Химические свойства серы. Характеристика и температура кипения серы. Растворимость в воде меди и серы таблица
Растворимость меди в воде и кислотах
В основе химических свойств большинства элементов лежит их способность к растворению в водной среде и кислотах. Изучение характеристики меди связано с малоактивным действием в обычных условиях. Особенностью её химических процессов является образование соединений с аммиаком, ртутью, азотной и серной кислотами. Низкая растворимость меди в воде не способна вызвать коррозионные процессы. Ей присущи особые химические свойства, позволяющие использовать соединение в разных отраслях промышленности.
Описание элемента
Медь считается старейшим из металлов, который научились добывать люди ещё до нашей эры. Это вещество получают из природных источников в виде руды. Медью называют элемент химической таблицы с латинским наименованием cuprum, порядковый номер которого равен 29. В периодической системе он расположен в четвёртом периоде и относится к первой группе.
Природное вещество является розово-красным тяжёлым металлом с мягкой и ковкой структурой. Температура его кипения и плавления – более 1000 °С. Считается хорошим проводником.
Химическое строение и свойства
Если изучить электронную формулу медного атома, то можно обнаружить, что у него имеется 4 уровня. На валентной 4s-орбитали находится всего один электрон. Во время химических реакций от атома может отщепляться от 1 до 3 отрицательно заряжённых частиц, тогда получаются соединения меди со степенью окисления +3, +2, +1. Наибольшей устойчивостью обладают её двухвалентные производные.
В химических реакциях она выступает в качестве малоактивного металла. В обычных условиях растворимость меди в воде отсутствует. В сухом воздухе не наблюдается коррозия, зато при нагревании поверхность металла покрывается чёрным налётом из оксида двухвалентного. Химическая устойчивость меди проявляется при действии безводных газов, углерода, ряда органических соединений, фенольных смол и спиртов. Для неё характерны реакции комплексообразования с выделением окрашенных соединений. Медь обладает небольшим сходством с металлами щелочной группы, связанным с формированием производных одновалентного ряда.
Что такое растворимость?
Это процесс образования однородных систем в виде растворов при взаимодействии одного соединения с другими веществами. Их составляющими являются отдельные молекулы, атомы, ионы и другие частицы. Степень растворимости определяется по концентрации вещества, которое растворили при получении насыщенного раствора.
Единицей измерения чаще всего являются проценты, объёмные или весовые доли. Растворимость меди в воде, как и других соединений твёрдого вида, подчиняется лишь изменениям температурных условий. Эту зависимость выражают с помощью кривых. Если показатель очень маленький, то вещество считается нерастворимым.
Растворимость меди в водной среде
Металл проявляет коррозионную стойкость под действием морской воды. Это доказывает его инертность в обычных условиях. Растворимость меди в воде (пресной) практически не наблюдается. Зато во влажной среде и под действием углекислого газа на металлической поверхности происходит образование плёнки зелёного цвета, которая является основным карбонатом:
Cu + Cu + O2 + h3O + CO2 → Cu(OH)2 · CuCO2.
Если рассматривать её одновалентные соединения в виде соли, то наблюдается их незначительное растворение. Такие вещества подвержены быстрому окислению. В результате получаются соединения меди двухвалентные. Эти соли обладают хорошей растворимостью в водной среде. Происходит их полная диссоциация на ионы.
Растворимость в кислотах
Обычные условия протекания реакций меди со слабыми или разбавленными кислотами не способствуют их взаимодействию. Не наблюдается химический процесс металла со щелочами. Растворимость меди в кислотах возможна, если они являются сильными окислителями. Только в этом случае протекает взаимодействие.
Растворимость меди в азотной кислоте
Такая реакция возможна ввиду того, что происходит процесс окисления металла сильным реагентом. Кислота азотная в разбавленном и концентрированном виде проявляет окислительные свойства с растворением меди.
В первом варианте во время реакции получается меди нитрат и азота двухвалентный оксид в соотношении 75 % к 25 %. Процесс с разбавленной кислотой азотной можно описать следующим уравнением:
8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + NO + NO + 4h3O.
Во втором случае получается меди нитрат и азота оксиды двухвалентные и четырёхвалентные, соотношение которых 1 к 1. В этом процессе участвует 1 моль металла и 3 моля кислоты азотной концентрированной. При растворении меди происходит сильный разогрев раствора, в результате чего наблюдается термическое разложение окислителя и выделение дополнительного объёма азотных оксидов:
4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO2 + NO2 + 2h3O.
Реакцию используют в малотоннажном производстве, связанном с переработкой лома или удалением покрытия с отходов. Однако такой способ растворения меди имеет ряд недостатков, связанных с выделением большого количества азотных оксидов. Для их улавливания или нейтрализации необходимо специальное оборудование. Процессы эти весьма затратные.
Растворение меди считается завершённым, когда происходит полное прекращение выработки летучих азотистых оксидов. Температура реакции колеблется от 60 до 70 °C. Следующим этапом является спуск раствора из химического реактора. На его дне остаются небольшие куски металла, который не прореагировал. К полученной жидкости добавляют воду и проводят фильтрацию.
Растворимость в кислоте серной
В обычном состоянии такая реакция не протекает. Фактором, определяющим растворение меди в серной кислоте, является её сильная концентрация. Разбавленная среда не может окислить металл. Растворение меди в серной кислоте концентрированной протекает с выделением сульфата.
Процесс выражается следующим уравнением:
Cu + h3SO4 + h3SO4 → CuSO4 + 2h3O + SO2.
Свойства сульфата меди
Соль двухосновную ещё называют сернокислой, обозначают её так: CuSO4. Она представляет собой вещество без характерного запаха, не проявляющее летучесть. В безводной форме соль не имеет цвета, она непрозрачная, обладающая высокой гигроскопичностью. У меди (сульфат) растворимость хорошая. Молекулы воды, присоединяясь к соли, могут образовывать кристаллогидратные соединения. Примером служит купорос медный, который является пентагидратом голубого цвета. Его формула: CuSO4·5h3O.
Кристаллогидратам присуща прозрачная структура синеватого оттенка, они проявляют горьковатый, металлический привкус. Молекулы их способны со временем терять связанную воду. В природе встречаются в виде минералов, к которым относят халькантит и бутит.
Подвержен воздействию меди сульфат. Растворимость является реакцией экзотермической. В процессе гидратации соли выделяется значительное количество тепла.
Растворимость меди в железе
В результате этого процесса образуются псевдосплавы из Fe и Cu. Для металлического железа и меди возможна ограниченная взаимная растворимость. Максимальные её значения наблюдаются при температурном показателе 1099,85 °C. Степень растворимости меди в твёрдой форме железа равняется 8,5 %. Это небольшие показатели. Растворение металлического железа в твёрдой форме меди составляет около 4,2 %.
Снижение температуры до комнатных значений делает взаимные процессы незначительными. При расплавлении металлической меди, она способна хорошо смачивать железо в твёрдой форме. При получении псевдосплавов Fe и Cu используют особые заготовки. Их создают путём прессования или печения железного порошка, находящегося в чистой или легированной форме. Такие заготовки пропитывают жидкой медью, образуя псевдосплавы.
Растворение в аммиаке
Процесс часто протекает при пропускании Nh4 в газообразной форме над раскалённым металлом. Результатом является растворение меди в аммиаке, выделение Cu3N. Это соединение называют нитридом одновалентным.
Соли её подвергаются воздействию раствора аммиачного. Прибавление такого реактива к медному хлориду приводит к выпадению осадка в виде гидроксида:
CuCl2 + Nh4 + Nh4 + 2h3O → 2Nh5Cl + Cu(OH)2↓.
Аммиачный избыток способствует формированию соединения комплексного типа, имеющего окраску тёмно-синюю:
Cu(OH)2↓+ 4Nh4 → [Cu(Nh4)4] (OH)2.
Этот процесс используют для определения ионов двухвалентной меди.
Растворимость в чугуне
В структуре ковкого перлитного чугуна помимо основных компонентов присутствует дополнительный элемент в виде обычной меди. Именно она повышает графитизацию углеродных атомов, способствует увеличению жидкотекучести, прочности и твёрдости сплавов. Металл положительно влияет на уровень перлита в конечном продукте. Растворимость меди в чугуне используют для проведения легирования исходного состава. Основной целью такого процесса является получение ковкого сплава. У него будут повышенные механические и коррозионные свойства, но уменьшено охрупчивание.
