами выковывать из этого металла различные изделия. Позднее стали разрабатываться медные копи, которые были разбросаны по всей планете: и в Северной Америке на берегах Великих озёр, и в Азии на Синайском п-ове, и в Европе на территории теперешней Австрии, и на о-ве Кипр. По мнению специалистов, латинское наименование металла "купрум" произошло от названия этого острова. Привычное русскому уху имя металла - "медь", вероятно, пошло от старославянского "смида", что означало металл вообще.
Слайд 5
Описание слайда:
Слайд 6
Описание слайда:
Слайд 7
Описание слайда:
Слайд 8
Описание слайда:
Слайд 9
Описание слайда:
Именно из бронзы отлиты воспетый Именно из бронзы отлиты воспетый А. С. Пушкиным "Медный всадник" в Санкт-Петербурге и памятник Минину и Пожарскому на Красной площади в Москве. Благодаря особым механическим свойствам и хорошим литейным качествам бронза - идеальный металл для отливки колоколов, обладающих громким и красивым звуком. Всем известен гигантский "Царь-колокол" в Московском Кремле весом почти 202 тонны, отлитый в 1733-1735 годах русскими мастерами И. Ф. и М. Ф. Матрониными. Из бронзы в старину делали также пушки; самая большая из них "Царь-пушка" (39,3т) предназначалась для обороны Московского Кремля и была отлита мастером А. Чоховым в 1586г.
Слайд 10
Описание слайда:
Слайд 11
Описание слайда:
Слайд 12
Описание слайда:
И сейчас из бронзы отливают скульптуры, И сейчас из бронзы отливают скульптуры, изготавливают люстры, канделябры, подсвечники, а также детали различных механизмов (например, подшипники). Как и много веков назад, для получения бронзы медь и медный лом сплавляют с оловом. Только уже не в земляных, а в современных электрических печах. Чтобы при плавлении медь и олово не окислялись, а бронза отличалась особой прочностью, в шихту перед литьём добавляют соединения фосфора. Из-за дефицита олова и его высокой цены оловянная бронза постепенно вытесняется другими бронзами, гл. обр. алюминиевой. Алюминиевая бронза, содержащая до 11% Аl, обладает хорошими механическими свойствами, устойчива в морской воде и даже в разбавленной соляной кислоте. Этот очень прочный сплав идёт на изготовление трубопроводов, деталей паровых турбин и авиационных двигателей и др.Из алюминиевой бронзы в России чеканили "медные" монеты с 1926 по 1957гг.Из свинцовой бронзы делают подшипники для тепловозов, судовых двигателей, водяных турбин. Исключительно прочна и долговечна бериллиевая бронза, которая благодаря упругим свойствам служит материалом для пружин, практически не знающих усталости (выдерживают до 20 миллионов циклов нагрузки).
Слайд 13
Описание слайда:
Слайд 14
Описание слайда:
Другие сплавы. Из других сплавов отметим монель-металл (50 - 70% меди,15 - 25% никеля и цинка с добавками свинца, олова и железа) раньше применялся для изготовления столовых приборов и украшений "под серебро". Благодаря своей высокой коррозийной стойкости и прочности, хорошей пластичности сейчас применяется в химической, судостроительной, медицинской, нефтяной, текстильной и др. отраслях промышленности. А вот константан, манганин, хромель и копель почти не изменяют своего сопротивления при значительных колебаниях температуры и поэтому верой и правдой служат в электротехнике для изготовления термопар – очень чувствительных приборов, измеряющих температуру. Также из хромеля и копеля изготавливаются компенсационные провода, реостаты, детали нагревательных устройств. Из мангонина изготовляют эталонные резисторы и элементы измерительных приборов.
СТРОЕНИЕ.
- Медь-элемент побочной подгруппы
- Строение атома:
12 С u 1 s 2 |2s 2 2p 6 |3s 2 3p 6 3d 10 |4s 1 |
- Медь - один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения и малой температуры плавления.
- Латинское название меди Cuprum произошло от названия острова Кипр.
- Известно, что при возведении пирамиды Хеопса использовались медные инструменты.
Пирамида Хеопса
Нахождение в природе.
Медь встречается в природе в основном в связанном виде и входит в состав следующих минералов: Cu 2 S(медный блеск) , CuFeS 2 (медный колчедан), (CuOH) 2 CO 3 (малахит) . Содержание в земной коре 0,0 1 процент.
