Rozpustnosť medi vo vode a kyselinách

Chemické vlastnosti väčšiny prvkov sú založené na ich schopnosti rozpúšťať sa vo vodných médiách a kyselinách. Štúdia charakteristík medi je spojená s nízkou aktivitou v normálnych podmienkach. Zvláštnosťou chemických procesov je tvorba zlúčenín s amoniakom, ortuťou, kyselinou dusičnou a kyselinou sírovou. Nízka rozpustnosť medi vo vode nie je schopná spôsobiť korózne procesy. Má špeciálne chemické vlastnosti, ktoré umožňujú použitie zlúčeniny v rôznych odvetviach.

Položka Popis

Meď je považovaná za najstarší kov, ktorý sa ľudia naučili pred našou éru. Táto látka sa získava z prírodných zdrojov vo forme rudy. Meď sa nazýva prvkom chemickej tabuľky s latinským názvom cuprum, ktorého poradové číslo je 29. V periodickom systéme sa nachádza v štvrtom období a patrí do prvej skupiny.

Prírodnou látkou je ružovo-červený ťažký kov s mäkkou a kovaním. Teplota varu a tavenia je vyššia ako 1000 ° С. Považuje sa za dobrý dirigent.

Chemická štruktúra a vlastnosti

Ak študujete elektronický vzorec medeného atómu, zistíte, že má 4 úrovne. Na valence 4s-orbitals je len jeden elektrón. Počas chemických reakcií sa od 1 až 3 negatívne nabitých častíc môže oddeliť atóm, potom sa získajú zlúčeniny medi s oxidačným stavom +3, +2, +1. Jeho bivalentné deriváty majú najväčšiu stabilitu.

Pri chemických reakciách pôsobí ako kov s nízkou aktivitou. Za normálnych podmienok chýba rozpustnosť medi vo vode. Pri suchom vzduchu nie je pozorovaná korózia, ale keď sa zahrieva, kovový povrch je pokrytý čiernym povlakom bivalentného oxidu. Chemická stabilita medi sa prejavuje pôsobením bezvodých plynov, uhlíka, množstva organických zlúčenín, fenolových živíc a alkoholov. Je charakterizovaná komplexačnými reakciami s uvoľňovaním farebných zlúčenín. Meď má miernu podobnosť s kovmi alkalickej skupiny, spojenými s tvorbou derivátov monovalentnej série.

Čo je to rozpustnosť?

Ide o proces tvorby homogénnych systémov vo forme roztokov v interakcii jednej zlúčeniny s inými látkami. Ich zložkami sú jednotlivé molekuly, atómy, ióny a iné častice. Stupeň rozpustnosti sa stanoví koncentráciou látky, ktorá sa rozpustila pri príprave nasýteného roztoku.

Jednotkou merania sú najčastejšie percentá, objemové alebo hmotnostné frakcie. Rozpustnosť medi vo vode, ako aj iných zlúčenín tuhého typu, podlieha iba zmenám v teplotných podmienkach. Táto závislosť sa vyjadruje pomocou kriviek. Ak je indikátor veľmi malý, potom sa látka považuje za nerozpustnú.

Rozpustnosť medi vo vodnom médiu

Kov má odolnosť proti korózii pod vplyvom morskej vody. To dokazuje jeho inertnosť za bežných podmienok. Rozpustnosť medi vo vode (čerstvá) prakticky nie je pozorovaná. Ale vo vlhkom prostredí a pod vplyvom oxidu uhličitého na kovový povrch tvorí zelený film, ktorý je hlavným uhličitanom:

Cu + Cu + O2 + H20 + C02- Cu (OH) ₂ · CuCO2.

Ak vezmeme do úvahy jeho monovalentné zlúčeniny vo forme soli, potom sa pozoruje ich nevýznamné rozpustenie. Takéto látky sú náchylné na rýchlu oxidáciu. Výsledkom je, že zlúčeniny medi sú dvojmocné. Tieto soli majú dobrú rozpustnosť vo vodnom médiu. Existuje úplná disociácia do iónov.

Rozpustnosť v kyselinách

Zvyčajné podmienky na reakciu medi so slabými alebo zriedenými kyselinami neprispievajú k ich interakcii. Neexistuje žiadny chemický proces s kovmi a zásadami. Rozpustnosť medi v kyselinách je možná, ak sú silné oxidanty. Len v tomto prípade existuje interakcia.

Rozpustnosť medi v kyseline dusičnej

Takáto reakcia je možná vzhľadom na skutočnosť, že dochádza k procesu oxidácie kovu so silným reakčným činidlom. Kyselina dusičná v zriedenej a koncentrovanej forme vykazuje oxidačné vlastnosti pri rozpúšťaní medi.