Если содержание меди в чугуне составляет около 1 %, то показатель прочности при проведении растяжения приравнивается к 40 %, а текучести увеличивается до 50 %. Это существенно изменяет характеристики сплава. Повышение количества металла, легирующего до 2 %, приводит к изменению прочности до значения 65 %, а показатель текучести становится равен 70 %. При большем содержании меди в составе чугуна труднее образуется шаровидный графит. Введение в структуру легирующего элемента не изменяет технологию формирования вязкого и мягкого сплава. Время, которое отводится для отжига, совпадает с продолжительностью такой реакции при производстве чугуна без примеси меди. Оно составляет около 10 часов.
Растворимость в ртути
При смешивании ртути с металлами других элементов получаются амальгамы. Этот процесс может проходить при комнатной температуре, ведь в таких условиях Pb представляет собой жидкость. Растворимость меди в ртути проходит только во время нагревания. Металл необходимо предварительно измельчить. При смачивании жидкой ртутью твёрдой меди происходит взаимное проникновение одного вещества в другое или процесс диффундирования. Значение растворимости выражается в процентах и составляет 7,4*10-3. В процессе реакции получается твёрдая простая амальгама, похожая на цемент. Если её немного нагреть, то она размягчается. В результате такую смесь используют для починки изделий из фарфора. Существуют ещё и сложные амальгамы с оптимальным содержанием в ней металлов. Например, в стоматологическом сплаве присутствуют элементы серебра, олова, меди и цинка. Их количество в процентах относится как 65: 27: 6:2. Амальгам с таким составом называется серебряным. Каждый компонент сплава выполняет определённую функцию, которая позволяет получить пломбу высокого качества.
Другим примером служит сплав амальгамный, в котором наблюдается высокое содержание меди. Его ещё называют медным сплавом. В составе амальгама присутствует от 10 до 30 % Cu. Высокое содержание меди препятствует взаимодействию олова со ртутью, что не позволяет образовываться очень слабой и коррозирующей фазе сплава. Кроме того, уменьшение количества в пломбе серебра приводит к удешевлению. Для приготовления амальгамы желательно использовать инертную атмосферу или защитную жидкость, которая образует плёнку. Металлы, входящие в состав сплава способны быстро окисляться воздухом. Процесс нагревания амальгамы купрума в присутствие водорода приводит к отгонке ртути, что позволяет отделить элементарную медь. Как видите, эта тема несложна для изучения. Теперь вы знаете, как медь взаимодействует не только с водой, но и с кислотами и другими элементами.
fb.ru
Химические свойства переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа).
Химические свойства меди
Медь (Cu) относится к d-элементам и расположена в IB группе периодической таблицы Д.И.Менделеева. Электронная конфигурация атома меди в основном состоянии записывается виде 1s22s22p63s23p63d104s1 вместо предполагаемой формулы 1s22s22p63s23p63d94s2. Другими словами, в случае атома меди наблюдается так называемый «проскок электрона» с 4s-подуровня на 3d-подуровень. Для меди, кроме нуля, возможны степени окисления +1 и +2. Степень окисления +1 склонна к диспропорционированию и стабильна лишь в нерастворимых соединениях типа CuI, CuCl, Cu2O и т. д., а также в комплексных соединениях, например, [Cu(Nh4)2]Cl и [Cu(Nh4)2]OH. Соединения меди в степени окисления +1 не имеют конкретной окраски. Так, оксид меди (I) в зависимости от размеров кристаллов может быть темно-красный (крупные кристаллы) и желтый (мелкие кристаллы), CuCl и CuI — белыe, а Cu2S — черно-синий. Более химически устойчивой является степень окисления меди, равная +2. Соли, содержащие медь в данной степени окисления, имеют синюю и сине-зеленую окраску.
Медь является очень мягким, ковким и пластичным металлом с высокой электро- и теплопроводностью. Окраска металлической меди красно-розовая. Медь находится в ряду активности металлов правее водорода, т.е. относится к малоактивным металлам.
Взаимодействие с простыми веществами
с кислородом
В обычных условиях медь с кислородом не взаимодействует. Для протекания реакции между ними требуется нагрев. В зависимости от избытка или недостатка кислорода и температурных условий может образовать оксид меди (II) и оксид меди (I):
с серой
Реакция серы с медью в зависимости от условий проведения может приводить к образованию как сульфида меди (I), так и сульфида меди (II). При нагревании смеси порошкообразных Cu и S до температуры 300-400оС образуется сульфид меди (I):
При недостатке серы и проведении реакции при температуре более 400оС образуется сульфид меди (II). Однако, более простым способом получения сульфида меди (II) из простых веществ является взаимодействие меди с серой, растворенной в сероуглероде:
Данная реакция протекает при комнатной температуре.
с галогенами
С фтором, хлором и бромом медь реагирует, образуя галогениды с общей формулой CuHal2, где Hal – F, Cl или Br:
Cu + Br2 = CuBr2
В случае с йодом — самым слабым окислителем среди галогенов — образуется иодид меди (I):
С водородом, азотом, углеродом и кремнием медь не взаимодействует.
Взаимодействие со сложными веществами
с кислотами-неокислителями
Кислотами-неокислителями являются практически все кислоты, кроме концентрированной серной кислоты и азотной кислоты любой концентрации. Поскольку кислоты-неокислители в состоянии окислить только металлы, находящиеся в ряду активности до водорода; это означает, что медь с такими кислотами не реагирует.
с кислотами-окислителями
— концентрированной серной кислотой
С концентрированной серной кислотой медь реагирует как при нагревании, так и при комнатной температуре. При нагревании реакция протекает в соответствии с уравнением:
Поскольку медь не является сильным восстановителем, сера восстанавливается в данной реакции только до степени окисления +4 (в SO2).
— с разбавленной азотной кислотой
Реакция меди с разбавленной HNO3 приводит к образованию нитрата меди (II) и монооксида азота:
3Cu + 8HNO3(разб.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4h3O
— с концентрированной азотной кислотой
Концентрированная HNO3 легко реагирует с медью при обычных условиях. Отличие реакции меди с концентрированной азотной кислотой от взаимодействия с разбавленной азотной кислотой заключается в продукте восстановления азота. В случае концентрированной HNO3 азот восстанавливается в меньшей степени: вместо оксида азота (II) образуется оксид азота (IV), что связано с большей конкуренцией между молекулами азотной кислоты в концентрированной кислоте за электроны восстановителя (Cu):
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2h3O
с оксидами неметаллов
Медь реагирует с некоторыми оксидами неметаллов. Например, с такими оксидами, как NO2, NO, N2O медь окисляется до оксида меди (II), а азот восстанавливается до степени окисления 0, т.е. образуется простое вещество N2:
В случае диоксида серы, вместо простого вещества (серы) образуется сульфид меди(I). Связано это с тем, что медь с серой, в отличие от азота, реагирует:
с оксидами металлов
При спекании металлической меди с оксидом меди (II) при температуре 1000-2000 оС может быть получен оксид меди (I):
Также металлическая медь может восстановить при прокаливании оксид железа (III) до оксида железа (II):
с солями металлов
Медь вытесняет менее активные металлы (правее нее в ряду активности) из растворов их солей:
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag↓
Также имеет место интересная реакция, в которой медь растворяется в соли более активного металла – железа в степени окисления +3. Однако противоречий нет, т.к. медь не вытесняет железо из его соли, а лишь восстанавливает его со степени окисления +3 до степени окисления +2:
Fe2(SO4)3 + Cu = CuSO4 + 2FeSO4
Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2
Последняя реакция используется при производстве микросхем на стадии травления медных плат.
Коррозия меди
Медь со временем подвергается коррозии при контакте с влагой, углекислым газом и кислородом воздуха:
2Cu + h3O + СО2 + О2 = (CuOН)2СO3
В результате протекания данной реакции медные изделия покрываются рыхлым сине-зеленым налетом гидроксокарбоната меди (II).
Химические свойства цинка
Цинк Zn находится в IIБ группе IV-го периода. Электронная конфигурация валентных орбиталей атомов химического элемента в основном состоянии 3d104s2. Для цинка возможна только одна единственная степень окисления, равная +2. Оксид цинка ZnO и гидроксид цинка Zn(ОН)2 обладают ярко выраженными амфотерными свойствами.
