Серебро

Медь

Побочная подгруппа I группы

Медь, серебро и золото относятся к d-элементам с общей электронной формулой...(n-1)s²p⁶d¹⁰ns¹. По сравнению с главной подгруппой притяжение наружных электронов к ядру сильнее, т.к. радиус атомов меньше и химическая активность значительно ниже.

В ряду напряжения все эти элементы стоят после водорода, т.е. не вытесняют его из кислот.

Серебро и золото на воздухе не окисляются. Гидриды все три элемента не образуют.

Являются хорошими комплексообразователями. Склонны к образованию интерметаллических соединений.

В природе встречается в виде следующих соединений: Cu₂S – медный блеск, Cu₂O – куприт, CuFeS₂ – медный колчедан, Cu₂(OH)₂CO₃ – малахит.

Для производства меди значение имеют сульфидные руды. Переработка основана на том, что сульфиды переводят в оксиды обжигом с последующим восстановлением углеродом до меди. Полученная "черновая" медь содержит в качестве примесей Fe, Zn, Pb, Bi, Sb. Для получения чистой электротехнической меди ее подвергают рафинированию, т.е. в электролизную ванну в качестве анода помещают "черновую" медь, в качестве катода чистую медь в качестве электролита используют раствор сульфата меди и процесс электролиза ведут таким образом, чтобы на катоде шло восстановление только меди, а примеси уходили в шлам. В чистом виде медь - металл красного цвета, вязкий, пластичный, с высокой тепло- и электропроводностью.

Химические свойства

1. На воздухе медь покрывается пленкой оксида, которая предотвращает дальнейшее разрушение. Во влажном воздухе, идет образование вещества зеленого цвета - малахита:

Cu + O₂ + CO₂ + H₂O = (CuOH)₂CO₃

2. При нагревании медь реагирует с серой и галогенами:

Cu + Cl₂ = CuCl₂

3. Хорошо растворяется в азотной кислоте и концентрированной серной кислоте:

Сu + 4HNO_3(конц) = Cu(NO₃)₂ +2NO₂ ­ + 2H₂O

3Cu + 8HNO_3(разб) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO ­ + 4H₂O

Cu + 2H₂SO_4(конц) = CuSO₄ + SO₂ ­ + 2H₂O

4. С кислородом образует два оксида: CuO – черного цвета, Cu₂O – красного цвета. Оба оксида в воде не растворимы. Соответствующие основания: CuOH – желтого цвета, Cu(OH)₂ – голубого цвета. В небольшой степени Cu(OH)₂ обладает амфотерными свойствами:

Cu(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Cu(OH)₄]

Соли меди в водных растворах, как правило, окрашены в зелено-голубой цвет, многие из них образуют кристаллогидраты: CuSO₄^.5H₂O, CuCl₂^.4H₂O, Cu(CH₃COO)₂^.2H₂O. Кристаллогидрат CuSO₄^.5H₂O (медный купорос) используются как средство борьбы с вредителями и для протравки семян.

Медь имеет большое значение в технике при производстве сплавов. Это латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы.

Латунь. Сплав меди с цинком (Zn до 45%). Латуни используются в машиностроении, судостроении (латунь устойчива в морской воде).

Бронзы. Сплавы меди с оловом, бериллием, кремнием, алюминием. Используются в машиностроении.

Медно-никелевые сплавы: мельхиор, константан, копель. Идут на изготовление посуды (мельхиор), используются в электротехнике.

В природе встречается как в самородном состоянии, так и в виде минерала аргентита (Ag₂S). До 1% серебра содержится в свинцовых рудах.

Получают серебро из сульфидной руды гидрометаллургическим способом: переводом его в цианид с последующим восстановлением цинком:

Ag₂S + 4KCN = 2K[Ag(CN)₂] + K₂S

2K[Ag(CN)₂] + Zn = 2Ag + K₂[Zn(CN)₄]

Серебро – белый, блестящий металл с высокой пластичностью. Обладает самой высокой электропроводностью среди всех простых веществ.

Химические свойства

1. При нагревании взаимодействует с серой и галогенами.

2. Чернеет на воздухе, загрязненным сероводородом:

4Ag + 2H₂S + O₂ = 2Ag₂S + 2H₂O

3. Из солей серебра хорошо растворим в воде только AgNO₃, который получается при взаимодействии серебра с азотной кислотой:

Ag + 2HNO_3(конц) = AgNO₃ + NO₂ ­ + H₂O

В разбавленных HCl и H₂SO₄ серебро не растворяется.

4. Оксид серебра получается косвенным путем:

2AgNO₃ + 2NaOH = Ag₂O + 2NaNO₃ + H₂O

Коричневый осадок Ag₂O плохо растворим в воде, однако при добавлении фенолфталеина раствор окрашивается в розовый цвет за счет образования гидроксида серебра:

Ag₂O + H₂O = 2AgOH

Равновесие этой реакции сильно сдвинуто влево.

Ag₂O – хороший восстановитель и с глюкозой дает реакцию "серебряного зеркала":

Ag₂O + C₆H₁₂O₆ = 2Ag + C₆H₁₂O₇ (глюконовая кислота)

5. Серебро - хороший комплексообразователь, образует устойчивые аммиачные, циано- и тиосульфатные комплексы:

AgCl + 2NH₃ = [Ag(NH₃)₂]Cl

AgBr + 2Na₂S₂O₃ = Na₃[Ag(S₂O₃)₂] + NaBr

На последней реакции основано действия закрепителя в фотографии, когда незасвеченные участки на фотопленке, содержащие AgBr растворяются тиосульфатом натрия.

85% всего добываемого серебра идет на изготовление светочувствительных слоев для фото- и кинопромышленности. Серебро используется в электро- и радиотехнической промышленности, в ювелирном деле, медицине.

Дата добавления: 2014-12-16