V prvom variante sa počas reakcie získa dusičnan meďnatý a dvojmocný oxid dusíka v pomere 75% až 25%. Spôsob so zriedenou kyselinou dusičnou možno opísať nasledujúcou rovnicou:

8HNO3 + 3Cu-3Cu (NO3) ₂ + NO + NO + 4H20.

V druhom prípade sa získajú dusičnan meďnatý a dusík, dvojmocné a tetravalentné oxidy, ktorých pomer je 1: 1. Pri tomto spôsobe sa 1 mól kovu a 3 móly kyseliny zahustia. Keď sa meď rozpustí, roztok sa zahrieva silne, v dôsledku čoho sa pozoruje tepelný rozklad oxidačného činidla a uvoľnenie dodatočného objemu oxidov dusíka:

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

Reakcia sa používa pri nízkotonážnej výrobe, ktorá sa týka spracovania šrotu alebo odstránenia povlaku z odpadu. Avšak takýto spôsob rozpúšťania medi má množstvo nevýhod spojených s uvoľňovaním veľkého množstva oxidov dusíka. Na ich zachytenie alebo neutralizáciu je potrebné špeciálne vybavenie. Tieto procesy sú veľmi drahé.

Rozpustenie medi sa považuje za úplné, keď dôjde k úplnému zastaveniu produkcie prchavých oxidov dusíka. Reakčná teplota sa pohybuje od 60 do 70 ° C. Ďalším krokom je uvoľnenie roztoku z chemického reaktora. Na jeho dno sú malé kusy kovu, ktoré nereagovali. Do výslednej kvapaliny sa pridala voda a uskutočnila sa filtrácia.

Rozpustnosť v kyseline sírovej

V normálnom stave sa táto reakcia nevyskytuje. Faktor určujúci rozpúšťanie medi v kyseline sírovej je jeho silná koncentrácia. Zriedené médiá nemôžu oxidovať kov. Rozpustenie medi v koncentrovanej kyseline sírovej prebieha s oslobodením síranu.

Proces je vyjadrený nasledujúcou rovnicou:

Cu + H2S04 + H2S04- CuS04 + 2H20 + S02.

Vlastnosti síranu medi

Dvojitá soľ sa tiež nazýva kyselina sírová, označuje sa ako CuS04. Je to látka bez charakteristického zápachu, ktorá nevykazuje prchavosť. V bezvodej forme má soľ žiadnu farbu, je nepriehľadná a má vysokú hygroskopickosť. Rozpustnosť medi (síran) je dobrá. Molekuly vody spájajúce soľ môžu tvoriť kryštalické hydrátové zlúčeniny. Príkladom je síran meďnatý, čo je modrý pentahydrát. Jeho vzorec: CuSO4.5H2O.

Kryštálové hydráty majú transparentnú štruktúru modravého sfarbenia, vykazujú horkú metalickú chuť. Ich molekuly sú schopné včas strhnúť viazanú vodu. V prírode sa vyskytujú vo forme minerálov, medzi ktoré patrí chalkant a butyl.

Síran meďnatý je vystavený pôsobeniu medi. Rozpustnosť je exotermická reakcia. Počas hydratácie soli sa uvoľňuje značné množstvo tepla.

Rozpustnosť medi v železe

V dôsledku tohto procesu sa vytvárajú pseudo-zliatiny z Fe a Cu. Pre metalické železo a meď je možná obmedzená vzájomná rozpustnosť. Jeho maximálne hodnoty sú pozorované pri teplote 1099,85 ° C. Stupeň rozpustnosti medi v pevnej forme železa je 8,5%. Sú to malé indikátory. Rozpustenie kovového železa v pevnej forme medi je asi 4,2%.

Zníženie teploty na hodnotu miestnosti spôsobuje, že vzájomné procesy sú zanedbateľné. Pri roztavovaní kovovej medi je schopný mokré železo dobre namočiť v pevnej forme. Pri príprave pseudozliatin Fe a Cu sa používajú špeciálne polotovary. Vytvára sa lisovaním alebo pečením železného prášku v čistom alebo legovanom stave. Tieto polotovary sú impregnované kvapalnou meďou a vytvárajú pseudoalky.

Rozpustenie v amoniaku

Spôsob sa často vyskytuje, keď sa NH3 prechádza v plynnej forme nad roztaveným kovom. Výsledkom je rozpustenie medi v amoniaku, uvoľňovanie Cu ₃ N. Táto zlúčenina sa nazýva monovalentný nitrid.

