Co nereaguje s mědí – Kovy a jejich zpracování

Chemické vlastnosti mědi jsou určeny její polohou v periodické tabulce D.I. Označení tohoto kovu je Cu (cuprum), má 29. pořadové číslo, je v první skupině (vedlejší podskupina), ve 4. hlavní periodě.

Existuje samostatný typ: měděná měď, což je při přeměně produktu kyslík. Atomová (molární) hmotnost je 63,5 g/mol, molekulová hmotnost je 63,5 a. e.m.

V závislosti na sloučenině, ve které se kov nachází, může mít mocenství +1 a +2, ale ve vzácných případech může být oxidační stav +3 a +5, což je výjimka. Struktura atomu Cu a elektronový vzorec jsou znázorněny na obrázku:

Měděná krystalová mřížka je rám ve tvaru krychle tvořený rovnými liniemi. Mřížka je poměrně silná, molekulární, protože v uzlech jsou molekuly.

Fyzikální vlastnosti a charakteristiky

Měď ve své čisté formě je dosti tvárný, kujný, viskózní kov s červenohnědou barvou.

Jeho tvrdosti je dosaženo přidáním různých nečistot do kompozice. Má vysokou elektrickou a tepelnou vodivost, ale nečistoty, které se do slitiny často přidávají, tyto ukazatele zhoršují.

Výhodou tohoto kovu je jeho odolnost proti korozi. Bod tání je 1085 stupňů Celsia a bod varu je 2562 stupňů. Hustota je 8900 kg/m3. Měrná hmotnost je 8930 kg/m3.

Měď ve své čisté formě je diamagnetická, to znamená, že nemá magnetické vlastnosti. Magnetizovat lze pouze její slitiny, kde samotná koncentrace mědi není větší než 50 %.

Na co reaguje?

Měď NEreaguje s vodíkem, uhlíkem, dusíkem nebo křemíkem.

Reaguje s kyselinami a solemi, oxidy, halogeny, kyslíkem a nekovy, ale nemůže reagovat s alkáliemi, protože je v elektrochemické řadě po vodíku. Také nemůže reagovat s fluorem, bromem nebo chlorem.

Vztah ke kyslíku

Kov vykazuje slabou aktivitu vůči kyslíku, ale při dlouhodobém působení vzduchu se pokryje velmi tenkým, téměř nepostřehnutelným nazelenalým filmem, kterým je oxid mědi.

V závislosti na teplotě, při které reakce probíhá, tvoří měď 2 oxidy: CuO a Cu2O.

Interakce s vodou

Vzhledem k tomu, že měď je v elektrochemické napěťové řadě za vodíkem, nevytěsňuje vodík z vody. Ale pokud je přítomen kyslík, vodík může vytlačit molekuly kovu a způsobit oxidačně-redukční reakci.

Reakce s kyselinami

Vzhledem ke svému postavení v elektrochemické řadě nevytěsňuje vodík z kyselin, takže na něj některé nepůsobí. Ale při dostatečném přístupu kyslíku se v nich rozpouštějí a tvoří soli odpovídající kyselinám.

Vztah k halogenům a nekovům

Měď docela dobře reaguje s halogeny. Za normálních podmínek nejsou změny nijak zvlášť patrné, ale postupem času se na povrchu vytvoří velmi tenká vrstva halogenidů. A při zvýšených teplotách reakce probíhá velmi rychle a prudce.

Cu reaguje se sírou, v závislosti na teplotě vznikají tyto sulfidy: Cu2S, CuS.

Může tvořit jodidy (s jódem).

Reakce s oxidy nekovů

Měď nemusí reagovat se všemi oxidy nekovů v závislosti na nekovech, teplotě a dalších podmínkách chemické reakce.

Chemické vlastnosti mědi

Jednoventilový

Iont Cu+ je extrémně nestabilní, zejména ve vodných roztocích. Příklady monovalentní mědi jsou:

• oxid (I) – Cu2O,
• sulfid (I) – C

Bivalentní

Toto je nejcharakterističtější oxidační stav mědi. Také stabilnější a rozšířenější, například:

Trivalentní

Nejvzácnější a nejnestabilnější oxidační stav tohoto kovu, který je výjimkou, například:

• oxid (III) – Cu2O3,
• kuprát (III).

