Химия свойства меди: Ошибка 403 — доступ запрещён

Медь

                  Физические и химические
свойства меди                 

     Физические 
свойства

Металлы подгруппы меди, как 
и щелочные металлы, имеют по одному
свободному

электрону на один ион-атом металла.
Казалось бы, эти металлы не должны

особенно сильно отличатся 
от щелочных. Но они, в отличие от
щелочных

металлов, обладают довольно
высокими температурами плавления.
Большое

различие в температурах
плавления между металлами этих
подгрупп объясняется

тем, что между ион-атомами
металлов подгруппы меди почти нет “зазоров”
и они

расположены более близко.
Вследствие этого количество свободных 
электронов в

единице объема, электронная 
плотность, у них больше. Следовательно,
и

прочность химической связи 
у них больше. Поэтому металлы 
подгруппы меди

плавятся и кипят при 
более высоких температурах.

Металлы подгруппы меди обладают,
по сравнению с щелочными металлами,
обладают

большей твердостью. Объясняется 
это увеличением электронной 
плотностью и

отсутствием “зазоров” между 
ион-атомами.

Необходимо отметить, что 
твердость и прочность металлов
зависят от

правильности расположения
ион-атомов в кристаллической решетке.
В металлах, с

которыми мы практически сталкиваемся,
имеются различного рода нарушения

правильного расположения ион-атомов,
например пустоты в узлах кристаллической

решетки. К тому же металл
состоит из мелких кристалликов (кристаллитов),

между которыми связь ослаблена.
В Академии Наук СССР была получена медь
без

нарушения в кристаллической 
решетке. Для этого очень чистую
медь возгоняли

при высокой температуре 
в глубоком вакууме на глубокую подложку.
Медь

получалась в виде небольших 
ниточек – “усов”. Как оказалось 
такая медь в сто

раз прочнее, чем обычная.

                     Цвет
меди и её соединений                    

Чистая медь обладает и 
другой интересной особенностью. Красный 
цвет

обусловлен следами растворенного
в ней кислорода. Оказалось, что медь,

многократно возогнанная в вакууме
(при отсутствии кислорода), имеет

желтоватый цвет. Медь в 
полированном состоянии обладает сильным 
блеском.

При повышении валентности 
понижается окраска меди, например
CuCl – белый, Cu

₂O – красный, CuCl + H₂O
– голубой, CuO – черный. Карбонаты

характеризуются синим и 
зеленым цветом при условии содержания
воды, чем

обусловлен интересный практический
признак для поисков.

                        Электропроводимость                       

Медь обладает наибольшей
(после серебра) электропроводимостью,
чем и

обусловлено её применение в 
электронике.

Медь кристаллизируется 
по типу централизованного куба (рис
1).

                   
Рисунок 1. Кристаллическая решетка 
меди.                   

     Характеристики
основных физико-механических свойств
меди    

     Химические свойства

                                
Строение атома.                                 

                     
Рисунок 2. Схема строения атома 
меди.                     

     ₂₉Cu 1s¹
2s² sp⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰
4s¹

E_{ионизации 1} = 7.72 эВ

E_{ионизации 2} = 20.29 эВ

E_{ионизации 3} = 36.83 эВ

                       Отношение
к кислороду                      

Медь проявляет к кислороду 
незначительную активность, но во влажном 
воздухе

постепенно окисляется и 
покрывается пленкой зеленоватого
цвета, состоящей из

основных карбонатов меди:

В сухом воздухе окисление 
идет очень медленно, на поверхности 
меди образуется

тончайший слой оксида меди:

Внешне медь при этом не
меняется, так как оксид меди (I)
как и сама медь,

розового цвета. К тому
же слой оксида настолько тонок, что 
пропускает свет,

т. е. просвечивает. По-иному 
медь окисляется при нагревании, например
при

600-800 ⁰C. В первые секунды
окисление идет до оксида меди (I),

которая с поверхности переходит
в оксид меди (II) черного цвета. Образуется

двухслойное окисное покрытие.

Q_{образования} (Cu₂O)
= 84935 кДж.

                   
Рисунок 3. Строение оксидной пленки 
меди.                   

                      Взаимодействие
с водой                     

Металлы подгруппы меди стоят 
в конце электрохимического ряда
напряжений, после

иона водорода. Следовательно,
эти металлы не могут вытеснять 
водород из воды. В

то же время водород 
и другие металлы могут вытеснять 
металлы подгруппы меди из

растворов их солей, например:

. Эта реакция окислительно-восстановительная,
так как происходит переход

электронов:

Молекулярный водород 
вытесняет металлы подгруппы 
меди с большим трудом.

