Физ свойства меди: Медь – свойства, применение, характеристики медных сплавов

физические свойства, получение, применение, история :: ТОЧМЕХ

Физические свойства алюминия

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660°C.

По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.

К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов.

Алюминий и его сплавы делятся по способу получения на деформируемые, подвергаемые обработке давлением и литейные, используемые в виде фасонного литья; по применению термической обработки — на термически не упрочняемые и термически упрочняемые, а также по системам легирования.

Получение

Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году. Современный метод получения разработали независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

Применение

Алюминий широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).

Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной пленки его тяжело паять.

Благодаря комплексу свойств широко распространен в тепловом оборудовании.

Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.).

Алюминий находит широкое применение в различных видах транспорта. На современном этапе развития авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении. Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.

Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и легкого материала.

Драгоценный алюминий

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. С самого момента открытия в середине XIX века его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: белый как серебро, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше цен на золото. Не удивительно, что в первую очередь алюминий нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих декоративных элементов.

В 1855 г. на Универсальной выставке в Париже алюминий был самой главной достопримечательностью. Изделия из алюминия располагались в витрине, соседствующей с бриллиантами французской короны. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства.

Наиболее часто алюминий использовали ювелиры. При помощи особой обработки поверхности ювелиры добивались наиболее светлого цвета металла, из-за чего его часто приравнивали к серебру. Но в сравнении с серебром, алюминий обладал более мягким блеском, чем обуславливалась еще большая любовь к нему ювелиров.

Так как химические и физические свойства алюминия сначала были слабо изучены, ювелиры сами изобретали новые техники его обработки. Алюминий технически легко обрабатывать, этот мягкий металл позволяет создавать отпечатки любых узоров, наносить рисунки и создавать желаемой формы изделия. Алюминий покрывался золотом, полировался и доводился до матовых оттенков.

Но со временем алюминий стал падать цене. Если в 1854-1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

В настоящее время самые первые алюминиевые изделия представляют большую редкость. Большинство из них не пережило обесценивания металла и было заменено серебром, золотом и другими драгоценными металлами и сплавами. В последнее время вновь наблюдается повышенный интерес к алюминию у специалистов. Этот металл стал темой отдельной выставки , организованной в 2000 году Музеем Карнеги в Питсбурге. Во Франции расположен Институт истории алюминия, который в частности занимается исследованием первых ювелирных изделий из этого металла.

В Советском союзе из алюминия делали общепитовские приборы, чайники и т.д. И не только. Первый советский спутник был выполнен из алюминиевого сплава. Другой потребитель алюминия — электротехническая промышленность: из него делаются провода высоковольтных линий передач, обмотки моторов и трансформаторов, кабели, цоколи ламп, конденсаторы и многие другие изделия. Кроме того, порошок алюминия применяют во взрывчатых веществах и твердом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться: если бы алюминий не покрывался тончайшей оксидной пленкой, то мог бы вспыхивать на воздухе.

Последнее изобретение — пеноалюминий, т.н. «металлический поролон», которому предсказывают большое будущее.

• Полный каталог статей

11.Медь получение и свойства

Медь
Элементы
подгруппы меди. Общая характеристика
простых веществ. Медь, серебро и золото.
Нахождение в природе. Физические и
химические свойства. Получение.
Подгруппа
меди — химические элементы побочной
подгруппы I группы. В группу входят
переходные металлы, из которых традиционно
изготавливают монеты:медь Cu, серебро
Ag и золото Au.

Все
элементы подгруппы являются относительно
химически инертными металлами. Характерны
также высокие значения плотности, но
оносительно небольшиетемператур
плавления и кипения, высокая тепло- и
электропроводность.
Особенностью
элементов подгруппы является наличие
заполненного предвнешнего -подуровня,
достигаемое за счёт перескока электрона
с ns-подуровня. Причина такого явления
заключается в высокой устойчивости
полностью заполненного d-подуровня. Эта
особенность обусловливает химическую
инертность простых веществ, их химическую
неактивность, поэтому золото и серебро
называют благородными металлами.
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.

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.
Наряду с
осмием, цезием и золотом, медь — один
из четырёх металлов, имеющих явную
цветовую окраску, отличную отсерой или
серебристой у прочих металлов. Этот
цветовой оттенок объясняется наличием
электронных переходов между заполненной
третьей и полупустой четвёртой атомными
орбиталями: энергетическая разница
между ними соответствует длине волны
оранжевого света. Тот же механизм
отвечает за характерный цвет золота.
Медь
обладает высокой тепло- и электропроводностью
(занимает второе место по электропроводности
среди металлов после серебра).  
Медь
является диамагнетиком.

Химические
свойства меди.
Образуя
химические соединения, атом может
отдавать один, два или три электрона,
проявляя степень окисления соответственно
+1, +2 и +3. При этом наиболее устойчивыми
являются соединения меди (II), а наименее
устойчивыми — соединения меди (III).
Медь
относится к малоактивным металлам.
Стандартный электродныйпотенциал меди
равен +0,34 В, что определяет ее место в
ряду стандартных электродных потенциалов:
оно находится правее водорода. При
обычных условиях она не взаимодействует
с водой, растворами щелочей, соляной и
разбавленной серной кислотой. 
Однако
в кислотах-сильных окислителях (например,
азотной и концентрированной серной)-медь
растворяется:
Сu + 8HN03 = 3Cu(N03 )2 + 2NO +
4Н20
разбавленная
Сu + 4HN03 = Cu(N03)2 + 2N02+
2Н20
концентрированная
Сu+ 2h3S04 = CuS04 +
S02 + 2 Н20
концентрированная

Как
малоактивный металл медь обладает
достаточно высокой стойкостью к коррозии,
влажной атмосфере, содержащей углекислый
газ, медь покрывается зеленоватым
налетом карбоната меди:
2 Сu + O2 + С02 +
Н20 =Сu (ОН)2 • СuС02. В большинстве известных
соединений медь проявляет степень
окисления + 2. 
Соединения меди
(II)-оксид СиО и гидроксид Си(ОН)2-довольно
устойчивы. Этот гидроксид амфотерен,хорошо
растворяется в кислотах:
Cu(OH)2 + 2НС1 =
СuСl2 + 2Н20
и в концентрированных
щелочах.
Гидроксид меди (II)-труднорасворимое
в воде вещество голубого цвета.
Приьнагреванииразлагается,образуя
оксид меди (II) черного цвета: 
Сu(ОН)2
=СuО + Н20 
Темный цвет окисленных
медных изделий обусловлен наличием на
их поверхности этого оксида. Для ионов
меди (II) Сu2+ характерно образование
комплексных соединений, например
K2[Cu(CN)4]-тетрацианокупрат (II) калия:
CuCl2
+ 4KCN = К2 [Cu(CN)4] + 2КСl
Из других комплексных
соединений меди (II) отметим соединение
с аммиаком. Если к раствору хлорида меди
(II) прилить небольшое количество раствора
аммиака, то выпадет осадок гидроксида
меди (II):
CuCl2 + 2Nh4 + 2Н20 = Сu(ОН)2 + 2Nh5Cl
Если
добавить избыток аммиака, то гидроксид
растворится с образованием комплексного
соединения темно-синей окраски,
характерной для аммиачного комплекса
меди:
Си(ОН)2+ 4Nh4 = [Cu(Nh4)4] (ОН)2
Эта реакция
является качественной на ион меди
(II).
Растворимость гидроксида меди
(II) в щелочах также связана с образованием
комплексных соединений:
Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2
[Cu(OH)4]
Образованием комплексных
соединений объясняется цвет растворов
солей 
меди (II). Почему, например,
безводный сульфат меди (II)-вещество
белого цвета, а раствор этой соли имеет
голубую окраску? При растворении
происходит химическое взаимодействие
ионов соли с водой, и образуются так
называемые аквакомплексы меди, имеющие
голубую окраску:
CuS04 + 6Н20 = [Сu (Н20)6]
SO4
Соединения меди (III), например Cu203
или KCu02, встречаются редко, они 
малоустойчивы.
Устойчивость соединений меди (I) выше,
однако и они в водных растворах легко
подвергаются диспролорциог нированию
(реакции самоокисления-самовосстановления):
2Сu+
= Сu + Сu2+

Получение
меди.
Его
можно упрощенно представить следующим
образом: вначале сульфид меди (например,
Cu2S) подвергают окислительному обжигу:
Cu2S
+ 202 =2CuO+S02 
К образовавшемуся оксиду,
меди (II) добавляют новую порцию сульфида.
При 
высокой температуре протекает
реакция:
2CuO + Cu2S = 4 Сu + S02

Серебро

Химические
свойства серебра.
Серебро
относится к группе переходных металлов
и обладает всеми свойствами металлов.
Однако химическая активность серебра
невелика – в электрохимическом ряду
напряжений металлов оно находится
правее водорода, почти в самом конце. В
соединениях серебро чаще всего проявляет
степень окисления +1.
При обычных
условиях серебро не реагирует с
кислородом, водородом, азотом, углеродом,
кремнием, но взаимодействует с серой,
образуя сульфид серебра: 2Ag+S=Ag2S. При
нагревании серебро взаимодействует с
галогенами: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.
Растворимый
нитрат серебра AgNO3 используется для
качественного определения галогенид-ионов
в растворе – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. К
примеру, при взаимодействии с анионами
хлора серебро дает нерастворимый белый
осадок AgCl↓.
Почему серебряные изделия
темнеют на воздухе?
Причина
постепенного потемнения изделий из
серебра объясняется тем, что серебро
реагирует с содержащимся в воздухе
сероводородом. В результате этого на
поверхности металла образуется пленка
Ag2S: 4Ag+2h3S+O2=2Ag2S+2h3O.
Как серебро
взаимодействует с кислотами?
С
разбавленными соляной и серной кислотами
серебро, как и медь, не взаимодействует,
поскольку является металлом низкой
активности и не может вытеснять из них
водород. Кислоты-окислители, азотная и
концентрированная серная кислоты,
растворяют серебро:
2Ag+2h3SO4(конц.)=Ag2SO4+SO2↑+2h3O;
Ag+2HNO3(конц.)=AgNO3+NO2↑+h3O;
3Ag+4HNO3(разб.)=3AgNO3+NO↑+2h3O.
Если к раствору
нитрата серебра добавить щелочь,
получится темно-коричневый осадок
оксида серебра Ag2O: 2AgNO3+2NaOH=Ag2O↓+2NaNO3+h3O.
Как
и соединения одновалентной меди,
нерастворимые осадки AgCl и Ag2O способны
растворяться в растворах аммиака, давая
комплексные соединения: AgCl+2Nh4=[Ag(Nh4)2]Cl;
Ag2O+4Nh4+h3O=2[Ag(Nh4)2]OH. Последнее соединение
часто применяют в органической химии
в реакции «серебряного зеркала» –
качественной реакции на альдегидную
группу.

Получение
Серебра.
Большая
часть Серебра (около 80%) извлекается
попутно из полиметаллических руд, а
также из руд золота и меди. При извлечении
Серебра из серебряных и золотых руд
применяют метод цианирования — растворения
Серебра в щелочном растворе цианида
натрия при доступе воздуха:
2Ag + 4NaCN +
½O2 + h3O = 2Na[Ag(CN)2] + 2NaOH.
Из полученных
растворов комплексных цианидов Серебро
выделяют восстановлением цинком или
алюминием:
2[Ag(CN)2]-+ Zn = [2Zn(CN)4]2- + 2Ag.

Золото

Конфигурация
внешней и предвнешней электронных
оболочек 5s2p6d106s1. Расположено в IВ группе
и 6-м периоде периодической системы,
относится к благородным металлам.
Степени окисления 0, +1, +3, +5 (валентности
от I, III, V). Металлический радиус атома
золота 0,137 нм, радиус иона Au+ — 0,151 нм для
координационного числа 6, иона Au3+ —
0,084 нм и 0,099 нм для координационных чисел
4 и 6. Энергии ионизации Au0 — Au+ — Au2+ —
Au3+

Получение
Применяют
и цианидный способ извлечения золота
из руд. В этом случае золотоносную руду
обрабатывают раствором цианида натрия
NaCN. В присутствии кислорода воздуха
золото переходит в раствор: 
4Au + O2
+ 8NaCN + 2h3O = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH 
Далее полученный
раствор комплекса золота обрабатывают
цинковой пылью: 
2Na[Au(CN)2] + Zn =
Na2[Zn(CN)4) + 2AuЇ 
Очищают золото
растворением в царской водке (см. ЦАРСКАЯ
ВОДКА): 
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO +h3O 
с
последующим избирательным осаждением
золота из раствора, например, с помощью
FeSO4.

Физические
и химические свойства
Золото
— желтый металл с кубической
гранецентрированной решеткой (a = 0,40786
нм). Температура плавления 1064,4 °C,
температура кипения 2880 °C, плотность
19,32 кг/дм3. Обладает исключительной
пластичностью, теплопроводностью и
электропроводимостью. Шарик золота
диаметром в 1 мм можно расплющить в
тончайший лист, просвечивающий
голубовато-зеленым цветом, площадью 50
м2. Толщина самых тонких листочков золота
0,1 мкм. Из золота можно вытянуть тончайшие
нити. 
Золото устойчиво на воздухе
и в воде. С кислородом, азотом, водородом,
фосфором, сурьмой и углеродом
непосредственно не взаимодействует.
Антимонид AuSb2 и фосфид золота Au2P3 получают
косвенными путями. 
В ряду стандартных
потенциалов золото расположено правее
водорода, поэтому с неокисляющими
кислотами в реакции не вступает.
Растворяется в горячей селеновой
кислоте: 
2Au + 6h3SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3h3SeO3 +
3h3O, 
в концентрированной соляной
кислоте при пропускании через раствор
хлора: 
2Au + 3Cl2 + 2HCl = 2H[AuCl4] 
При
аккуратном упаривании получаемого
раствора можно получить желтые кристаллы
золотохлористоводородной кислоты
HAuCl4·3h3O.  
С галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ)
без нагревания в отсутствие влаги золото
не реагирует. При нагревании порошка
золота с галогенами или с дифторидом
ксенона образуются галогениды золота: 
2Au
+ 3Cl2 = 2AuCl3, 
2Au + 3XeF2 = 2AuF3 + 3Xe 
В воде
растворимы только AuCl3 и AuBr3, состоящие
из димерных молекул: 
Термическим
разложением гексафторауратов (V),
например, O2+[AuF6]– получены фториды золота
AuF5 и AuF7. Их также можно получить, окисляя
золото или его трифторид с помощью KrF2
и XeF6.
Моногалогениды золота AuCl, AuBr и
AuI образуются при нагревании в вакууме
соответствующих высших галогенидов.
При нагревании они или разлагаются: 
2AuCl
= 2Au + Cl2 
или диспропорционируют: 
3AuBr
= AuBr3 + 2Au. 
Соединения золота неустойчивы
и в водных растворах гидролизуются,
легко восстанавливаясь до металла. 
Гидроксид
золота (III) Au(OH)3 образуется при добавлении
щелочи или Mg(OH)2 к раствору H[AuCl4]: 
H[AuCl4]
+ 2Mg(OH)2 = Au(OH)3Ї + 2MgCl2 + h3O 
При нагревании
Au(OH)3 легко дегидратируется, образуя
оксид золота (III): 
2Au(OH)3 = Au2O3 +
3h3O 
Гидроксид золота (III) проявляет
амфотерные свойства, реагируя с растворами
кислот и щелочей: 
Au(OH)3 + 4HCl = H[AuCl4] +
3h3O, 
Au(OH)3 + NaOH = Na[Au(OH)4] 
Другие
кислородные соединения золота неустойчивы
и легко образуют взрывчатые смеси.
Соединение оксида золота (III) с аммиаком
Au2O3·4Nh4 — «гремучее золото», взрывается
при нагревании. 
При восстановлении
золота из разбавленных растворов его
солей, а также при электрическом
распылении золота в воде образуется
стойкий коллоидный раствор золота: 
2AuCl3
+ 3SnCl2 = 3SnCl4 +2Au 
Окраска коллоидных
растворов золота зависит от степени
дисперсности частиц золота, а интенсивность
от их концентрации. Частицы золота в
растворе всегда отрицательно
заряжены.