ZAJÍMAVÉ: Magnetické nádobí

Závěr

Měď je běžná látka, která je v mnoha průmyslových odvětvích nepostradatelná, protože je velmi flexibilní a tavitelná. Má vysoký výkon, v mnoha ohledech srovnatelný se železem, což umožňuje jeho použití k výrobě mnoha nenahraditelných dílů ve výrobě a mechanice.

ČTĚTE VÍCE K TÉMATU:

1. Jak vyrobit tavidlo pro pájení mědi
2. Jak pájet trubku 25
3. Jak se těží měď?
4. Jaké vlastnosti má měď?
5. K čemu se používá měď?
6. Jak správně pájet trubky
7. Co umí rytec?
8. Kde se ve světě těží měď
9. Jak se oxiduje měď?

Interaguje měď s vodou – Příručka pro obráběče kovů

Chemické vlastnosti většiny prvků jsou založeny na jejich schopnosti rozpouštět se ve vodných médiích a kyselinách. Studium charakteristik mědi je spojeno s nízkoaktivním účinkem za normálních podmínek.

Charakteristickým rysem jeho chemických procesů je tvorba sloučenin s amoniakem, rtutí, dusičnou a sírovou kyselinou. Nízká rozpustnost mědi ve vodě není schopna způsobit korozní procesy.

Má speciální chemické vlastnosti, které umožňují použití sloučeniny v různých průmyslových odvětvích.

Popis položky

Měď je považována za nejstarší kov, který se lidé naučili těžit ještě před naším letopočtem. Tato látka se získává z přírodních zdrojů ve formě rudy. Měď je prvek chemické tabulky s latinským názvem cuprum, jehož pořadové číslo je 29. V periodické soustavě se nachází ve čtvrté periodě a patří do první skupiny.

Přirozeně se vyskytující látka je růžovo-červený těžký kov s měkkou a tvárnou strukturou. Jeho bod varu a tání je vyšší než 1000 °C. Považován za dobrého průvodce.

Chemická struktura a vlastnosti

Pokud si prostudujete elektronový vzorec atomu mědi, zjistíte, že má 4 úrovně. Ve 4s valenčním orbitalu je pouze jeden elektron. Při chemických reakcích lze z atomu odštěpit 1 až 3 záporně nabité částice, poté se získají sloučeniny mědi s oxidačním stavem +3, +2, +1. Jeho divalentní deriváty jsou nejstabilnější.

Při chemických reakcích působí jako málo reaktivní kov. Za normálních podmínek není měď rozpustná ve vodě. V suchém vzduchu není koroze pozorována, ale při zahřátí se kovový povrch pokryje černým povlakem dvojmocného oxidu.

Chemická stabilita mědi se projevuje působením bezvodých plynů, uhlíku, řady organických sloučenin, fenolových pryskyřic a alkoholů. Vyznačuje se složitými formačními reakcemi s uvolňováním barevných sloučenin.

Měď má mírné podobnosti s kovy alkalických skupin v důsledku tvorby jednomocných derivátů.

Jedná se o proces tvorby homogenních systémů ve formě roztoků, když jedna sloučenina interaguje s jinými látkami. Jejich součástí jsou jednotlivé molekuly, atomy, ionty a další částice. Stupeň rozpustnosti je určen koncentrací látky, která byla rozpuštěna při získávání nasyceného roztoku.

Jednotkou měření jsou nejčastěji procenta, objemové zlomky nebo hmotnostní zlomky. Rozpustnost mědi ve vodě, stejně jako jiných pevných sloučenin, podléhá pouze změnám teplotních podmínek. Tato závislost je vyjádřena pomocí křivek. Pokud je indikátor velmi malý, pak je látka považována za nerozpustnou.

Rozpustnost mědi ve vodném prostředí

Kov vykazuje odolnost proti korozi při vystavení mořské vodě. To dokazuje jeho inertnost za normálních podmínek. Rozpustnost mědi ve vodě (čerstvé) se prakticky nesleduje. Ale ve vlhkém prostředí a pod vlivem oxidu uhličitého se na kovovém povrchu tvoří zelený film, který je hlavním uhličitanem:

Cu + Cu + O2 + H2O + CO2 → Cu(OH)2 · CuCO2.