Объясняется это тем, что 
связь между атомами водорода
прочная и на ее разрыв

затрачивается много энергии.
Реакция же идет только с атомами 
водорода.

Медь при отсутствии кислорода 
с водой практически не взаимодействует.
В

присутствии кислорода медь
медленно взаимодействует с водой и покрывается

зеленой пленкой гидроксида
меди и основного карбоната:

                    Взаимодействие
с кислотами                   

Находясь в ряду напряжений
после водорода, медь не вытесняет 
его из кислот.

Поэтому соляная и разбавленная
серная кислота на медь не действуют.
Однако в

присутствии кислорода медь
растворяется в этих кислотах с образованием

соответствующих солей:

.

        Отношение
к галогенам и некоторым другим неметаллам       

Q_{образования} (CuCl) = 134300
кДж

Q_{образования} (CuCl₂)
= 111700 кДж

Медь хорошо реагирует 
с галогенами, дает два вида галогенидов:
CuX и CuX₂

. . При действии галогенов 
при комнатной температуре видимых 
изменений не

происходит, но на поверхности 
вначале образуется слой адсорбированных 
молекул,

а затем и тончайший 
слой галогенидов. При нагревании реакция 
с медью происходит

очень бурно. Нагреем медную
проволочку или фольги и опустим 
ее в горячем виде в

банку с хлором – около 
меди появятся бурые пары, состоящие 
из хлорида меди (II)

CuCl₂ с примесью хлорида
меди (I) CuCl. Реакция происходит

самопроизвольно за счет выделяющейся
теплоты.

Одновалентные галогениды меди
получают при взаимодействии металлической 
меди с

раствором галогенида двухвалентной 
меди, например:

. Монохлорид выпадает из раствора
в виде белого осадка на поверхности меди.

                            Оксид
меди                           

При прокаливании меди на воздухе 
она покрывается черным налетом,
состоящим из

оксида меди _{. Его}

также легко можно получить
прокаливанием гидроксокарбоната меди
(II) (CuOH)

₂CO₃ или нитрата меди
(II) Cu(NO₃)₂. При

нагревании с различными органическими
веществами CuO окисляет их, превращая

углерод в диоксид углерода,
а водород – в воду  восстанавливаясь
при этом в

металлическую медь. Этой реакцией
пользуются при элементарном анализе

органических веществ для
определения содержания в них углерода
и водорода.

Под слоем меди расположен
окисел розового цвета – закись
меди Cu₂O.

Этот же окисел получается
при совместном прокаливании эквивалентных 
количеств

меди и окиси меди, взятых
в виде порошков:

.

Закись меди используют при 
устройстве выпрямителей переменного 
тока, называемых

купроксными. Для их приготовления
пластинки меди нагревают до  1020-1050

⁰C. При этом на поверхности
образуется двухслойная окалина, состоящая
из

закиси меди и окиси 
меди. Окись меди удаляют, выдерживая
пластинки некоторое

время в азотной кислоте:

.

Пластинку промывают, высушивают
и прокаливают при невысокой 
температуре – и

выпрямитель готов. Электроны 
могут проходить только от меди через 
закись

меди. В обратном направлении 
электроны проходить не могут. Это 
объясняется

тем, что закись меди обладает
различной проводимостью. В слое
закиси меди,

который примыкает непосредственно 
к меди, имеется избыток электронов,
и

электрический ток проходит
за счет электронов, т.е. существует электронная

проводимость. В наружном
слое закиси меди наблюдается нехватка
электронов,

что равноценно появлению 
положительных зарядов. Поэтому, когда 
к меди

подводят положительный 
плюс источника тока, а к закиси
меди – отрицательный,

то электроны через 
систему не проходят. Электроны при 
таком положении полюсов

движутся к положительному
электроду, а положительные заряды
– к

отрицательному. Внутри слоя
закиси возникает тончайший слой,
лишенный

носителей электрического тока,
— запирающий слой. Когда же медь подключена
к

отрицательному полюсу, а 
закись меди к положительному, то движение
электронов

и положительных зарядов 
изменяется на обратное, и через систему
проходит

электрический ток. Так работает
купроксный выпрямитель. [6, с.63]

                          Гидроксиды
меди                         

Гидроксид меди малорастворимое 
и нестойкое соединение. Получают
его при действии

щелочи на раствор соли:

. Это ионная реакция 
и протекает она потому, что 
образуется плохо

диссоциированное соединение,
выпадающее в осадок:

Медь, помимо гидроксида меди
(II) голубого цвета, дает еще гидроксид 
меди (I)

белого цвета: _.

