Работа 1. Получение оксида меди (I) из сульфата меди (II)

При подготовке к лабораторной работе необходимо повторить материал об условиях протекания реакций и о скорости реакции. Необходимо знать характерный цвет некоторых веществ и их растворов. Повторить материал об окислительно-восстановительных реакциях.

Теоретическая часть

Оксид меди(I) Cu₂O — твёрдое вещество красно-бурого цвета, нерастворимое в воде и органических растворителях. Температура плавления 1235 °C.; плотность 6,1 г/см^3. При нагревании до 1800 °C разлагается на металлическую медь и кислород. В природе оксид меди(I) содержится в минерале куприт красно-бурого цвета (крупные кристаллы) или желтый (мелкие кристаллы) Плавится без разложения. Во влажном состоянии медленно окисляется кислородом воздуха. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами, щелочами. Переводится в раствор гидратом аммиака, солями аммония. Восстанавливается водородом, монооксидом углерода, активными металлами. Токсичен.

Получение

1. Прокаливанием металлической меди при недостатке кислорода:

4. Cu + O₂ = 2 Cu₂O

2. Электролизом раствора NaCl с использованием медных электродов при т-ре не выше 70 °С; в лаборатории - при нагревании СuО до 1100°С, восстановлением (глюкозой, гидразином) CuSO₄ в щелочном растворе.

3. 

Химические свойства

Растворяется в водном растворе аммиака, образуя бесцветный комплекс [Cu(NH₃)₂]⁺, который на воздухе быстро окисляется до [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ синего цвета.

Водородом и оксидом углерода(II) легко восстанавливается до металлической меди:

Cu₂O + H₂ = 2Cu + H₂O

Cu₂O + CO = 2Cu + CO₂

В разбавленой серной кислоте растворяется только в присутствии кислорода. В концентрированной серной кислоте растворяется с выделением диоксида серы SO₂. Заметно взаимодействует с КОН и NaOH. Восстанавливается до металла Н₂, СО и активными металлами (Mg, Al, Zn). При нагр. окисляется О₂ до СuО. С НBr и HI дает соответственно СuBr и CuI. В разбавленной H₂SO₄ образует Сu и CuSO₄, в водных растворах NH₃ - аммиакат [Cu(NH₃)₂]OH.

Изменяет цвет огня при внесении в огонь.

Применение

Применяют оксид меди(I) для окрашивания стекла, эмалей и для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. Оксид меди(I) - полупроводник. Применяют Сu₂О как пигмент для стекла, керамики, глазурей, компонент красок, защищающих подводную часть судна от обрастания, в качестве фунгицида.

Практическая часть

Оборудование и реактивы: химические стаканы, плоскодонные колбы, термометр, стеклянная палочка, электрическая плитка, весы с разновесами, воронка, фильтровальная бумага; гидроксид натрия, сульфат меди (II), глюкоза, хлорид бария, соляная кислота, дистиллированная вода.

Ход работы

19 г. медного купороса растворяют в 110 мл. дист. воды. В раствор добавляют 4,8 г. глюкозы, растворенной в 3,5 мл. воды. Полученную смесь фильтруют. Фильтрат нагревают до 73 ºС и быстро при помешивании приливают 50 мл. 20%-ного раствора NaOH. Выпадает оранжевый осадок Cu₂O. Смеси дают постоять один час. Раствор над осадком должен быть бесцветным. Осадок промывают горячей водой декантацией (отмыть от иона SO₄^2-). Проба с BaCl₂ при присутствии HCl. Осадок промывают и высушивают при комнатной температуре.

Оксид меди (I) можно получить нагреванием (при постепенном повышении температуры) смеси оксида меди (II) с металлической медью, взятых в стехиометрических количествах.

Исходные вещества – восстановленную порошкообразную медь и прокаленный при температуре 400-500 ºС оксид меди (II) – тщательно перемешивают, растирают в фарфоровой ступке, перемещают в фарфоровую лодочку и прокаливают в фарфоровой или кварцевой трубке под вакуумом при температуре 800-900 ºС в течение 4 ч. в трубчатой печи.