Rozpustnost mědi ve vodě a kyselinách

Chemické vlastnosti většiny prvků jsou založeny na jejich schopnosti rozpouštět se ve vodných médiích a kyselinách. Studium charakteristik mědi je spojeno s nízkou aktivitou v normálních podmínkách. Zvláštností vlastních chemických procesů je tvorba sloučenin s amoniakem, rtutí, dusíkem a kyseliny sírové.

Položka Popis

Měď je považována za nejstarší kov, který se lidé naučili vytahovat před naší dobou. Tato látka se získává z přírodních zdrojů ve formě rudy. Měď se nazývá prvek chemického stolu s latinským názvem cuprum, jehož pořadové číslo je 29. V periodickém systému se nachází ve čtvrtém období a patří do první skupiny.

Přírodní látka je růžově červený těžký kov s měkkou a kovací strukturou. Teplota vaření a tavení je vyšší než 1000 ° С. Je považován za dobrý dirigent.

Chemická struktura a vlastnosti

Pokud studujete elektronický vzorec atomu mědi, zjistíte, že má 4 úrovně. Na valence 4s-orbitals je umístěn pouze jeden elektron. Během chemických reakcí z atomu lze odštěpit 1 až 3 záporně nabité částice, pak se získají sloučeniny mědi s oxidačním stavem +3, +2, +1. Jeho bivalentní deriváty mají největší stabilitu.

Při chemických reakcích působí jako nízkoaktivní kov. Za normálních podmínek není měď rozpustná ve vodě. Při suchém vzduchu nedochází k korozi, ale při zahřátí je kovový povrch pokryt černým povlakem z dvojmocného oxidu. Chemická odolnost mědi se projevuje působením bezvodých plynů, uhlíku, množství organických sloučenin, fenolových pryskyřic a alkoholů. Je charakterizován komplexačními reakcemi s uvolňováním barevných sloučenin. Měď má nepatrnou podobnost s kovy alkalické skupiny, spojená s tvorbou derivátů monovalentní řady.

Co je to rozpustnost?

Jedná se o proces tvorby homogenních systémů ve formě roztoků ve vzájemné interakci jedné sloučeniny s jinými látkami. Jejich součástí jsou jednotlivé molekuly, atomy, ionty a další částice. Stupeň rozpustnosti je určen koncentrací látky, která byla rozpuštěna při přípravě nasyceného roztoku.

Jednotkou měření jsou nejčastěji procentní podíly, objemové nebo hmotnostní frakce. Rozpustnost mědi ve vodě a dalších sloučenin pevného typu podléhá pouze změnám teplotních podmínek. Tato závislost je vyjádřena pomocí křivek. Pokud je indikátor velmi malý, pak se látka považuje za nerozpustnou.

Rozpustnost mědi ve vodném prostředí

Kov má odolnost proti korozi pod vlivem mořské vody. To dokazuje jeho inertnost za běžných podmínek. Rozpustnost mědi ve vodě (čerstvá) prakticky není pozorována. Ale ve vlhkém prostředí a pod vlivem oxidu uhličitého na kovovém povrchu se vytváří zelený film, který je hlavním uhličitanem:

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

Pokud budeme uvažovat o monovalentních sloučeninách ve formě soli, pak je pozorováno jejich nevýznamné rozpuštění. Takové látky jsou náchylné k rychlé oxidaci. V důsledku toho jsou sloučeniny mědi dvojmocné. Tyto soli mají dobrou rozpustnost ve vodném prostředí. Jejich úplná disociace do iontů nastává.

Rozpustnost v kyselinách

Obvyklé podmínky pro reakci mědi se slabými nebo zředěnými kyselinami nepodporují jejich vzájemnou interakci. Nepozorováno chemický proces kov s alkalickými látkami. Rozpustnost mědi v kyselinách je možná, pokud jsou silné oxidanty. Pouze v tomto případě existuje interakce.