температура плавления, физические свойства, сплавы

Самостоятельная выплавка меди

Для многих людей плавка меди и изготовление из нее всевозможных изделий является увлекательным хобби. Тем, кто мечтает посвятить плавлению металла свободное время, нужно приготовить для работы такие приспособления:

• муфельная печка;
• чистое сырье;
• жаропрочный тигель;
• огнеупорная подставка;
• крюк из стальной проволоки;
• щипцы для извлечения тигля из печки;
• средства индивидуальной защиты: костюм, очки, перчатки.

Действия выполняют согласно инструкции:

1. Надевают специальный костюм.
2. Исходное сырье измельчают, кладут в тигель.
3. Помещают в печь, устанавливают нужный температурный режим. Нельзя допускать, чтобы металл закипал.
4. При достижении заданной температуры открывают дверцу, захватывают тигель щипцами, достают из печи, ставят на огнеупорную подставку.
5. Стальным крюком к краям емкости сдвигают, образовавшуюся в результате плавления, окисную пленку.
6. Жидкую медную массу заливают в специальную емкость, охлаждают.
7. В мощных муфельных печах можно подвергать плавлению красную медь и всевозможные сплавы.

Плавление горелкой

Следует помнить, что при плавлении важна азотная среда. Под легкоплавкие медные сплавы, латунь или некоторые марки бронзы можно использовать обычную газовую горелку. Для этого понадобится:

• исходное сырье;
• специальные формы;
• щипцы для извлечения металла с раскаленной рабочей поверхности;
• горелка высокого давления, работающая на газе;
• средства защиты: костюм, очки, перчатки.

Технология плавления сплавов следующая:

1. Сырье сильно измельчают. Сделать это можно при помощи напильника, превратив материал в опилки.
2. Кладут в специальную форму, сделанную из термостойкого материала.
3. Надевают защитный костюм, очки, толстые перчатки.
4. Зажигают горелку.
5. Нагревательное устройство направляют свободными движениями по корпусу емкости. Для достижения быстрого результата пламя должно касаться поверхности кончиком синего цвета. В этом месте факела – наибольшая температура.
6. После того как твердое тело расплавится, тигель захватывают щипцами.
7. Жидкую массу выливают в нужную форму.

Если нет газовой горелки, можно использовать обыкновенную паяльную лампу.

Выполняя литье цветных сплавов, каждый мастер должен помнить о технике безопасности:

• В помещении, где ведутся работы, должна быть хорошая вентиляция.
• Во избежание получения ожогов необходимо работать в средствах индивидуальной защиты.

Оптимальная температура воздуха, допустимая влажность воздуха, чистота рабочего места, низкая концентрация вредных веществ атмосферы, хорошая освещенность пространства – факторы, помогающие избежать травматизма.

Главное о меди

В таблице Менделеева этот материал получил название Cuprum. Ему присвоен атомный номер 29. Это пластичный материал, отлично обрабатывающийся в твердом виде шлифовальным и резным оборудованием. Хорошая проводимость напряжения позволяет активно использовать медь в электрике и промышленном оборудовании.

В земной коре материал находится в виде сульфидной руды. Часто встречаемые залежи обнаруживаются в Южной Америке, Казахстане, России. Это медный колчедан и медный блеск. Они образовываются при средней температуре, как геотермальные тоненькие пласты. Находят и чистые самородки, которые не нуждаются в отделении шлака, но требуют плавления для добавки других металлов, т. к. в чистом виде медь обычно не используется.

Красновато-желтый оттенок металл имеет благодаря оксидной пленке, покрывающей поверхность сразу, при взаимодействии с кислородом. Оксид не только придает красивый цвет, но и содействует более высоким антикоррозийным свойствам. Материал без оксидной пленки имеет светло-желтый цвет.

Плавится чистая медь при достижении 1080 градусов. Это относительно невысокая цифра позволяет работать с металлом как в производственных условиях, так и дома. Другие физические свойства материала следующие:

• Плотность меди в чистом виде составляет 8,94 х 103 кг/м квадратный.
• Отличается металл и хорошей электропроводностью, которая при средней температуре в 20 градусов является 55,5 S.
• Медь хорошо передает тепло, и этот показатель составляет 390 Дж/кг.
• Выделение углерода при кипении жидкого материала начинается от 2595 градусов.
• Электрическое сопротивление (удельное) в температурном диапазоне от 20 до 100 градусов — 1,78 х 10 Ом/м.

Область применения

Характеристики сплавов ZAMAK позволяют использовать их в различных областях. Самые явные примеры:

1. Из этого материала изготавливают дверную фурнитуру. К ней относятся ручки, замочные окантовки и корпуса, петли, декоративные элементы.
2. Детали из ЦАМ присутствуют в конструкциях холодильников и другой бытовой техники.
3. Популярны сплавы на основе цинка в автомобилестроения. Из них изготавливаются решётки для радиаторов, детали для гидравлических тормозов, корпуса для насосов и карбюраторов.
4. Найти элементы, изготовленные из ЦАМ, можно в военном деле. Из этого материала делают спусковые крючки для стрелкового оружия.
5. Часто его применяют при изготовлении подшипников для промышленного оборудования.
6. Также этот материал используется для изготовления рыболовных снастей и оснастки. Его можно увидеть в деталях удочек и катушках.

Сплавы из меди, цинка и алюминия используются при производстве механизмов для часов, застёжек-молний, пуговиц. В велосипедных тормозах также можно встретить этот материал.

Из ЦАМ изготавливают декоративные предметы. Например, на полках магазинов можно увидеть наборы металлических солдатиков, которые сделаны из этого материала. Его используют ювелиры для изготовления украшений, статуэток и кулонов. Связано это с тем, что в сплаве нет свинца и никеля. Эти компоненты считаются опасными для человека. При изготовлении декоративных украшений, ювелиры покрывают ЦАМ специальными составами, которые делают его похожим на золото и серебро.

Прежде, чем приобретать изделия из ЦАМ, требуется ознакомиться с его сильными и слабыми сторонами. Преимущества:

1. Материал легко поддаётся обработке. Из него можно изготавливать изделия сложной формы.
2. Хорошо поддается шлифовке. Абразивный материал не оставляет заусенцев, шероховатостей.
3. При покрытии гальваническим слоем материал приобретает устойчивость к воздействию коррозии.
4. Небольшой удельный вес.

К недостаткам можно отнести плохую устойчивость к ударам и воздействию высоких температур. Также ЦАМ теряет свои характеристики при быстром снижении температуры. Из-за этого ограничивается область применения материала. Сплав ZAMAK является неизвестным для большинства потребителей. Однако благодаря характеристикам и внешнему виду материал получил широкое распространение в разных отраслях. ЦАМ используют ювелиры для создания украшений сложной формы. Гладкая поверхность позволяет использовать их без дополнительного покрытия.

Способы получения меди

В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды — это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.

1. Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование. Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.

Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.

Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450 °С.

В горизонтальных конвертерах с боковым дутьём медный штейн продувается сжатым воздухом для того, чтобы произошли процессы окисления сульфидов и феррума. Далее образовавшиеся окислы переводят в шлак, а серу в оксид. В конвертере образуется черновая медь, которая содержит 98,4-99,4% меди, железо, серу, а также незначительное количество никеля, олова, серебра и золота.

Это интересно: Мартенсит и мартенситные стали: виды, структура, превращение

Черновая медь подлежит огневому, а далее электролитическому рафинированию. Примеси удаляют с газами и переводят в шлак. В результате огневого рафинирования образуется медь с чистотой до 99,5%. А после электролитического рафинирования чистота составляет 99,95%.

2. Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.

Сплавы химического элемента меди

Медь, в соединении с другими металлами, образует сплавы с новыми свойствами. В качестве основных добавок используются олово, никель или свинец. Каждый вид соединения обладает особыми характеристиками. Отдельно медь используется редко, поскольку у нее невысокая твердость.

Немного о бронзе

Бронза — название сплава меди и олова. Также в состав соединения входит кремний, свинец, алюминий, марганец, бериллий. У полученного материала показатели прочности выше, чем у меди. Он обладает антикоррозионными свойствами.

С целью улучшения характеристик в сплав добавляются легирующие элементы: титан, цинк, никель, железо, фосфор.

Существует несколько разновидностей бронзы:

1. Деформируемые. Количество олова не превышает 6%. Благодаря этому, металл обладает хорошей пластичностью и поддается обработке давлением.
2. Литейные. Высокая прочность позволяет использовать материал для работы в сложных условиях.

Сплав никель и медь

В этом соединении используется медь и никель. Если к этой паре добавляются другие элементы, соединения носят такие названия:

1. Куниали. К 6–13% никеля еще добавляется 1,5–3% алюминия. Остальное медь.
2. Нейзильбер. Содержит 20% цинка и 15% хрома.
3. Мельхиор. Присутствует 1% марганца.
4. Копелем. Сплав с содержанием 0,5% марганца.

Латунь

Это сплав меди с цинком. Колебание количественного содержания цинка влечет за собой изменение характеристик и цвета сплава.

Кроме этих 2 основных элементов в сплаве содержатся легирующие добавки. Их показатель составляет небольшой процент.

Латунь обладает высокими прочностными характеристиками, пластичностью и способностью противостоять коррозии. Также характеризуется немагнитными свойствами.

Латунь

Плавка металла и чугуна

Печь для плавки металла представляет собой корпус, изготовленный из шамотного кирпича. Связующим элементом является глина. Топка предназначена для горения угля. Снизу предусматривается отверстие, через которое ведется наддув в пекло. Внизу размещается чугунная решетка, которая называется колосником. На ней выкладывается кокс или уголь. Его можно снять со старой печи. Иногда огнеупорный кирпич, при формировании корпуса, укладывается на ребро. Готовая конструкция скрепляется снаружи металлическим поясом.

Печь для переплавки металлов должна иметь тигель. Это может быть эмалированный или чугунный казанок. Месторасположение тигля — рядом с горящим коксом. С целью улучшения поддува рядом устанавливают вентилятор. Оборудование применяется для выплавки стали, но можно использовать как печь для выплавки чугуна.

Температура плавления меди

При нормальных условиях температура плавления меди составляет 1083 градусов по шкале Цельсия. А во время нагрева происходит ряд превращений на молекулярном уровне, что приводит к изменению свойств вещества. Чтобы разобраться во всех этих изменениях, нужно рассмотреть основные этапы нагрева и расплавления медного слитка. Примерный график плавления меди выглядит так:

1. В нормальном состоянии при температуре от 0 до 100 градусов внутри меди образуется прочная кристаллическая решетка, которая обеспечивает материалу большую устойчивость, упругость, химическую инертность. Решетка является достаточно прочной, однако в случае сильной деформации может происходить пространственное изменение положения атомов в решетке. Этим объясняется ковкость и пластичность медных изделий, которые могут сгибаться и деформироваться (скажем, при кузнечной обработке или в случае пресса).
2. В нормальном состоянии при температуре от 0 до 100 градусов на поверхности медного изделия также образуется тонкая оксидная пленка. Наличие такой пленки является большим плюсом для изделия, поскольку она выполняет множество важных функций — минимизирует контакт с внешними веществами, защищает материал от коррозии, немного увеличивает прочность. В случае охлаждения материала ниже температуры 0 градусов сама медь сохраняет все свои физические свойства. Однако оксидная пленка при охлаждении становится менее упругой и плотной, изделие становится менее твердым (хотя с практической точки зрения это снижение прочности практически незаметно).
3. При нагреве материала выше температуры 100 градусов происходит постепенная деструкция оксидной пленки на поверхности металла. Это повышает химическую активность материала, что делает его восприимчивым к воздействию веществ во внешней среде. Одновременно с этим при нагреве происходит насыщение энергией атомов меди, что делает материал более пластичным. По этой причине ковку медных изделий выполняют именно после нагрева, поскольку без нагрева для изменения формы изделия понадобится большое количество физических усилий (это может быть мускульная сила кузнеца, расходы электроэнергии для запуска электрического пресса и так далее).
4. При достижении температуры 1083 градусов кристаллическая медная решетка начинается постепенно разрушаться, что превращает твердую медь в жидкую. На физическом уровне происходит следующее — из-за избытка энергии атомы начинают двигаться в кристаллической решетке более интенсивно и хаотично, что приводит к частому столкновению атомов между собой. В конечном счете это разрушает решетку, хотя за счет взаимного столкновения и притяжения атомы не разлетаются в разные стороны. На физическом уровне такая структура материала соответствует жидкости (то есть такому состоянию вещества, при котором атомы находятся в относительно свободном движении, но не разлетаются в разные стороны подобно газу).
5. При остывании медной жидкости ниже температуры 1083 градусов происходит постепенная кристаллизация вещества. Медь вновь обретает твердую форму (чем ниже температура, тем интенсивней происходит затвердение вещества). Однако при необходимости жидкую медь можно и дальше нагревать (на химическом уровне будет происходить дальнейшее насыщение атомов энергией). При достижении температуры 2595 градусов по Цельсию жидкость начнет закипать, а медь начнет принимать газообразную форму. На практике длительное удержание вещества в газообразной форме проблематично — при контакте с атмосферным воздухом вещество будет быстро остывать, обратно превращаясь в жидкость. Чтобы обойти это ограничение, используются разные технологии. Оптимальная — нагрев вещества в тугоплавкой камере с поддержанием стабильной температуры выше критической точки (то есть выше температуры 2595 градусов). В таком случае температура среды будет высокой, а остывание вещества происходить не будет.