Jeho soli sú vystavené pôsobeniu roztoku amoniaku. Pridanie takéhoto činidla k chloridu meďnatému vedie k vyzrážaniu zrazeniny vo forme hydroxidu:

CuCl2 + NH3 + NH3 + 2H20 -> 2NH4Cl + Cu (OH) ₂ ↓.

Prebytok amoniaku podporuje tvorbu zlúčeniny komplexného typu s tmavo modrou farbou:

Cu (OH) ₂ ↓ + 4NH3- [Cu (NH3) ₄ ] (OH) ₂ .

Tento proces sa používa na určenie iónov dvojmocnej medi.

Rozpustnosť v liatine

V štruktúre tvárnej perličky je okrem hlavných komponentov dodatočný prvok vo forme bežnej medi. Zvyšuje grafitizáciu atómov uhlíka, prispieva k zvýšeniu tekutosti, pevnosti a tvrdosti zliatin. Kov pozitívne ovplyvňuje úroveň perlitu v konečnom výrobku. Rozpustnosť medi v liatine sa používa na spracovanie pôvodnej kompozície. Hlavným účelom tohto procesu je získať tvárnu zliatinu. Zvyšuje mechanické a korozívne vlastnosti, ale krehkosť je znížená.

Ak je obsah medi v liatine približne 1%, pevnosť v ťahu sa rovná 40% a výťažok sa zvyšuje na 50%. To výrazne mení vlastnosti zliatiny. Zvýšenie množstva zliatiny kovu až na 2% vedie k zmene pevnosti na hodnotu 65% a hodnota výťažku je 70%. Pri vyššom obsahu medi v zložení z liatiny je obtiažne tvarovať sférický grafit. Úvod do štruktúry legovacieho prvku nemení technológiu tvorby viskóznej a mäkkej zliatiny. Čas, ktorý je určený na žíhanie, sa zhoduje s trvaním takejto reakcie pri výrobe liatiny bez nečistôt medi. Je to asi 10 hodín.

Použitie medi na výrobu liatiny s vysokou koncentráciou kremíka nie je schopné úplne eliminovať tzv. Ferruginizáciu zmesi počas žíhania. Výsledkom je produkt s nízkou elasticitou.

Rozpustnosť v ortuti

Pri zmiešaní ortuti s kovmi iných prvkov sa získajú amalgámy. Tento proces môže prebiehať pri izbovej teplote, pretože v takýchto podmienkach je Pb kvapalina. Rozpustnosť medi v ortuti prechádza iba počas zahrievania. Kov musí byť rozdrvený vopred. Keď je mokrá ortuť mokrého navlhčená, dochádza k vzájomnej penetrácii jednej látky do druhej alebo k difúzii. Hodnota rozpustnosti je vyjadrená v percentách a je 7,4 x ^10-3 . Počas reakcie sa získa pevný, jednoduchý amalgám, podobný cementu. Ak je mierne zahriate, potom zmäkne. Ako výsledok sa táto zmes používa na opravu výrobkov z porcelánu. Existujú tiež komplexné amalgámy s optimálnym obsahom kovov v ňom. Napríklad v zubnej zliatine sú prvky striebra, cínu, medi a zinku. Ich percento v percentách sa vzťahuje na 65: 27: 6: 2. Amalgám s týmto zložením sa nazýva striebro. Každá zložka zliatiny spĺňa určitú funkciu, ktorá umožňuje získať vysokokvalitnú pečať.

Ďalším príkladom je amalgámová zliatina, v ktorej je pozorovaný vysoký obsah medi. Tiež sa nazýva zliatina medi. V amalgámovej kompozícii je prítomná 10 až 30% Cu. Vysoký obsah medi zabraňuje interakcii cínu s ortuťou, čo neumožňuje tvorbu veľmi slabej a korozívnej fázy zliatiny. Navyše zníženie množstva striebornej náplne vedie k zníženiu ceny. Na prípravu amalgámov je žiaduce použiť inertnú atmosféru alebo ochrannú kvapalinu, ktorá tvorí film. Kovy, ktoré tvoria zliatinu, sa dajú rýchlo oxidovať vzduchom. Proces ohrevu amalgámu medi na prítomnosť vodíka vedie k destilácii ortuti, ktorá umožňuje oddeliť elementárnu meď. Ako môžete vidieť, táto téma sa ľahko pozná. Teraz viete, ako sa meď vzájomne ovplyvňuje nielen vodou, ale aj kyselinami a inými prvkami.