Это нестойкое соединение,
которое легко окисляется до гидроксида
меди (II):

.

Оба гидроксида меди обладают
амфотерными свойствами. Например,
гидроксид меди

(II) хорошо растворим не 
только в кислотах, но и в 
концентрированных растворах

щелочей: _,  

.

Таким образом, гидроксид 
меди (II) может диссоциировать и как
основание:

и как кислота. Этот тип 
диссоциации связан с присоединением
меди гидроксильных

групп воды:

                             Сульфаты                            

Наибольшее практическое
значение имеет CuSO₄*5H₂O,

называемый медным купоросом.
Его готовят растворением меди в концентрированной

серной кислоте. Поскольку 
медь относится к малоактивным металлам
и расположена

в ряду напряжений после водорода,
водород при этом не выделяется:

.

Медный купорос применяют 
при электролитическом получении 
меди, в сельском

хозяйстве для борьбы с вредителями
и болезнями растений, для получения других

соединений меди.

                             Карбонаты                            

Карбонаты для металлов подгруппы 
меди не характерны и в практике
почти не

применяются. Некоторое значение
для получения меди имеет лишь
основной

карбонат меди, который 
встречается в природе.

                       Комплексообразование                      

Характерное свойство двухзарядных
ионов меди – их способность соединятся
с

молекулами аммиака с 
образованием комплексных ионов.

                 Качественные
реакции на ионы меди                

Ион меди можно открыть, прилив
к раствору ее соли раствор аммиака.
Появление

Химия — 9

10

Mедь

Деятельность

Некоторые химические свойства меди

Обеспечение: медный провод, спиртовка, соляная кислота, порошки меди и серы,
пробирка, стакан, вода.
Ход работы:

Обсудите результаты.

– Почему на поверхности медной проволоки образуется черный налет?

– Что происходит с черным налетом проволоки в соляной кислоте? Почему?

– Назовите вещество, образующееся из меди и серы? Растворяется ли оно в воде?

– К каким типам реакций относятся проведенные реакции? Составьте их уравнения.

Открытие. Mедь известна с древнейших времен.

Степень окисления меди в соединениях +1 и +2.

Положение в Периодической системе и строение атома. Медь расположена в 4-м периоде, побочной подгруппе I группы. Электронное строение ее
атома:
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹. За счет 4s¹ электрона медь проявляет степень
окисления +1. При участии в образовании химической связи еще одного
электрона (одного из 3d-), медь проявляет степень окисления +2.

Нахождение в природе. Mедь в природе встречается, главным образом, в
виде соединений. Важнейшие ее минералы – куприт Cu₂O, медный блеск Cu₂S,
медный колчедан CuFeS₂ и малахит (CuOH)₂CO₃. Иногда медь встречается в
свободном состоянии – в виде слитков. В Азербайджане медь встречается в
основном на Филизчайском полиметаллическом месторождении.

Mинералы меди:

Получение. В промышленности медь получают из медного блеска в две
стадии: вначале медный блеск Cu₂S превращается в оксид меди(I), который
далее реагирует с избытком Cu₂S:

Для получения более чистой меди используют метод электролиза.

куллабов

куллабов

регистр
Логин

Найдите свой запрос

Обзор

Медь является старейшим металлом, используемым человеком. Медь используется для изготовления электротоваров и кабелей, производства красителей и пестицидов, изготовления посуды, монет, украшений и т. д.
Для получения дополнительной информации о меди, ее использовании и свойствах, пожалуйста, нажмите на заголовок.

• Примечание
• То, что нужно запомнить
• Видео
• Упражнение
• Контрольный опрос

Медь

Обозначение: Cu
Атомный номер: 29
Атомный вес: 63,57
Валентность: 1 и 2
Электронная конфигурация: 1s ² , 2s ² , 2p ⁶ ,3s ² ,3p ⁶ ,3d ¹⁰ ,4s ¹
Позиция в таблице Менделеева: Медь принадлежит к группе IB и периоду 4 периодической таблицы. Это элемент блока «d». Он также известен как переходный элемент.