Цинк при хранении на воздухе тускнеет, покрываясь тонким слоем оксида ZnO. Особенно легко окисление протекает при высокой влажности и в присутствии углекислого газа вследствие протекания реакции:
2Zn + h3O + O2 + CO2 → Zn2(OH)2CO3
Пар цинка горит на воздухе, а тонкая полоска цинка после накаливания в пламени горелки сгорает в нем зеленоватым пламенем:
При нагревании металлический цинк также взаимодействует с галогенами, серой, фосфором:
С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует.
Цинк реагирует с кислотами-неокислителями с выделением водорода:
Zn + h3SO4 (20%) → ZnSO4 + h3↑
Zn + 2HCl → ZnCl2 + h3↑
Особенно легко растворяется в кислотах технический цинк, поскольку содержит в себе примеси других менее активных металлов, в частности, кадмия и меди. Высокочистый цинк по определенным причинам устойчив к воздействию кислот. Для того чтобы ускорить реакцию, образец цинка высокой степени чистоты приводят в соприкосновение с медью или добавляют в раствор кислоты немного соли меди.
При температуре 800-900oC (красное каление) металлический цинк, находясь в расплавленном состоянии, взаимодействует с перегретым водяным паром, выделяя из него водород:
Zn + h3O = ZnO + h3↑
Цинк реагирует также и с кислотами-окислителями: серной концентрированной и азотной.
Цинк как активный металл может образовывать с концентрированной серной кислотой сернистый газ, элементарную серу и даже сероводород.
Zn + 2h3SO4 = ZnSO4 + SO2↑ + 2h3O
Состав продуктов восстановления азотной кислоты определяется концентрацией раствора:
Zn + 4HNO3(конц.) = Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2h3O
3Zn + 8HNO3(40%) = 3Zn(NO3)2 + 2NO↑ + 4h3O
4Zn +10HNO3(20%) = 4Zn(NO3)2 + N2O↑ + 5h3O
5Zn + 12HNO3(6%) = 5Zn(NO3)2 + N2↑ + 6h3O
4Zn + 10HNO3(0,5%) = 4Zn(NO3)2 + Nh5NO3 + 3h3O
На направление протекания процесса влияют также температура, количество кислоты, чистота металла, время проведения реакции.Цинк реагирует с растворами щелочей, при этом образуются тетрагидроксоцинкаты и водород:
Zn + 2NaOH + 2h3O = Na2[Zn(OH)4] + h3↑
Zn + Ba(OH)2 + 2h3O = Ba[Zn(OH)4] + h3↑
С безводными щелочами цинк при сплавлении образует цинкаты и водород:
В сильнощелочной среде цинк является крайне сильным восстановителем, способным восстанавливать азот в нитратах и нитритах до аммиака:
4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6h3O → 4Na2[Zn(OH)4] + Nh4↑
Благодаря комплексообразованию цинк медленно растворяется в растворе аммиака, восстанавливая водород:
Zn + 4Nh4·h3O → [Zn(Nh4)4](OH)2 + h3↑ + 2h3O
Также цинк восстанавливает менее активные металлы (правее него в ряду активности) из водных растворов их солей:
Zn + CuCl2 = Cu + ZnCl2
Zn + FeSO4 = Fe + ZnSO4
Химические свойства хрома
Хром — элемент VIB группы таблицы Менделеева. Электронная конфигурация атома хрома записывается как 1s 22s 22p 63s 23p63d54s1, т.е. в случае хрома, также как и в случае атома меди, наблюдается так называемый «проскок электрона»
Наиболее часто проявляемыми степенями окисления хрома являются значения +2, +3 и +6. Их следует запомнить, и в рамках программы ЕГЭ по химии можно считать, что других степеней окисления хром не имеет.
При обычных условиях хром устойчив к коррозии как на воздухе, так и в воде.
Взаимодействие с неметаллами
с кислородом
Раскаленный до температуры более 600 oС порошкообразный металлический хром сгорает в чистом кислороде образуя окcид хрома (III):
4Cr + 3O2 =ot=> 2Cr2O3
с галогенами
С хлором и фтором хром реагирует при более низких температурах, чем с кислородом (250 и 300 oC соответственно):
2Cr + 3F2 =ot=> 2CrF3
2Cr + 3Cl2 =ot=> 2CrCl3
С бромом же хром реагирует при температуре красного каления (850-900 oC):
2Cr + 3Br2 =ot=> 2CrBr3
с азотом
С азотом металлический хром взаимодействует при температурах более 1000 oС:
2Cr + N2 =ot=> 2CrN
с серой
С серой хром может образовывать как сульфид хрома (II) так и сульфид хрома (III), что зависит от пропорций серы и хрома:
Cr + S =ot=> CrS
2Cr + 3S =ot=> Cr2S3
С водородом хром не реагирует.
Взаимодействие со сложными веществами
Взаимодействие с водой
Хром относится к металлам средней активности (расположен в ряду активности металлов между алюминием и водородом). Это означает, что реакция протекает между раскаленным до красного каления хромом и перегретым водяным паром:
2Cr + 3h3O =ot=> Cr2O3 + 3h3↑
Взаимодействие с кислотами
Хром при обычных условиях пассивируется концентрированными серной и азотной кислотами, однако, растворяется в них при кипячении, при этом окисляясь до степени окисления +3:
Cr + 6HNO3(конц.) =to=> Cr(NO3)3 + 3NO2↑ + 3h3O
2Cr + 6h3SO4(конц) =to=> Cr2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6h3O
В случае разбавленной азотной кислоты основным продуктом восстановления азота является простое вещество N2:
10Cr + 36HNO3(разб) = 10Cr(NO3)3 + 3N2↑ + 18h3O
Хром расположен в ряду активности левее водорода, а это значит, что он способен выделять h3 из растворов кислот-неокислителей. В ходе таких реакций в отсутствие доступа кислорода воздуха образуются соли хрома (II):
Cr + 2HCl = CrCl2 + h3↑
Cr + h3SO4(разб.) = CrSO4 + h3↑
При проведении же реакции на открытом воздухе, двухвалентный хром мгновенно окисляется содержащимся в воздухе кислородом до степени окисления +3. При этом, например, уравнение с соляной кислотой примет вид:
4Cr + 12HCl + 3O2 = 4CrCl3 + 6h3O
При сплавлении металлического хрома с сильными окислителями в присутствии щелочей хром окисляется до степени окисления +6, образуя хроматы:
Химические свойства железа
Железо Fe, химический элемент, находящийся в VIIIB группе и имеющий порядковый номер 26 в таблице Менделеева. Распределение электронов в атоме железа следующее 26Fe1s22s22p63s23p63d64s2, то есть железо относится к d-элементам, поскольку заполняемым в его случае является d-подуровень. Для него наиболее характерны две степени окисления +2 и +3. У оксида FeO и гидроксида Fe(OH)2 преобладают основные свойства, у оксида Fe2O3 и гидроксида Fe(OH)3 заметно выражены амфотерные. Так оксид и гидроксид железа (lll) в некоторой степени растворяются при кипячении в концентрированных растворах щелочей, а также реагируют с безводными щелочами при сплавлении. Следует отметить что степень окисления железа +2 весьма неустойчива, и легко переходит в степень окисления +3. Также известны соединения железа в редкой степени окисления +6 – ферраты, соли не существующей «железной кислоты» h3FeO4. Указанные соединения относительно устойчивы лишь в твердом состоянии, либо в сильнощелочных растворах. При недостаточной щелочности среды ферраты довольно быстро окисляют даже воду, выделяя из нее кислород.
Взаимодействие с простыми веществами
С кислородом
При сгорании в чистом кислороде железо образует, так называемую, железную окалину, имеющую формулу Fe3O4 и фактически представляющую собой смешанный оксид, состав которого условно можно представить формулой FeO∙Fe2O3. Реакция горения железа имеет вид:
3Fe + 2O2 =to=> Fe3O4
С серой
При нагревании железо реагирует с серой, образуя сульфид двухвалентого железа:
Fe + S =to=> FeS
Либо же при избытке серы дисульфид железа:
Fe + 2S =to=> FeS2
С галогенами
Всеми галогенами кроме йода металлическое железо окисляется до степени окисления +3, образуя галогениды железа (lll):
2Fe + 3F2 =to=> 2FeF3 – фторид железа (lll)
2Fe + 3Cl2 =to=> 2FeCl3 – хлорид железа (lll)
2Fe + 3Br2 =to=> 2FeBr3 – бромид железа (lll)
Йод же, как наиболее слабый окислитель среди галогенов, окисляет железо лишь до степени окисления +2:
Fe + I2 =to=> FeI2 – йодид железа (ll)
| Следует отметить, что соединения трехвалентного железа легко окисляют иодид-ионы в водном растворе до свободного йода I2 при этом восстанавливаясь до степени окисления +2. Примеры, подобных реакций из банка ФИПИ: 2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl 2Fe(OH)3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 6h3O Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3h3O |
С водородом
Железо с водородом не реагирует (с водородом из металлов реагируют только щелочные металлы и щелочноземельные):
Взаимодействие со сложными веществами
Взаимодействие с кислотами
С кислотами-неокислителями
Так как железо расположено в ряду активности левее водорода, это значит, что оно способно вытеснять водород из кислот-неокислителей (почти все кислоты кроме h3SO4 (конц.) и HNO3 любой концентрации):
Fe + h3SO4 (разб.) = FeSO4 + h3↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + h3↑
Нужно обратить внимание на такую уловку в заданиях ЕГЭ, как вопрос на тему того до какой степени окисления окислится железо при действии на него разбавленной и концентрированной соляной кислоты. Правильный ответ – до +2 в обоих случаях.
