Подробно объясните использование и методы синтеза меди, включая ее использование, физические свойства и т. д.
Аннотация: Медь — элемент 1Б группы 4-го периода периодической таблицы элементов, важный тяжелый цветной металл. Символ элемента — Cu, атомный номер — 29, относительная атомная масса — 63,546. Медь тверда при комнатной температуре, новое сечение имеет пурпурно-красный цвет, легко окисляется при нагревании. Медь обладает отличной электро- и теплопроводностью, хорошей коррозионной стойкостью, низкой устойчивостью к деформации и может выдерживать высокую степень холодной деформации без растрескивания. Это важный материал из тяжелых цветных металлов, который в основном используется в электронике, электротехнике, машиностроении, а также в таких отраслях промышленности, как строительство и транспорт. Существуют сотни соединений меди, но не многие из них производятся в промышленных масштабах. Наиболее важными из них являются пентагидрат сульфата меди, или желчный купорос (CuSO4·5H2O), за ним следуют бордосская жидкость (Cu(OH)2 ·CuSO4), метаарсенит меди (Cu(AsO2)2), ацетат меди [Cu(CH3COO) 2] комплекс, цианид меди (CuCN), хлорид меди (CuCl2), оксид меди (Cu2O), оксид меди (CuO), основной карбонат и нафтенат меди и др. Соли меди могут использоваться в качестве сельскохозяйственных фунгицидов. Медный купорос можно использовать как рвотное средство и как местное противоядие при ожогах желтым фосфором.
Медь — элемент группы 1B периода 4 периодической таблицы элементов, важный тяжелый цветной металл. Символ элемента — Cu, атомный номер — 29, относительная атомная масса — 63,546. Медь тверда при комнатной температуре, новое сечение имеет пурпурно-красный цвет, легко окисляется при нагревании. Медь обладает отличной электро- и теплопроводностью, хорошей коррозионной стойкостью, низкой устойчивостью к деформации и может выдерживать высокую степень холодной деформации без растрескивания. Это важный материал из тяжелых цветных металлов, который в основном используется в электронике, электротехнике, машиностроении, а также в таких отраслях промышленности, как строительство и транспорт. Существуют сотни соединений меди, но не многие из них производятся в промышленных масштабах. Наиболее важными из них являются пентагидрат сульфата меди, или желчный купорос (CuSO4·5H2O), за ним следуют бордосская жидкость (Cu(OH)2 ·CuSO4), метаарсенит меди (Cu(AsO2)2), ацетат меди [Cu(CH3COO) 2] комплекс, цианид меди (CuCN), хлорид меди (CuCl2), оксид меди (Cu2O), оксид меди (CuO), основной карбонат и нафтенат меди и др. Соли меди могут использоваться в качестве сельскохозяйственных фунгицидов. Медный купорос можно использовать как рвотное средство и как местное противоядие при ожогах желтым фосфором.
Медь — один из самых ранних металлов, открытых и использованных человеком. Около 10,000 лет назад люди познакомились с природной медью и забили из нее небольшие шишки или гвозди. Самыми ранними бронзовыми артефактами, обнаруженными на данный момент, являются скребки, долота и шилья, раскопанные в Тепехии, Иран, которые датируются примерно 3800 годом до нашей эры. Нож из оловянной бронзы, обнаруженный в 1978 году на территории Химической книги Маджиаяо в Дунсяне, провинция Ганьсу, является самым ранним бронзовым устройством, обнаруженным на сегодняшний день в Китае. Его возраст составляет около 2750 г. до н. э., что показывает, что Китай является первым пользователем одной из стран бронзы. Китай освоил технологию выплавки меди в шахтных печах еще в 770 г. до н.э. В первый год Сун и Юаньфэна (1078 г.) добыча меди достигла 7300 т, а технология металлургии меди достигла значительного уровня.
