Пленительный элемент Медь

Элемент Медь

Знакомство с элементом Медь

элемент медь— металлический элемент, относящийся к 11 группе таблицы Менделеева. Он известен своей пластичностью, проводимостью тепла и электричества, а также высокой пластичностью. Эти свойства делают его широко используемым элементом в промышленных продуктах. Медь встречается в природе и используется уже тысячи лет. Он назван в честь своего латинского названия cuprum.

Медь в периодической таблице

Элемент медь имеет символ Cu и атомный номер 29. Медь — переходный металл, занимающий верхнюю часть 11-й группы периодической таблицы, наряду с серебром и золотом. Однако все элементы 11 группы имеют совершенно разные химические свойства. Подобно серебру и золоту, медь имеет очень богатый водный химический состав.

Медь расположена в d-блоке и имеет электронную конфигурацию [Ar]4s.¹3d¹⁰. В таблице Менделеева он расположен справа от никеля и слева от цинка.

Интересные факты о меди

Медь обладает противомикробными свойствами. Медные поверхности защищают от передачи вируса SARS-CoV-2.

Существует более 570 медных сплавов; Два наиболее известных семейства медных сплавов — это латуни и бронзы.

Слово «медь» происходит от своего первоначального описания какЦиприум Аес, что означает «металл с Кипра».

Пенни изначально делались из чистой меди; однако теперь они на 97,5% состоят из цинка и имеют лишь тонкое медное покрытие.

Статуя Свободы приобрела свой зеленый цвет в результате окисления медного покрытия.

Элемент меди имеет чрезвычайно высокую проводимость как тепла, так и электричества.

Медь необходима всем живым организмам, поскольку она является ключевым компонентом комплекса дыхательных ферментов.

Чистая медь имеет красновато-оранжевый цвет, это один из немногих металлов, который не бывает серебристого или серого цвета.

Медный порошок можно легко получить, добавив алюминиевую фольгу и немного соли в раствор медного купороса.

Ацетат меди можно легко получить дома, добавив медь в смесь уксуса и 3% перекиси водорода.

В 1982 году монеты в США из меди превратились в цинковые.

Антимикробные свойства меди

В 2008 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) назвало медь первым противомикробным металлом. Кроме того, организация включила 300 медных поверхностей в список антимикробных. Термин «контактное убийство» был придуман для обозначения процесса инактивации микробов на медных поверхностях. По словам профессора Кассандры Д. Сальгадо, это происходит потому, что элемент «вмешивается в электрический заряд клеточных мембран организмов». Исследователи заметили, что эффективность контактного уничтожения увеличивается с увеличением содержания меди (в сплавах), повышением температуры и относительной влажности.

Применение меди в современном мире

Для чего используется медь?

Медь имеет различное промышленное применение из-за ее металлических свойств. Некоторые из этих продуктов включают стержни и стержни, проволоку, трубы и трубки. Медные сплавы обладают многими свойствами, такими как устойчивость к коррозии и биологическому обрастанию; это делает медь подходящей и эффективной для многих применений, например, в морской среде.

Медь также необходима человеческому организму. Нам нужно около миллиграмма меди каждый день. Медь используется в монетах большинства стран.

История элемента меди

Давайте поговорим о том, кто открыл медь. Медь была одним из первых элементов, используемых человеком: медные артефакты датируются 9000 годом до нашей эры. В древние времена люди использовали медь в инструментах и ​​в декоративных целях из-за ее податливости и долговечности. Так что, честно говоря, никто не знает, кто «открыл» медь.

Ранние римляне называли медьэйс киприум, что означает «металл с Кипра», потому что они могли добывать медь на Кипре в больших количествах. Со временем название было сокращено домедьна латыни, которая на английском языке стала «медью».

Химия меди – реакции и соединения

Коррозия – Окисление меди

Металлическая медь реагирует с воздухом и водой (влагой воздуха) с образованием карбоната меди.

