34 Билет

Физические свойства

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной пленкой, которая придает ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (20 °C) 16.78 nΩ·m (занимает второе место по электропроводности после серебра). Имеет два стабильных изотопа — 63Cu и 65Cu, и несколько радиоактивных изотопов. Самый долгоживущий из них, 64Cu, имеет период полураспада 12,7 ч и два различных варианта распада с различными продуктами.

Существует ряд сплавов меди: латунь — сплав меди с цинком, бронза — сплав меди с оловом и некоторые другие.

Химические свойства

Соединения

Медный купорос

В соединениях медь может иметь две степени окисления: менее стабильную степень Cu+ и намного более стабильную Cu2+, которая дает соли синего и сине-зелёного цвета. В необычных условиях можно получить соединения со степенью окисления +3 и даже +5. Последняя встречается в солях купраборанового аниона Cu(B11H11)23-, полученных в 1994 году.

Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что вызывает позеление элементов зданий, памятников и изделий из меди. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4∙5H2O, используется как фунгицид. Существует два стабильных оксида меди — оксид меди(I) Cu2O и оксид меди(II) CuO. Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa2Cu3O7-δ), который является основой для получения сверхпроводников. Хлорид меди(I) — бесцветные кристаллы (в массе белый порошок) плотностью 4,11 г/см3. В сухом состоянии устойчив. В присутствии влаги легко окисляется кислородом воздуха, приобретая сине-зеленую окраску. Может быть синтезирован восстановлением хлорида меди(II) сульфитом натрия в водном растворе.

Применение

Из-за низкого удельного сопротивления широко применяется в электротехнике для изготовления проводов или других проводников, например при печатном монтаже. Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах (радиаторах охлаждения).

В связи с высокой механической прочностью, но одновременно пригодностью для механической обработки, медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей: во Франции и Австралии для газоснабжения зданий, в Великобритании, США, Швеции и Гонконге для водоснабжения, в Великобритании и Швеции для отопления.

В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широкораспространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, куда помимо олова и цинка могут входить никель, висмут и другие металлы. Например, в состав так называемого пушечного металла, который в XVI—XVIII вв. действительно использовался для изготовления артиллерийских орудий, входят все три основных металла — медь, олово, цинк; рецептура менялась от времени и места изготовления орудия. В наше время в военном деле, находит применение из-за высокой пластичности в кумулятивных боеприпасах, большое количество латуни идёт на изготовление оружейных гильз . Медноникелевые сплавы используются для чеканки разменной монеты.

В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.

Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa2Cu3O7-δ, который является основой для получения высокотемпературных сверхпроводников. Медь применяется для производства медно-окисных гальванических элементов, и батарей. Медь самый широкоупотребляемый катализатор полимеризации ацетилена.

Получение меди.

Получить медь значительно проще, чем кобальт или никель, т.к. реакция замещения тут идет очень бурно. В сосуд налейте 200 миллилитров концентрированного раствора хлорида меди II (CuCl2) и киньте туда 4-5 таблеток алюминия. Буквально через несколько секунд реакция пойдет очень бурно, сосуд начнет разогреваться и на дно сосуда начнет оседать толстый слой рыхлой красной меди

3CuCl2 + 2Al = 3Cu + 2AlCl3

После того как реакция пройдет, полученная красная медь несколько раз тщательно промывается (иначе она вскоре превратится в зеленый рыхлый порошок ), фильтруется и сушится (только не на воздухе, а в чашке для выпаривания на газу). После того, как вы получите высушенную медь, ссыпьте ее в баночку, плотно закройте и обязательно залейте крышку воском; в противном случае - она быстро окислится и превратится в CuO.