Разтворимостта на мед във вода и киселини

Химичните свойства на повечето елементи се основават на способността им да се разтварят във водни среди и киселини. Изследването на характеристиките на медта е свързано с ниска активност при нормални условия. Специфична характеристика на неговите химични процеси е образуването на съединения с амоняк, живак, азот и сярна киселина.

Елемент Описание

Мед се счита за най-старият метал, който хората са се научили да извлекат преди нашата ера. Това вещество се получава от естествени източници под формата на руда. Медта се нарича елемент от химическата таблица с латинското име cuprum, чийто ранен брой е 29. В периодичната система той се намира в четвъртия период и принадлежи към първата група.

Естественото вещество е розово-червен тежък метал с мека и ковачна структура. Температурата на кипене и топене е повече от 1000 ° С. Той се смята за добър диригент.

Химическа структура и свойства

Ако изучавате електронната формула на меден атом, можете да откриете, че тя има 4 нива. Само един електронен е разположен на валентността 4s-орбитал. По време на химичните реакции от атом могат да се разцепят от 1 до 3 отрицателно заредени частици, след което се получават медни съединения с окислително състояние +3, +2, +1. Двувалентните й производни притежават най-голяма стабилност.

При химичните реакции той действа като нискоактивен метал. При нормални условия медта не е разтворима във вода. При сух въздух не се наблюдава корозия, но когато се нагрява, металната повърхност е покрита с черно покритие от бивалентен оксид. Химическата устойчивост на мед се проявява чрез действието на безводни газове, въглерод, редица органични съединения, фенолни смоли и алкохоли. Той се характеризира с реакции на комплексация с освобождаването на оцветени съединения. Медта има леко сходство с металите на алкалната група, свързани с образуването на производни на моновалентните серии.

Каква е разтворимостта?

Това е процес на образуване на хомогенни системи под формата на разтвори в взаимодействието на едно съединение с други вещества. Компонентите им са отделни молекули, атоми, йони и други частици. Степента на разтворимост се определя от концентрацията на веществото, която се разтваря в приготвянето на наситен разтвор.

Единицата за измерване е най-често проценти, обемни или тегловни фракции. Разтворимостта на мед във вода, както и на други съединения от твърд тип, е подложена само на промени в температурните условия. Тази зависимост се изразява с помощта на криви. Ако индикаторът е много малък, тогава веществото се счита за неразтворимо.

Разтворимостта на меда във водна среда

Металът проявява корозионна устойчивост под въздействието на морска вода. Това доказва неговата инертност при обикновени условия. Разтворимостта на мед във вода (пресен) практически не се наблюдава. Но във влажна среда и под въздействието на въглероден диоксид върху металната повърхност се образува зелен филм, който е основният карбонат:

Cu + Cu + O₂ + Н₂O + CO₂ → Cu (OH)₂ middot- Cuco₂.

Ако разгледаме моновалентните му съединения под формата на сол, тогава се наблюдава незначително разтваряне. Такива вещества са податливи на бързо окисляване. В резултат на това медните съединения са двувалентни. Тези соли имат добра разтворимост във водна среда. Пълната им дисоциация в йони се случва.

Разтворимост в киселини

Обичайните условия за реакцията на мед със слаби или разредени киселини не насърчават тяхното взаимодействие. Не се наблюдава химически процес метал с алкали. Разтворимостта на мед в киселини е възможна, ако те са силни окислители. Само в този случай има взаимодействие.

Разтворимостта на медта в азотна киселина

Такава реакция е възможна с оглед на факта, че се извършва процес на окисляване на метала със силен реактив. Азотната киселина в разредена и концентрирана форма показва окислителни свойства при разтваряне на медта.

В първия вариант по време на реакцията медният нитрат и двувалентният азот на азот се получават в съотношение от 75% до 25%. Процесът с разредена азотна киселина може да бъде описан от следното уравнение:

8HNO₃ + 3Cu-3Cu (NO₃)₂ + NO + NO + 4H₂О.

Във втория случай медният нитрат и азотният оксид са двувалентни и четиривалентни, съотношението на които е 1 към 1. В този процес се концентрират 1 мол метал и 3 мола киселина. Когато медта се разтваря, разтворът се загрява силно, в резултат на което се наблюдава термично разлагане на окислителя и отделянето на допълнителен обем азотни оксиди:

4HNO₃ + Cu - Cu (NO₃)₂ + NO₂ + NO₂ + 2H₂О.

Реакцията се използва при производство с ниска тонажна мощност, свързано с обработката на скрап или отстраняването на покритието от отпадъци. Този метод на разтваряне на мед обаче има редица недостатъци, свързани с освобождаването на голямо количество азотни оксиди. За тяхното улавяне или неутрализация е необходимо специално оборудване. Тези процеси са много скъпи.

Разтварянето на медта се счита за пълно, когато има пълно спиране на производството на летливи азотни оксиди. Реакционната температура варира от 60 до 70 ° С. Следващата стъпка е да освободите решението от химически реактор. На дъното му са малки парчета метал, които не са реагирали. Към получената течност се прибавя вода и се провежда филтруване.

Разтворимост в сярна киселина

В нормално състояние тази реакция не се случва. Факторът, определящ разтварянето на медта в сярна киселина, е неговата силна концентрация. Разредената среда не може да окислява метала. Разтварянето на медта в концентрирана сярна киселина протича с освобождаването на сулфат.

Процесът се изразява чрез следното уравнение:

Cu + H₂SO₄ + Н₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O + SO₂.

