Химия меди и ее соединений

В природе медь находится в основном в виде соединений: халькозина Cu₂S, ковелина CuS, куприта Cu₂O, малахита (CuOH)₂CO₃ и других соединений, но встречается и в самородном состоянии. Получение обычно складывается из нескольких этапов: обжига сульфидов, восстановления полученных оксидов углем и рафинирования меди:

2CuS + 3O₂ ® 2SO₂ + 2CuO

CuO + СО ® Cu + СО₂

Медь - мягкий красный металл, хорошо проводит тепло и электрический ток. Медь образует сплавы: латунь (60-90% Cu и 10-40% Zn), бронзы (например, 80% Cu, 15%Sn, 5% Zn), мельхиор (80% Cu, 20% Ni) и другие сплавы.

Медь расположена в ряду напряжений после водорода и не реагирует с обычными кислотами в отсутствии окислителей:

Cu + H₂SO₄ (разб.) ¹

Cu + HСl ¹

Однако медь реагирует с кислотами окислителями:

Cu + 2H₂SO₄ (конц.) ® CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Cu + 4HNO₃ (конц.) ® Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

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

Красный оксид меди(I) Cu₂O образуется при нагревании до 200^оС меди на воздухе при недостатке кислорода. Соответствующий оксид CuOH нестоек, распадаясь на оксид и воду, и легко окисляется до Cu(OH)₂. Из соединений меди(I) устойчивы лишь комплексные соединения, например, [Cu(NH₃)₂]OH или H[Cu(CN)₂], или малорастворимые вещества, например белый CuI.

Черный оксид меди(II) CuO получается при нагревании меди на воздухе выше 300^оС при избытке кислорода. При нагревании выше 1000^оС CuO распадается на Cu₂O и кислород.

Голубой осадок гидроксида меди(II) Cu(OН)₂ получают действием щелочей на соли меди(II):

CuSO₄ + 2NaOH ® Cu(OН)₂¯ + Na₂SO₄

При нагревании этот осадок чернеет вследствие образования черного оксида меди(II):

Cu(OН)₂¯ СuO + H₂O

Гидроксид меди(II) Cu(OН)₂ имеет амфотерные свойства с преобладанием основных свойств. Кислотные свойства Cu(OН)₂ не наблюдаются в растворах, но проявляются при сплавлении или действии концентрированных щелочей:

Cu(OН)₂¯ + Н₂SO₄ ® CuSO₄ + 2H₂O

Cu(OН)₂¯ + NaOH ¹ не идет в растворе

Cu(OН)₂¯ + 2NaOH (конц.) ® Na₂[Cu(OH)₄]

Ионы меди(II) образуют комплексные соединения. Так, образование интенсивно-синего тетраммина меди(II) используется для обнаружения ионов меди(II) в растворе:

CuSO₄ + 4NH₄OH ® [Cu(NH₃)₄]SO₄ + 4H₂O

Соли меди(II) имеют вследствие гидролиза кислую среду:

2CuSO₄ + 2H₂O(CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄

Cu²⁺ + SO₄^2- + H₂OCuOH⁺ + H⁺ + SO₄^2-

Cu²⁺ + H₂OCuOH⁺ + H⁺ (pH<7)

Окислительные свойства для ионов меди(II) мало характерны, но проявляются при взаимодействии с иодид-ионом:

2CuSO₄ + 4KI ® 2CuI¯ + I₂ + 2K₂SO₄

Медь является микроэлементом. В больших концентрациях соединения меди токсичны и используются как пестициды.

Дата добавления: 2014-01-04