Чтобы расплавить/испарить медное изделие с помощью высокоточного нагревательного прибора, нагревать рекомендуется до чуть более высокой температуры. Скажем, в случае расплавления нагревать изделие следует до температуры 1100-1200 градусов (а не 1083 градусов). С практической точки зрения объясняется это просто — нагрев вещества происходит неравномерно, поэтому некоторые фрагменты медного изделия будут долго держать свою форму, тогда как другие — быстро расплавятся. К тому же вещество будет постоянно остывать, что может привести к кристаллизации отдельных фрагментов расплава.

Характеристика способов плавления меди

Муфельная печь

Из чего состоит муфельная печь

Литье с использованием лабораторной муфельной печи, в которой имеется регулировка температуры нагрева. Это довольно простой метод. Сырье предварительно измельчают на части. Чем они меньше, тем быстрее будет плавление.

Подготовленный материал кладут в графитовый тигель и помещают в предварительно разогретую печь. Форма для заливки должна иметь температуру плавления больше, чем у меди. Нагревательное устройство серийного производства оборудовано специальным окном, позволяющим следить за технологическим процессом.

Когда медь достигнет жидкого состояния, тигель железными щипцами извлекают из печи. Проволочным крюком с поверхности расплавленного металла к краям тигля убирают оксидную пленку. После проделанных манипуляций жидкую консистенцию аккуратно заливают в заранее приготовленную емкость.

Газовая горелка

Также осуществляется плавка меди с применением газовой горелки. При отсутствии тигельной печи вполне подойдет ручная портативная газовая горелка. Ее нужно разместить под дном емкости с металлом и следить за тем, чтобы пламя полностью охватывало днище.

Метод позволяет быстро окислять материал, так как предполагает наличие тесного контакта с воздухом. Чтобы не образовывалась толстая оксидная пленка, расплавленную массу присыпают измельченным древесным углем.

Паяльная лампа

Литье меди на основе паяльной лампы происходит так же, как и с газовой горелкой. Способ применим для легкоплавких металлов.

Горн

Растопить медь или её сплавы можно горном. Для этого на хорошо раскаленный древесный уголь помещают тигель с измельченным металлом. Для ускорения процесса используют домашний пылесос, включенный на режиме выдувания.

Труба должна быть небольшого диаметра с железным наконечником, так как пластик расплавится под влиянием высокой температуры. Метод идеально подходит тем людям, кто регулярно занимается литьем металла и в больших объемах.

Микроволновка

Расплавить медь поможет мощная микроволновая печь с измененной конструкцией. Для этого убирают вращающуюся тарелку-поддон. Из огнеупорного кирпича делают муфельную печь, в которую помещают исходный материал. Устройство необходимо для повышения теплосберегающих свойств сырья и защиты элементов техники от перегрева.

Чистую медь трудно плавить, поскольку она в жидком виде обладает плохой текучестью. Специалисты не советуют из такого материала делать мелкие и сложные детали. Для этого подойдут многокомпонентные соединения на основе латуни, олова или цинка, которым высокие температуры не нужны.

Медные сплавы, их свойства, характеристики, марки

Изготовление медных сплавов позволяет улучшить свойства меди, не теряя основных преимуществ данного металла, а также получить дополнительные полезные свойства.

Бронза

Сплав меди с оловом. Однако, с развитием технологий появились также бронзы, в которых вместо олова в состав сплава вводятся алюминий, кремний, бериллий и свинец.

Бронзы твёрже меди. У них более высокие показатели прочности. Они лучше поддаются обработке металла давлением, прежде всего, ковке.

Маркировка бронз производится буквенно-цифровыми кодами, где первыми стоят буквы Бр, означающими собственно бронзу. Добавочные буквы означают легирующие элементы, а цифры после букв показывают процентное содержание таких элементов в сплаве.

Буквенные обозначения легирующих элементов бронз:

• А – алюминий,
• Б – бериллий,
• Ж – железо,
• К – кремний,
• Мц – марганец,
• Н – никель,
• О – олово,
• С – свинец,
• Ц – цинк,
• Ф – фосфор.

Пример маркировки оловянистой бронзы: БрО10С12Н3. Расшифровывается как «бронза оловянистая с содержанием олова до 10%, свинца – до 12%, никеля – до 3%».

Пример расшифровки алюминиевой бронзы: БрАЖ9-4. Расшифровывается как «бронза алюминиевая с содержанием алюминия до 9% и железа до 4%».

Латунь

Это сплав меди с цинком. Кроме цинка содержит и иные легирующие добавки, также и олово.

Латуни – коррозионно устойчивые сплавы. Обладают антифрикционными свойствами, позволяющими противостоять вибрациям. У них высокие показатели жидкотекучести, что даёт изделиям из них высокую степень устойчивости к тяжёлым нагрузкам. В отливках латуни практически не образуются ликвационные области, поэтому изделия обладают равномерной структурой и плотностью.

Маркируются латуни набором буквенно-цифровых кодов, где первой всегда стоит буква Л, означающая собственно латунь. Далее следует цифровой указатель процентного содержания меди в латуни. Остальные буквы и цифры показывают содержание легирующих элементов в процентном соотношении. В латунях используются те же буквенные обозначения легирующих элементов, что и в бронзах.

Пример маркировки латуни двойной: Л85. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 85%, остальное – цинк».

Пример маркировки латуни многокомпонентной: ЛМцА57-3-1. Расшифровывается как «латунь с содержанием меди до 57%, марганца – до 3%, алюминия – до 1%, остальное – цинк».

Медно-никелевые сплавы

• Мельхиор –  сплав меди и никеля. В качестве добавок в сплаве могут присутствовать железо и марганец. Частные случаи технических сплавов на основе меди и никеля:
• Нейзильбер – дополнительно содержит цинк,
• Константан – дополнительно содержит марганец.

У мельхиора высокая коррозионная устойчивость. Он хорошо поддаётся любым видам механической обработки. Немагнитен. Имеет приятный серебристый цвет.

Благодаря своим свойствам мельхиор является, прежде всего, декоративно-прикладным материалом. Из него изготавливают украшения и сувениры. В декоративных целях является отличным заменителем серебра.

Выпускается 2 марки мельхиора:

• МНЖМц – сплав меди с никелем, железом и марганцем;
• МН19 – сплав меди и никеля.

5 Применение сплавов

Пожалуй, трудно отыскать производственную отрасль, которая бы не использовала изделия из меди или ее сплавов. В чистом виде такой металл, как медь, задействован в электротехнических коммуникациях. Электрическая проводка, электродвигатели и кабельные изделия невозможно представить без участия меди.

Медное кабельное изделие

Трубопроводы, вакуумные машины, теплообменные камеры на 1/3 состоят из меди.

Сплавы благодаря их выверенным свойствам применяют в автомобильной промышленности и сельскохозяйственном машиностроении. Высокая устойчивость к коррозии позволяет медным сплавам участвовать в изготовлении химической аппаратуры, а сплав меди со свинцом используется в производстве сверхпроводниковой техники.

Изделия со сложным узором требуют вязких и пластичных сплавов, например, сплав серебра. Этим запросам отвечает мягкая медь, из которой можно формировать любые шнуры и элементы. Проволоку легко гнуть и паять вместе с такими элементами, как золото и серебро.

До какой температуры можно нагревать мёд? Как и зачем это делать?

Что касается засахаренного продукта, нагревать мёд можно. Иногда это единственный способ его использовать, но делаем все крайне аккуратно

Важно регулярно помешивать, не допускать перегрева отдельных участков. Нагревают обычно до чуть теплого состояния, ориентируются по консистенции, растворение происходит примерно при 40 градусах

Как только кристаллики расплавятся, мёд готов к использованию.

В теплой воде. Поставить банку в миску с жидкостью, подогреть, после расплавления набрать нужное количество;
В микроволновой печи. Каждые 10 секунд нужно доставать и размешивать, так как прогрев происходит неравномерно;
На водяной бане

Важно следить и помешивать, обычно откладывают необходимое количество мёда;
Вблизи отопительного прибора, радиатора. Нужно поставить мёд и дождаться, пока он медленно растопится

Процесс может занять целый день.

Как именно растопить мёд в домашних условиях, читайте в статье: Как правильно растопить мёд дома.

Из всех способов выигрывает водяная баня. Во-первых, разогревается только нужное количество мёда. Во-вторых, легко размешивать и следить за температурой. Как только мёд растает, можно сразу его сразу снять.

Также хороший способ, используемый пчеловодами для нагревания, установить тару с мёдом в теплом помещении вблизи отопительных приборов.

Другие востребованные медные сплавы

Известны и другие сплавы меди с разными металлами, однако у одних шире область применения, чем у других.

Свойства и применение медно-никелевых сплавов.

Сплавы из меди и никеля в основном содержат медную составляющую, а никель добавляется как легирующий элемент. Результатом такого соединения является сплав с повышенными показателями антикоррозионной стойкости, прочности и электросопротивления. Сплавы медно-никелевого состава относят к одному из двух видов: электротехническому или конструкционному.

Конструкционные сплавы – это нейзильбер и мельхиор. Мельхиором называют сочетание, в составе которого медь, никель (5–35 %), цинк (13–45 %). Нейзильбер представляет собой соединение меди и никеля, иногда в смесь добавляются железо и марганец. Мельхиоровые изделия наверняка имеются у многих дома, особая популярность принадлежит знаменитым подстаканникам.

У электротехнических медно-никелевых сплавов высокое электросопротивление. В эту группу входят константан и копель. В составе термостабильного соединения − константана − чуть больше половины, примерно 59 %, занимает медь, никель составляет 39–41 %, марганец всего 1-2 %. Материал отличается высоким удельным электрическим сопротивлением (около 0,5 мкОм-м), минимальным значением термокоэффициента электрического сопротивления, высокой электродвижущей силой в паре с медью, хромом, железом. Копелем называют сплав, в котором никель составляет 43-44 %, железо 2-3 %, остальную часть занимает медь.

Состав и свойства медных сплавов, в данном случае медно-никелевых, подходят для применения в электрических аппаратах и следующих типах изделий: резисторов, реостатов, термопар. Из материалов этого вида изготавливается посуда, медицинский инструмент, художественные изделия и сувениры. Медно-никелевые соединения применяются в строительстве судов. Банк России заказывает из этого сплава монеты достоинством один и два рубля по образцу 1997 г.

Свойства и применение вольфрамово-медных сплавов.

Очень необычные свойства у вольфрамово-медного соединения CuW или WCu. Это сочетание по большому счету назвать полноценным сплавом нельзя. В полученном материале частицы одного металла равномерно распределяются внутри кристаллической решетки второго. В сплаве сочетаются качества и меди, и вольфрама, благодаря чему он отличается термостойкостью, устойчивостью к абляции, высокой тепло- и электропроводностью. К тому же он хорошо поддается обработке. Для изготовления деталей применяется следующая технология: вольфрамовые частицы прессуют и уплотняют, придавая необходимую форму, затем проходит этап инфильтрации медного расплава.

Космическая индустрия, электроэнергетика, металлургия, машиностроение, электроника – вот неполный перечень промышленных областей, где используют сплав меди и вольфрама. Из этого материала изготавливают электроды для сварочных аппаратов – детали из сплава выдерживают высокое и среднее напряжение при дуговой и вакуумной сварке.

Свойства и применение молибденово-медных сплавов.

Сплав из меди и молибдена обладает меньшим весом, чем медно-вольфрамовый. Это преимущество используют там, где нужно уменьшить массу изделия. Заготовки из молибденово-медного сплава – это плоские пластинки, имеющие многослойную структуру. Внутри располагается основной слой чистого молибдена, который с двух сторон покрывают слоями 100%-ной меди или медью с дисперсионно-упрочненными качествами.

Данный вид медных сплавов обладает свойствами обоих видов металлов и отличается хорошими комплексными характеристиками. Вот некоторые качества данного соединения:

— высокая проводимость;

— возможность регулирования коэффициента теплового расширения;

— низкий процент содержания газов;

— сплав не магнитится;

— у материала имеются необходимые вакуумные свойства;

— легко обрабатывается механическим путем, обладает особыми высокотемпературными качествами.

При отсутствии скачков температуры и при средних температурных показателях у молибденово-медного сплава хорошие показатели прочности и пластичности. Когда внешняя температура выше температуры плавления меди, металл сжимается, испаряется и поглощает тепло, он может оказывать охлаждающее воздействие. Данные качества высокотемпературного материала могут использоваться в технологиях изготовления огнеупорных вкладышей горла сопла, электрических контактов и т. д.

Таблица температур плавления

Любому человеку, связанному с металлургической промышленностью, будь то сварщик, литейщик, плавильщик или ювелир, важно знать температуры, при которых происходит расплав материалов, с которыми он работает. В нижеприведенной таблице указаны точки плавления наиболее распространенных веществ

Таблица температур плавления металлов и сплавов

Помимо таблицы плавления, существует много других вспомогательных материалов. Например, ответ на вопрос, какова температура кипения железа лежит в таблице кипения веществ. Помимо кипения, у металлов есть ряд других физических свойств, как прочность.

Поставка

Вас интересуют техническая и чистая медь? Поставщик «Auremo» предлагает купить техническую и чистую медь сегодня на выгодных условиях. Большой выбор на складе. Полное соответствие ГОСТ и международным стандартам качества, цена — оптимальная от поставщика. Предлагаем купить техническую и чистую медь со специализированных складов с доставкой в любой город. Купить сегодня. Оптовым заказчикам цена — льготная.

