Фізичні та хімічні властивості простих речовин

Мідь, срібло та золото м'які блискучі метали. Мідь має червоний колір, срібло — сріблясто-білий, золото — жовтий. Усі ці метали дуже пластичні. Металічні пластинки можна прокатати до товщини 10^-4 мм. Срібло має найвищу серед металів теплопровідність та електропровідність. На цьому засновано його використання у приладобудуванні. Хімічна активність міді та її аналогів невелика і в ряді Cu—Ag—Au швидко зменшується.

З киснем реагує лише мідь. При нагріванні міді до 400-500 °С у присутності кисню утворюється CuO:

2Cu + O₂ = 2CuO.

При нагріванні вище 1100 °С CuO розкладається на Cu2О та О2. Благородні метали Ag та Au не окиснюються киснем навіть при нагріванні.

Хоча мідь малоактивна, але у вологому повітрі вона поступово вкривається зеленою плівкою гідроксокарбонату міді(ІІ) (CuОН)₂СО₃. При нагріванні Cu та Ag реагують з сіркою, утворюючи Cu₂S та Ag₂S. При нагріванні з хлором утворюються вищі хлориди CuCl₂, AgCl₂, AuCl₃.

В електрохімічному ряді напруг Cu, Ag та Au розміщені за воднем, тому не витісняють водень з розчинів кислот неокисників. Мідь та срібло легко розчиняються в азотній кислоті:

ЗCu + 8HNO_3(p) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4Н₂О,

Ag + 2HNO_3(K) = AgNO₃ + NO₂ + H₂O.

Продуктом відновлення концентрованої H2SO4 при реакції з міддю та сріблом є SO₂, наприклад:

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2Н₂О.

Золото в HNO₃ не розчиняється, але взаємодіє з «царською водкою»:

Au + HNO₃ + 4НС1 = H[AuCl₄] + NO + 2H₂O.

Золото легко розчиняється у гарячій концентрованійH₂SeО₄

2Au + 6H₂SeО₄ = Au₂(SeО₄)₃ + 3SeO₂ + 6H₂O.

Срібло має велику спорідненість до сірки та, незважаючи на те, що у ряді напруг воно розміщене за воднем, у присутності кисню повітря реагує з сірководнем з утворенням сульфіду срібла Ag₂S (вироби із срібла на повітрі, в якому є незначні домішки сірководню, темніють):

4Ag + 2H₂S + О₂ = 2Ag₂S + 2Н₂О.

Сполуки міді

З киснем мідь утворює два нерозчинні у воді оксиди: червоний Cu₂О та чорний CuO. Вони реагують з кислотами з утворенням солей Cu(І) та Cu(ІІ):

Cu₂О + 2НС1 = 2CuCl + Н₂О,

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O.

Оксиди міді(І) та міді(П) легко розчиняються у водному розчині NH₃:

Cu₂O + 4NH₃ + Н₂О = 2[Cu(NH₃)₂]OH,

безбарвний

CuO +4NH₃ + H₂O = [Cu(NH₃)](OH)₂.

темно-синій

При дії лугів на розчини солей Cu(ІІ) утворюється гідроксид міді(ІІ) блакитного кольору:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄.

Гідроксид міді(ІІ) Cu(OH)₂ — слабка основа, яка невеликою мірою виявляє амфотерні властивості — вона розчиняється в концентрованих розчинах лугів з утворенням тетрагідроксокупрат(ІІ)-іонів:

Cu(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Cu(OH)],

яскраво-синій

а також у розчинах кислот:

Cu(OH)₂ + 2HC1 + 2Н₂О = [Cu(ОН₂)₄]С1₂.

При нагріванні Cu(ОН)₂ легко розкладається:

Cu(OH)₂ = CuO + Н₂О.

Для одержання білого малорозчинного у воді хлориду міді(І) CuCl нагрівають суміш CuС1₂, концентрованої НС1 та порошкоподібної міді (для створення відновного середовища):

Cu + CuС1₂ + 2НС1 = 2Н[CuС1₂].

При розведенні водою комплекс руйнується і CuCl випадає в осад:

H[CuCl₂] = HC1 + CuCl.

Хлорид міді(І) малостійкий, проявляє відновні властивості, і ому легко окиснюється киснем повітря до CuС1₂:

4CuС1 + О₂ + 4НС1 = 4CuС1₂ + 2Н₂О.

У водному розчині катіон міді(ІІ) утворює катіон гексаакваміді(ІІ) Синьо-зеленого кольору, [Cu(OH2)]²⁺. Катіон міді(ІІ) утворює велику кількість солей. Найчастіше на практиці застосовують Синій CuSO₄- 5H₂O — мідний купорос. При нагріванні мідний купорос втрачає воду. Безводний CuSO₄ безбарвний.

Гідроліз солей міді(ІІ) супроводжується утворенням малорозчинних у воді основних солей:

CuС1₂ + Н₂О = CuOHCl + НС1.

Дією на розчини, які містять солі міді(ІІ), карбонатів лужних металів утворюється зеленувато-блакитний осад основного карбонату міді:

2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O = (CuOH)₂CO₃ + 2Na₂SO₄ + СО₂.

При взаємодії розчину сульфату міді(ІІ) з гідратом аміаку утворюється блакитний осад гідроксосульфату міді(ІІ);

2CuSO₄ + 2NH₃ • Н₂О = (CuOH)₂SО₄ + (NH₄)₂SO₄.

Під дією надлишку аміаку утворюється катіон тетраамінміді(ІІ) інтенсивного синього кольору:

(CuOH)₂SO₄ + 8NH₃- H₂O = [Cu(NH₃)]SO₄ + [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + 8Н₂О.

Солі міді(ІІ) мають окиснювальні властивості. Так, при додаванні до розчину CuSO₄ йодиду калію виділяється йод та білий осад йодиду міді(І):

2CuSO₄ + 4КІ = 2Cu + І₂ + 2K₂SO₄.

Окиснення Cu на повітрі не відбувається внаслідок дуже малої величини його добутку розчинності.