Ловушка здесь заключается в интуитивном ожидании более глубокого окисления железа (до с.о. +3) в случае его взаимодействия с концентрированной соляной кислотой.
Взаимодействие с кислотами-окислителями
С концентрированными серной и азотной кислотами в обычных условиях железо не реагирует по причине пассивации. Однако, реагирует с ними при кипячении:
Fe + 6h3SO4 = ot=> Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6h3O
Fe + 6HNO3 =ot=> Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3h3O
Обратите внимание на то, что разбавленная серная кислота окисляет железо до степени окисления +2, а концентрированная до +3.
Коррозия (ржавление) железа
На влажном воздухе железо весьма быстро подвергается ржавлению:
4Fe + 6h3O + 3O2 = 4Fe(OH)3
С водой в отсутствие кислорода железо не реагирует ни в обычных условиях, ни при кипячении. Реакция с водой протекает лишь при температуре выше температуры красного каления (>800 оС). т.е.:
scienceforyou.ru
Химические свойства серы. Характеристика и температура кипения серы
Сера представляет собой химический элемент, который находится в шестой группе и третьем периоде таблицы Менделеева. В этой статье мы подробно рассмотрим ее химические и физические свойства, получение, использование и так далее. В физическую характеристику входят такие признаки, как цвет, уровень электропроводности, температура кипения серы и т. д. Химическая же описывает ее взаимодействие с другими веществами.
Сера с точки зрения физики
Это хрупкое вещество. При нормальных условиях оно пребывает в твердом агрегатном состоянии. Сера обладает лимонно-желтой окраской. 
И в большинстве своем все ее соединения имеют желтые оттенки. В воде не растворяется. Обладает низкой тепло- и электропроводностью. Данные признаки характеризуют ее как типичный неметалл. Несмотря на то что химический состав серы совсем не сложен, данное вещество может иметь несколько вариаций. Все зависит от строения кристаллической решетки, с помощью которой соединяются атомы, молекул же они не образовывают.
Итак, первый вариант - ромбическая сера. Она является наиболее устойчивой. Температура кипения серы такого типа составляет четыреста сорок пять градусов по шкале Цельсия. Но для того чтобы данное вещество перешло в газообразное агрегатное состояние, ему сначала необходимо пройти жидкое. Итак, плавление серы происходит при температуре, которая составляет сто тринадцать градусов Цельсия.
Второй вариант - моноклинная сера. Она представляет собой кристаллы игольчатой формы с темно-желтой окраской. Плавление серы первого типа, а затем ее медленное охлаждение приводит к формированию данного вида. Эта разновидность обладает почти теми же физическими характеристиками. К примеру, температура кипения серы такого типа - все те же четыреста сорок пять градусов. Кроме того, есть такая разновидность данного вещества, как пластическая. Ее получают посредством выливания в холодную воду нагретой почти до кипения ромбической. Температура кипения серы данного вида такая же. Но вещество обладает свойством тянуться, как резина.
Еще одна составляющая физической характеристики, о которой хотелось бы сказать, - температура воспламенения серы.
Данный показатель может разниться в зависимости от типа материала и его происхождения. К примеру, температура воспламенения серы технической составляет сто девяносто градусов. Это довольно низкий показатель. В других случаях температура вспышки серы может составлять двести сорок восемь градусов и даже двести пятьдесят шесть. Все зависит от того, из какого материала была она добыта, какую имеет плотность. Но можно сделать вывод, что температура горения серы достаточно низкая, по сравнению с другими химическими элементами, это легковоспламеняющееся вещество. Кроме того, иногда сера может объединяться в молекулы, состоящие из восьми, шести, четырех либо двух атомов. Теперь, рассмотрев серу с точки зрения физики, перейдем к следующему разделу.
Химическая характеристика серы
Данный элемент обладает сравнительно низкой атомной массой, она равняется тридцати двум граммам на моль. Характеристика элемента сера включает в себя такую особенность данного вещества, как способность обладать разной степенью окисления. Этим она отличается от, скажем, водорода или кислорода. Рассматривая вопрос о том, какова химическая характеристика элемента сера, невозможно не упомянуть, что он, в зависимости от условий, проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства. Итак, по порядку рассмотрим взаимодействие данного вещества с различными химическими соединениями.
Сера и простые вещества
Простыми являются вещества, которые имеют в своем составе только один химический элемент. Его атомы могут объединяться в молекулы, как, например, в случае с кислородом, а могут и не соединяться, как это бывает у металлов. Так, сера может вступать в реакции с металлами, другими неметаллами и галогенами.
Взаимодействие с металлами
Для осуществления подобного рода процесса необходима высокая температура. При таких условиях происходит реакция присоединения. То есть атомы металла объединяются с атомами серы, образуя при этом сложные вещества сульфиды. Например, если нагреть два моль калия, смешав их с одним моль серы, получим один моль сульфида данного металла. Уравнение можно записать в следующем виде: 2К + S = K2S.
Реакция с кислородом
Это сжигание серы. Вследствие данного процесса образуется ее оксид. Последний может быть двух видов. Поэтому сжигание серы может происходить в два этапа. Первый - это когда из одного моль серы и одного моль кислорода образуется один моль диоксида сульфура. Записать уравнение данной химической реакции можно следующим образом: S + О2 = SO2. Второй этап - присоединение к диоксиду еще одного атома оксигена. Происходит это, если добавить к двум моль диоксида серы один моль кислорода в условиях высокой температуры. В результате получим два моль триоксида сульфура. Уравнение данного химического взаимодействия выглядит таким образом: 2SO2 + О2 = 2SO3. В результате такой реакции образуется серная кислота. Так, осуществив два описанных процесса, можно пропустить полученный триоксид через струю водяного пара. И получим сульфатную кислоту. Уравнение подобной реакции записывается следующим образом: SO3 + Н2О = h3SO4.
Взаимодействие с галогенами
Химические свойства серы, как и других неметаллов, позволяют ей реагировать с данной группой веществ. К ней относятся такие соединения, как фтор, бром, хлор, йод. Сера реагирует с любым из них, за исключением последнего. В качестве примера можно привести процесс фторирования рассматриваемого нами элемента таблицы Менделеева. С помощью разогревания упомянутого неметалла с галогеном можно получить две вариации фторида. Первый случай: если взять один моль сульфура и три моль фтора, получим один моль фторида, формула которого SF6. Уравнение выглядит так: S + 3F2 = SF6. Кроме того, есть второй вариант: если взять один моль серы и два моль фтора, получим один моль фторида с химической формулой SF4. Уравнение записывается в следующем виде: S + 2F2 = SF4. Как видите, все зависит от пропорций, в которых смешать компоненты. Точно таким же образом можно провести процесс хлорирования серы (также может образоваться два разных вещества) либо бромирования.
Взаимодействие с другими простыми веществами
На этом характеристика элемента сера не заканчивается. Вещество также может вступать в химическую реакцию с гидрогеном, фосфором и карбоном. Вследствие взаимодействия с водородом образуется сульфидная кислота. В результате её реакции с металлами можно получить их сульфиды, которые, в свою очередь, также получают прямым путем взаимодействия серы с тем же металлом. Присоединение атомов гидрогена к атомам сульфура происходит только в условиях очень высокой температуры. При реакции серы с фосфором образуется ее фосфид. Он имеет такую формулу: P2S3. Для того чтобы получить один моль данного вещества, нужно взять два моль фосфора и три моль сульфура. При взаимодействии серы с углеродом образуется карбид рассматриваемого неметалла. Его химическая формула выглядит так: CS2. Для того чтобы получить один моль данного вещества, нужно взять один моль углерода и два моль серы. Все описанные выше реакции присоединения происходят только при условии нагревания реагентов до высоких температур. Мы рассмотрели взаимодействие серы с простыми веществами, теперь перейдем к следующему пункту.