Купить, выгодная цена

Техническая и чистая медь от поставщика «Auremo» соответствует ГОСТ и международным стандартам качества, цена — оптимальная. На складе представлен самый широкий выбор продукции. Всегда в наличии техническая и чистая медь, цена — обусловлена технологическими особенностями производства без включения дополнительных затрат. Оптимальная цена от поставщика. Купить сегодня. Ждем ваших заказов. У нас наилучшее соотношение цена-качество на весь ряд продукции. На связи опытные менеджеры — оперативно помогут купить медный прокат оптом или в рассрочку. Постоянные покупатели могут купить медный прокат с дисконтной скидкой.

Производство латуни

Современные способы производства латуни основаны на плавлении халькопирита (медный колчедан) в электрических печах при температуре +1400 °C. Образующийся в процессе плавления силикат всплывает на поверхность и удаляется. Основной металл (штейн) сливается в конвертер и продувается кислородом. В результате окислительных реакций образуется металлическая «черновая» медь с содержанием металла около 91%. Далее происходит электролитическая очистка в подкисленном растворе медного купороса. Образующаяся на катоде электролитическая медь имеет чистоту 99.99% и используется в производстве проводов, электрического оборудования и сплавов.

В расплавленную медь порционно вводят цинк, который придает ей новые свойства — прочность, коррозионную стойкость и пластичность. В зависимости от области применения металла могут добавляться и другие добавки: никель, железо, олово, марганец, алюминий. Изготовленный таким способом сплав из меди имеет низкий коэффициент трения и применяется в изготовлении червячных пар и в качестве втулок скольжения в малых бытовых электродвигателях.

Одним из видов латуни является томпак (медь — 88–97%, цинк — до 10%), который повторно был открыт лондонским часовщиком Кристофером Пинчбеккером в XVIII веке. Ранее этот сплав был известен перуанской цивилизации Моче. Название его происходит от французского tombak, что в переводе означает медь.

Широкое применение томпак получил в плакировании стали и получении биметаллического соединения сталь-латунь.

Латунь получают путем плавления меди и стали.

Например, внутренняя поверхность ядерного реактора плакирована высоколегированной аустенитной сталью, так как основной металл корпуса подвержен коррозии при воздействии высоких температур.

Томпак применяется для плакирования стали при изготовлении монет достоинством 10 и 50 копеек.

Это интересно: Описание и виды твердосплавных пластин для токарных резцов: рассказываем по порядку

это тело или вещество? Свойства меди

Приблизительно III тысячелетие до нашей эры считается переходным от камня как основного промышленного вещества к бронзе. Период перестройки принято считать медным веком. Ведь именно это соединение на тот период времени было самым главным в строительстве, в изготовлении предметов быта, посуды и прочих процессах.

На сегодняшний день медь своей актуальности не потеряла и по-прежнему считается очень важным металлом, часто используемым в разных нуждах. Медь — это тело или вещество? Какими свойствами она обладает и для чего нужна? Попробуем разобраться далее.

Общая характеристика элемента медь

Как химический элемент, медь имеет свое местоположение в периодической системе. Оно следующее.

1. Четвертый большой период, первый ряд.
2. Первая группа, побочная подгруппа.
3. Порядковый номер 29.
4. Атомный вес — 63,546.
5. Электронная конфигурация внешнего слоя выражается формулой 3d¹⁰4s¹.

Элемент имеет два стабильных природных изотопа с массовыми числами 63 и 65. Латинское название элемента cuprum, что объясняет его химический символ Cu. В формулах читается как «купрум», русское наименование — медь.

Медь — это тело или вещество?

Чтобы ответить на данный вопрос, следует для начала определиться с понятиями «вещество» и «тело». Они изучаются еще на школьных ступенях, так как являются основополагающими. С точки зрения науки химии и физики, веществом считаются все материалы, из которых изготавливаются те или иные предметы. То есть примерами веществ могут служить все химические соединения как органической, так и неорганической природы.

Тело — это сам предмет, который состоит как раз из какого-то вещества. Они могут быть искусственно сконструированы человеком, либо же иметь природное происхождение. Примеры тел: гвозди, окна, пластинки, стол, шкаф, цветочный горшок и прочее.

Чтобы различить эти два понятия, приведем несколько сравнительных примеров.

1. Сахар — вещество, леденец на палочке — тело.
2. Железо — вещество, гвоздь — тело.
3. Окно — тело, стекло — вещество.

Очевидно из этих рассуждений, что на вопрос: «Медь — это тело или вещество?» — ответ однозначен. Это вещество. Вот если речь пойдет о медной пластинке или медном колечке, тогда, безусловно, следует говорить о них как о теле.

С точки зрения химии, медь — это вещество, относящееся к категории металлов. Оно обладает рядом очень ценных свойств, которые лежат в основе широкого использования данного соединения.

Простое вещество медь — это цветной металл

Как мы уже обозначили, медь — металл. Однако не все представители этой группы веществ одинаковы по своим характеристикам. Существуют мягкие и твердые, белые и желтые, красные металлы и прочее. Медь же относится к цветным мягким металлам.

Электронное строение ее атома позволяет точно определить, медь — это металл или неметалл. Ведь на внешнем уровне у нее всего один электрон, это значит, что его она способна легко отдавать, проявляя типичные металлические восстановительные свойства. Следовательно, в том, что она должна относиться к категории именно металлов, сомнений быть не может. Об этом же говорят и физические свойства ее простого вещества.

Физические свойства

Медь — это вещество или тело? Полностью убедиться в правильности ответа можно лишь рассмотрев ее физические свойства. Если мы говорим о данном элементе как о простом веществе, то для него характерен следующий набор свойств.

1. Металл красного цвета.
2. Мягкий и очень ковкий.
3. Отличный теплопроводник и электропроводник.
4. Не тугоплавкий, температура плавления составляет 1084,5 ⁰С.
5. Плотность составляет 8,9 г/см³.
6. В природе встречается в основном в самородном виде.

Таким образом, получается, что медь — это вещество, причем известное с самой древности. На основе нее издревле создаются многие архитектурные сооружения, изготовляется посуда и предметы быта.

Химические свойства

С точки зрения химической активности, медь — это тело или вещество, обладающее низкой способностью к взаимодействию. Существует две основные степени окисления этого элемента, которые он проявляет в соединениях. Это:

• +1;
• +2.

Очень редко можно встретить вещества, в которых данные значения заменяются на +3.

Итак, медь может взаимодействовать с:

• воздухом;
• углекислым газом;
• соляной кислотой и некоторыми другими соединениями только при очень высоких температурах.

Все это объясняется тем, что на поверхности металла формируется защитная оксидная пленка. Именно она предохраняет его от дальнейшего окисления и придает стабильность и малоактивность.

Из простых веществ медь способна взаимодействовать с:

• галогенами;
• селеном;
• цианидами;
• серой.

Часто формирует комплексные соединения либо двойные соли. Практически все сложные соединения данного элемента, кроме оксидов — ядовитые вещества. Те молекулы, которые образует одновалентная медь, легко окисляются до двувалентных представителей.

Области применения

Медь — это смесь или чистое вещество, которое в любом из этих состояний находит широкое применение в промышленности и быту. Можно обозначить несколько основных отраслей использования соединений меди и чистого металла.

1. Кожевенная промышленность, в которой используются некоторые соли.
2. Производство меха и шелка.
3. Изготовление удобрений, средств защиты растений от вредителей (медный купорос).
4. Сплавы меди находят широкое применение в автомобилестроении.
5. Судостроение, авиаконструкции.
6. Электротехника, в которой медь используется, благодаря хорошей антикоррозионной устойчивости и высокой электро- и теплопроводности.
7. Различное приборостроение.
8. Изготовление посуды и бытовых предметов хозяйственного значения.

Очевидно, что несмотря на долгие сотни лет, рассматриваемый металл только укрепил свои позиции и доказал состоятельность и незаменимость в применении.

Сплавы меди и их свойства

Существует много сплавов на основе меди. Она сама отличается высокими техническими характеристиками, так как легко поддается ковке и прокатке, является легкой и достаточно прочной. Однако при добавлении определенных компонентов свойства значительно улучшаются.

В данном случае следует задать вопрос: «Медь — это вещество или физическое тело, когда речь идет о ее сплавах?» Ответ будет такой: это вещество. Все равно она является именно им до тех пор, пока из сплава не будет изготовлено какое-либо физическое тело, то есть определенный продукт.

Какие сплавы меди бывают?

1. Практически равное сочетание меди и цинка в одном составе принято называть латунью. Этот сплав отличается высокой прочностью и устойчивостью к химическим воздействиям.
2. Оловянистая бронза — сочетание меди и олова.
3. Мельхиор — никель и медь в соотношении 20/80 из 100. Используется для изготовления украшений.
4. Константан — сочетание никеля, меди и добавка марганца.

Биологическое значение

Не столь важно, медь — это вещество или тело. Значимо другое. Какую роль играет медь в жизни живых организмов? Оказывается, весьма немаловажную. Так, ионы рассматриваемого металла выполняют следующие функции.

1. Участвуют в преобразовании ионов железа в гемоглобин.
2. Являются активными участниками процессов роста и размножения.
3. Позволяют усваиваться аминокислоте тирозину, следовательно влияют на проявление цвета волос, кожи.

Если организм недополучает данный элемент в нужном количестве, то могут возникать неприятные заболевания. Например, анемия, облысение, болезненная худоба и прочее.

Подгруппа меди

Главная  > Справочник по образованию  > Энциклопедия де-факто  > Естественные науки  > Химия  > Неорганическая химия  > Металлы  > Подгруппа меди

Подгруппа меди – побочная подгруппа I группы
 
Свойства элементов подгруппы меди

  

Физические свойства
 

      1.       Высокие значения плотности, температур плавления и кипения.
      2.      Высокая тепло- и электропроводность.
      

Химические свойства
 
Химическая активность небольшая, убывает с увеличением атомного номера.
 
Медь и её соединения
 
Получение
 

      1.      Пирометаллургия

CuO + C ® Cu + CO
CuO + CO ® Cu + CO2
 

      2.      Гидрометаллургия

CuO + h3SO4 ® CuSO4 + h3O
CuSO4 + Fe ® FeSO4 + Cu

      электролиз:

2CuSO4 + 2h3O ® 2Cu + O2­ + 2h3SO4
                (на катоде) (на аноде)
 
Химические свойства
 
Взаимодействует с неметаллами при высоких температурах:
 
2Cu + O2  ®  2CuO
Cu + Cl2  ®  CuCl2
 
Медь стоит в ряду напряжений правее водорода, поэтому не реагирует с разбавленными соляной и серной кислотами, но растворяется в кислотах – окислителях:
 
3Cu + 8HNO3(разб.) ® 3Cu(NO3)2 + 2NO­ + 2h3O
Cu + 4HNO3(конц.) ® Cu(NO3)2 + 2NO2­ + 2h3O
Cu + 2h3SO4(конц. ) ®  CuSO4 + SO2­ +2h3O
 
Сплавы меди с оловом — бронзы, с цинком — латуни.
 
Соединения одновалентной меди
 
Встречаются либо в нерастворимых соединениях (Cu2O, Cu2S, CuCl), либо в виде растворимых комплексов (координационное число меди – 2):
 
CuCl + 2Nh4 ® [Cu(Nh4)2]Cl
 
Оксид меди (I) — красного цвета, получают восстановлением соединений меди (II), например, глюкозой в щелочной среде:
 
2CuSO4 + C6h22O6 + 5NaOH ® Cu2O¯ + 2Na2SO4 + C6h21O7Na + 3h3O
 
Соединения двухвалентной меди
 
Оксид меди (II) — чёрного цвета. Восстанавливается под действием сильных восстановителей (например, CO) до меди. Обладает основным характером, при нагревании растворяется в кислотах:
 
CuO + h3SO4  ®  CuSO4 + h3O
CuO + 2HNO3  ®  Cu(NO3)2 + h3O
 
Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 — нерастворимое в воде вещество светло-голубого цвета. Образуется при действии щелочей на соли меди (II):
 
CuSO4 + 2NaOH ® Cu(OH)2¯ + Na2SO4
 
При нагревании чернеет, разлагаясь до оксида:
 
Cu(OH)2  ®  CuO + h3O
 
Типичное основание. Растворяется в кислотах.
 
Cu(OH)2 + 2HCl ® CuCl2 + 2h3O
Cu(OH)2 + 2H+ ® Cu2+ + 2h3O
 
Растворяется в растворе аммиака с образованием комплексного соединения (координационное число меди – 4) василькового цвета (реактив Швейцера, растворяет целлюлозу):
 
Cu(OH)2 + 4Nh4 ® [Cu(HN3)4](OH)2
 
Малахит Cu2(OH)2CO3. Искусственно можно получить по реакции:
 
2CuSO4 + 2Na2CO3 + h3O ® Cu2(OH)2CO3¯ + 2Na2SO4 + CO2­
 
Разложение малахита:
Cu2(OH)2CO3  ®  2CuO + CO2­ + h3O
 
Серебро и его соединения
 
Благородный металл, устойчивый на воздухе. При потускнении серебра происходит реакция Гепара:
 
4Ag + 2h3S + O2 ® 2Ag2S + 2h3O
 
В ряду напряжений находится правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах — окислителях:
 
3Ag + 4HNO3(разб.) ® 3AgNO3 + NO­ + 2h3O
Ag + 2HNO3(конц.) ® AgNO3 + NO2­+ h3O
2Ag + 2h3SO4(конц.) ® Ag2SO4 + SO2­ + 2h3O
 
В соединениях серебро обычно проявляет степень окисления +1.
Растворимый нитрат серебра AgNO3 используется как реактив для качественного определения Cl-, Br-, I-:
 
Ag+ + Cl- ® AgCl¯ белый
Ag+ + Br- ® AgBr¯ светло-жёлтый
Ag+ + I- ® AgI¯ тёмно-жёлтый
 
(Способность этих осадков образовывать растворимые комплексные соединения уменьшаются в ряду AgCl – AgBr – AgI). На свету галогениды серебра постепенно разлагаются с выделением серебра.
При добавлении растворов щелочей к раствору AgNO3 образуется тёмно-коричневый осадок оксида серебра Ag2O:
 
2AgNO3 + 2NaOH ® Ag2O + 2NaNO3 + h3O
 
Осадки AgCl и Ag2O растворяются в растворах аммиака с образованием комплексных соединений (координационное число серебра – 2):
 
AgCl + 2Nh4 ® [Ag(Nh4)2]Cl
Ag2O + 4Nh4 + h3O ® 2[Ag(Nh4)2]OH
 
Аммиачные комплексы серебра взаимодействуют с альдегидами (реакция серебряного зеркала):
 

 
Золото и его соединения
 
Золото — мягче Cu и Ag, ковкий металл; легко образует тончайшую фольгу; благородный металл, устойчив как в сухом, так и во влажном воздухе. Растворим только в смеси концентрированных соляной и азотной кислот («царской водке»):
 
Au + HNO3 + 4HCl ® H[AuCl4] + NO­ + 2h3O
 
Реагирует с галогенами при нагревании:
 
2Au + 3Cl2 ® 2AuCl3
 
Соединения термически не очень устойчивы и разлагаются при нагревании с выделением металла. Комплексообразователь (комплексы золота (III) обладают координационными числами 4, 5 и 6).

