Cuprum (739367), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Рисунок 1. Кристаллическая решетка меди.
5. Химические свойства меди.
Строение атома.
Рисунок 2. Схема строения атома меди.
29Cu 1s1 2s2 sp6 3s2 3p6 3d10 4s1
Eионизации 1 = 7.72 эВ
Eионизации 2 = 20.29 эВ
Eионизации 3 = 36.83 эВ
Отношение к кислороду.
Медь проявляет к кислороду незначительную активность, но во влажном воздухе постепенно окисляется и покрывается пленкой зеленоватого цвета, состоящей из основных карбонатов меди: 
В сухом воздухе окисление идет очень медленно, на поверхности меди образуется тончайший слой оксида меди: 
Внешне медь при этом не меняется, так как оксид меди (I) как и сама медь, розового цвета. К тому же слой оксида настолько тонок, что пропускает свет, т.е. просвечивает. По-иному медь окисляется при нагревании, например при 600-800 0C. В первые секунды окисление идет до оксида меди (I), которая с поверхности переходит в оксид меди (II) черного цвета. Образуется двухслойное окисное покрытие.
Qобразования (Cu2O) = 84935 кДж.
Рисунок 3. Строение оксидной пленки меди.
Взаимодействие с водой.
Металлы подгруппы меди стоят в конце электрохимического ряда напряжений, после иона водорода. Следовательно, эти металлы не могут вытеснять водород из воды. В то же время водород и другие металлы могут вытеснять металлы подгруппы меди из растворов их солей, например: 
. Эта реакция окислительно-восстановительная, так как происходит переход электронов:
Молекулярный водород вытесняет металлы подгруппы меди с большим трудом. Объясняется это тем, что связь между атомами водорода прочная и на ее разрыв затрачивается много энергии. Реакция же идет только с атомами водорода.
Медь при отсутствии кислорода с водой практически не взаимодействует. В присутствии кислорода медь медленно взаимодействует с водой и покрывается зеленой пленкой гидроксида меди и основного карбоната:
Взаимодействие с кислотами.
Находясь в ряду напряжений после водорода, медь не вытесняет его из кислот. Поэтому соляная и разбавленная серная кислота на медь не действуют. Однако в присутствии кислорода медь растворяется в этих кислотах с образованием соответствующих солей: 
.
Отношение к галогенам и некоторым другим неметаллам.
Qобразования (CuCl) = 134300 кДж
Qобразования (CuCl2) = 111700 кДж
Медь хорошо реагирует с галогенами, дает два вида галогенидов: CuX и CuX2.. При действии галогенов при комнатной температуре видимых изменений не происходит, но на поверхности вначале образуется слой адсорбированных молекул, а затем и тончайший слой галогенидов. При нагревании реакция с медью происходит очень бурно. Нагреем медную проволочку или фольги и опустим ее в горячем виде в банку с хлором – около меди появятся бурые пары, состоящие из хлорида меди (II) CuCl2 с примесью хлорида меди (I) CuCl. Реакция происходит самопроизвольно за счет выделяющейся теплоты.
Одновалентные галогениды меди получают при взаимодействии металлической меди с раствором галогенида двухвалентной меди, например: 
. Монохлорид выпадает из раствора в виде белого осадка на поверхности меди.
Оксид меди.
При прокаливании меди на воздухе она покрывается черным налетом, состоящим из оксида меди 
. Его также легко можно получить прокаливанием гидроксокарбоната меди (II) (CuOH)2CO3 или нитрата меди (II) Cu(NO3)2. При нагревании с различными органическими веществами CuO окисляет их, превращая углерод в диоксид углерода, а водород – в воду восстанавливаясь при этом в металлическую медь. Этой реакцией пользуются при элементарном анализе органических веществ для определения содержания в них углерода и водорода.
Под слоем меди расположен окисел розового цвета – закись меди Cu2O. Этот же окисел получается при совместном прокаливании эквивалентных количеств меди и окиси меди, взятых в виде порошков: 
.
Закись меди используют при устройстве выпрямителей переменного тока, называемых купроксными. Для их приготовления пластинки меди нагревают до 1020-1050 0C. При этом на поверхности образуется двухслойная окалина, состоящая из закиси меди и окиси меди. Окись меди удаляют, выдерживая пластинки некоторое время в азотной кислоте: 
.