2Си + О₂+ СО₂ + H₂О → CuCO₃+ Cu(ОН)₂

Так что же здесь происходит? Со временем металлическая медь окисляется на воздухе и теряет свой блеск. Медь образует оксид меди (I), а затем оксид меди (II), который затем превращается в основной карбонат меди. Этот зеленоватый слой называетсяпатина, и лучше всего его видно на статуе свободы. Здесь есть хорошее объяснение. Если в воздухе есть загрязнения (например, диоксид серы), то в составе патины также образуются сульфид меди и основной сульфат меди.

Медь + Кислород

Нагретая металлическая медь при высоких температурах может реагировать с кислородом с образованием оксида меди (II) (CuO). Затем оксид меди(II) может реагировать с газообразным водородом при высоких температурах с образованием металлической меди и воды.

2Си + О₂→ 2СиО

CuO + Н₂→ Си + Н₂O

Оксид меди (II), черный порошок, также может образовываться при разложении нитрата, карбоната или гидроксида меди (II). В свежем виде он легко реагирует с кислотами с образованием соответствующей соли меди (II).

оксид меди

Оксид меди (I), Cu₂O имеет желтый или красный цвет, в зависимости от размера частиц. В природе встречается как минерал куприт. Он может образоваться в результате медленного окисления меди или восстановления раствора меди (II) мягким восстановителем. Оксид меди(I) является продуктом теста Фелинга и теста Бенедикта, которые проверяют на восстанавливающие сахара. Восстановление сахаров приведет к восстановлению основного раствора соли меди (II), в результате чего образуется ярко-красный осадок Cu.₂O.

Медь + вода и кислоты

Элемент медь не реагирует с водой; это делает его пригодным для использования в промышленных изделиях, таких как трубы. Медь визуально не реагирует с соляной, серной или уксусной кислотой. Однако добавление перекиси водорода приведет к реакции меди, часто с образованием смеси солей меди (I) и меди (II).

Медь бурно реагирует с концентрированной азотной кислотой, образуя ядовитый газ диоксид азота. При использовании разбавленной азотной кислоты образуется менее токсичный NO.

Медные галогениды

Фтор: Cu + F₂→ CuF₂

Хлор: Cu + Cl₂→ CuCl₂

Бром: Cu + Br₂→ CuBr₂

Йодид меди (II) нестабилен, и вместо него обычно образуется комбинация элементарной меди и йодида белой меди (I). Другие галогениды меди более стабильны.

Медные соединения

Медь обычно образует соединения, известные как соли меди (II), которые в растворе имеют сине-зеленый цвет. Эти соли также водорастворимы и в больших количествах могут быть ядовитыми. Многие живые организмы содержат следовые количества этих соединений в качестве необходимых питательных веществ. Синий цвет меди в водном растворе обусловлен образованием иона гексааквамеди (II) Cu (H₂O)₆²⁺.

Сульфат меди

Сульфат меди(II) представляет собой неорганическое соединение формулы CuSO.₄. В пентагидратной форме соединение представляет собой ярко-синюю соль, которая растворяется в воде в результате экзотермической реакции и перед плавлением разлагается до безводной формы.

Безводный сульфат меди(II) представляет собой белое твердое вещество, образующееся в результате дегидратации пентагидрата сульфата меди(II). Во многих тестах в качестве аналитического реагента также используется сульфат меди (II).

Изоляция меди

Добавление более реакционноспособного металла в раствор соединения меди позволяет легко изолировать медь. Например, из алюминиевой фольги можно сделать медный порошок, а из кусочка цинка — кристаллы меди. На видео ниже делаем медный порошок

Кроме того, наночастицы меди были синтезированы с использованием подхода химического восстановления. В эксперименте раствор пентагидрата сульфата меди(II), крахмал, аскорбиновую кислоту и раствор гидроксида натрия соединяют и нагревают. Как только он остынет, исследователи отфильтровывают осадок из конечного раствора.