Медь, нахождение в природе, свойства и применение

Березовская БШ им. А.Н. Заставного

Медь

Выполнила ученица 8 класса Юзефович Ульяна

Учитель: Ильченко И.И.

• Медь - это пластичный   переходный металл  золотисто - розового  цвета  ( при отсутствии  оксидной плёнки )

Происхождение названия

• Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова  Кипр , где было богатое месторождение.
• У  Страбона  медь именуется халкосом, от названия города  Халкиды  на  Эвбее . От этого слова произошли многие древнегреческие названия медных и  бронзовых  предметов, кузнечного ремесла, кузнечных изделий и литья. Второе латинское название меди Aes (санскр. ayas, готское aiz, герм. erz, англ. ore) означает руда или рудник.

Физические свойства

• Медь обладает высокой  тепло-  и  электропроводностью  (занимает второе место по электропроводности среди металлов после  серебра ). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58  МСм /м. Медь имеет относительно большой  температурный коэффициент сопротивления : 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры. Медь является  диамагнетиком .
• Существует ряд  сплавов  меди:  латуни  — с  цинком ,  бронзы  — с  оловом  и другими элементами,  мельхиор  — с  никелем  и другие.

Нахождение в природе

• Среднее содержание меди в земной коре (кларк) — (4,7-5,5)·10 −3 % (по массе). В морской и речной воде содержание меди гораздо меньше: 3·10 −7 % и 10 −7 % (по массе) соответственно
• Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. 
• Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,3 до 1,0 %.

Изотопы меди

• Изото́пы- разновидности  атомов  (и  ядер ) какого-либо  химического элемента
• Природная медь состоит из двух стабильных изотопов —  63 Cu и  65 Cu с распространённостью 69,1 и 30,9 атомных процентов соответственно. Известны более двух десятков нестабильных изотопов, самый долгоживущий из которых  67 Cu с  периодом полураспада  62 часа

Получение

• Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди —  пирометаллургия ,  гидрометаллургия  и  электролиз .

Пирометаллургический метод

• Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например
• 2CuFeS 2 +O2=2Cu 2 S+2FeS+S 2
• 2 2FeS+3O 2 =2FeO+2SO 2
• FeO + SiO 2 =FeSi 3
• 2Cu 2 S+3O 2 =2Cu 2 O+2SO 2
• 2Cu 2 O+Cu 2 S=6Cu+SO 2

Электролизный метод

• Электролиз  раствора  сульфата меди :
• CuSO4=Cu+SO4
• K:Cu2e- Cu
• A:2H 2 O-4e=O 2 +4H 2CuSO+2H 2 O=2Cu+O 2 +2H 2 SO4

Химические свойства

• В соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2. Со степенью окисления +1 устойчивы только нерастворимые соединения (Cu 2 O, CuCl, CuI и т. п.). Её соединения бесцветны.

• Более устойчива степень окисления +2, которая даёт соли синего и сине-зелёного цвета.

Применения. В электротехнике

• Из-за низкого  удельного сопротивления  (уступает лишь  серебру , удельное сопротивление при 20 °C: 0,01724-0,0180 мкОм·м/), медь широко применяется в  электротехнике  для изготовления силовых и других кабелей,  проводов  или других проводников, например, при  печатном монтаже . Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках  электроприводов  ( быт: электродвигателях ) и силовых  трансформаторов . Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают  электрическую проводимость . Например, присутствие в меди 0,02 %  алюминия  снижает её электрическую проводимость почти на 10 %.

Для производства труб

• В связи с высокой механической прочностью и 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

Интересные факты

• Индейцы культуры Чонос ( Эквадор ) ещё в  XV — XVI веках  выплавляли медь с содержанием 99,5 % и употребляли её в качестве монеты в виде топориков 2 см по сторонам и 0,5 мм толщиной. Данная монета ходила по всему западному побережью Южной Америки, в том числе и в государстве  Инков .
• В Японии медным трубопроводам для газа в зданиях присвоен статус «сейсмостойких».
• Инструменты, изготовленные из меди и её сплавов, не создают искр, а потому применяются там, где существуют особые требования безопасности (огнеопасные, взрывоопасные производства).
• В организме взрослого человека содержится до 80 мг меди.
• Польские учёные установили, что в тех водоёмах, где присутствует медь, карпы отличаются крупными размерами. В прудах или озёрах, где меди нет, быстро развивается грибок, который поражает карпов.

Влияние на экологию

• При открытом способе добычи после её прекращения карьер становится источником токсичных веществ. Самое токсичное озеро в мире —  Беркли Пит  — образовалось в кратере медного рудника.

Выберите один или несколько правильных ответов:

• 1. Видимым признаком реакции CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 является:

а) образование воды как слабого электролита

б) выпадение осадка белого цвета

в) выпадение осадка синего цвета

г) выделение газа

2. Медь может взаимодействовать с веществами:

а) соляной кислотой

б) разбавленной серной кислотой

в) концентрированной азотной кислотой

г) раствором хлорида железа (II)

д) раствором нитрата серебра

Выберите один или несколько правильных ответов:

3. Медь широко применяется человеком, так как имеет:

а) низкую теплопроводность

б) коррозионную устойчивость

в) высокую электропроводность

г) хорошую пластичность

4. При нагревании медь реагирует с

а) водородом

б) сероводородной кислотой

в) разбавленной серной кислотой

г) концентрированной серной кислотой

  5. В реакции СuО + Н 2  = Н 2 О + Сu происходит

а)восстановление Сu

б) восстановление Н 2  

в) окисление О -2 

г) восстановление О -2