Важные медные руды

1. Куприт (рубиновая медь)
2. Медный пирит (халькопирит)
3. Медный блеск (халькоцит) 9 0010
4. Малахит

Свойства

Физические

1. Медь красно-коричневатый металл с металлическим блеском.
2. Является хорошим проводником тепла и электричества.
3. Удельный вес 8,95.
4. По своей природе он очень податлив и пластичен.
5. Температура плавления 1083°C, температура кипения 2562°C.

Химические свойства

Действие с кислотами

1. Реакция с соляной кислотой Медь не реагирует с соляной кислотой в нормальных условиях, но медь реагирует с разбавленной соляной кислотой в присутствии воздуха с образованием хлорида меди.

   2Cu + 4HCl + O ₂ → 2CuCl ₂ + 2H ₂ O

   Медь реагирует с концентрированной соляной кислотой с образованием хлорида меди и газообразного водорода.

   2Cu + 2HCl → 2CuCl + H ₂

2. Реакция с серной кислотой: Медь не реагирует с серной кислотой в нормальных условиях, но медь реагирует с теплой разбавленной серной кислотой в присутствии воздуха с образованием сульфата меди и воды.

   2Cu + 2H ₂ SO4 + O ₂ → 2CuSO ₄ + 2H ₂ O

   Медь реагирует с горячей и концентрированной серной кислотой с образованием сульфата меди II и диоксида серы.

   Cu + конц. 2H ₂ SO4 → CuSO ₄ + 2H ₂ O + SO ₂

3. Реакция с азотной кислотой: Медь реагирует с горячей разбавленной азотной кислотой с образованием нитрата меди(II), оксида азота и вода.

   3Cu + 8HNO ₃ → 3Cu(NO ₃ ) ₂ + 4H ₂ O + 2NO

   Медь реагирует с горячей концентрированной азотной кислотой с образованием нитрата меди, диоксида азота и воды .

   Cu + конц. 4HNO ₃ → Cu(NO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O + 2NO ₂

Использование меди

1. Медь используется для изготовления электрических товаров и кабелей.

   Рис: Медная проволока

   Рис: Медный холодильник

2. Используется в гальванике.

   Рис: Медь гальваническая

3. Используется для изготовления посуды, монет, украшений и т.п.

   Рис: Медная посуда

   Рис: Медная монета

4. Используется в производстве красителей и пестицидов.

О чем следует помнить

• Медь относится к группе IB и периоду 4 периодической таблицы. Это элемент блока «d». Он также известен как переходный элемент.
• Медь используется для изготовления электротоваров и кабелей, производства красителей и пестицидов, изготовления посуды, монет, ювелирных изделий и т. д.
• Свойства меди: красно-коричневатый металл с металлическим блеском, очень ковкий и пластичный по своей природе. Температура плавления 1083°C, температура кипения 2562°C.

• Включает в себя все отношения, установившиеся между людьми.
• В обществе может быть более одного сообщества. Сообщество меньше, чем общество.
• Это сеть социальных отношений, которую нельзя увидеть или потрогать.
• общие интересы и общие цели не нужны обществу.

Видеоролики для меди

Вопросы и ответы

Медь, из которой делают кастрюли и сковородки, обладает двумя свойствами: a. Медь податлива и пластична. б. Медь является хорошим проводником тепла.

Медь реагирует с горячей разбавленной азотной кислотой с образованием нитрата меди, оксида азота и воды.

3Cu + 8HNO ₃ → 3Cu(NO ₃ ) ₂ + 4H ₂ O + 2NO

Медь реагирует с горячей концентрированной азотной кислотой с образованием нита меди скорость, диоксид азота и вода.

Cu + конц. 4HNO ₃ → Cu(NO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O + 2NO ₂

Медь- 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 4s ¹
Железо- 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ⁶ 4s ²

Медь

используется для изготовления проводов, потому что она податлива и пластична. Медь также используется в гальванике, так как она устойчива к ржавчине.

© 2019-20 куллабов. Все права защищены.