Pokud vezmeme v úvahu jeho jednomocné sloučeniny ve formě solí, pak je pozorováno jejich nevýznamné rozpouštění. Takové látky podléhají rychlé oxidaci. Výsledkem jsou sloučeniny dvojmocné mědi. Tyto soli mají dobrou rozpustnost ve vodných médiích. Dochází k jejich úplné disociaci na ionty.

TO JE ZAJÍMAVÉ: Jak doma vařit nerez s invertorem

Rozpustnost v kyselinách

Obvyklé podmínky pro reakce mědi se slabými nebo zředěnými kyselinami jejich interakci nepřejí. Chemický proces kovu s alkáliemi není pozorován. Rozpustnost mědi v kyselinách je možná, pokud se jedná o silná oxidační činidla. Pouze v tomto případě dochází k interakci.

Rozpustnost mědi v kyselině dusičné

Tato reakce je možná díky skutečnosti, že dochází k procesu oxidace kovu silným činidlem. Kyselina dusičná ve zředěné a koncentrované formě vykazuje oxidační vlastnosti s rozpouštěním mědi.

V první možnosti se během reakce získá dusičnan měďnatý a dvojmocný oxid dusíku v poměru 75 % ku 25 %. Proces se zředěnou kyselinou dusičnou lze popsat následující rovnicí:

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

Ve druhém případě se získá dusičnan měďnatý a oxidy dusíku, dvojmocné a čtyřmocné, jejichž poměr je 1 ku 1. Tento proces zahrnuje 1 mol kovu a 3 moly koncentrované kyseliny dusičné. Když se měď rozpustí, roztok se silně zahřeje, což má za následek tepelný rozklad oxidačního činidla a uvolnění dalšího objemu oxidů dusíku:

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

Reakce se využívá v malosériové výrobě spojené s recyklací šrotu nebo odstraňováním nátěrů z odpadu. Tento způsob rozpouštění mědi má však řadu nevýhod spojených s uvolňováním velkého množství oxidů dusíku. K jejich zachycení nebo neutralizaci je zapotřebí speciální vybavení. Tyto procesy jsou velmi nákladné.

Rozpouštění mědi se považuje za úplné, když zcela ustane produkce těkavých oxidů dusíku. Reakční teplota se pohybuje od 60 do 70 °C. Dalším krokem je vypuštění roztoku z chemického reaktoru. Na jeho dně jsou malé kousky kovu, které nezreagovaly. K výsledné kapalině se přidá voda a zfiltruje se.

Rozpustnost v kyselině sírové

Za normálních podmínek k této reakci nedochází. Faktorem určujícím rozpouštění mědi v kyselině sírové je její silná koncentrace. Zředěné médium nemůže oxidovat kov. Rozpouštění mědi v koncentrované kyselině sírové probíhá za uvolňování síranu.

Proces je vyjádřen následující rovnicí:

Cu + H2SO4 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O + SO2.

Vlastnosti síranu měďnatého

Dvojsytná sůl se také nazývá kyselina sírová a je označena jako CuSO4. Je to látka bez charakteristického zápachu a nevykazuje těkavost. Ve své bezvodé formě je sůl bezbarvá, neprůhledná a vysoce hygroskopická. Měď (síran) má dobrou rozpustnost. Molekuly vody, když se přidají k soli, mohou tvořit krystalické hydrátové sloučeniny. Příkladem je síran měďnatý, což je modrý pentahydrát. Jeho vzorec: CuSO4 5H2O.

Krystalické hydráty mají průhlednou strukturu s namodralým nádechem a vykazují hořkou, kovovou chuť. Jejich molekuly jsou schopny časem ztrácet vázanou vodu. V přírodě se vyskytují ve formě minerálů, mezi které patří chalcanthit a butit.

Pájecí hořák na měděné trubky

Citlivý na síran měďnatý. Rozpustnost je exotermická reakce. Proces hydratace soli vytváří značné množství tepla.

Rozpustnost mědi v železe

V důsledku tohoto procesu vznikají pseudoslitiny Fe a Cu. U kovového železa a mědi je možná omezená vzájemná rozpustnost. Jeho maximální hodnoty jsou pozorovány při teplotě 1099,85 °C. Stupeň rozpustnosti mědi v pevné formě železa je 8,5 %. To jsou malá čísla. Rozpouštění kovového železa v pevné formě mědi je asi 4,2 %.