Нахождение в природе.
- Нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах - медистые песчаники и сланцы.
- Содержание меди в руде составляет
от 0,3 до 1,0 %.
Медь в соединениях
Самородный вид
- Медь – металл светло-розового цвета, тягучий, вязкий, легко прокатывается. Температура плавления 1083 градуса по Цельсию. Отличный проводник электрического тока. Плотность 8,92. Медь обладает высокой тепло и электропроводностью, занимает второе место по электропроводности после серебра.
Получение.
- Процесс получения меди весьма сложный. Упрощенно процесс ее производства из медного блеска отразить можно так:
Cu 2 S+3O 2 2Cu 2 O+2SO 2
затем оксид меди вступает в реакцию оставшимся медным блеском – и получается медь.
2 Cu 2 O+Cu 2 S 6Cu+SO 2
Химические свойства.
В сухом воздухе и при обычной температуре медь почти не изменяется. А при повышенной температуре медь может вступать в реакции как с простыми так и с сложными веществами.
Взаимодействие с простыми веществами.
- С кислородом
2 Cu+O 2 2CuO оксид меди(2)
- С серой
Cu+S CuS сульфид меди (2)
- С галогенами
Cu+Cl 2 CuCl 2 хлорид железа (2)
Взаимодействие со сложными веществами.
Находясь в ряду напряжений левее водорода медь не вытесняет водород из разбавленных растворов соляной и серной кислот.
- Взаимодействие с H 2 SO 4 (конц.)
Cu+2H 2 SO 4 (конц.) CuSO 4 +SO 2 +2H 2 O
- Взаимодействие с HNO 3 (разб.)
3С u+8HNO 3 (разб.) 3Cu(NO 3) 2 +2NO 2 +4H 2 O
- Взаимодействие с HNO 3 (конц.)
Cu+4 HNO 3 (конц.) Cu(NO 3) 2 +2NO 2 +H 2 O
- CuSO 4 – сульфат меди (белый порошок).
- CuSO 4 *5H 2 O – медный купорос (голубой порошок).
- CuCl 2 *2H 2 O – хлорид меди (темно-зеленый кристалл).
- Cu(NO 3) 2 *3H 2 O – нитрат меди (синие кристаллы).
1. Оксид меди (2) получение:
черный порошок, проявляет свойства основного оксида
взаимодействует с кислотами:
Cu+2HCl CuCl 2 +H 2 O
2. Гидроксид Cu(OH) 2 получение:
CuCl 2 +2NaOH 2NaCl+Cu(OH) 2
проявляет свойства основания, взаимодействует с кислотами:
Cu(OH) 2 +2HCl CuCl 2 +2H 2 O
Применение.
Чистая медь используется в электротехнической промышленности для изготовления электрических проводов, кабелей и в теплообменных аппаратах. Она входит в состав различных сплавов. Например, медный купорос необходим для борьбы с вредителями и болезнями растений. А гидроксидом меди определяют альдегидную группу в органических соединениях.
Применение
- Медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников.
- Теплопроводимость меди позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах: радиаторах охлаждения, к ондиционироввания и отопления.
Медный кабель.
Медный радиатор.
- Медь широко используется для производства медных труб применяющихся для транспортировки жидкостей и газов
- В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются бронза и латунь.
- Для деталей машин используют сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и др.
Медные трубы.
- Медноникелевые сплавы, широко используются в судостроении.
Сплавы меди.
Метизы (Детали машин)
- 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.
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.
Медная кровля.
Медный фасад.
Медные водосточные трубы.
Биологическая роль
- Медь - необходимый элемент для высших растений и животных.
- После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина.
- Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день. При недостатке меди снижается активность ферментных систем и замедляется белковый обмен, в результате замедляется и нарушается рост костных тканей.
Продукты, богатые медью.
Влияние на экологию
- При открытом способе добычи меди, после её прекращения карьер становится источником токсичных веществ. Самое токсичное озеро в мире - Беркли Пит - образовалось в кратере медного рудника. Оно находится в Штате Монтана в США.
в 1984 году
в 2008 году
- Фотографии: Google
- Текст: Википедия
- http://ppt4web.ru/khimija