Rozpustnost mědi v kyselině dusičné

Taková reakce je možná s ohledem na skutečnost, že probíhá proces oxidace kovu silným reakčním činidlem. Kyselina dusičná ve zředěné a koncentrované formě vykazuje oxidační vlastnosti při rozpouštění mědi.

V první variantě se během reakce získá dusičnan měďnatý a dvojmocný oxid dusíku v poměru 75% až 25%. Způsob se zředěnou kyselinou dusičnou může být popsán pomocí následující rovnice:

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

Ve druhém případě jsou dusičnan měďnatý a oxid dusnatý dvojmocné a čtyřmocné, jehož poměr je 1: 1. V tomto postupu se koncentruje 1 mol kovu a 3 mol kyseliny. Když se měď rozpouští, roztok se silně zahřívá, což vede k tepelnému rozkladu oxidačního činidla ak uvolnění dalšího objemu oxidů dusíku:

4HNO₃ + Cu → Cu (NO₃).₂ + Ne₂ + Ne₂ + 2H₂O.

Reakce se používá při nízkotonážní výrobě, která se týká zpracování šrotu nebo odstraňování povlaků z odpadu. Avšak tento způsob rozpouštění mědi má řadu nevýhod spojených s uvolňováním velkého množství oxidů dusíku. Pro jejich zachycení nebo neutralizaci je nutné speciální vybavení. Tyto procesy jsou velmi nákladné.

Rozpuštění mědi se považuje za úplné, když dojde k úplnému zastavení výroby těkavých oxidů dusíku. Reakční teplota se pohybuje od 60 do 70 ° C. Dalším krokem je uvolnění řešení chemický reaktor. Na jeho spodní části jsou malé kusy kovu, které nereagovaly. Do výsledné kapaliny byla přidána voda a byla provedena filtrace.

Rozpustnost v kyselině sírové

V normálním stavu se tato reakce nevyskytuje. Faktor určující rozpouštění mědi v kyselině sírové je jeho silná koncentrace. Zředěné médium nemůže oxidovat kov. Rozpuštění mědi v koncentrované kyselině sírové pokračuje uvolněním síranu.

Proces je vyjádřen následující rovnicí:

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

Vlastnosti síranu měďnatého

Dvojitá sůl se také nazývá kyselina sírová, označuje se jako CuSO₄. Jedná se o látku bez charakteristického zápachu, která nevykazuje volatilitu. V bezvodé formě má sůl žádnou barvu, je neprůhledná a má vysokou hygroskopičnost. Měď (síran) má dobrou rozpustnost. Molekuly vody spojující sol mohou vytvářet krystalické hydrátové sloučeniny. Příkladem je síran měďnatý, což je modrý pentahydrát. Jeho vzorec: CuSO₄middot-5H₂O.

Krystalové hydráty mají průhlednou strukturu modravého odstínu, vykazují hořkou kovovou chuť. Jejich molekuly jsou schopné včas ztrácet vázanou vodu. V přírodě se vyskytují ve formě minerálů, mezi které patří chalkanthit a butyl.

Síran měďnatý je vystaven působení mědi. Rozpustnost je exotermní reakce. Během hydratace soli se uvolňuje značné množství tepla.

Rozpustnost mědi v železe

Výsledkem tohoto procesu jsou pseudoalyzy z 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%. Jedná se o malé ukazatele. Rozpuštění kovového železa v pevné formě mědi je asi 4,2%.

Snížení teploty na pokojové hodnoty činí vzájemné procesy nevýznamné. Při roztavení kovové mědi je schopen mokré železo dobře namočit v pevné formě. Při přípravě pseudoelektů Fe a Cu se používají speciální polotovary. Jsou vytvořeny lisováním nebo pečením železného prášku v čisté nebo legované formě. Tyto polotovary jsou impregnovány tekutou mědí, tvořící pseudoalyzy.