21.12A: Металлическая медь — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Роберт Дж. Ланкашир
• Университет Вест-Индии в Моне

Информация об истории меди доступна в Ассоциации развития меди, Inc., где они отмечают, что: «В течение почти 5000 лет медь была единственным металлом, известным человеку. металлы». Люди впервые использовали медь около 10 000 лет назад. Считается, что медный кулон, обнаруженный в Северном Ираке, датируется примерно 8700 годом до нашей эры. Доисторический человек, вероятно, использовал медь для изготовления оружия. Древние египтяне, похоже, тоже ценили коррозионную стойкость металла. Они использовали медные ленты и гвозди в судостроении, а медные трубы использовались для подачи воды. Некоторые из этих артефактов сохранились до наших дней в хорошем состоянии. По оценкам, общий объем производства меди в Египте за 1500 лет составляет 10 000 тонн.

Спустя годы появились медные сплавы. Сначала появились бронзы (медно-оловянные сплавы), а гораздо позже — латуни (медно-цинковые сплавы). В «бронзовом веке» медь и бронза широко использовались для изготовления оружия, монет, домашней утвари, мебели и других предметов. Самым ранним известным примером использования латуни является римская монета, отчеканенная во время правления Августа с 27 г. до н.э. по 14 г. н.э. Позже медь сыграла важную роль в появлении электричества и сегодня по-прежнему остается одним из самых ценных материалов.

Использование соединений меди также восходит к периоду до 4000 г. до н.э. Сульфат меди, например, был особенно важным соединением в ранние времена. Древние египтяне использовали его в качестве протравы в процессе окрашивания. Соединение также использовалось для изготовления мазей и других подобных препаратов. Позже медный купорос стал применяться в лечебных целях с его назначением при легочных заболеваниях. Сульфат меди по-прежнему широко используется сегодня, и о вредных побочных эффектах его предписанного использования не сообщалось.

Возникновение

Медь является 25-м ^-м -м наиболее распространенным элементом Земли, но одним из менее распространенных переходных металлов первого ряда. Он встречается в виде мягкого красноватого металла, который можно найти в виде больших валунов весом в несколько сотен тонн или в виде сульфидных руд. Последние представляют собой сложные смеси меди, железа и серы в сочетании с другими металлами, такими как мышьяк, цинк и серебро. Концентрация меди в таких рудах обычно составляет 0,5-2%.

Самая распространенная руда — халькопирит, CuFeS ₂ , медно-желтая руда, на долю которой приходится примерно 50% мировых месторождений меди. Существует множество других медных руд разного цвета и состава. Примерами являются малахит Cu ₂ CO ₃ (OH) ₂ , ярко-зеленая руда и красный рудный куприт Cu ₂ O.

Медь встречается в биологических системах как часть простетической группы. определенных белков. Примеры белков, содержащих медь, см. в статье Университета Лидса, факультета биохимии и молекулярной биологии Института Скриппса. Красный пигмент мягкоклювой птицы T(o)uraco содержит медно-порфириновый комплекс. Пигмент хорошо растворяется в воде в щелочных условиях, о чем сообщалось в 19 работах.52 видно, что попытки работников зоопарка помыть птицу привели к тому, что вода окрасилась в красный цвет. Говорят, что Т(о)урако — единственные птицы, обладающие настоящим красным и зеленым цветом. Как правило, цвет, который вы воспринимаете, наблюдая за птицами, обусловлен отражениями, создаваемыми структурой перьев. Красный и зеленый пигменты (турацин и тураковердин), содержащиеся в перьях Т(о)урако, содержат медь.

Рисунок 2: Мягкоклювая птица T(o)uraco

Добыча меди

Медь извлекается из руды двумя основными способами:

1. Пирометаллургический метод
2. Гидрометаллургический метод

Пирометаллургический метод

Этот метод часто используется при добыче сульфидных руд. Существует четыре основных этапа:

• Добыча полезных ископаемых и измельчение: руда дробится и измельчается в порошок, обычно содержащий менее 1% меди. Минералы концентрируются в суспензию, содержащую около 15% меди. Минералы меди отделяют от бесполезного материала флотацией с использованием пенообразующих растворов.
• Плавка: Плавка медного концентрата и экстракция путем нагревания, флюса и добавления кислорода. Сера, железо и другие нежелательные элементы удаляются, и продукт называется черновой медью.
• Рафинирование: это заключительный этап процесса получения высококачественной меди. Используются методы огневого и электрорафинирования. Последний производит медь высокой чистоты, пригодную для использования в электротехнике.