физические свойства
Медь является отличным проводником электричества и тепла после серебра. Электропроводность и теплопроводность меди при комнатной температуре составляют 94% и 73,2% серебра соответственно. Конфигурация внешней электронной оболочки атомов меди — [Ar]3d104s1. Когда медь образует соединение, она может одновременно потерять один электрон на 4s-орбите и один электрон на 3d-орбите. Следовательно, медь в основном имеет два валентных состояния: +1 и +2. Степень окисления меди в основном +2 при комнатной температуре, а низковалентные соединения стабильны при высоких температурах. Медь имеет два стабильных природных изотопа: 63Cu и 65Cu. 63Cu содержит 29 протонов и 34 нейтрона, а 65Cu содержит 29 протонов и 36 нейтронов. Известно, что медь имеет девять нестабильных изотопов. Медь может стабильно существовать в сухом воздухе при комнатной температуре, но при длительном помещении во влажный воздух, содержащий CO2, образуется зеленый щелочной карбонат меди, широко известный как патина. Электрохимический эквивалент двухвалентной меди составляет 0,329 мг/Кл. Медь не может заменить водород в кислых водных растворах, не растворима в соляной и серной кислотах без растворенного кислорода, но растворима в азотной кислоте, оказывающей окислительное действие. Медь очень медленно реагирует с растворами щелочей, но легко реагирует с аммиаком, образуя комплекс. Медь легко растворима в органических кислотах, таких как уксусная кислота. Растворимые соли меди обычно токсичны. Кристаллическая структура меди представляет собой гранецентрированную кубическую решетку. Чистая медь обладает очень хорошей пластичностью и может быть переработана в очень тонкую проволоку и тонкие листы. Медь является отличным электрическим и тепловым проводником, а по ее электро- и теплопроводности среди металлов она уступает только серебру. Наличие следовых примесей значительно снижает проводимость меди.
Главная цель
Поскольку медь обладает множеством превосходных свойств, она широко используется в различных отраслях промышленности. До 1960-х годов медь по важности и потреблению уступала только железу. После 1960-х годов алюминий уступил третье место с более богатыми ресурсами и более низкими ценами. Доля потребления меди в Китае в конце 1980-х годов указана в Таблице 2. Во всем мире более половины производства меди используется в энергетической и электронной промышленности, например, при производстве кабелей, проводов, двигателей и других средств передачи энергии и телекоммуникаций. оборудование. После 1980-х годов некоторые области применения меди в телекоммуникациях были заменены оптическими волокнами. Медь также является важным материалом для оборонной промышленности. Поскольку медь обладает хорошей электропроводностью, она широко используется в электротехнической промышленности. Для производства проводов и кабелей требуется чистая медь (содержание более 99,95%), которую очищают электролизом черновой меди. Медь может образовывать многие важные сплавы с цинком, оловом, алюминием, никелем, бериллием и т. д. Латунь (медно-цинковый сплав) и бронза (медно-оловянный сплав) используются для изготовления подшипников, поршней, переключателей, масляных трубок, теплообменников, и т. д. Алюминиевая бронза (медно-алюминиевый сплав) обладает высокой вибростойкостью и может использоваться для изготовления отливок, требующих прочности и вязкости. Среди медно-никелевых сплавов монель славится своей коррозионной стойкостью и чаще всего применяется при изготовлении арматуры, насосов, парового оборудования высокого давления. Белая медь — медно-никелевый сплав с хорошими механическими свойствами и коррозионной стойкостью, используется в производстве точного машиностроения. Бериллиевая бронза (бериллийсодержащий медный сплав) обладает механическими свойствами, превосходящими свойства высококачественной стали, и широко используется при производстве различных механических деталей, инструментов и радиоаппаратуры. Соединения меди являются важным сырьем для пестицидов, фунгицидов, пигментов, гальваники, гальванических батарей, красителей и катализаторов. Бескислородная медь используется в волноводах, электронных лампах и компонентах транзисторов, стеклянных и металлических уплотнениях, коаксиальных кабелях, а также для стабилизации сверхпроводящих магнитных обмоток из-за ее высокой чистоты и отсутствия проблем водородного охрупчивания. Твердая медь используется для изготовления медных шин, контакторов, различных типов проводников, компонентов радаров, переключателей и контактов и т. д. Два вышеуказанных типа меди, обработанной серебром, используются для изготовления устройств, требующих устойчивости к размягчению, таких как обмотки трансформаторов. , генераторы и большие синхронные генераторы. Раскисленная фосфором медь в основном применяется для изготовления трубок холодильников и кондиционеров, выпрямителей, водопроводных или газопроводных труб (когда требуются электро- и теплопроводность, свариваемость или пайка). Автоматная медь в основном используется для изготовления резьбовых изделий и других сварочных наконечников, зажимов, клемм и компонентов переключателей.