Сера и сложные соединения
Сложными называются те вещества, молекулы которых состоят из двух (или более) разных элементов. Химические свойства серы позволяют ей реагировать с такими соединениями, как щелочи, а также концентрированная сульфатная кислота. Реакции ее с данными веществами довольно своеобразны. Сначала рассмотрим, что происходит при смешивании рассматриваемого неметалла со щелочью. Например, если взять шесть моль гидроксида калия и добавить к ним три моль серы, получим два моль сульфида калия, один моль сульфита данного металла и три моль воды. Такого рода реакцию можно выразить следующим уравнением: 6КОН + 3S = 2K2S + K2SO3 + 3Н2О. По такому же принципу происходит взаимодействие, если добавить гидроксид натрия. Далее рассмотрим поведение серы при добавлении к ней концентрированного раствора сульфатной кислоты. Если взять один моль первого и два моль второго вещества, получим следующие продукты: триоксид серы в количестве три моль, а также воду - два моль. Данная химическая реакция может осуществиться только при нагревании реагентов до высокой температуры.
Получение рассматриваемого неметалла
Существует несколько основных способов, с помощью которых можно добыть серу из разнообразных веществ. Первый метод - выделение ее из пирита. Химическая формула последнего - FeS2. При нагревании данного вещества до высокой температуры без доступа к нему кислорода можно получить другой сульфид железа - FeS - и серу. Уравнение реакции записывается в следующем виде: FeS2 = FeS + S. Второй способ получения серы, который часто используется в промышленности, - это сжигание сульфида серы при условии небольшого количества кислорода. В таком случае можно получить рассматриваемый неметалл и воду. Для проведения реакции нужно взять компоненты в молярном соотношении два к одному. В результате получим конечные продукты в пропорциях два к двум. Уравнение данной химической реакции можно записать следующим образом: 2h3S + О2 = 2S + 2Н2О. Кроме того, серу можно получить в ходе разнообразных металлургических процессов, к примеру, при производстве таких металлов, как никель, медь и другие.
Использование в промышленности
Самое широкое свое применение рассматриваемый нами неметалл нашел в химической отрасли. Как уже упоминалось выше, здесь он используется для получения из него сульфатной кислоты. Кроме того, сера применяется как компонент для изготовления спичек, благодаря тому, что является легковоспламеняющимся материалом. Незаменима она и при производстве взрывчатых веществ, пороха, бенгальских огней и др. Кроме того, серу используют в качестве одного из ингредиентов средств для борьбы с вредителями. В медицине ее применяют в качестве компонента при изготовлении лекарств от кожных заболеваний. Также рассматриваемое вещество используется при производстве разнообразных красителей. Кроме того, ее применяют при изготовлении люминофоров.
Электронное строение серы
Как известно, все атомы состоят из ядра, в котором находятся протоны - позитивно заряженные частицы - и нейтроны, т. е. частицы, имеющие нулевой заряд. Вокруг ядра вращаются электроны, заряд которых негативный. Чтобы атом был нейтральным, в его структуре должно быть одинаковое количество протонов и электронов. Если же последних больше, это уже отрицательный ион - анион. Если же наоборот - количество протонов больше, чем электронов - это положительный ион, или катион. Анион серы может выступать в качестве кислотного остатка. Он входит в состав молекул таких веществ, как сульфидная кислота (сероводород) и сульфиды металлов. Анион образуется в ходе электролитической диссоциации, которая происходит при растворении вещества в воде. При этом молекула распадается на катион, который может быть представлен в виде иона металла либо водорода, а также катион - ион кислотного остатка либо гидроксильной группы (ОН-). 
Так как порядковый номер серы в таблице Менделеева - шестнадцать, то можно сделать вывод, что в ее ядре находится именно такое количество протонов. Исходя из этого, можно сказать, что и электронов, вращающихся вокруг, тоже шестнадцать. Количество же нейтронов можно узнать, отняв от молярной массы порядковый номер химического элемента: 32 - 16 = 16. Каждый электрон вращается не хаотично, а по определенной орбите. Так как сера - химический элемент, который относится к третьему периоду таблицы Менделеева, то и орбит вокруг ядра три. На первой из них расположено два электрона, на второй - восемь, на третьей - шесть. Электронная формула атома серы записывается следующим образом: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Распространенность в природе
В основном рассматриваемый химический элемент встречается в составе минералов, которые являются сульфидами разнообразных металлов. В первую очередь это пирит - соль железа; также это свинцовый, серебряный, медный блеск, цинковая обманка, киноварь - сульфид ртути. Кроме того, сера может входить и в состав минералов, структура которых представлена тремя и более химическими элементами.
Например, халькопирит, мирабилит, кизерит, гипс. Можно рассмотреть каждый из них более подробно. Пирит - это сульфид феррума, или FeS2. Он обладает светло-желтой окраской с золотистым блеском. Данный минерал можно часто встретить как примесь в лазурите, который широко используется для изготовления украшений. Это связано с тем, что данные два минерала зачастую имеют общее месторождение. Медный блеск - халькоцит, или халькозин - представляет собой синевато-серое вещество, похожее на металл. Свинцовый блеск (галенит) и серебряный блеск (аргентит) имеют схожие свойства: они оба внешне напоминают металлы, имеют серую окраску. Киноварь - это коричневато-красный тусклый минерал с серыми вкраплениями. Халькопирит, химическая формула которого CuFeS2, - золотисто-желтый, его еще называют золотой обманкой. Цинковая обманка (сфалерит) может иметь окраску от янтарной до огненно-оранжевой. Мирабилит - Na2SO4x10h3O - прозрачные либо белые кристаллы. Его еще называют глауберовой солью, применяют в медицине. Химическая формула кизерита - MgSO4xh3O. Он выглядит как белый либо бесцветный порошок. Химическая формула гипса - CaSO4x2h3O. Кроме того, данный химический элемент входит в состав клеток живых организмов и является важным микроэлементом.
fb.ru
Растворимость в воде меди
Основные свойства
Медь представляет собой металл с розовым либо красноватым оттенком. Радиус её положительно заряженных ионов характеризуется такими значениями:
- при координационном показателе равном 6 – до 0,091 нм;
- при координационном показателе равном 2 – до 0,06 нм.
Атом данного элемента имеет размер радиуса 0,128 нм, который соответствует электрону 1,8 эВ. Поскольку медь является переходным металлом, его электроотрицательность, согласно шкале Полинга, равна 1,9. Помимо этого, данный элемент характеризуется различными значениями степени окисления.
К физическим свойствам меди относится также теплопроводность, которая при температуре 20-100°C соответствует 394 Вт/м*К. Что касается электропроводности, то она составляет 55,5-58 МСм. Этот металл не способен вытеснять водород из кислот и воды. Величина его кристаллической решетки гранецентрированного кубического типа равна 0,36150 нм. Температура 1082°C обуславливает процесс плавления этого химического элемента, а 26570 – процесс его кипения.
Растворимость в воде
Растворимость – это способность образовывать однородные смеси или растворы в процессе взаимодействия какого-то соединения с другим веществом. Их составляющие представляют собой отдельные частицы – атомы, молекулы, ионы. Концентрация вещества говорит об уровне его растворимости в другом веществе. Обычно она выражается в процентах, весовых либо объёмных долях.
Многие интересуются, растворяется ли медь в воде. Как и для других твердых соединений,протекание данного процесса обусловлено только температурными изменениями. Зависимость рассчитывается методом кривых. При очень низком показателе (то есть малой концентрации вещества в растворителе) считается, что вещество нерастворимо. Действие морской воды не вызывает у меди коррозию, что является доказательством его инертности в нормальных условиях.
В пресной воде медь практически не растворяется. Однако влажная среда и влияние углекислого газа способствуют образованию на металле зеленой пленкой. Если говорить о её одновалентных соединениях, в частности о солях, то они малорастворимы.
Данные вещества быстро окисляются и в итоге образуются двухвалентные соединения. Именно эти соли имеют способность растворяться в воде. В результате диссоциации они полностью распадаются на ионы.