Свойства на медния сулфат

Двуосновната сол се нарича още сярна киселина, която се обозначава като CuSO₄. Това е вещество без характерен мирис, което не проявява волатилност. В безводна форма солта няма цвят, тя е непрозрачна и има висока хигроскопичност. Мед (сулфатът) има добра разтворимост. Молекулите на водата, свързващи солта, могат да образуват кристални хидратни съединения. Един пример е меден сулфат, който е син пентахидрат. Формулата му: CuSO₄middot-5Н₂О.

Кристалните хидрати имат прозрачна структура със синкав нюанс, те имат горчив, метален вкус. Техните молекули са способни във времето да загубят обвързана вода. В природата те се намират под формата на минерали, които включват халкантет и бутил.

Медният сулфат е изложен на мед. Разтворимостта е екзотермична реакция. По време на хидратацията на сол се отделя значително количество топлина.

Разтворимостта на медта в желязото

В резултат на този процес се образуват псевдо сплави от Fe и Cu. За метално желязо и мед е възможна ограничена взаимна разтворимост. Неговите максимални стойности се наблюдават при температура от 1099.85 ° C Степента на разтворимост на медта в твърдата форма на желязо е 8,5%. Това са малки индикатори. Разтварянето на метално желязо в твърдата форма на мед е около 4,2%.

Намаляването на температурата до стойностите на стаите прави взаимните процеси незначителни. При топене на метална мед е в състояние да мокри железния кладенец в твърда форма. При приготвянето на псевдо-сплави Fe и Cu се използват специални заготовки. Те се създават чрез пресоване или печене на железен прах в чиста или легирана форма. Такива заготовки се импрегнират с течна мед, образувайки псевдо сплави.

Разтваряне в амоняк

Процесът често се случва, когато преминава NH₃ в газообразна форма върху горещия метал. Резултатът е разтварянето на мед в амоняк, изолирането на Cu₃Това съединение се нарича моновалентен нитрид.

Неговите соли са изложени на разтвор на амоняк. Прибавянето на такъв реагент към меден хлорид води до утаяване на утайка под формата на хидроксид:

CuCl₂ + NH₃ + NH₃ + 2H₂O → 2NH₄Cl + Cu (OH)₂darr-.

Амониевият излишък улеснява образуването на съединение от сложен тип с тъмно син цвят:

Cu (OH)₂darr- + 4NH₃ → [Cu (NH₃)₄] (ОН)₂.

Този процес се използва за определяне на йоните на бивалентната мед.

Разтворимост в чугун

В структурата на ковък перлит желязо, в допълнение към основните компоненти, има допълнителен елемент под формата на обикновена мед. Той увеличава графитизирането на въглеродни атоми, допринася за увеличаване на течливостта, здравината и твърдостта на сплавите. Металът влияе положително на нивото на перлите в крайния продукт. Разтворимостта на медта в чугун се използва за допинг на оригиналния състав. Основната цел на този процес е да се получи мека сплав. Той ще има увеличени механични и корозивни свойства, но крехкостта е намалена.

Ако съдържанието на мед в чугуна е около 1%, тогава якостта на опън е равна на 40% и добивът се увеличава до 50%. Това значително променя характеристиките на сплавта. Увеличаването на количеството метално леене до 2% води до промяна в якостта до 65%, а индексът на доходност става 70%. При по-високо съдържание на мед в състава на чугун, сферичният графит е по-труден за образуване. Въвеждането на структурата на сплавния елемент не променя технологията на образуване на вискозна и мека сплав. Времето, свързано с отгряването, съвпада с продължителността на такава реакция при производството на чугун без добавка на мед. Това е около 10 часа.

Използването на мед за производство на чугун с висока концентрация на силиций не е в състояние да премахне напълно така нареченото феругинизиране на сместа по време на отгряване. В резултат се получава продукт с ниска еластичност.

Разтворимост в живак

При смесването на живак с металите на други елементи се получават амалгами. Този процес може да стане при стайна температура, защото при такива условия Pb е течност. Разтворимостта на медта в живак преминава само по време на загряване. Металът трябва първо да бъде смазан. Когато мокрия мед живак е овлажнен, възниква взаимно проникване на едно вещество в друго или процес на разпространение. Стойността на разтворимостта се изразява като процент и е 7,4 * 10^-3. По време на реакцията се получава твърд, прост амалгам, подобен на цимента. Ако е леко отопляван, той омекотява. В резултат на това тази смес се използва за ремонт на продукти от порцелан. Съществуват и сложни амалгами с оптимално съдържание на метали в него. Например в зъбната сплав има елементи от сребро, калай, мед и цинк. Процентът им в проценти се отнася до 65: 27: 6: 2. Амалгам с такъв състав се нарича сребро. Всеки компонент на сплавта изпълнява определена функция, която дава възможност за получаване на висококачествен печат.

Друг пример е амалгамова сплав, в която се наблюдава високо съдържание на мед. Нарича се и медна сплав. В амалгамния състав присъства 10 до 30% Cu. Високото съдържание на мед предотвратява взаимодействието на калай с живак, което не позволява образуването на много слаба и корозивна фаза на сплавта. Освен това, намаляването на количеството сребърно пълнене води до намаляване на цената. За получаването на амалгами е желателно да се използва инертна атмосфера или защитна течност, която формира филм. Металите, които съставляват сплавта, могат бързо да бъдат окислени с въздух. Процесът на загряване на амалгама от кумрум до наличието на водород води до дестилация на живак, което позволява разделянето на елементарната мед. Както можете да видите, тази тема е лесна за научаване. Сега знаете как медта взаимодейства не само с вода, но и с киселини и други елементи.