Другие записи

10.06.2016.
Подгруппа железа

Свойства элементов подгруппы железа 






Атомный
номер


Название


Электронная
конфигурация
 


r
г/см3


t°пл.
°C


t°кип.
°C


ЭО


Атомный
радиус,
нм


Степень
окисления




26

Железо…

10.06. 2016.
Подгруппа алюминия

Свойства элементов подгруппы алюминия




Атомный
номер


Название


Электронная
конфигурация
 


r
г/см3


t°пл.
°C


t°кип.
°C


ЭО


ПИ
эВ


Атомный
радиус,
нм


Степень
окисления




5

Бор…

10.06.2016.
Металлы — общие свойства

ОБЩИЕ СВОЙСТВА Положение металлов в периодической таблице Если в периодической таблице элементов Д.И.Менделеева провести диагональ от бериллия к астату, то слева внизу по диагонали будут находиться элементы-металлы…

Олово. Свойства, применение, химический состав, марки

8 (800) 200-52-75 (495) 366-00-24 (495) 504-95-54 (495) 642-41-95
e-mail: info@metotech. ru	e-mail: [email protected]
Олово (Sn) является коррозионностойким нетоксичным легкоплавким металлом, что определяет его применение в пищевой и электронной промышленности. Помимо этого Sn является составным компонентов многих сплавов. На странице представлено описание данного материала: физические и химические свойства, области применения, марки, виды продукции. Основные сведения Олово (Sn, Stannum) — химический элемент с атомным номером 50 в периодической системе. Относится к группе легких металлов; ковкий и пластичный материал. Имеет серебристо-белый цвет с блестящей поверхностью. Плотность составляет 7,31 г/см3, температура плавления tпл. = 231,9 °С, температура кипения tкип. = 2620 °С. Металл может существовать в трех модификациях в зависимости от температуры: α-Sn (серое олово) — температура ниже 13,2 °С; кубическая кристаллическая решетка типа алмаза; β-Sn (белое олово) — температура выше 13,2 °С; тетрагональная кристаллическая решетка; γ-Sn — температура 161-232 °С. Стоит отметить, что при температуре окружающей среды ниже 13,2 °С олово изменяет свое фазовое состояние и переходит в α-модификацию. При этом оно трескается и превращается в порошок. Наиболее высокая скорость перехода наблюдается при температуре -33 °С. Данное явление получило название “оловянная чума”. В земной коре содержание Sn по разным данным составляет от 2·10-4 до 8·10-3% по массе. Данный металл занимает 47-е место по распространенности в земной коре. Основным минералом, содержащим олово, является касситерит (оловянный камень), в состав которого входит до 78,8% Sn. Лидерами по запасам рассматриваемого химического элемента являются Китай, Индонезия, Малайзия и Таиланд. История открытия Описываемый металл, издревле известный человечеству. Считается, что его использование началось еще в IV тысячелетии до н.э. Наибольшее распространение в древнем мире пришлось на бронзовый век (приблизительно XXXV-XI вв. до н.э.), так как Sn является одним из основных компонентов оловянистой бронзы. Название “олово” закрепилось за рассматриваемым химическим элементом в IV в. Свойства олова Физические и механические свойства Свойство Значение Атомный номер 50 Атомная масса, а.е.м 118,7 Радиус атома, пм 162 Плотность, г/см³ 7,31 Теплопроводность, Вт/(м·K) 66,8 Температура плавления, °С 231,9 Температура кипения, °С 2620 Теплота плавления, кДж/моль 7,07 Теплота испарения, кДж/моль 296 Молярный объем, см³/моль 16,3 Группа металлов Легкий металл Химические свойства Свойство Значение Ковалентный радиус, пм 141 Радиус иона, пм (+4e) 71 (+2) 93 Электроотрицательность (по Полингу) 1,96 Электродный потенциал -0,136 Степени окисления +4, +2 Энергия ионизации, кДж/моль (эВ) 708,2 (7,34) Марки олова В промышленных масштабах металл выпускается нескольких марок: ОВЧ-000 — олово высокой чистоты, содержание Sn составляет 99,999%; выпускается в виде чушек и прутков. О1пч, О1 — содержание Sn составляет 99,915% и 99,900% соответственно; выпускается в виде чушек, прутков, проволоки. О2 — 99,565% Sn; полуфабрикаты: чушка, проволока, пруток. О3 — в составе 98,49% Sn, самая весомая примесь Pb — 1,0%; поставляется в виде чушек. О4 — олово с самым высоким содержанием примесей, общее количество которых составляет 3,51%, массовая доля Sn — 96,43%; выпускается в виде чушек. Достоинства / недостатки Достоинства: имеет хорошую коррозионную стойкость в среде органических кислот и солей; не подвержен негативному влиянию серы, содержащейся в пластике; нетоксичен, что позволяет использование в пищевой промышленности. Недостатки: имеет низкую температуру плавления; склонность к “оловянной чуме”. Области применения олова Sn имеет несколько основных направлений применения. Благодаря своей нетоксичности и стойкости к коррозии в среде органических солей и кислот данный металл получил распространение в пищевой промышленности. Его наносят в виде покрытий на различные изделия, имеющие контакт с продуктами питания. Оловом также покрывают медные жилы проводов. Оно защищает Cu от негативного воздействия S, содержащейся в резиновой изоляции. В производстве электронных приборов, где очень часто для соединения элементов применяется пайка, олово используется в качестве припоя. Sn является составляющей большого количества сплавов с медью, цинком, медью и цинком, медью и сурьмой. Среди наиболее известных можно выделить баббиты, бронзы. Продукция из олова Современная промышленность выпускает разнообразную продукцию из олова. Наиболее распространены чушки, проволока, прутки и аноды. Достаточное широкое применение в промышленности получили оловянные аноды, которые используются при лужении поверхностей различных изделий. Оловянная проволока и прутки часто используются в качестве припоев в электронике при пайке. Оловянные чушки выступают исходным материалом для производства остальных полуфабрикатов, а также используются при выплавке сплавов, содержащих олово.

Медь

Зона данных | Открытие | Факты | Внешний вид и характеристики | Использование | Изобилие и изотопы | Ссылки

29

Cu

63,55

Химический элемент медь относится к переходным металлам. Оно известно с древних времен. Его первооткрыватель и дата открытия неизвестны.

Зона данных

Соединения, радиусы, проводимости»>Показать больше, в том числе: Теплота, Энергия, Окисление, Реакции,
Соединения, Радиусы, Проводимости

Атомный объем:	7,1 см 3 /моль
Структура:	fcc: гранецентрированный куб
Твердость:	3,0 месяца
Удельная теплоемкость	0,38 Дж г -1 К -1
Теплота плавления	13,050 кДж моль -1
Теплота распыления	338 кДж моль -1
Теплота парообразования	300,30 кДж моль -1
1 ст энергия ионизации	745,4 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации	1957,9 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации	3553,5 кДж моль -1
Сродство к электрону	118,5 кДж моль -1
Минимальная степень окисления	0
Мин. общее окисление нет.	0
Максимальная степень окисления	4
Макс. общее окисление нет.	2
Электроотрицательность (шкала Полинга)	1,95
Объем поляризуемости	6,7 Å 3
Реакция с воздухом	мягкий, вес/вт ⇒ CuO, Cu 2 О
Реакция с 15 M HNO 3	мягкий, ⇒ Cu(№ 3 ) 2 , № x
Реакция с 6 М HCl	нет
Реакция с 6 М NaOH	–
Оксид(ы)	CuO, Cu 2 O (куприт)
Гидрид(ы)	CuH
Хлорид(ы)	CuCl, CuCl 2
Атомный радиус	135 вечера
Ионный радиус (1+ ион)	91 час
Ионный радиус (2+ ион)	87 вечера
Ионный радиус (3+ ион)	68 вечера
Ионный радиус (1-ион)	–
Ионный радиус (2-ионный)	–
Ионный радиус (3-ионный)	–
Теплопроводность	401 Вт·м -1 К -1
Электропроводность	60,7 x 10 6 м -1
Температура замерзания/плавления:	1084,62 или С, 1357,77 К

Самородок природной самородной меди с вкраплениями медных минералов

Открытие меди

Доктор Дуг Стюарт

химическая реакция его руд.

Хотя можно найти лишь небольшое количество самородной меди, ее было достаточно, чтобы наши предки открыли этот металл и начали его использовать.

Медь используется людьми уже десять тысяч лет. Бусы из самородной меди, датируемые восьмым тысячелетием до нашей эры, были найдены в Турции. ⁽¹⁾

Тигли и шлаки, найденные в Европе, свидетельствуют о том, что выплавка меди (получение металла из ее руд) происходила в пятом тысячелетии до нашей эры.

Добыча и выплавка меди были обычным явлением к 4500 г. до н.э. на Балканах – в Болгарии, Греции, Сербии и Турции. ^{(2), (3)}

Медный век находится между неолитом (каменным) и бронзовым веками. Это происходило в разное время в разных культурах, когда люди начали использовать медные орудия наряду с каменными.

За медным веком последовал бронзовый век, когда люди узнали, что при добавлении олова в медь образуется более твердый металл, который к тому же легче отливается. Опять же, это произошло в разное время в разных местах мира.

Слово «медь» происходит от латинского слова «cuprum», означающего «металл Кипра», поскольку средиземноморский остров Кипр был древним источником добычи меди.

Символ элемента Cu также происходит от слова «медь».

Соединения меди горят характерным зеленым пламенем. Это хлорид меди (I).

Металлическая медь извлекается из кислого раствора нитрата меди.

Verdigris (коррозия меди) на украшениях крыши.

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Медь необходима всем растениям и животным. Однако избыток меди токсичен.

Приготовление кислой пищи в медных кастрюлях может вызвать отравление. Медная посуда должна быть облицована для предотвращения попадания внутрь ядовитой зелени (соединений, образующихся при коррозии меди).

Характеристики:

Медь — красновато-оранжевый мягкий металл с ярким металлическим блеском.

Он податлив, пластичен и является отличным проводником тепла и электричества — только серебро имеет более высокую электропроводность, чем медь.

Медные поверхности, подвергающиеся воздействию воздуха, постепенно тускнеют и приобретают тусклый коричневатый цвет.

Если присутствуют вода и воздух, медь будет медленно подвергаться коррозии, образуя карбонатную медь, часто встречающуюся на крышах и статуях.

Использование меди

Благодаря своей превосходной электропроводности медь чаще всего используется в электрическом оборудовании, таком как проводка и двигатели.

Из-за медленной коррозии медь используется для кровли, водосточных желобов и водосточных желобов на зданиях.

Также используется в сантехнике, посуде и кухонной утвари.

Коммерчески важные сплавы, такие как латунь и бронза, производятся из меди и других металлов.

Оружейные металлы и американские монеты представляют собой медные сплавы.

Сульфат меди используется в качестве фунгицида и альгицида в реках, озерах и прудах.

Оксид меди в растворе Фелинга широко используется в тестах на наличие моносахаридов (простых сахаров).

Изобилие и изотопы

Изобилие в земной коре: 60 частей на миллион по весу, 19 частей на миллион по молям

Изобилие в Солнечной системе: 700 частей на миллиард по весу, 10 частей на миллиард по молям

Стоимость, чистая: $9,76 за 100 г

Стоимость, оптом: $0,66 за 100 г

Источник: Медь иногда встречается в самородном виде (т. е. в виде несвязанного металла), а также содержится во многих минералах, таких как оксид; куприт (Cu ₂ O), карбонаты; малахит (Cu ₂ CO ₃ (OH) ₂ ) и азурит (Cu ₂ (CO ₃ ) ₂ (OH) ₂ ) и сульфиды; халькопирит (CuFeS ₂ ) и борнит (Cu ₅ FeS ₄ ).

Большая часть медной руды добывается или извлекается в виде сульфидов меди. Затем медь получают плавкой и выщелачиванием. Наконец, полученная неочищенная медь очищается электролизом с нанесением покрытия на катоды из чистой меди.

Изотопы: Медь имеет 24 изотопа, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 57 до 80. Встречающаяся в природе медь представляет собой смесь двух ее стабильных изотопов, ⁶³ Cu и ⁶⁵ Cu с естественным содержанием 69,2% и 30,8% соответственно.

Ссылки

1. Эндрю Джонс, Доисторическая Европа: теория и практика., 2008, стр. 195. Издательство Блэквелл.
2. Дуглас Уитфилд Бейли, Балканская предыстория: исключение, включение и идентичность, 2000, стр. 210. Рутледж.
3. Шарунас Милисаускас, Предыстория Европы., 2003, стр. 207. Клювер Академик/Пленум.
4. Саул С. Хаубен, Происхождение названий элементов, J. Chem. Образовательная, 1933, 10 (4), стр. 227.

Процитировать эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

  chemicool.com/elements/copper.html">Медь
 

или

 Факты о медных элементах
 

Чтобы процитировать эту страницу в научном документе, используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

 «Медь». Химическая периодическая таблица. Chemicool.com. 16 октября 2012 г. Интернет.
. 

Захватывающий элемент Медь | Периодическая таблица

Элемент Медь

Введение в медь

Медь элемента представляет собой металлический элемент, принадлежащий к 11-й группе периодической таблицы. Он известен своей пластичностью, проводимостью тепла и электричества и высокой пластичностью. Эти свойства делают его широко используемым элементом в промышленных продуктах. Медь встречается в природе и используется уже тысячи лет. Он назван в честь своего латинского названия cuprum.

Медь в Периодической таблице

Элемент меди имеет символ Cu и атомный номер 29. Медь является переходным металлом, стоящим на вершине группы 11 в периодической таблице, наряду с серебром и золотом. Однако все элементы 11-й группы обладают совершенно разными химическими свойствами. Подобно серебру и золоту, медь имеет очень богатый водный химический состав.