Пластинку промывают, высушивают и прокаливают при невысокой температуре – и выпрямитель готов. Электроны могут проходить только от меди через закись меди. В обратном направлении электроны проходить не могут. Это объясняется тем, что закись меди обладает различной проводимостью. В слое закиси меди, который примыкает непосредственно к меди, имеется избыток электронов, и электрический ток проходит за счет электронов, т.е. существует электронная проводимость. В наружном слое закиси меди наблюдается нехватка электронов, что равноценно появлению положительных зарядов. Поэтому, когда к меди подводят положительный плюс источника тока, а к закиси меди – отрицательный, то электроны через систему не проходят. Электроны при таком положении полюсов движутся к положительному электроду, а положительные заряды – к отрицательному. Внутри слоя закиси возникает тончайший слой, лишенный носителей электрического тока, - запирающий слой. Когда же медь подключена к отрицательному полюсу, а закись меди к положительному, то движение электронов и положительных зарядов изменяется на обратное, и через систему проходит электрический ток. Так работает купроксный выпрямитель. [6, с.63]
Гидроксиды меди.
Гидроксид меди малорастворимое и нестойкое соединение. Получают его при действии щелочи на раствор соли: 
. Это ионная реакция и протекает она потому, что образуется плохо диссоциированное соединение, выпадающее в осадок: 
Медь, помимо гидроксида меди (II) голубого цвета, дает еще гидроксид меди (I) белого цвета: 
. Это нестойкое соединение, которое легко окисляется до гидроксида меди (II): 
.
Оба гидроксида меди обладают амфотерными свойствами. Например, гидроксид меди (II) хорошо растворим не только в кислотах, но и в концентрированных растворах щелочей: 
, 
.
Таким образом, гидроксид меди (II) может диссоциировать и как основание: 
и как кислота. Этот тип диссоциации связан с присоединением меди гидроксильных групп воды: 
Сульфаты.
Наибольшее практическое значение имеет CuSO4*5H2O, называемый медным купоросом. Его готовят растворением меди в концентрированной серной кислоте. Поскольку медь относится к малоактивным металлам и расположена в ряду напряжений после водорода, водород при этом не выделяется: 
.
Медный купорос применяют при электролитическом получении меди, в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, для получения других соединений меди.
Карбонаты.
Карбонаты для металлов подгруппы меди не характерны и в практике почти не применяются. Некоторое значение для получения меди имеет лишь основной карбонат меди, который встречается в природе.
Комплексообразование.
Характерное свойство двухзарядных ионов меди – их способность соединятся с молекулами аммиака с образованием комплексных ионов.
Качественные реакции на ионы меди.
Ион меди можно открыть, прилив к раствору ее соли раствор аммиака. Появление интенсивного сине-голубого окрашивания связано с образованием комплексного иона меди [Cu(NH3)4]2+: 
Медь интенсивно окрашивает пламя в зеленый цвет.
Пример качественного анализа сплава меди.
| Исследуемый объект | Реагент, действие | Осадок | Раствор | Наблюдение | Выводы |
| Часть сплава | Нагревание с конц. HNO3 | Раствор 1 сразу приобрёл зелёную окраску, которая перешла в голубую после охлаждения | |||
| Раствор 1 | 25% NH3, Добавление 1-2 капли | Раствор стал синим | Это медный сплав | ||
| Часть сплава | HNO3, Сначала растворяют часть стружек в 10 каплях 6М HNO3, а затем добавляют 20-25 капель конц. HNO3, нагревают до полного растворения сплава | Раствор 2 может содержать Cu, Zn, Ni, Cd, Fe, Mn, Al, Pb, Sn, Sb | Осадок не выпал | ||
| Раствор 2, Ni2+ | Диметил-глиоксим | Раствор позеленел | Ni нет | ||
| Fe3+ | NH4CNS | Кристаллы окрасились в красный цвет, потом раствор позеленел и выпал чёрный осадок | Есть Fe3+ | ||
| Cd2+ | Дифенил-карбазид | Раствор стал красным | Есть Cd | ||
| Zn2+ | Дитизон | Фаза дитизона окрасилась в малиновый цвет | Есть Zn | ||
| Mn | NaBiO3 | Ничего не произошло | Mn нет | ||
| Al3+ | Ализарин | Раствор стал жёлто-коричневым | Al нет | ||
| Окси-хинолин | Выпал зелёно-жёлтый осадок | Al нет | |||
| Раствор 2 | HCl, H2SO4, добавление | Раствор 3 возможно содержит Sb, Sn | Осадок не выпал | Pb возможно нет | |
| Раствор 3 | H2O2 и NaOH | Осадок 1 может содержать Sb | Раствор 4 может содержать Sn | Выпал зелёно-серый осадок (образовался ос.2 и р-р 2) | |
| Осадок 1 | HNO3 | Раствор 5 | Осадок растворился | Sb нет | |
| Раствор 5 | NH3, NH4Cl, H2O2 | Осадок не выпал | |||
| Раствор 4 | NH4Cl | Осадок не выпал | Sn нет | ||
| Раствор 2 | I- | Выпал жёлтый осадок, который приобрёл красный оттенок | Есть Pb2+ |
Выводы:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