Свойства оксидов
Подобно другим химическим элементам, медь имеет бинарные соединения с кислородом, в частности, три вида оксидов:
- Cu2O – это кристаллическое вещество красно-коричневого цвета. Этот оксид меди в воде не растворяется, однако подвержен плавлению при температуре 1240°C. Используется как пигмент при окрашивании керамики. Также применяется в качестве фунгицида.
- CuO представляет собой черные кристаллы, которые практически не растворяются в воде. При взаимодействии с кислотами образует двухвалентную соль меди и воду. Используется при производстве медно-рубинового стекла, а также при окрашивании эмали в синие или зеленые цвета.
- Cu2O3 – это красные кристаллы, нерастворимые в воде. Разлагается вещество под влиянием температур около 400°C, в результате чего образуются CuO и О. Именно эти продукты, купрум (II) оксид и оксиген, находят широкое применение в науке и разных сферах промышленности.
Медь: Видео
vseowode.ru
Хлористая медь растворимость в воде
Растворимость хлористой меди в воде при различных температурах [c.79]
Найдена растворимость хлористой меди в воде, значения которой для температур О, 25, 50 и 75°С соответственно равны 0,97 10 1,4- [c.80]
Наиболее логичным, но не всегда легко осуществляемым способом утилизации шламов является их возврат в производственный цикл. Например, осадок гидроокиси цинка, выпадающий при обработке сточных вод, растворяют в серной кислоте, и образующийся продукт возвращают в гальванический цех. Предлагается регенерировать металлы из промышленных отработанных вод, используя различные методы осаждения твердыми, жидкими и газообразными осадителями, из которых наибольшее распространение могут получить из газообразных — двуокись серы, сероводород из растворимых осадителей — карбонатные растворы, гидразин из твердых — гидроксид кальция, хлористая медь, а также ионообменные смолы, активированный уголь, силикагель [39]. [c.98]
Двойная калиево-кальциевая железистосинеродистая соль еще более важна. Эта соль получается как промежуточный продукт в большинстве способов получения или очистки железистосинеродистого калия. При прибавлении хлористого калия к раствору железиетосинеродистого кальция или хлористого кальция к раствору железистосйнеоодистого калия получается двойная соль в виде мелких безводных кристаллов, которые только слегка растворимы в воде. Прч 15° 100 см3 воды оастворя-ют 0,35 г двойной аммонийной соли и 0,72 г двойной калиевой соли. Растворимость этих соединений в гооячей воде заметно не увеличивается, Ферроцианиды тяжелых металлов.—Хотя немногие из этих соединений имеют значение для промышленной химии, некоторые из них представляют интерес для аналитической химии вследствие того факта, что растворимые ферроцианиды часто употребляются для открытия и определения металлов. Такие растворы ферроцианидов обычно применяются для открытия небольших количеств меди, так как этот реактив является одним из наиболее чувствительных к этому металлу. При этой реакции железистосинеродистая медь выделяется в виде красного илч красно-коричневого коллоидного осадка цвет и внешний вид несколько изменяются в зависимости от условий осаждения. [c.54]Образующаяся в реакции хлористая медь практически не растворима л Воде, но хорошо растворима в концентрированных растворах хлоридов. В растворе содержится также соляная кислота. Оба эти фактора существенны для процесса, так как в следующей стадии хлористая медь и хлористый водород [c.731]
Температуру при полимеризации ацетилена поддерживают в пределах 80—100°. Вести процесс при низких температурах (ниже 50°) нецелесообразно, так как при этом растворимость комплекса полухлористая медь—хлористый аммоний в воде значительно уменьшается. Кроме того, при низких температурах из зоны реакции не уносятся полностью высшие полимеры ацетилена, а, оставаясь в зоне реакции, она подвергаются дальнейшей полимеризации с образованием смолообразных продуктов. Хотя смолообразование в реакторе сравнительно невелико, накопление смолистых продуктов в реакторе весьма нежелательно, так как они ухудшают контакт между ацетиленом и катализатором, понижая таким образом эффективность реакции. [c.258]
Для определения содержания растворимых в воде сернокислых солей в пробирку с водной вытяжкой добавляют 2—3 капли соляной кислоты (ГОСТ 3118—46), нагревают раствор до кипения и затем приливают 1—2 мл подогретого 10%-ного раствора хлористого бария (ГОСТ 4108—65). Выпадение белого осадка указывает на наличие в нафтенате меди растворимых сернокислых солей. Незначительное [c.578]
Аммиачный раствор хлористой меди. Хлористая медь плохо растворима в воде. При 25° С в 100 мл растворяется всего 1,5 г. Лучше растворяется она в концентрированной соляной кислоте. [c.227]
Напишите формулы следующих соединений и укажите те из них, которые имеют малую растворимость в воде карбонат серебра, хлористый алюминий, гидроокись алюминия, хлористая медь (хлорид Си ), хлорная медь (хлорид Си " ), бромистый алюминий. [c.256]
При определении содержания ванадия, никеля, железа, цинка, хрома и меди в нефтяных и других жидких органических продуктах [46, 47] 1—10 г пробы смешивают с равным количеством концентрированной серной кислоты и нагревают до полного испарения кислоты. Кокс дожигают в муфельной печи при 500—600 °С, а полученную золу растворяют в нескольких каплях водного раствора серной кислоты (1 1 по объему). Раствор выпаривают досуха, сухой остаток растворяют в 1 жл водного раствора, содержащего 5 объемн. % серной кислоты, 0,5% хлористого натрия (буфер) и 0,005% кобальта (внутренний стандарт). Если в образце присутствует хром, то для его перевода в растворимое состояние золу сплавляют с 20—30 мг пиросернокислого калия. Эталоны готовят растворением в воде сернокислых солей соответствующих металлов. Ванадий и хром вводят в форме ванадата аммония и двухромовокислого калия. Все эталоны содержат по 5 объемн.% серной кислоты, 0,5% хлористого натрия и 0,005% кобальта. По три капли раствора наносят на плоский торец графитового электрода особой чистоты марки В-3 и жидкую часть испаряют при нагреве на электроплитке. [c.160]
Определение растворимости хлористой меди(1) в воде [c.257]
На рис. 118 и 119 показана зависимость растворимости этилена от давления в растворах соответственно нитрата меди в этанол-амине и в различных растворах соединений серебра [10]. Кроме того, ниже приведены данные по растворимости этилена в смеси, содержащей 100 г хлористой меди, 75 см НС1 d 1,16), 200 г моно-этаноламина и 300 г воды (при 20 °С) [11] [c.127]
МЕДЬ ХЛОРИСТАЯ. u U. Мол, вес 197,99, т. пл, 422", очень слабо растворима в воде. [c.241]
Подробно исследована растворимость диацетилена в метаноле,, диметилформамиде, воде, жидком аммиаке, ацетоне, углеводородах. Найдены закономерности процесса растворения диацетилена в солянокислых растворах хлористой меди в зависимости от их состава, температуры и парциального давления диацетилена [389а 1. Изучение растворимости ацетилена, метилацетилена, винилацетилена и диацетилена имеет большое значение при выборе наиболее-выгодных условий очистки и разделения этих углеводородов, образующихся при пиролизе природного газа. Такими условиями являются низкая температура и высокое равновесное давление-компонентов газовой смеси. Метанол и к-октан удовлетворяют этим требованиям и поэтому являются хорошими селективными растворителями для указанных целей. В самом деле, растворимость диацетилена в метаноле при 0°С в 80 раз, а при — 20° С в 100 раз больше, чем растворимость ацетилена [44]. Растворимость диацетилена в к-октане при температурах от —55 до 10° С в 20—30 раа более растворимости ацетилена [390]. Хорошим растворителем ацетиленовых углеводородов является осветительный керосин [391 ],, который применяется для удаления их из газов термического крекинга промыванием последних при —10 -ч--40° С. Эффективность использования керосина для этих целей объясняется тем, что растворимость ацетиленовых углеводородов в нем резко-возрастает с понижением температуры. [c.59]
Благоприятное влияние меди было обнаружено Веденкиным в условиях, когда сталь периодически увлажнялась водопроводной водой и высушивалась (рис. 162). Скорость коррозии при введении 0,20—0,25% меди уменьшалась примерно в 4 раза. При периодическом же увлажнении низколегированных сталей морской водой, как показали наши исследования, а также натурные испытания, проведенные в Каспийском море [171], медь (равно как и другие легирующие элементы) не улучшает коррозионную стойкость сталей. Очевидно, это объясняется тем, что в морской воде условия для формирования хороших защитных слоев отсутствуют в связи с образованием растворимых хлористых соединений вместо гидроокисей, которые могут возникать в водопроводной воде. [c.235]