Гидрометаллургический метод – SX/EW

Экстракция растворителем/Электровыделение – наиболее распространенный процесс выщелачивания, используемый в настоящее время для извлечения меди из химических растворов. Как следует из названия, метод включает в себя два основных этапа:

• Экстракция растворителем – процесс, при котором ионы меди выщелачиваются или иным образом извлекаются из сырой руды с использованием химических реагентов.
• Электровыделение – электролиз раствора, содержащего ионы металла, так что ионы меди в нем осаждаются на катоде, а затем удаляются в виде элемента.

Процесс состоит из следующих этапов:

• Выщелачивающий раствор (выщелачивающий раствор) выбирается для использования при выщелачивании ионов Cu из руды. Обычными реагентами являются слабые кислоты, т.е. Н ₂ SO ₄ , H ₂ SO ₄ + Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ , кислые растворы хлоридов, например FeCl ₂ , композиции хлорида аммония и соли аммония.
• При нанесении на руду выбранный выщелачиватель растворяет присутствующие ионы меди с образованием выщелачивающего продукта, называемого «содержащим выщелачивающим раствором».
• Затем выбирается органический экстрагент для удаления ионов меди из водного раствора. Предпочтительные органические экстрагенты состоят из гидроксифенилоксимов, имеющих основную химическую формулу:
• C ₆ H ₃ (R)(OH) CNOHR*, R= C ₉ H ₁₉ или C ₁₂ H ₂₅ и R*= H, CH 9 0098 3 или С ₆ Н ₅

Примерами таких экстрагентов являются 5-нонилсалицилальдоксим и смесь этого соединения и 2-гидрокси-5-нонилацетофеноноксима. Имеющиеся в продаже реагенты обычно содержат 5-10% оксима в 90-95%-ном нефтяном разбавителе, таком как керосин.

Перед смешиванием с выщелачивающим продуктом экстрагент будет содержать мало меди или совсем не содержать ее, и на этой стадии его называют «бесплодным органическим экстрагентом».

• Ионы меди переходят из выщелачивающего раствора в органический экстрагент при смешивании двух реагентов. Происходит разделение фаз с получением водной и органической фаз, называемых соответственно первой водной и первой органической фазами. Первая водная фаза, «рафинат», представляет собой выщелачиватель, лишенный ионов меди, в то время как первая органическая фаза представляет собой «загруженный органический экстрагент», т.е. экстрагент с присутствующими ионами меди.
• Рафинат рециркулируется на площадку выщелачивания, в то время как загруженный органический экстрагент смешивается с раствором электролита, называемым «тощим электролитом» (т.е. не содержащим меди). Типичными электролитами являются кислые растворы, такие как серная кислота, H ₂ СО ₄ . Таким образом, ионы меди, которые присутствовали в органическом экстрагенте, растворяются в растворе электролита, образуя медьсодержащий «богатый электролит». Здесь снова происходит фазовое разделение. Вторая органическая фаза представляет собой обедненный органический экстрагент, тогда как вторая водная фаза представляет собой «богатый электролит». Бесплодный органический экстрагент затем рециркулируют для повторного использования при применении к выщелачивающему продукту.
• Заключительной стадией процесса является электролиз кислого раствора ионов металлов. В результате растворенные ионы меди оседают на катоде, а элементарная медь удаляется. Таким образом, процесс восстановления завершен.

A Примечание о примесях

Присутствие взвешенных загрязняющих веществ в системе SX/EW может значительно снизить эффективность ее работы. Такие загрязнители могут попасть в систему из руды или из окружающей среды. Система восприимчива к загрязнению дождем, ветром и другими факторами окружающей среды, поскольку первая защитная оболочка, в которой хранится выщелачивающий продукт, обычно не накрыта и расположена на открытом воздухе. Таким образом, твердые отходы в виде грязи, песка, каменной пыли, растительных остатков, минеральных остатков и взвешенных веществ часто попадают в систему на ранних стадиях и сохраняются на последующих стадиях процесса.

Влияние этих загрязняющих веществ значительно и включает:

• увеличение времени разделения фаз на стадиях, когда органические и водные растворители смешиваются.

Отсутствие полного разделения фаз после экстракции приводит к потерям дорогостоящего органического экстрагента, так как большая его часть остается в водном растворе.

• снижение выхода по току и снижение чистоты гальванического изделия из меди на стадии электролиза.