Snížení teploty na pokojové hodnoty činí vzájemné procesy bezvýznamnými. Když je kovová měď roztavena, je schopna dobře smáčet železo v pevné formě. Při výrobě pseudoslitin Fe a Cu se používají speciální přířezy. Vznikají lisováním nebo vypalováním železného prášku v čisté nebo legované formě. Takové obrobky jsou impregnovány tekutou mědí, tvořící pseudoslitiny.

TO JE ZAJÍMAVÉ: Jak doma pájet hliník páječkou

Rozpouštění v amoniaku

Proces často probíhá tak, že NH3 v plynné formě prochází přes horký kov. Výsledkem je rozpuštění mědi v čpavku, uvolnění Cu3N. Tato sloučenina se nazývá monovalentní nitrid.

Jeho soli jsou vystaveny roztoku amoniaku. Přidání takového činidla k chloridu měďnatému vede k vytvoření sraženiny ve formě hydroxidu:

CuCl2 + NH3 + NH3 + 2H2O → 2NH4Cl + Cu(OH)2↓.

Přebytek amoniaku podporuje tvorbu sloučeniny komplexního typu, která má tmavě modrou barvu:

Cu(OH)2↓+ 4NH3 -> [Cu(NH3)4] (OH)2.

Tento proces se používá ke stanovení měďnatých iontů.

Rozpustnost v litině

Ve struktuře temperované perlitické litiny je kromě hlavních komponentů přídavný prvek ve formě obyčejné mědi. Právě ta zvyšuje grafitizaci atomů uhlíku a pomáhá zvyšovat tekutost, pevnost a tvrdost slitin.

Kov má pozitivní vliv na hladinu perlitu v konečném produktu. Rozpustnost mědi v litině se využívá k legování původního složení. Hlavním účelem tohoto procesu je získat tvárnou slitinu.

Bude mít zvýšené mechanické a korozní vlastnosti, ale sníženou křehkost.

Pokud je obsah mědi v litině asi 1 %, pak se pevnost v tahu rovná 40 % a mez kluzu se zvýší na 50 %. To výrazně mění vlastnosti slitiny.

Zvýšení množství legování kovu na 2 % vede ke změně pevnosti na 65 % a míra tekutosti se stane 70 %. Při vyšším obsahu mědi v litině se kulovitý grafit obtížněji tvoří. Zavedení legujícího prvku do struktury nemění technologii vytváření viskózní a měkké slitiny.

Čas určený pro žíhání se shoduje s dobou trvání takové reakce při výrobě litiny bez příměsi mědi. Je to asi 10 hodin.

Použití mědi pro výrobu litiny s vysokou koncentrací křemíku není schopno zcela eliminovat tzv. ferruginizaci směsi při žíhání. Výsledkem je produkt s nízkou elasticitou.

Rozpustnost ve rtuti

Při smíchání rtuti s kovy jiných prvků se získají amalgámy. Tento proces může probíhat při pokojové teplotě, protože za takových podmínek je Pb kapalina.

Rozpustnost mědi ve rtuti mizí až při zahřívání. Kov se musí nejprve rozdrtit. Při smáčení pevné mědi kapalnou rtutí dochází k vzájemnému pronikání jedné látky do druhé nebo k procesu difúze.

Hodnota rozpustnosti je vyjádřena v procentech a je 7,4*10-3.

Reakční proces produkuje tvrdý, jednoduchý amalgám podobný cementu. Pokud ji trochu zahřejete, změkne. Díky tomu se tato směs používá k opravám porcelánových výrobků. Existují také komplexní amalgámy s optimálním obsahem kovů. Například dentální slitina obsahuje prvky stříbro, cín, měď a zinek. Jejich procentuální poměr je 65:27:6:2. Amalgám s tímto složením se nazývá stříbro.

Každá složka slitiny plní specifickou funkci, která umožňuje získat vysoce kvalitní náplň.

K přípravě amalgámu je vhodné použít inertní atmosféru nebo ochrannou kapalinu, která tvoří film. Kovy, které tvoří slitinu, mohou být rychle oxidovány vzduchem. Proces zahřívání měďnatého amalgámu v přítomnosti vodíku způsobuje oddestilování rtuti, což umožňuje separaci elementární mědi. Jak vidíte, toto téma není těžké se naučit.

Nyní víte, jak měď interaguje nejen s vodou, ale také s kyselinami a dalšími prvky.