Медь расположена в d-блоке и имеет следующую электронную конфигурацию [Ar]4s ¹ 3d ¹⁰ . Он находится справа от никеля и слева от цинка в периодической таблице.

Интересные факты о меди

1. Медь обладает антимикробными свойствами. Медные поверхности защищают от передачи вируса SARS-CoV-2.
2. Существует более 570 медных сплавов; Два наиболее известных семейства медных сплавов — это латуни и бронзы.
3. Слово «медь» происходит от его первоначального описания как Cyprium aes , что означает «металл с Кипра».
4. Пенни изначально изготавливались из чистой меди; однако теперь они примерно на 97,5% состоят из цинка с тонким медным покрытием.
5. Статуя Свободы приобрела зеленый цвет благодаря окислению медного покрытия.
6. Медь обладает чрезвычайно высокой проводимостью как тепла, так и электричества.
7. Медь необходима всем живым организмам, поскольку она является ключевым компонентом комплекса дыхательных ферментов
8. Чистая медь имеет красновато-оранжевый цвет, это один из немногих металлов, который не имеет серебристо-серого цвета
9. Медный порошок можно легко изготовить добавлением алюминиевой фольги и щепотки соли в раствор сульфата меди
10. Ацетат меди можно легко приготовить в домашних условиях, добавив медь в смесь уксуса и 3% перекиси водорода. В 2008 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) назвало медь первым антимикробным металлом. Кроме того, организация перечислила 300 медных поверхностей как антимикробные. Термин «контактное уничтожение» был придуман для обозначения процесса инактивации микробов на медных поверхностях. По словам профессора Кассандры Д. Сальгадо, это происходит из-за того, что элемент «мешает электрическому заряду клеточных мембран организмов». Исследователи заметили, что эффективность контактного глушения увеличивается с увеличением содержания меди (в сплавах), повышением температуры и относительной влажности.

    Применение меди в современном мире

    Для чего используется медь?

    Медь имеет различные промышленные применения благодаря своим металлическим свойствам. Некоторые из этих продуктов включают стержни и стержни, проволоку, трубы и трубы. Медные сплавы обладают многими свойствами, такими как коррозионная стойкость и устойчивость к биообрастанию; это делает медь подходящей и эффективной для многих применений, например, в морской среде.

    Медь также необходима для человеческого организма. Нам нужно около миллиграмма меди каждый день. Медь используется в монетах большинства стран

    История меди

    Поговорим о том, кто открыл медь. Медь была одним из первых элементов, используемых человеком, а медные артефакты датируются 9000 годом до нашей эры. В ранние века люди использовали медь в инструментах и ​​​​в декоративных целях из-за ее пластичности и долговечности. Так что, если честно, никто не знает, кто «открыл» медь.

    Ранние римляне называли медь aes Cyprium , что означает «металл с Кипра», потому что они могли добывать медь в больших количествах на Кипре. Со временем название было сокращено до 9.0541 cuprium на латыни, которое стало «медью» на английском языке.

    Химия меди – реакции и соединения

    Коррозия – окисление меди

    Металлическая медь реагирует с воздухом и водой (влагой в воздухе) с образованием карбоната меди.

    2Cu + O ₂ + CO ₂ + H ₂ O → CuCO ₃ + Cu(OH) ₂

    Так что же здесь происходит? Со временем металлическая медь окисляется на воздухе и теряет свой блеск. Медь образует оксид меди (I), а затем оксид меди (II), который затем превращается в основной карбонат меди. Этот зеленоватый слой называется патина и лучше всего видна на статуе свободы. Здесь есть хорошее объяснение. Если в воздухе есть загрязнения (например, диоксид серы), то в составе патины также будут образовываться сульфид меди и основной сульфат меди.

    Медь + кислород

    Нагретая металлическая медь при высоких температурах может реагировать с кислородом с образованием оксида меди(II) (CuO). Затем оксид меди (II) может реагировать с газообразным водородом при высоких температурах с образованием металлической меди и воды.

    2Cu + О ₂ → 2CuO

    CuO + H ₂ → Cu + H ₂ O

    Оксид меди (II) , черный порошок, также может образовываться при разложении нитрата меди (II), карбоната или гидроксид. В свежем виде он легко реагирует с кислотами с образованием соответствующей соли меди (II).

    Оксид меди

    Оксид меди (I) , Cu ₂ O имеет желтый или красный цвет в зависимости от размера частиц. Встречается в природе в виде минерала куприта. Он может быть образован в результате медленного окисления меди или восстановления раствора меди (II) мягким восстановителем. Оксид меди (I) является продуктом теста Фелинга и теста Бенедикта, которые проверяют на снижение сахара. Восстановление сахаров восстанавливает основной раствор соли меди (II), образуя ярко-красный осадок Cu 9.0239 2 O.

    Медь + вода и кислоты

    Элемент меди не вступает в реакцию с водой; это делает его пригодным для использования в промышленных продуктах, таких как трубы. Медь не взаимодействует с соляной, серной или уксусной кислотой. Однако добавление перекиси водорода вызовет реакцию меди, часто образуя смесь солей меди (I) и меди (II).

    Медь бурно реагирует с концентрированной азотной кислотой, образуя ядовитый газообразный диоксид азота. С разбавленной азотной кислотой образуется менее токсичный NO.

    галогениды меди

    фтор: Cu + F ₂ → CUF ₂

    Хлор: CU + CL ₂ → CUCL ₂

    9. → CUCL ₂

    40 → CUCL ₂ 9000 3 .

    Иодид меди (II) нестабилен, и вместо этого обычно получают комбинацию элементарной меди и белого йодида меди (I).

    Соединения меди

    Медь обычно образует соединения, известные как соли меди(II), которые в растворе имеют сине-зеленый цвет. Эти соли также растворимы в воде и могут быть ядовитыми в больших количествах. Многие живые организмы имеют следовые количества соединений в качестве необходимых питательных веществ. Синий цвет меди в водном растворе обусловлен образованием иона гексааквамеди (II), Cu (H ₂ О) ₆ ²⁺ .

    Сульфат меди

    Сульфат меди(II) представляет собой неорганическое соединение с формулой CuSO ₄ . В своей пентагидратной форме это соединение представляет собой ярко-синюю соль, которая растворяется в воде в результате экзотермической реакции и разлагается в безводную форму перед плавлением.

    Безводный сульфат меди(II) представляет собой белое твердое вещество, которое образуется при дегидратации пентагидрата сульфата меди(II). Во многих тестах также используется сульфат меди (II) в качестве аналитического реагента.

    Изоляция меди

    Добавление более активного металла в раствор соединения меди может легко изолировать медь. Например, вы можете сделать медный порошок из алюминиевой фольги или медные кристаллы из куска цинка. В видео ниже мы делаем медный порошок

    Кроме того, наночастицы меди были синтезированы с использованием подхода химического восстановления. В эксперименте раствор пентагидрата сульфата меди(II), крахмал, аскорбиновую кислоту и раствор гидроксида натрия объединяют и нагревают. После охлаждения исследователи могут отфильтровать осадок из конечного раствора.

    ChemTalk Видео, показывающее, как выделить элементарную медь

    Используйте алюминиевую фольгу, чтобы сделать красивый медный порошок. Подписывайтесь на наш канал на YouTube, скоро будет еще много потрясающих видео!

    Медь Степени окисления

    Медь существует в степенях окисления +1 и +2, известных как ион меди (Cu ⁺ ) и ион меди (Cu ⁺² ), и гораздо реже в степени окисления +3. Ион двухвалентной меди, меди (II), является наиболее распространенным и стабильным.

    Физические свойства меди

    • Symbol: Cu
    • Melting point: 1084.62 ^o C
    • Boiling point: 2595 ^o C
    • Density: 8.96 g/cm ³  
    • Atomic weight: 20.180u
    • Atomic number: 10
    • Электронегатирование: 1,90
    • . -65
    • В природе встречается в минералах: азурите, малахите, халькоците, акантите, халькопирите, борните
    • Токсичность: большие количества меди могут быть токсичными

    Где я могу купить медь?

    Вы можете легко купить медь онлайн в магазинах, торгующих металлами!

    Что такое медь? — Определение, возникновение, свойства, использование

    Соли меди(II) представляют собой широко встречающиеся соединения, которые часто придают синий или зеленый цвет минералам, таким как азурит, малахит и бирюза, и исторически широко использовались в качестве пигментов. Медь, используемая в строительстве, обычно для кровли, окисляется с образованием зеленой зелени. Соединения меди используются для изготовления бактериостатических средств, фунгицидов и консервантов для древесины.

    Это мягкий, ковкий и пластичный металл с высокой тепло- и электропроводностью. Цвет свежеобнаженной поверхности чистой меди розовато-оранжевый. Медь используется в качестве проводника тепла и электричества, строительного материала и компонента нескольких металлических сплавов, включая стерлинговое серебро в ювелирных изделиях, мельхиор в морском оборудовании и монетах, а также константан в термометрах и термопарах.

    Медь имеет химический символ Cu и атомный номер 29.. Медь необходима всем живым организмам в качестве микроэлемента, потому что она является компонентом комплекса дыхательных ферментов цитохром-с-оксидазы. Медь в основном содержится в печени, мышцах и костях человека.

    Наличие меди

    • Медь образуется в массивных звездах и содержится в земной коре в концентрации около 50 частей на миллион.
    • Медь содержится в различных минералах, включая самородную медь, сульфиды меди, такие как халькопирит, борнит, дигенит, ковеллит и халькоцит, сульфосоли меди, карбонаты меди, такие как азурит и малахит, а также медь(I) или медь(II) оксиды, такие как куприт.
    • Медь является 25-м ^-м -м наиболее распространенным элементом в земной коре, на долю которого приходится 50 частей на миллион (ppm), по сравнению с 75 частями на миллион для цинка и 14 частями на миллион для свинца.

    Свойства меди

    1. Медь представляет собой красноватый металл с гранецентрированной кубической кристаллической структурой.
    2. Благодаря своей полосчатой ​​структуре он отражает красный и оранжевый свет и поглощает другие частоты видимого спектра, придавая ему красивый красноватый цвет.
    3. Он податлив, пластичен и является отличным проводником тепла и электричества.
    4. Он мягче цинка и может быть отполирован до блестящего блеска.
    5. Медь – металл с низкой химической активностью.
    6. Во влажном воздухе образует на поверхности зеленоватую пленку, называемую патиной, которая защищает металл от дальнейшего окисления.

    Использование меди

    Сульфат меди широко используется в качестве яда в сельском хозяйстве и в качестве альгицида при очистке воды. Хотя многие люди не думают, что медь используется для чего-либо, кроме монет, она является важным компонентом в производстве бронзы.

    Медь была первым металлом, над которым работали люди в истории. Бронзовый век был назван в честь открытия, что его можно закалить с небольшим количеством олова, чтобы образовать легированную бронзу. Он используется в широком спектре продуктов, включая банки, фольгу для приготовления пищи и кастрюли, а также электрические кабели, самолеты и космические аппараты.

    Электропроводность особенно важна, поскольку на проволоку приходится более половины мирового потребления меди. Химическое осаждение из паровой фазы, которое используется в производстве полупроводников, представляет собой процесс осаждения тонких медных пленок из газофазного прекурсора. Медь в основном используется в виде сплава золота и серебра, и ее часто покрывают тем или иным сплавом.

    Медь в основном используется в электрооборудовании (60 %) и строительстве (20 %), а также в промышленном оборудовании, таком как теплообменники (15 %) и сплавы (5 %). Бронза, латунь (медно-цинковый сплав), медь-олово-цинк, который был достаточно прочным для изготовления ружей и пушек и был известен как бронза, а также медь и никель, известный как мельхиор, который был предпочтительным металлом для мелких купюр. монеты, являются основными давно зарекомендовавшими себя медными сплавами. Медь — отличный выбор для электропроводки, потому что с ней легко работать, ее можно вытянуть в тонкую проволоку и она обладает высокой электропроводностью.

    Медь в окружающей среде

    Медь является очень распространенным веществом, которое естественным образом встречается в окружающей среде и распространяется в результате естественных процессов. Медь широко используется человеком. Производство меди в мире продолжает расти. По сути, это означает, что все большее количество меди попадает в окружающую среду. Реки откладывают на своих берегах загрязненные медью шламы в результате сброса медьсодержащих сточных вод. Медь попадает в атмосферу в основном при сжигании ископаемого топлива. Медь в воздухе будет оставаться там в течение длительного периода времени, прежде чем осядет, когда начнется дождь. Затем он в первую очередь попадет в почву. В результате почвы могут содержать значительное количество меди после осаждения меди из воздуха.

    Медь может попадать в окружающую среду как из природных, так и из антропогенных источников. Переносимая ветром пыль, гниющая растительность, лесные пожары и морские брызги являются примерами природных источников. Уже выявлено несколько видов деятельности человека, которые способствуют выбросу меди. Горнодобывающая промышленность, производство металлов, производство древесины и производство фосфорных удобрений являются некоторыми другими примерами. Медь очень распространена в окружающей среде, потому что она выделяется как естественным путем, так и в результате деятельности человека. Медь часто обнаруживают вблизи шахт, промышленных объектов, свалок и мест захоронения отходов.

    Примеры вопросов

    Вопрос 1: Как можно использовать медь?

    Ответ:

    Медь в основном используется в электропроводке, кровле, сантехнике и промышленном оборудовании. Медь в чистом виде используется в большинстве этих приложений. Однако его можно легировать другими металлами для достижения более высоких уровней твердости. Медные провода использовались в производстве, распределении, передаче и электронных схемах электроэнергии. На самом деле электропроводка потребляет более половины всей добываемой меди.

    Вопрос 2. Почему компания Copper не следует принципу Ауфбау?

    Ответ:

    Из-за относительно небольшой энергетической щели между 3d- и 4s-орбиталями, а также дополнительной стабильности, обеспечиваемой полностью заполненной d-орбиталью, электронная конфигурация меди не подчиняется принципу Ауфбау. .

    Вопрос 3. Что такое принцип Ауфбау?

    Ответ:

    Принцип Ауфбау определяет, как электроны заполняются атомными орбиталями атома в его основном состоянии. Согласно этой теории, электроны заполняют атомные орбитали в порядке возрастания орбитального энергетического уровня. Согласно принципу Ауфбау, в первую очередь заполняются самые низкие энергетические уровни доступных атомных орбиталей, а затем более высокие энергетические уровни.

    Вопрос 4. Как медь влияет на человека?