В большинстве систем SX/EW для решения этой проблемы введены этапы очистки. В патенте США (номер 573341), например, по меньшей мере часть второй органической фазы фильтруется для удаления твердых загрязняющих примесей перед повторным использованием при обработке выщелачивающего продукта. Таким образом, рециркулируемый органический экстрагент содержит мало или совсем не содержит примесей в зависимости от того, была ли отфильтрована часть второй органической фазы или вся вторая органическая фаза. Было обнаружено, что эта стадия фильтрации значительно повышает эффективность работы, даже когда обрабатывается только часть экстрагента.

Использование меди и ее соединений

Медь на протяжении веков уступает по полезности только железу. Металл и его соединения используются во всех сферах жизни от электротехники до медицины и сельского хозяйства.

Использование металлической меди
Электротехническая промышленность является бенефициаром большей части производства меди в мире. Металл используется в производстве электрических приборов, таких как катоды и провода. Другое использование включает:

• Кровля
• Посуда
• Монеты
• Металлообработка
• Сантехника
• Змеевики для холодильников и кондиционеров
• Сплавы напр. бронза, латунь

Использование соединений меди

Соединения меди наиболее широко используются в сельском хозяйстве. С тех пор как была обнаружена их токсичность для некоторых насекомых, грибков и водорослей, эти соединения использовались в инсектицидах, фунгицидах и для предотвращения развития водорослей в резервуарах с питьевой водой. Поэтому они используются для борьбы с болезнями животных и растений. Удобрения также часто дополняют соединениями меди, т.е. медный купорос для повышения плодородия почвы и, следовательно, ускорения роста сельскохозяйственных культур. Соединения меди также используются в фотографии и в качестве красителей для стекла и фарфора.

Медь для хорошего здоровья

Медь является одним из многих микроэлементов, необходимых для хорошего здоровья. Он является частью простетических групп многих белков и ферментов и, таким образом, необходим для их правильного функционирования. Поскольку организм не может синтезировать медь, ее необходимо принимать с пищей. Орехи, семечки, крупы, мясо (например, печень) и рыба являются хорошими источниками меди.

Медь также нашла применение в медицине. С давних времен он использовался для лечения ран грудной клетки и очистки воды. Недавно было высказано предположение, что медь помогает предотвратить воспаление, связанное с артритом и другими подобными заболеваниями. Продолжаются исследования лекарственных средств, содержащих медь, для лечения этого и других заболеваний.

Соединения меди

Медь состоит из множества соединений, многие из которых окрашены. Двумя основными степенями окисления меди являются +1 и +2, хотя известны некоторые комплексы +3. Ожидается, что соединения меди (I) будут диамагнитными по своей природе и обычно бесцветны, за исключением случаев, когда цвет возникает в результате переноса заряда или аниона. Ион +1 имеет тетраэдрическую или плоскоквадратную геометрию. В твердых соединениях медь (I) часто находится в более стабильном состоянии при умеренных температурах.

Ион меди(II) обычно находится в более стабильном состоянии в водных растворах. Соединения этого иона, часто называемые соединениями меди, обычно окрашены. На них влияют искажения Ян-Теллера, и они демонстрируют широкий спектр стереохимии с преобладанием четырех-, пяти- и шестикоординационных соединений. Ион +2 часто имеет искаженную тетраэдрическую геометрию.

Галогениды меди

Известно, что все галогениды меди(I) существуют, хотя фторид еще не был получен в чистом виде. Хлорангидриды, бромиды и йодиды меди — бесцветные диамагнитные соединения. Они кристаллизуются при обычных температурах со структурой цинковой обманки, в которой атомы Cu тетраэдрически связаны с четырьмя галогенами. Соли хлорида и бромида меди (I) получают кипячением кислого раствора ионов меди (II) в избытке меди. При разбавлении образуется белый CuCl или бледно-желтый CuBr. Добавление растворимого йодида к водному раствору ионов меди(II) приводит к образованию осадка йодида меди(I), который быстро разлагается на Cu(I) и йод.

Галогениды меди(I) умеренно растворимы в воде, и большая часть меди в водном растворе находится в состоянии Cu(II). Тем не менее, плохая растворимость соединений меди (I) увеличивается при добавлении ионов галогенидов. В таблице ниже показаны некоторые свойства галогенидов меди (I).

Известны все четыре галогенида меди(II), хотя йодид меди быстро разлагается на йодид меди и йод. Желтый хлорид меди (II) и почти черный бромид меди (II) являются обычными галогенидами. Эти соединения имеют структуру с бесконечными параллельными полосами квадратных единиц CuX ₄ . Хлорангидриды и бромиды меди хорошо растворимы в воде и донорных растворителях, таких как ацетон, спирт и пиридин.