Rozpuštění v čpavku

Proces se často vyskytuje, když projde NH₃ v plynné formě nad horkým kovem. Výsledkem je rozpuštění mědi v čpavku, izolace Cu₃N. Tato sloučenina se nazývá monovalentní nitrid.

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

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

Přebytek amoniaku podporuje tvorbu sloučeniny komplexního typu s tmavě modrou barvou:

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

Tento proces se používá k určení iontů dvojmocné mědi.

Rozpustnost v litině

Ve struktuře tvárné perlitické železa, vedle hlavních komponent, je dodatečný prvek ve formě běžné mědi. Zvyšuje grafitizaci atomů uhlíku, přispívá ke zvýšení tekutosti, pevnosti a tvrdosti slitin. Kov pozitivně ovlivňuje hladinu perlitu v konečném výrobku. Rozpustnost mědi v litině se používá k dopingu původní kompozice. Hlavním účelem tohoto procesu je získání tvárné slitiny. Bude mít zvýšené mechanické a korozní vlastnosti, ale křehkost se sníží.

Pokud je obsah mědi v litině přibližně 1%, pevnost v tahu se rovná 40% a výtěžnost se zvyšuje na 50%. To významně mění vlastnosti slitiny. Zvýšení množství legování kovů až o 2% vede ke změně pevnosti na hodnotu 65% a index výnosu se stává 70%. S vyšším obsahem mědi v kompozici litiny je obtížněji tvarován sférický grafit. Úvod do struktury legovacího prvku nemění technologii tvorby viskózní a měkké slitiny. Čas, který je určen pro žíhání, se shoduje s trváním takové reakce při výroba surového železa bez příměsí mědi. Je to asi 10 hodin.

Použití mědi pro výrobu litiny s vysokou koncentrací křemíku není schopen zcela odstranit tzv ferrugination směsi během žíhání. Výsledkem je produkt s nízkou elasticitou.

Rozpustnost v rtuti

Při míchání rtuti s kovy jiných prvků se získají amalgamy. Tento proces může probíhat při pokojové teplotě, protože za takových podmínek je Pb kapalina. Rozpustnost mědi v rtuti prochází pouze během zahřívání. Kov musí být nejprve rozdrcený. Když je mokrá měděná ortuť navlhčena, dochází k vzájemnému pronikání jedné látky do druhé nebo k procesu difúze. Hodnota rozpustnosti je vyjádřena v procentech a je 7,4 x 10^-3. Během reakce se získá pevný, jednoduchý amalgam, podobný cementu. Pokud je lehce vyhřívaný, změkčuje. V důsledku toho se tato směs používá k opravě výrobků z porcelánu. Tam jsou také komplexní amalgams s optimálním obsahem kovů v něm. Například v zubní slitině jsou prvky stříbra, cínu, mědi a zinku. Jej procentní podíl v procentech se vztahuje na 65: 27: 6: 2. Amalgám s takovou kompozicí se nazývá stříbro. Každá součást slitiny provádí určitou funkci, která umožňuje získat vysoce kvalitní těsnění.

Jiným příkladem je amalgámová slitina, ve které je pozorován vysoký obsah mědi. To se také nazývá slitina mědi. V amalgamové kompozici je přítomno 10 až 30% Cu. Vysoký obsah mědi zabraňuje vzájemnému působení cínu s rtutí, což neumožňuje vznik velmi slabé a korozivní fáze slitiny. Kromě toho snížení množství stříbrné výplně vede ke snížení ceny. Pro přípravu amalgámů je žádoucí použít inertní atmosféru nebo ochrannou kapalinu, která tvoří film. Kovy tvořící slitinu lze rychle oxidovat vzduchem. Proces ohřevu amalgámu mědi na přítomnost vodíku vede k destilaci rtuti, která umožňuje oddělení elementární mědi. Jak můžete vidět, toto téma se snadno učí. Nyní víte, jak měď interaguje nejen s vodou, ale také s kyselinami a dalšími prvky.