    Ответ:

    Длительное воздействие меди может вызвать воспаление носа, горла и глаз, а также головные боли, боли в животе, головокружение, рвоту и диарею. Чрезмерно высокое поглощение меди может вызвать повреждение печени и почек, а также смерть. Пока не установлено, является ли медь канцерогенной.

    Вопрос 5. Является ли медь токсичной для человека?

    Ответ:

    Медь необходима для хорошего здоровья. С другой стороны, более высокие дозы могут быть вредными. Медная пыль может вызывать головные боли, головокружение, тошноту и диарею, раздражая нос, рот и глаза.

    Cu Информация об элементе меди: факты, свойства, тенденции, использование и сравнение — Периодическая таблица элементов

    Кристаллическая структура меди

    Твердотельная структура меди Гранецентрированная кубическая .

    Кристаллическая структура может быть описана с точки зрения ее элементарной ячейки. Единичные Клетки повторяются в трехмерном пространстве, образуя структуру.

    Параметры элементарной ячейки

    Элементарная ячейка представлена ​​параметрами решетки, которые являются длинами ребер ячейки Постоянные решетки (a, b и c)

    9 9

    a	b	c
    361,49 пм	361,49 пм	361,49pm

    и углы между ними Углы решетки (альфа, бета и гамма).

    Alpha	Beta	Гамма
    π/2	π/2	π/2	π/2	. атомных позиций (x i , y i , z i ), измеренных от опорной точки решетки. Свойства симметрии кристалла описываются концепцией пространственных групп. Все возможные симметричные расположения частиц в трехмерном пространстве описываются 230 пространственными группами (219различные типы или 230, если хиральные копии считаются различными. Space Group Name Fm_ 3m Oxidation States Space Group Number 225 Crystal Structure Face Centered Cubic Copper Atomic and Orbital Properties Атомы меди имеют 29 электронов и структуру электронной оболочки [2, 8, 18, 1] с символом атомного термина (квантовые числа) 2 S 1/2 . Atomic Number 29 Number of Electrons (with no charge) 29 Number of Protons 29 Mass Number 64 Number нейтронов 35 Структура оболочки (электронов на энергетический уровень) 2, 8, 18, 1 Электронная конфигурация [Ar] 3d10 4s1 Valence Electrons 3d10 4s1 Valence (Valency) 2 Main Oxidation States 1, 2 Oxidation States -2 , 0, 1, 2, 3, 4 Atomic Term Symbol (Quantum Numbers) 2 S 1/2 Bohr Atomic Model of Copper — Electrons per energy level Электронная конфигурация основного состояния меди — нейтральный атом меди Сокращенная электронная конфигурация меди Сокращенная электронная конфигурация основного состояния нейтрального атома меди [Ar] 3d10 4s1. Часть конфигурации меди, эквивалентная благородному газу предыдущего периода, обозначается аббревиатурой [Ar]. Для атомов с большим количеством электронов это обозначение может стать длинным, поэтому используется сокращенное обозначение. Это важно, поскольку именно валентные электроны 3d10 4s1, электроны в самой внешней оболочке, определяют химические свойства элемента. Полная электронная конфигурация нейтральной меди Полная электронная конфигурация основного состояния атома меди, Полная электронная конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 Принцип запрета Паули и правило Хунда. В соответствии с принципом Ауфбау электроны будут занимать орбитали с более низкой энергией, прежде чем займут орбитали с более высокой энергией. По этому принципу электроны заполняются в следующем порядке: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p. … Принцип запрета Паули гласит, что максимум два электрона, каждый из которых имеет противоположные спины, могут разместиться на одной орбитали. Правило Хунда гласит, что каждая орбиталь в данной подоболочке занята электронами по одному, прежде чем второй электрон заполнит орбиталь. Атомная структура меди Атомный радиус меди составляет 145 пм, а ковалентный радиус — 138 пм. Расчетный атомный радиус 145 пм (1,45 Å) Atomic Radius Empirical 135 pm (1.35 Å) Atomic Volume 7.124 cm3/mol Covalent Radius 138 pm (1.38 Å) Van der Waals Radius 140 PM Нейтронный сечение 3,78 Абсорбция массы нейтроны 0,0021 Atomic Spectrum ofPper

    Atomic Spectrum из Copper

    Atomic Spectrum ofPper

    .0488

    Медь Химические свойства: Энергия ионизации меди и сродство к электрону

    Сродство меди к электрону составляет 118,4 кДж/моль.

    Valence	2
    Electronegativity	1.9
    ElectronAffinity	118.4 kJ/mol

    Ionization Energy of Copper

    Refer to table below for Ionization energies of Copper

    Ionization energy number	Enthalpy — kJ/mol
    1st	745.5
    2nd	1957.9
    3rd	3555
    4th	5536
    5th	7700
    6th	9900
    7th	13400
    8th	16000
    9th	19200
    10th	22400
    11th	25600
    12th	35600
    13th	38700
    14th	42000
    15th	46700
    16th	50200
    17th	53700
    18 -й	61100
    18th	61100		. 0015	19th	64702
    20th	163700
    21st	174100
    22nd	184900
    23rd	198800
    24th	210500
    25 -й	222700
    26th	239100
    27th	249660
    28th	107358
    28th	106358
    28th	10758 9008
    0017
    29th	1116105

    Медные физические свойства

    См. Ниже таблицы для меди. Molar Volume 7.124 cm3/mol

    Elastic Properties

    Young Modulus	130
    Shear Modulus	48 GPa
    Bulk Modulus	140 GPa
    Poisson Ratio	0. 34

    Hardness of Copper — Tests to Measure of Hardness of Element

    Mohs Hardness	3 MPa
    Твердость по Виккерсу	369 МПа
    Твердость по Бринеллю	874 МПа

11. 70 Электрические свойства меди0002 Медь является проводником электричества. Refer to table below for the Electrical properties ofCopper

    Electrical Conductivity	5 00 S/m
    Resistivity	1.7e-8 m Ω
    Superconducting Point	—

    Copper Теплопроводность

    Теплопроводность	400 Вт/(м·К)
    Тепловое расширение	0.0000165 /K

    Copper Magnetic Properties

    9 Оптические свойства меди0408

    Magnetic Type	Diamagnetic
    Curie Point	—
    Mass Magnetic Susceptibility	-1. 08e-9 m3/kg
    Молярная магнитная восприимчивость	-6,86e-11 м3/моль
    Объемная магнитная восприимчивость	-0,00000963

    Refractive Index

    —

    Acoustic Properties of Copper

    Speed ​​of Sound

    3570 m/s

    Copper Thermal Properties — Enthalpies and thermodynamics

    Refer to table ниже для тепловых свойств меди

    Температура плавления	1357,77 K (1084,62°C, 1984,3159999999996 °F)
    Температура кипения	3200 K (2926.85°C, 5300.33 °F)
    Critical Temperature	—
    Superconducting Point	—

    Enthalpies of Copper

    Heat of Fusion	13. 1 кДж/моль
    Теплота испарения	300 кДж/моль
    Теплота сгорания	—

    Свойства ядерной меди Iso0013

    Медь состоит из 29 изотопов, содержащих от 52 до 80 нуклонов. Медь имеет 2 стабильных природных изотопа.

    Изотопы меди — Встречающиеся в природе стабильные изотопы: 63Cu, 65Cu.

    Isotope	Z	N	Isotope Mass	% Abundance	T half	Decay Mode
    52Cu	29	23	52	Synthetic
    53Cu	29	24	53	Synthetic
    54Cu	29	25	54	Synthetic
    55Cu	29	26	55	Synthetic
    56Cu	29	27	56	Synthetic
    57Cu	29	28	57	Synthetic
    58Cu	29	29	58	Synthetic
    59Cu	29	30	59	Synthetic
    60Cu	29	31	60	Synthetic
    61Cu	29	32	61	Synthetic
    62Cu	29	33	62	Synthetic
    63Cu	29	34	63	69. 17%	Stable	N/A
    64Cu	29	35	64	Synthetic	Stable
    65Cu	29	36	65	30.83%	Stable	N/A
    66Cu	29	37	66	Synthetic
    67Cu	29	38	67	Synthetic
    68Cu	29	39	68	Synthetic
    69Cu	29	40	69	Synthetic
    70Cu	29	41	70	Synthetic
    71Cu	29	42	71	Synthetic
    72Cu	29	43	72	Синтетический
    73CU	29	44	73	417 Синг. 1619
    74Cu	29	45	74	Synthetic
    75Cu	29	46	75	Synthetic
    76Cu	29	47	76	Synthetic
    77Cu	29	48	77	Synthetic
    78Cu	29	49	78	Synthetic
    79Cu	29	50	79	Synthetic
    80Cu	29	51	80	Synthetic

    Характеристики меди и реакция металла с азотной кислотой

    Германия .
    Пожалуйста, перейдите на наш региональный сайт для получения более актуальных цен, сведений о продуктах и ​​специальных предложениях.

    Выбрать другую страну

    Стабильный металл Vs. Сильный окислитель

    [Депозитные фотографии]

    Медь — один из древнейших известных металлов, который использовался людьми с древних времен. На латыни медь известна как cuprum, а ее атомный номер равен 29.. В таблице Менделеева медь находится в четвертом периоде, в первой группе.

    Физические и химические свойства меди

    Встречающаяся в природе медь представляет собой тяжелый металл розово-красного цвета с пластичной и мягкой структурой. Температура кипения составляет более 1000 градусов по Цельсию. Купрум является хорошим проводником электричества и тепла и плавится при температуре 1084 градусов по Цельсию. Плотность металла 8,9 г/см3, в природе он встречается в основном виде.
    Согласно электронной формуле атома меди он имеет 4 уровня. На 4-s валентной орбитали находится один электрон. При химическом взаимодействии с другими веществами от атома отщепляется от одной до трех отрицательно заряженных частиц (электронов), в результате чего образуются соединения меди со степенью окисления +3, +2, +1. Максимальную стабильность проявляют двухвалентные производные меди.

    [Депозитные фотографии]

    Медь — вещество с низкой способностью к взаимодействию. Различают две основные степени окисления металла, проявляющиеся в соединениях: +1 и +2. Вещества, у которых эти значения изменяются до +3, встречаются редко. Медь взаимодействует с углекислым газом, воздухом, соляной кислотой и другими соединениями при очень высоких температурах. На поверхности металла образуется защитная оксидная пленка. Этот металл защищает медь от дальнейшего окисления, делает ее стабильной и придает металлу низкую активность.

    Металл взаимодействует с простыми веществами – галогенами, селеном, серой. Металл способен образовывать двойные соли или комплексные соединения. Ядовиты почти все комплексные соединения этого элемента, кроме оксидов. Вещества, образованные одновалентной медью, легко окисляются до двухвалентных эквивалентов.

    В химических реакциях медь выступает как малоактивный металл. Металл не растворяется в воде в обычных условиях. В сухом воздухе металл не подвергается коррозии, но при нагревании поверхность меди покрывается черным налетом окиси. Химическая стабильность элемента проявляется в его стойкости к воздействию углерода, сухих газов, ряда органических соединений, спиртов и фенольных смол. Для меди характерны сложные реакции, при которых выделяются окрашенные соединения. Медь имеет сходство с металлами щелочной группы, так как образует одновалентные производные.

    Медь — реакция с азотной кислотой

    Медь растворяется в азотной кислоте. Эта реакция происходит потому, что металл окисляется сильным реагентом.

    Молекула азотной кислоты

    [Депозитные фотографии]

    Азотная кислота (разбавленная и концентрированная) проявляет окислительные свойства, с растворением меди. При реакции металла с разбавленной кислотой образуются нитрат меди и двухвалентный оксид азота в соотношении 75% и 25%. Уравнение реакции

    8HNO₃ + 3Cu → 3Cu(NO3)₂ + 2NO + 4H₂O

    В процессе реакции принимают участие 1 моль меди и 3 моля концентрированной азотной кислоты. При растворении меди раствор сильно нагревается, происходит термический распад окислителя и выделяется дополнительное количество оксида азота. Уравнение реакции

    4HNO₃ + Cu → Cu(NO3) + 2NO₂ + 2H₂O

    Этот способ растворения меди имеет свои недостатки – при реакции меди с азотной кислотой выделяется большое количество оксида азота. Для улавливания или нейтрализации оксида азота требуется специальное оборудование, поэтому этот процесс слишком дорог. Растворение меди в азотной кислоте считается завершенным, когда перестают образовываться летучие оксиды азота. Температура реакции составляет от 60 до 70 градусов Цельсия. Следующий этап – слив раствора из химического реактора. На дне реактора остаются куски меди, не вступившие в реакцию. В полученную жидкость добавляют воду, и ее фильтруют. Нажмите здесь, чтобы узнать о свойствах меди во взаимодействии с другими веществами.

    Реакция азотной кислоты и меди, проиллюстрированная экспериментом

    Всю реакцию азотной кислоты и меди можно проследить с помощью опыта: поместите кусок меди в концентрированную азотную кислоту. Выделяется коричневый газ – сначала медленно, затем интенсивнее. Раствор становится зеленым. Если в процессе реакции добавить много меди, раствор постепенно станет синим. Реакция меди с азотной кислотой протекает с выделением тепла и ядовитого газа, имеющего едкий запах.
    Реакция меди и концентрированной азотной кислоты является окислительно-восстановительной реакцией. Восстановитель – металл, окислитель – азотная кислота. Уравнение реакции

    Cu + 4HNO₃ = Cu(NO3)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

    Реакция экзотермическая, поэтому при самопроизвольном нагревании смеси она ускоряется.
    Реакция меди с азотной кислотой начинается при комнатной температуре. Металл покрывается пузырьками, которые начинают подниматься на поверхность и наполняют пробирку коричневым газом – NO₂ (ядовитый ядовитый диоксид азота с едким запахом). Этот газ в 1,5 раза тяжелее воздуха.
    Реакция меди с азотной кислотой протекает в две стадии: на первой стадии кислота окисляет медь до оксида меди с выделением диоксида азота; на второй стадии оксид меди реагирует с новыми порциями кислоты, образуя нитрат меди Cu(NO₃)₂. Смесь нагревается, и реакция ускоряется.

    Образец тригидрата нитрата меди(II)

    [Википедия]

    В результате металл растворяется, и образуется раствор нитрата меди. Нитрат меди придает раствору зеленый или синий цвет (это будет зависеть от количества используемой воды).