Галогениды меди(II) являются умеренными окислителями из-за пары Cu(I)/Cu(II). В воде, где потенциал в значительной степени равен потенциалу аквакомплексов, большой разницы между ними нет, но в неводных средах окислительная (галогенирующая) способность возрастает в ряду;

\[\ce{CuF2 \ll CuCl2 \ll CuBr2}\]

Могут быть получены прямой реакцией с соответствующими галогенами:

\[\ce{Cu + F2 → CuF2}\]

\[ \ce{Cu + Cl2 / 450 C → CuCl2}\]

\[\ce{Cu + Br2 → CuBr2}\]

В качестве альтернативы они могут быть получены из CuX ₂ .aq путем нагревания -> CuX ₂

Получено восстановлением CuX ₂ -> CuX;

, за исключением F, который не был получен в чистом виде.
Обратите внимание, что CuI ₂ не был выделен из-за легкости восстановления до CuI.

Оксиды меди

Оксиды меди(I) более стабильны, чем оксиды меди(II) при высоких температурах. Оксид меди(I) встречается в самородном виде в виде красного куприта. В лаборатории восстановление раствора Фелинга восстанавливающим сахаром, таким как глюкоза, дает красный осадок. Тест достаточно чувствителен даже для 1 мг сахара, чтобы получить характерный красный цвет соединения. Закись меди также можно получить в виде желтого порошка контролируемым восстановлением щелочной соли меди (II) гидразином. Термическое разложение оксида меди(II) также дает оксид меди(I), так как последний обладает большей термической стабильностью. Тот же метод можно использовать для получения соединения из нитрата, карбоната и гидроксида меди (II).

Оксид меди(II) встречается в природе в виде тенорита. Это черное кристаллическое твердое вещество может быть получено пиролизом нитратных, гидроксидных или карбонатных солей. Он также образуется при нагревании порошкообразной меди на воздухе или в кислороде. В таблице ниже приведены некоторые характеристики оксидов меди.

Окислительно-восстановительная химия меди

Cu ²⁺ + e- → Cu ⁺ E=0,15 В
Cu ⁺ + e- → Cu E=0,52 В 9002 5 Cu ²⁺ + 2e- → Cu E=0,34 В

При рассмотрении этих данных будет видно, что любой окислитель, достаточно сильный для превращения Cu в Cu ⁺ , более чем достаточно силен для превращения Cu ⁺ в Cu ²⁺ (0,52 по сравнению с 0,14 В). Поэтому не ожидается, что какие-либо стабильные соли Cu ⁺ будут существовать в водном растворе.
Также может происходить диспропорционирование:

2Cu ⁺ → Cu ²⁺ + Cu E=0,37V или K=10 ⁶

Координационные комплексы

Реакция ЭД ТП ^4- с медью (II) давал комплекс, в котором ЭДТА оказался пентадентатным, а не гексадентатным, в отличие от других ионов М(II).

Cu(ЭДТА) ^2-

Структура иона [Cu(ox) ₂ ] ^2- может быть описана как квадратно-плоская или как искаженный октаэдр, когда рассматривается упаковка в кристаллической решетке . В случае соли натрия отдельные единицы параллельны в ячейке с медью, связанной с атомами кислорода, координированными с медью в единицах, расположенных как вверху, так и внизу, тогда как в соли калия единицы не параллельны и если смотреть в трех единицах центральная находится почти под прямым углом к ​​двум другим. Здесь медь связана с одним из некоординированных атомов кислорода в единицах выше и ниже ее.

Na+ и K+ соли [Cu(ox) ₂ ] ^2-

Cu(OH) ₂ реагирует с NH ₃ с образованием раствора, который растворяет целлюлозу. Это используется в промышленной подготовке района. Растворы содержат тетраммины и пентамины. С пиридином образуются только тетрамины, например, Cu(py) ₄ SO ₄ .

Взаимодействие меди(II) с аминокислотами широко изучено. Почти во всех случаях продукт содержит группы в -транс-, которая, как ожидается, будет более стабильной. В случае глицина первым осаждаемым продуктом всегда является цис- изомер, который при нагревании превращается в транс-. Для получения более подробной информации см. лабораторное руководство для C31L.

Аналитическое определение меди(II)

Полезным реагентом для аналитического определения иона меди(II) является натриевая соль N,N-диэтилдитиокарбамата.