Химические свойства меди.

РЕФЕРАТ

По химии

на тему:

Важнейшие металлы

В истории человечества

Выполнили:

Вебер Андрей

Ветошкин Владислав

Преподаватель:

Ким Л.М.

Барнаул 2012год.

Содержание

1 Введение. Постановка задач …………..……………………………………….3

2 История металлов ………….…………………………………………................4

2.1Медь…………………………………………………………..........................4

2.2 Бронза……...………………………………………………………………....8

2.3 Железо..………………………………………………………......................13

3 Заключение ……………………………….……………………………….........19

4 Литература ……………………………………………………………………...20

Введение. Постановка задач.

История металлов - одна из самых интересных глав истории материальной культуры. По мнению многих ученых, медь была первым металлом, который человечество начало использовать для изготовления орудий труда, предметов домашнего обихода и религиозного культа. В данном реферате будет происходить изучение происхождения и появления металлов в истории человечества. Их классификация. Значение в дальнейшем развитии человечества. Применение металлов в разных отраслях промышленности.

История металлов.

Познание человеком металлов своими корнями уходит в глубокую древность. Полагают, что первыми металлами, с которыми столкнулся древний человек и которые он начал использовать на практике, были медь, золото и серебро. Причина заключается в том, что именно эти металлы встречаются в природе в самородном состоянии и легко могли быть случайно найдены нашими предками. Древнейшие медные изделия были найдены при раскопках на Анатолийском плоскогорье в Турции и датируются 6,5—5,5 тыс. лет до н. э.

Одним из наиболее важных этапов в использовании человеком металлов стало освоение процесса получения железа из его природных руд (в основном, оксидов железа). Для получении железа, пригодного для дальнейшего практического использования, необходима высокая температура — 1400—1600 °С (в зависимости от вида используемого оксида железа). Столь высокую температуру (путем продувки воздуха через горящий древесный уголь) древнему человеку удалось освоить лишь примерно к 1500 г. до н. э.

История открытия еще одного очень важного металла — алюминия — началась с выделения в 1754 г. немецким химиком А. Маргграфом «квасцовой земли», представлявшей собой относительно чистый оксид алюминия. В 1825 г. датчанин Г. Эрстед смог получить из нее небольшое количество алюминия в виде металла. В то время стоимость алюминия превышала стоимость золота из-за чрезвычайной сложности его получения. И лишь после того, как в 1886 г., независимо друг от друга, американец Ч. Холл и француз П. Туссен разработали электролитический способ получения алюминия, началась эра широкого использования алюминия в промышленности и в быту.

Медь

Медь является одним из самых «древних» металлов: считается, что люди начали использовать ее для изготовления орудий труда еще в IV тыс. до н.э. Распространение меди в древности объясняется тем, что она встречается в природе в самородном, т.е. металлическом, состоянии. Медь (англ. Copper, франц. Cuivre, нем. Kupfer) - один из первых металлов, которые человек стал применять для технических целей. Периоды использования меди и бронзы ознаменовали целые эпохи культурного развития человечества под названием медный век и бронзовый век. Древнейшие изделия, по-видимому, из самородной меди, найденные в Египте, относятся к тысячелетию до н. э. Позднее египтяне добывали медь из ее окисных руд (бирюзы, малахита и др.). Руды плавили при 1083o С в примитивных горнах с применением дутья. О выплавке таким же путем железа (т.пл. 1530o С) не могло быть и речи. Около II - III в. выплавка меди производилась в широком масштабе не только в Египте, но и в Месопотамии, на Кавказе и в других странах древнего мира. Огромное количество древних медных и бронзовых изделий, обнаруживаемых археологами, заставляет сомневаться в том, что медь выплавлялась только из окисных руд. Более поздние источники (Х - XI вв.) свидетельствуют об использовании для добычи меди сернистых руд. Например, в сочинении Теофила "О различных искусствах" описывается предварительная операция обработки руды - окислительный обжиг кусков руды на кострах (выжигание серы). В Х - ХII вв. до н.э. медные и бронзовые орудия труда и оружие начинают вытесняться железными. Однако это не помешало меди сохранить свое важное техническое значение до наших дней. Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где уже в III в. до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди. У Страбона медь именуется халкосом от названия города Халкиды на Эвбее. От этого слова произошли многие древнегреческие названия медных и бронзовых предметов, кузнечного ремесла, кузнечных изделий и литья. Второе латинское название меди Aes (санскр, ayas, готское aiz, герм. erz, англ. ore) означает руда или рудник. Сторонники индогерманской теории происхождения европейских языков производят русское слово медь (польск. miedz, чешск. med) от древненемецкого smida (металл) и Schmied (кузнец, англ. Smith). Конечно, родство корней в данном случае несомненно, однако, по нашему мнению, оба эти слова произведены от греч. рудник, копь независимо друг от друга. От этого слова произошли и родственные названия - медаль, медальон (франц. medaille). Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Алхимики именовали медь венера (Venus); в более древние времена встречается название марс (Mars).

В таком виде медь находили в нашей стране на Урале, в Америке, Японии, Китае и некоторых других странах. На территории США был найден крупнейший из известных самородков-его масса составляла 420 т. Однако такие находки встречаются редко.
Медь довольно легко можно получить из природных соединений руд. Когда люди научились восстанавливать углем медные руды, а из полученного металла изготовлять бронзу-сплав меди с оловом, в истории человечества начался так называемый бронзовый век. Он продолжался приблизительно с конца IV тыс. до н.э. до начала I тыс. до н.э., когда началось использование железных орудий. В бронзовом веке медь играла важнейшую роль в развитии хозяйства. И в
астоящее время роль меди, ее сплавов и соединений в развитии промышленности и сельского хозяйства очень велика. Однако сейчас приходится сталкиваться со значительной нехваткой этого металла-запасы медных руд постепенно истощаются. Ведь медь занимает по распространению в природе лишь 23-е место среди всех элементов: ее массовая доля в земной коре равна 0,01%.
Медь - это химический элемент с порядковым номером 29, расположенный в I группе (побочной подгруппе) и 4-м периоде периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Латинское название меди cuprum и соответствующий ему символ Сu происходят от названия острова Кипр. Именно с этого острова в Средиземном море вывозили медь древние римляне и греки.
Что представляет собой металлическая медь? Это тяжелый розово-красный металл, мягкий и ковкий, плавится при температуре 1084,5°С, очень хорошо проводит электрический ток и теплоту: электрическая проводимость меди в 1,7 раза выше, чем алюминия, в 6 раз выше, чем железа, и лишь немного уступает электрической проводимости серебра.
Электронная формула атома меди имеет следующий вид: 1s ²2s ²2p ⁶3s ²3p⁶3d¹⁰4s ¹.

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+ 2H₂S04 = 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. При нагревании разлагается, 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 + 2NH₃ + 2Н20 = Сu(ОН)₂ + 2NH₄Cl
Если добавить избыток аммиака, то гидроксид растворится с образованием комплексного соединения темно-синей окраски, характерной для аммиачного комплекса меди:
Си(ОН)₂+ 4NH3 = [Cu(NH3)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⁺

Дата добавления: 2015-07-16