    У нас есть еще статьи по химии для вас:

    • Эксперимент «Вспенивающаяся хеллоуинская тыква»
      Как сделать тыкву переливной с пеной
    • Самая домашняя версия Змеи Фараона.
      Лучший способ вырастить «змейку» своими руками!

    Вы можете провести десятки химических опытов дома!

    Трансмутация

    Учить больше

    Попытайся

    Медь: введение в химический элемент

    Медь: введение в химический элемент — Объясните это

    Вы здесь:
    Домашняя страница >
    Материалы >
    Медь

    • Дом
    • Индекс А-Я
    • Случайная статья
    • Хронология
    • Учебное пособие
    • О нас
    • Конфиденциальность и файлы cookie

    Реклама

    Криса Вудфорда. Последнее обновление: 3 марта 2022 г.

    Медь — один из тех материалов, которые мы используем
    целый день во всех видах
    способами, даже не замечая и не думая об этом. Каждый раз, когда ты
    включить что-то электрическое, например, пылесос
    пылесос или стиральная машина,
    каждый раз, когда вы смотрите телевизор, каждый раз
    время, когда вы звоните по телефону,
    и большую часть времени, когда вы достаете монету из кармана, чтобы купить
    что-то, вы используете медь. Этот универсальный металл используется в некоторых
    довольно высокотехнологичные гаджеты и машины — все, от электроники
    микроскопов на мобильные телефоны, но
    он также выстилает дно кастрюль и защищает статую.
    свободы. Это один из старейших
    широко используемые металлы, насчитывающие около 10 000 лет. Давайте
    познакомьтесь поближе, что делает его таким особенным!

    Фото: Благодаря своему уникальному красновато-оранжево-коричневому цвету медь является одним из самых легко узнаваемых металлов. Он очень быстро и эффективно проводит тепло, поэтому его часто используют для
    Кастрюли и сковородки хорошего качества. Я сфотографировал эти прекрасные экземпляры, висящие на традиционной кухне в величественном доме.
    в Лангидроке, Корнуолл, Англия.

    Содержание

    1. Что такое медь?
    2. Производство меди
    3. На что похожа медь?
       • Физические свойства
       • Соединения меди
       • Медные сплавы
    4. Для чего используется медь?
    5. Краткие факты
    6. Узнать больше

    Что такое медь?

    Медь — относительно мягкий металл красноватого цвета, проводящий тепло и
    электричество скважина. Это примерно 25-е место по распространенности.
    химический элемент в земной коре и встречается во всем мире,
    из Анд в Чили (ведущий производитель, производящий чуть менее трети
    медь в мире) до скалистого побережья Корнуолла в Англии. Соединенные Штаты,
    Канада, Польша, Перу, Замбия и Австралия также важны
    страны-производители меди.

    В отличие от металлов, таких как алюминий и титан,
    медь иногда встречается в сыром виде, смешанная с горными породами.
    металлов, таких как золото, серебро и свинец, а также медьсодержащих
    минералы, такие как халькозин, халькопирит и борнит. Хотя большая часть
    медь, которую мы используем, добывается из земли, все большее количество
    изготовлены из переработанных материалов, таких как
    устаревшее электрооборудование.

    Диаграмма: Какие страны производят мировую медь? Расчетные показатели добычи на 2021 год. Источник: Геологическая служба США, Обзоры полезных ископаемых: медь, январь 2022 г.

    Производство меди

    Если вы управляете медным рудником, большая часть руды
    вы начинаете с (
    материал, который вы выкапываете из земли) — это что угодно, только не медь. Как правило,
    медные руды содержат только 4 процента меди, поэтому подавляющее большинство
    напрасно тратить.
    Вы можете использовать различные процессы для разделения меди.
    из отходов. Точный характер процесса рафинирования зависит от
    с какими металлами и другими материалами смешивается медь
    и насколько чистой должна быть конечная медь. Процесс обычно занимает
    несколько разных этапов. На каждом этапе удаляется больше примесей, поэтому
    медь постепенно становится более концентрированной и чистой.

    Фото: Открытый медный рудник в Карр-Форк, Бингем-Каньон, Юта, США. Фото
    Андреас Фейнингер, OWA, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

    Как правило, процесс начинается с дробления руды на очень мелкие
    кусочки и смешать с водой, чтобы получилась кашица. Суспензия закачивается в
    резервуары и смешанные с воздухом и маслянистыми химикатами, которые помогают отделить
    частицы меди из других минералов, которые могут присутствовать.
    оставшаяся руда затем нагревается в огромной печи, называемой плавильной печью, которая
    сжигает часть оставшихся примесей и оставляет материал, называемый
    медный штейн , что составляет не менее 50 процентов
    медь. Второй нагрев
    Далее следует процесс, при котором медный штейн нагревают кремнеземом и воздухом.
    чтобы удалить больше отходов, оставив очень очищенный материал, называемый черновой медью, чистота которого может превышать 97 процентов.
    Еще более чистая форма меди может быть получена с помощью процесса, называемого
    электролиз, при котором
    электричество пропускают через медьсодержащий раствор. Изготовлен из меди
    этот способ чист на 99,9 % — и так и должно быть, потому что даже незначительное
    количество примесей снижает его способность проводить электричество.

    Рекламные ссылки

    На что похожа медь?

    Медь, которую вы получите после завершения процесса аффинажа
    имеет полезный диапазон из физических свойств
    (как он себя ведет
    себя) и химических свойств (то, как оно
    ведет себя, когда вы комбинируете его
    с другими химическими элементами для получения соединений и сплавов).

    Фото: Образец меди. Фото Горного управления США, предоставлено Геологической службой США.

    Физические свойства

    Физически медь очень хорошо проводит тепло и электричество (в других
    слов, это позволяет им протекать через него быстро и легко), это
    относительно мягкий и легко поддается формовке, и он не ржавеет (хотя его
    поверхность постепенно приобретает характерный сине-зеленый цвет при окислении на воздухе). Может быть
    значительно усложняется, работая над ним, потому что это способствует более длительному
    кристаллы, образующиеся внутри него, которые добавляют прочности его общему
    структура — немного похожа на «арматурные стержни» (арматурные стержни) в железобетоне.

    Соединения меди

    Хотя медь довольно неактивна, она может производить широкий спектр
    полезные соединения (при соединении атомов меди
    и связываются химически с
    атомов других элементов) и сплавов (при
    атомы меди смешиваются с атомами
    металлов и других веществ). При соединении с другими атомами медь
    химически ведет себя двумя совершенно разными способами, образуя соединения, которые
    либо описываются как медь (I), также известная как медь, или медь
    (II), также известный как медь. Соединения меди более стабильны;
    медные обычно превращаются в медные. Два наиболее важных
    Соединения меди представляют собой сульфат меди (II), который имеет ярко-синий и
    в сельском хозяйстве и медицине, а также хлорид меди (II), который
    используется в качестве консерванта для древесины, а также в полиграфической и красильной промышленности.

    Медные сплавы

    Фото: Навесной замок, основная часть которого (золотая часть внизу) сделана из латуни, прочного сплава меди и цинка. Он прочный, атмосферостойкий и относительно недорогой.

    Медные сплавы получают путем смешивания меди с одним или несколькими другими
    металлов для производства нового материала, который сочетает в себе некоторые из их лучших
    характеристики. Наиболее известными медными сплавами являются бронза и латунь. Бронза
    это сплав, в основном содержащий медь и олово, иногда с добавлением цинка.
    или свинец, и он тверже, прочнее и устойчивее к коррозии
    чем чистая медь. Различные типы бронзы имеют различные пропорции
    эти ингредиенты. Например, твердая бронза, используемая для изготовления статуй.
    обычно 78,5% меди, 17,2% цинка, 2,9%процент олова,
    и 1,4 процента свинца. Латунь представляет собой сплав
    медь и обычно
    от 10 до 50 процентов цинка, в зависимости от того, как он будет использоваться.

    Для чего используется медь?

    Фото: Вы можете увидеть много медных проводов в этом
    электронная схема от энергосберегающей люминесцентной лампы.

    То, для чего мы можем использовать материалы, зависит от физических и
    химические свойства, которыми они обладают, — вот суть того, что
    мы называем материаловедение.
    В случае с медью она мягкая, податливая (легко деформируется) и пластичная (легко вытягивается в тонкую проволоку).
    проводит электричество и тепло, а
    это привлекательно смотреть.
    Вот почему его два основных применения — в строительстве и строительстве.
    электрическое и электронное оборудование.
    Действительно, вы вряд ли найдете электрическое или электронное устройство, не имеющее по крайней мере в ней меди
    где-то. Поскольку медь хорошо проводит тепло, она также широко используется в
    кухонные принадлежности, такие как кастрюли с медным дном, которые вы видите на верхнем фото. Потому что не ржавеет
    легко, когда-то его использовали для покрытия днищ кораблей. Статуя
    Свобода тоже покрыта медью — только представьте, как она выглядела, когда
    медь была блестящей, золотой и новой! (Вы можете увидеть превосходный отдых
    ее лица на этой фотографии из Википедии. )

    Таблица: Для чего мы используем медь? Использование меди (и медных сплавов) в Соединенных Штатах в 2021 г. Источник: данные Ассоциации развития меди, Inc., приведенные в USGS Mineral Commodity Summarys: Copper, January 2022.

    Краткие факты

    Фото: Большая часть меди используется в строительстве, часто вне поля зрения в таких вещах, как трубы отопления, но иногда и в очень декоративных целях, как, например, этот чудесный лифт из латуни и меди в бывшем здании Федерального окружного суда в Тексаркане, Техас.
    Фото любезно предоставлено Техасской коллекцией фотографий Лиды Хилл в рамках американского проекта Кэрол М. Хайсмит,
    Библиотека Конгресса,
    Отдел эстампов и фотографий.

    • Медь получила свое название от острова Кипр, одного из мест
      где он был впервые обнаружен. Вот почему соединения меди (I)
      описываются как «медистые».

    Медь

    • обычно является наиболее экономичным электрическим проводником.
      Лучшим проводником является только серебро, но обычно оно слишком дорого.
      использовать.
    • Всем растениям и животным требуется небольшое (следовое) количество меди для
      выживать. У людей, например, медь помогает нам образовывать гемоглобин,
      красный пигмент, который переносит кислород через нашу кровь.
    • Каждый год в мире добывается около 21 миллиона тонн меди.
      год. (Источник: Геологическая служба США, Сводные данные о полезных ископаемых, январь 2022 г.)
    • Медь использовалась примерно с 8000 г. до н.э. Бронза датируется 3500 г. до н.э.
    • В США насчитывается 25 медных рудников (по состоянию на январь
      2022 г., по сравнению с 29 в январе 2012 г.), но на 19 из них приходится 99 процентов всей меди в США.
      производство. (Источник: Геологическая служба США, Сводка полезных ископаемых, январь 2022 г.)
    • По состоянию на 2022 год в США было около 5,5% мировых запасов меди. Мировые запасы составляют около 880 миллионов тонн,
      в то время как выявленные мировые ресурсы составляют 2,1 миллиарда тонн. (Источник: Геологическая служба США, Сводные данные о полезных ископаемых, январь 2022 г. )
    • В 2021 году примерно 32 процента от общего объема поставок меди в США приходилось на переработку металлолома (по сравнению с 25 процентами в 2020 году, примерно на том же уровне, что и в 2018 и 2019 годах, и на 4 процента больше, чем в 2017 году). (Источник: «Copper», «Сводка минеральных товаров», январь 2017–2022 гг.)

    Работа: Периодическая таблица химических элементов, показывающая положение меди.
    Это относительно легкий элемент (в верхней части таблицы) среди
    переходные металлы, в
    той же группы, что серебро (Ag) и золото (Au), два других превосходных проводника электричества.

    Основные данные

    • Температура плавления: 1083°C (1982°F).
    • Температура кипения: 2567°C (1408°F).
    • Атомный номер: 29 (один атом меди 63 содержит 29 протонов, 34
      нейтронов и 29 электронов).
    • Относительная атомная масса: 63,546.
    • Плотность: 8,96 г/куб.см.

    Узнайте больше

    На этом сайте

    • Материалы
    • Металлы
    • Олово

    На других сайтах

    • Геологическая служба США: Медь: Очень полезные статистические данные о добыче и производстве меди в США и мире от Геологической службы США.

    Статьи

    • Научный взгляд на медь. К. Клэйборн Рэй. The New York Times, 23 января 2017 г. Помогают ли медные браслеты артриту? Нет, они не более эффективны, чем плацебо.
    • Ставки на медь — опасная игра, Энди Кричлоу. The New York Times, 23 ноября 2015 г. Производство меди не может продолжать расти при падении спроса, но рудники — это долгосрочные инвестиции, которые не могут быстро реагировать на меняющиеся рыночные силы.
    • Замедление экономического роста в Китае омрачает экономический бум в Замбии, богатой медью, автор Норимицу Ониши. The New York Times, 2 декабря 2015 г. Как попытка Китая перейти от производства и производства к услугам и потреблению влияет на страны-производители сырьевых товаров в Африке.
    • «Грядущий медный пик» Ричарда А. Керра. Science, 14 февраля 2014 г. Мы много слышали о пике нефти, но что вы знаете о «пике меди»?

    Книги

    Для читателей старшего возраста

    • Экстракционная металлургия меди, Марк Э. Шлезингер и др. Elsevier, 2021. Как превратить залежи меди на Земле в полезный материал?
    • Медь: Материалы Международной конференции по меди ’06 Жан-Мари Велтер (редактор). Wiley-VCH, 2006. Последние вопросы и тенденции, обобщенные в документах международной конференции 2006 года.
    • Медь и медные сплавы, Джозеф Р. Дэвис, ASM International, 2001. Подробный технический справочник для материаловедов.

    Для юных читателей

    • Медь Сальваторе Точчи. Children’s Press, 2005. 48-страничное введение с большим количеством предыстории и интересных отступлений, представленных на боковых панелях. Возраст 9–12 лет.
    • Медь Ричарда Битти. Benchmark Books, 2000. Краткий 32-страничный обзор химии, физических свойств и использования меди. Возраст 9–12 лет.
    • Медь Паулы Йохансон. Rosen Group, 2007. 48-страничное введение, посвященное истории меди, химическим и физическим свойствам и повседневному использованию. Возраст 9–12 лет.

    Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

    Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

    Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2022. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

    Подпишитесь на нас

    Оцените эту страницу

    Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

    Сохранить или поделиться этой страницей

    Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

    Цитировать эту страницу

    Вудфорд, Крис. (2008/2022) Медь. Получено с https://www.