Свойства. Клетчатка характеризуется большой механической и химической прочностью. Она не растворима в воде и растворима в небольшом числе растворителей. К ним относятся 1) реактив Швейцера, представляющий собой раствор гидрата окиси меди в концентрированном аммиаке 2) солянокислые растворы хлористого цинка и некоторых других солей 3) концентрированная соляная кислота. [c.257]
Содержание сернокислого цинка должно быть не менее 95—98% (для сортов 1 и 2 не предусматривается) цинка не менее 22,5—21,8% для сортов 1 и 2 (для остальных сортов не определяется) солей железа 0,02—0,5% веществ, не растворимых в воде, не более 0,04—0,3% хлористых солей не более 0.2—0,3, меди, свинца, кадмия, никеля не более 0,01—0,03%. [c.245]
Дехлорирование производят во вращающихся барабанах с кислотоупорной каменной футеровкой. Образующуюся трудно растворимую однохлористую медь отделяют в уплотнителях и на фильтрпрессах и промывают водой. Затем ее растворяют в горячем растворе хлористого железа из раствора медь цементируют железным скрапом. Образующийся при этом раствор хлористого железа возвращают в процесс. Полученную цементную медь частично используют для отливки анодов, а частично возвращают для дехлорирования растворов. Дехлорированный раствор перекачивают на электролиз. [c.483]
Железный колчедан Ре5 содержит довольно часто небольшое количество сернистой меди (доп. 571), и при обжигании железного колчедана на сернистую кислоту окись меди остается в остатке, из которого часто с выгодою извлекают медь. Для этой цели из железного колчедана не выжигают всю серу, а, оставив часть ее, слабо накаливают (обжигают) при доступе воздуха причем и происходит медный купорос, извлекаемый водою. Лучше же и чаще остаток от выжигания колчедана обжигают с поваренною солью и полученный выщелачиванием раствор хлористой меди осаждают железом. Гораздо больше меди получается из других сернистых руд. И этих последних реже встречается медный блеск Си 5. Он обладает металлическим блеском, серым цветом, обыкновенно окристаллован и является перемешанным с органическими веществами, так что, без сомнения, имеет происхождение, зависящее от восстановительного действия втих последних на растворы серномедной соли. Пестрая медная руда, кристаллизующаяся в октаэдрах, нередко составляет подмесь медного блеска, имеет красно-бурый и металлический блеск поверхность ее часто играет различными цветами, зависящими от окисления, происходящего на поверхности. Состав ее Сц Ре5 . В особенности же Б кристаллических породах находят медный колчедан, обыкновенную медную руду, кристаллизующуюся в квадратных октаэдрах она имеет металлический блеск, уд. вес 4,0 и желтый цвет. Состав ее СиРеЗ . Должно заметить, что сернистые руды меди, в присутствии воды, содержащей в своем растворе кислород, окисляются такою водой, образуя серномедную соль или медный купорос, легко растворимый в воде. Если в такой воде будет заключаться углеизвестковая соль, то образуется, при двойном разложении, гипс и углемедная соль Си50 -)- СаСО = СиСО СаЗО. Поэтому сернистую медь, в виде различных руд, должно считать первоначальным продуктом, а многие другие медные руды — второстепенными водными образова- [c.631]
Закись меди при действии плавиковой кислоты дает нерастворимую однофтористую медь uF. Односинеродистая медь u N также нерастворима в воде и получается чрез прибавление синильной кислоты к раствору хлористой меди, насыщенно[му] сернистым газом. Такая односинеродистая медь дает растворимую двойную соль с синеродистым калием, как и синеродистое серебро. Двойная синеродистая соль меди и калия довольно постоянна на воздухе и вступает в двойные разложения с различными другими солями, подобно тем двойным синеродистым солям железа, с которыми мы познакомились. [c.636]
Произведение растворимости для данного соединения можно определить по результатам измерения его растворимости. И, наоборот, зная произведение растворимости соединения, можно вычислить его растворимость. Допустим, мы хотим знать, какое количество хлористой меди СиС1 будет растворяться в 1 л воды. Напишем сначала уравнение реакции [c.257]
Металлы церий, торий, висмут, уран, алюминий, кадмий и железо образуют фосфаты, не растворимые в воде, но растворимые в фосфо рной кислоте. Окись или гидроокись тория или какую-либо соль (растворимую в концентрированной фосфорной киелсте) растворяют в избытке 89—100% фосфорной кислоты (применяемое количество около двухкратного или даже может быть десятикратным), смесь выливают в воду, осажденные фосфаты отфильтровывает под уменьшенным давлением и промывают. Фосфаты могут быть активированы добавкой сурьмы, хрома, кобальта, меди, магния, марганца, никеля, серебра, вольфрама, цинка или олова (фосфаты которых не растворимы в концентрированной фосфорной кислоте) в виде их окисей или фосфатов. Приготовленный таким образом катализатор пригоден для получения формальдегида путем окисления метана воздухом, ацетальдегида из ацетилена и паров воды, формальдегида и ацетальдегида из этилена и кислорода и спирта из этилена и воды. Приготовление уранового катализатора основано на том же принципе. Две части окиси урана, смешанные с одной частью хлористого висмута, растворяют в 102 частях 89% фосфорной кислоты при температуре 160°. После охлаждения смесь выливают в 75 частей воды, осадок декантируют, фильтруют под уменьшенным давлением, промывают и высушивают при 120°. Контактная масса представляет собой высокоактивный пористый катализатор, стабильный при высоких температурах [96]. [c.294]
Хлористая медь практически нерастворима в воде. В хлоридных электролитах ее растворимость резко усиливается вследствие образования комплексных анионов типов СиСЬ и СиС1з - Л. 33—35], обладающих высокой константой устойчивости (Л. 36]. При повыщенном содержании хлоридов в электролите концентрация растворенной одновалентной меди может достичь недопустимо больших значений и вызвать ухудшение характеристик элемента, особенно при необходимости хранения в активированном состоянии в течение некоторого времени. [c.108]
Пленку или пластины загружают в бак или другую емкость, наполненную на l объема раствором одной из указанных солей, и выдерживают при непрерывном перемешивании 10— 15 мин. Для практической работы рационально использовать раствор хлорного железа, так как образующееся хлористое железо растворимо в воде. Хлористая медь имеет незначительную растворимость и по мере накопления выпадает в осадок, обра- [c.143]
Одной из неполадок, связанных с наличием в системе влаги, является замерзание нерастворенвой воды при дросселировании рабочего тела в регулирующем вентиле. Образовавшиеся частицы льда забивают проходное сечение дроссельных устройств и нарушают нормальную работу установки. Присутствие воды в рабочих телах способствует корразии металлов. Так, водоаммиачный раствор вызывает коррозию цинка, меди и ее сплавов (за исключением фосфористой бронзы) хлористый метил—коррозию цинка, магния и алюминия, хладон-12 — коррозию латуни и сплавов магния, хладон-22 — коррозию сплавов магния. По этим причинам предъявляют высокие требования к содержанию влаги в рабочем теле с ограниченной растворимостью воды, особенно для установок, работающих при низкиХ температурах. [c.126]
Хлористая медь имеет ничтожную растворимость в воде. Полученные нами данные по растворимости u l в воде приводятся в табл. 2. [c.79]
При увеличении времени контакта процент прореагировавшего ацетилена можно повысить до 40 и выше, но соотношение между выходами винилацетилена и дивинилацетилена будет непрерывно ухудшаться. Бесспорно, метод непрерывного пропускания ацетилена и непрерывного удаления продуктов реакции из объема, занятого катализатором, является единственно правильным. Тем самым в известной мере определяются и температурные условия процесса. Зелинский [6] работал при 80°, Клебанский с сотрудниками указывают на температурный промежуток 50—100° [31 Ниже 50° растворимость комплекса полухлористая медь — хлористый аммоний в воде значительно уменьшается. При низких температурах есть, однако, опасность смолообразования, поскольку высшие полимеры ацетилена не уносятся полностью из зоны реакции и могут подвергаться дальнейшей полимеризации с образованием смол. Последние составляют небольшой процент от общего количества продуктов реакции — около 0,3—0,4%. Все же смолы, накопляясь в реакторе, могут цементировать насадку или создать закупорки и таким обра-зом значительно уменьшить активность реакции. [c.226]
