2 семестр / Медь реферат1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МАИ – Московский авиационный университет» (МАИ)

Институт №2

«Аэрокосмические конструкции, технологии и системы управления»

Кафедра

«Общая химия, физика и химия композиционных материалов»

РЕФЕРАТ

Медь

по дисциплине

«ХИМИЯ»

Студент:

^{Фамилия И.О.}

Группа:

^{Полный номер группы}

Преподаватель:Каслина Н.А.

^{Фамилия И.О.}

     

^{Отметка о выполнении (защиты) работы}

21.7.19

^{Дата (защиты работы)}

Москва 20

Содержание:

1. Вступление 2

2. Положение Cu в Периодической таблице Д.И. Менделеева 3

3. Проявляемые степени окисления Cu в соединениях 3

4. Местоположение Cu в электрохим. ряду напряжений металлов 3

5. Оценка red активности Cu и ox/red способности соединений 3

6. Поведение Cu в компактном состоянии в различных средах 4

   1. В атмосфере сухого воздуха 4

   2. В воде 4

   3. Взаимодействие с неокисл. кислотами 4

   4. Взаимодействие с окисл. кислотами 5

   5. Взаимодействие с растворами и расплавами 6

7. Возможные процессы электрохимической коррозии 6

1. Вступление

Медь является одним из главных химических элементов. В чистом виде медь представляет собой красновато-оранжевый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Она применяется для производства широкого ряда изделий, включая электрические провода, кухонную посуду, трубы, автомобильные радиаторы и многое другое. Медь также используется в качестве пигмента и консерванта для красок, бумаги, тканей и дерева. Совместно с цинком медь применяется для производства латуни, а с оловом - для производства

2. Положение в Периодической таблице Д.И. Менделеева

Медь (Cuprum), Сu — химический элемент побочной подгруппы первой группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Порядковый номер 29, атомная масса 63,54. Распределение электронов в атоме меди 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s¹

3. Проявляемые степени окисления в соединениях

В соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2.

4. Местоположение в электрохимическом ряду напряжений металлов

Ряд напряжений используется на практике для сравнительной [относительной] оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе. В этом ряду медь стоит правее водорода, что делает её слабым восстановителем, а также означает её неспособность взаимодействовать при стандартных условиях с водными растворами кислот-неокислителей.

Металл	Катион	φ0, В	Реакционная способность	Электролиз (на кат.):
Cu	Cu2+	+0,338	Низкая реакционная способность	Выделение металла в чистом виде

5. Оценка red активности меди и ox/red способности соединений

Исходя из данных таблицы стандартных потенциалов и выводов, сделанных в п.п.2,3,4 можно говорить о меди, как о металле с выраженной окислительной способностью (с повышением степени окисления возрастают окислительные свойства соединений меди), химическая активность невелика.

6. Поведение меди в компактном состоянии в различных средах

   1. В атмосфере сухого воздуха

По соотношению Пиллинга - Бедвортса . Следовательно на поверхности металла образуется сплошная и плотная пленка, которая предохраняет металл от дальнейшего окисления.

(Однако при 400–500°С образуется оксид двухвалентной меди:

2Cu + O2 = 2CuO

А при температуре выше 1000°С получается оксид меди (I):

4Cu + O2 = 2Cu2O.)

2. В воде

C водой не взаимодействуют металлы, которые в ряду напряжения металлов стоят правее водорода, т.к. медь является слабым восстановителем

3. Взаимодействие с неокисл. кислотами

Медь не реагирует с и , т.к. стоит правее водорода, поэтому не в состоянии заместить ион водорода в растворе кислоты.

4. Взаимодействие с окисл. кислотами

для серы в таблице не найдено, следовательно, ищем возможность протекания реакции в справочных материалах:

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O – горячий концентрат,

Cu + H₂SO₄ → CuO + SO₂↑ + H₂O – холодный концентрат;

6 ице)338=−0.561пленка, которая предохраняет металл от дальнейшего окисления

6.5 Взаимодействие с растворами и расплавами

+0,338 B > -0,83 B, следовательно металл устойчив к растворам щелочей.

Реакция с расплавами также не протекает.

7. Возможные процессы электрохимической коррозии

Электрохимическая коррозия при контакте железа с медью.

В коррозионной гальванической паре железо (φ0 = -0.44 В) является анодом, оно окисляется, а медь (φ0 = +0.34 В) является катодом; на меди происходит восстановление окислителя, содержащегося в окружающей среде.

В нейтральной среде (рН = 7), во влажной атмосфере с доступом кислорода:

 

A (-): Fe/ O₂, H₂O /Cu :(+) K

OH

Анод: 2|Fe – 2e = Fe²⁺ (окисление)

Катод: 1|O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH^- (восстановление)

 

Окислению всегда подвергается более активный металл. На поверхности меди – менее активного металла происходит кислородная деполяризация, т.е. восстановление кислорода в присутствии воды с образованием ОН^--групп.

Молекулярное уравнение коррозии:

2Fe + O₂ + 2H₂O = 2Fe(OH)₂

 

В местах контакта железных и медных деталей образуется Fe(OH)₂, последний окисляется кислородом воздуха до Fe(OH)₃. 

4Fe(OH)₂ + O₂ +2H₂O = 4Fe(OH)₃

 

На воздухе Fe(OH)₃ может частично или полностью дегидратироваться с образованием FeOOH и затем Fe₂O₃.

E х.р.=

В водном нейтральном растворе (рН = 7), не содержащем растворенного кислорода, на катоде (меди) восстанавливаются молекулы воды

Анод: Fe – 2e = Fe²⁺ (окисление)

Катод: 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-(восстановление)

Молекулярное уравнение коррозии

Fe + 2H₂O = Fe(OH)₂ + H₂

Eх.р.=

В водном растворе кислоты (рН < 7):

 

OH

A (-): Fe/ H₂SO₄ /Cu :(+) K

Анод: Fe – 2e = Fe²⁺ (окисление)

Катод: 2H⁺ + 2e = H₂ (восстановление)

 

На поверхности меди (катоде) происходит восстановление ионов водорода, то есть водородная деполяризация.

Молекулярное уравнение коррозии

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

Eх.р.=

Продуктом коррозии является растворимая соль FeSO₄.

При контакте железа с медью усиливается разрушение железа вследствие электрохимической коррозии, т. к. железо более активный металл, чем медь (в электрохимическом ряду напряжений металлов железо стоит левее меди).)