Реферат: Коррозия меди в 5М изопропанольных растворах НС1
Медь сыграла выдающуюся роль не только в становлении материальной культуры большинства народов, но и в изобразительном искусстве. В этом качестве медь прошла через века; и в наши дни делают барельефы и гравюры из меди.
·Медь в природе .
По распространению в земной коре (4,7. 10-3 % по массе) медь следует за никелем и занимает всего лишь 26-е место среди других элементов. Медь встречается в природе в виде самородков, порой значительных размеров. Так, в 1957 году в США в районе Великих озер был найден самородок массой 420 тонн. Интересно. Что выступающие части его были отбиты еще каменными топорами. Однако, самородная медь в наше время составляет незначительную часть от общего производства металла.
Подавляющая часть меди присутствует в горных породах в виде соединений. Из сотен минералов меди промышленное значение имеют немногие, в частности, халькоперит -медный колчедан CuFeS 2 , халькозин - медный блеск - Cu 2 S , ковелин - CuS , малахит - С uCO 3 . С u ( OH )2 , азурит -
2 С uCO3 . С u(OH)2 .
·Физические и химические свойства.
Медь - металл красного, в изломе розоватого цвета, в тонких слоях при просвечивании приобретает зеленовато-голубой оттенок. Плотность меди -8,96 г/см3 , температура плавления -1083 0 С, температура кипения - 2600 0 С. Это довольно мягкий, ковкий металл, из него можно прокатывать листы толщиной всего лишь в 2,5 микрона (в 5 раз тоньше папиросной бумаги). Медь хорошо отражает свет, прекрасно проводит электричество и тепло.
Медь, серебро, золото составляют побочную подгруппу первой группы периодической системы Д.И. Менделеева. С щелочными металлами их сближает лишь способность образовывать одновалентные катионы. Для меди и ее аналогов характерно то, что они могут давать соединения с валентностью, превышающей номер своей группы. Кроме того, элементы подгруппы меди, в отличие от щелочных металлов, склонны к комплексообразованию, образуют окрашенные соли, т.е. проявляют свойства, сближающие их с никелем, палладием, платиной.
Такое поведение меди, серебра, золота объясняется конфигурацией внешних электронных оболочек их атомов. У атома меди самая наружная (4-я от ядра) оболочка содержит один s -электрон, ему предшествуют десять d -электронов (3-й от ядра) оболочки. Атомы меди и ее сплавов могут при образовании соединений терять не только самый внешний s -электрон, но один или два электрона предвнешнего d -уровня, проявляя более высокую степень окисления. Для меди окислительное число +2 (валентность II) , более характерно, чем +1 (валентность I). Существует также немногочисленное число соединений меди (III).
Медь химически малоактивна и в чистом, сухом воздухе не изменяется. Однако атмосфера, в которой мы живем содержит водяные пары и двуокись углерода. Поэтому не удивительно, что, например, произведения скульптуры, изготовленные из меди и бронзы, со временем покрываются зеленоватым налетом - «патиной». В обычной атмосфере патина состоит из основного карбоната меди (малахита), в атмосфере, содержащей двуокись серы (SO 2 ), медные изделия покрываются основным сульфатом CuSO 4 . 3 Cu ( OH )2 , а вблизи моря - основным хлоридом CuC 12 . 3 Cu ( OH )2 . Интересно, что патина образуется только во влажном воздухе (при влажности выше 75%). Патина придает изделиям из меди и бронзы красивый, как говорится, «старинный» вид. А сплошной налет патины обладает еще и защитными свойствами, предохраняя от дальнейшего разрушения. Но образовавшаяся пленка может быть с дефектами и поэтому недостаточно надежной. Гораздо прочнее такое же покрытие, нанесенное на металл искусственно.
Один из способов искусственного получения патины таков: изделие из меди или бронзы обрабатывают серной кислотой и затем выставляют на воздух. Через некоторое время операцию повторяют. Образующийся сульфат меди гидролизуется и постепенно превращается в устойчивую пленку CuSO 4 . 3 Cu ( OH )2 .
Если быстро погрузить в холодную воду раскаленный докрасна кусок меди. То на его поверхности образуется ярко-красная пленка оксида меди (I). При умеренном же нагревании меди на воздухе поверхность ее покрывается черной окисью CuO . Обычно образцы меди содержат сотые доли С u 2 O . При нагревании такого металла в атмосфере, содержащей водород и некоторые другие газы (СО , СН4 ) происходит восстановление Cu 2 O :
Cu2 O + H2 = 2Cu + H2 O (1)
Cu2 O + CO = 2Cu + CO2 (2)
Образовавшиеся пары воды и двуокись углерода выделяются из металла, вызывая появление трещин. А это резко ухудшает механические свойства меди. («водородная болезнь»).
Гидроксид меди (II) выпадает в виде объемистого голубого осадка при действии щелочей на растворы солей двухвалентной меди. Это слабое основание, образующее с кислотами соли. Впрочем, свежеприготовленный Cu ( OH )2 растворяется и в концентрированных растворах щелочей, но его кислотный характер выражен слабо.
Фтор, хлор, бром реагируют с медью, образуя соответствующие галогениды двухвалентной меди, например:
Cu + C12 = CuC12 (3)
При взаимодействии иода с нагретым порошком меди получается иодид одновалентной меди:
2Cu + J2 = 2 С uJ (4)
Медь горит в парах серы:
Cu + S = CuS (5)
К сере медь проявляет большее сродство, чем к кислороду. На этом свойстве основан пиролитический способ получения меди.
В ряду напряжений металлов медь стоит после водорода. В бескислородных кислотах она не растворяется, но легко окисляется азотной кислотой:
3Cu + 8HNO3 ( р ) = 3Cu(NO3 )2 + 2NO + 4H2 O (6)
и концентрированной серной кислотой:
Cu + 2H2 SO4 ( к ) = CuSO4 + SO2 + 2H2 O (7)
В целом химические свойства меди наглядно иллюстрирует схема 1.
·Получение и очистка меди.