В только что упомянутом исследовании в Кембридже питтинг не наблюдался. Питтинг на меди довольно редкое явление он был исследован Мейем, чьи работы заслуживают изучения. Мей описывает поверхность меди, покрытую равномерной пленкой окиси, которая местами повреждена в связи с наличием трещин на металле, скоплением небольших частиц на поверхности во время роста пленки, механических царапин и т. д. Иногда разрыв в пленке может сам залечиться с помощью образующейся на аноде твердой хлористой меди. Однако иногда хлористая медь, которая все же обладает поддающейся определению растворимостью, может диффундировать в жидкость по мере ее образования. Последняя может превращаться или в основную соль хлорной меди при окислении и гидролизе, или, возможно, в окись одновалентной меди под действием щелочи, образующейся на катоде. Если это произойдет, то залечивание пленки с помощью хлористой меди не будет иметь места и последняя будет затруднять доступ свежего кислорода к металлу, так что залечивание пленки за счет образования окислов будет теперь невозможно таким образом, коррозия, однажды начавшись, будет распространяться [56]. Наиболее вероятен питтинг в свежей воде, где на основной части поверхности может легко протекать катодная реакция восстановления кислорода, создавая относительно большие плотности тока в маленькой анодной области. [c.119]
В качестве катализаторов при получении галоидалкилов из спиртов применяют концентрированную серную кислоту, хлористый магний или хлористый цинк. Можно применять также хлористое железо и другие не растворимые в воде хлориды многовалентных металлов от хрома до висмута, как, например, олова или меди. [c.193]
Растворимость фторидов. Фториды щелочных металлов, серебра, алюминия, олова и ртути растворяются в воде фториды щелочных земель, свинца, меди и цинка ке растворимы или весьма трудно растворимы. Фтористое серебро очень легко растворимо в воде, и соль в твердом состоя НИИ расплывается во влажном воздухе. Весьма характерно различие в растворимости щелочно.земельных и оеребряной солей фтористоводородной кислотьг и соответственных солей хлористо-. бромисто- и иодистоводородной К ИСЛОТ, [c.471]
Химические свойства. Только в очень чистом состояни безводная синильная кислота достаточно устойчива. Под влиянием примесей (влага, цианистые соли, аммиак и др.) она при хранении медленно разлагается, особенно на свету, с образованием аммиака, муравьиной и щавелевой кислот и не растворимых в воде веществ. При некоторых условиях синильная кислота разлагается со взрывом. Исследования показали, что эти взрывы вызываются самопроизвольной полимеризацией и разложением жидкой синильной кислоты. Присутствие аммиака, едкого натра, цианистых солей ускоряет полимеризацию и ее взрывное разложение. Соляная, серная кислоты и медь, напротив, стабилизируют ее. В литературе имеются указания, что в качестве стабилизаторов жидкой синильной кислоты могут служить хлороформ, хлорное олово, хлороугольные эфиры, хлористый кальций и др. [11, 12]. Если синильную кислоту нужно сохранить для последующего использования, ее запаивают в стеклянные ампулы с несколькими кусочками хлористого кальция. В таких условиях она хранится без заметных изменений. Стойкость синильной кислоты можно повысить также, добавив 0,01 %-ной серной кислоты. [c.55]
Медь однохлористая, медь полухлористая, медь хлористая СиС1, хлористоводородная соль закиси меди—кристаллический порошок серовато-зеленовато-белого цвета. Очень мало растворима в воде, растворяется в аммиаке. Получают пропусканием сернистого газа в смесь насыщенных растворов медного купороса и поваренной соли. [c.166]
chem21.info
Медь растворимость в жидком кислороде
Поглощение кислорода медью. Выше, при описании очистки меди, указывалось, что расплавленная медь поглощает кислород и химически связывается с ним, образуя закись меди, которая растворима в жидкой меди. Химическое сродство меди к кислороду велико, поэтому при затвердевании меди он остается связанным в виде закиси меди. Кислород выделяется из меди лишь при сильном разрежении и температуре 1000° вследствие разложения закиси меди в этих условиях. Отсюда следует, что поглощение кислорода не является причиной образования пузыристой меди, но, как мы увидим дальше, наличие его обязательно для проведения процесса гранулирования. [c.114]
При температурах выше 1065° С сначала становится жидкой металлическая фаза. Как видно из диаграммы (область III), здесь уже нельзя пренебрегать растворимостью кислорода в меди. [c.348]
Процесс фирмы Майн сейфти аплайенс . Этот процесс применяется главным образом для полного удаления небольших количеств ацетилена (0,1 —1,0-10 %) и других углеводородов из воздуха, поступающего на установки низкотемпературной ректификации воздуха. Полное удаление ацетилена из таких потоков имеет исключительно важное значение из-за низкой растворимости ацетилена в жидком кислороде. Вследствие накопления твердого ацетилена на поверхностях теплообмена в отдельных точках схемы могут достигаться концентрации, превышающие нижний предел взрываемости смеси действительно, именно этим явлением и были вызваны многочисленные взрывы на установках ректификации воздуха. В присутствии гопкалита (смесь 60% двуокиси марганца и 40% окиси меди) углеводороды при сравнительно низкой температуре полностью окисляются до двуокиси углерода и воды. На этом катализаторе протекает также окисление окисп углерода в двуокись и разложение озона. Для очистки влажных воздушных потоков особенно активны промотироваиные гопкалиты, содержащие сравнительно небольшое количество серебряных солей [58]. Промышленный гопкалит позволяет практически полностью окислить ацетилен при температуре всего 152—158 С. Однако для окисления других углеводородов требуются более высокие температуры, иногда достигающие 425° С. Степень нревращения некоторых углеводородов в присутствии промышленного гоп-калитового катализатора прп разных температурах показана на рис. 13.16 [59]. [c.346]
И других углеводородов из воздуха, поступающего на установки низкотемпературной ректификации воздуха Полное удаление ацетилена из таких потоков имеет исключительно важное значение из-за низкой растворимости ацетилена в жидком кислороде. Вследствие накопления твердого ацетилена на поверхностях теплообмена в отдельных точках схемы могут достигаться концентрации, превышающие нижний предел взрываемости смеси действительно, именно этим явлением и были вызваны многочисленные взрывы на установках ректификации воздуха. В присутствии гопкалита (смесь 60% двуокиси марганца и 40% окиси меди) углеводороды при сравнительно низкой температуре полностью окисляются до двуокиси углерода и воды. На этом катализаторе протекает также окисление окиси углерода в двуокись и разложение озона. Для очистки влаяшых воздушных потоков особенно активны промотированные гопкалиты, содержащие сравнительно небольшое количество серебряных солей [58]. Промышленный гонкалит позволяет практически полностью окислить ацетилен нри температуре всего 152—158°. Однако для окисления других углеводородов [c.353]
В данной работе содержащий дихлорбутен комплекс хлорида меди (I) получен путем обменного взаимодействия в жидкой фазе между 1,4-дихлорбутеном-2 и растворимым комплексом хлорида меди (I) о акрилонитрилом при комнатной температуре в отсутствии кислорода. Комплекс представляет бледно-зеленое кристаллическое вещество, нерастворимое в избытке олеина, углеводородах и хлоралканах. Взаимодействие комплекса с сильными донорами, например с третичными аминами, а также его термическое разложение при температурах 50-80°С приводит к образованию сметой изомерных дихлорбутенов, близкой к равновесной. Разложение комплекса под действием диэтиламина происходит с ввделе-нием тепла и на воздухе сопровождается мгновенным окислением меди до двухвалентной. [c.167]
Метакролеин кипит при 68,4° плотность его равна 0,837 (при 20°). Через несколько часов он полимеризуется в белую массу, не растворимую в органических растворителях. Эту полимеризацию легко подавляют гидрохинон и другие ингибиторы. Метакролеин также образуется с количественным выходом при нагревании метилглицерина с 12%-ной серной кислотой под нормальным давлением. Окисление метакролеина в жидкой фазе кислородом при 14 ат, комнатной температуре и в присутствии ацетатов меди и никеля как катализатора приводит к получению метакриловой кислоты с 96%-ным выходом при продолжительности реакции 5 час. максимальная степень превращения составляет 61,7%. Применяя для связывания воды пятиокись фосфора, метакриловую кислоту можно количественно этерифи-цировать метанолом [25]. [c.362]
chem21.info
Медь — химические свойства » HimEge.ru
Место меди в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева
Медь расположена в 11 группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. В четвертом периоде медь является предпоследним d-элементом, её валентные электроны 3d94s2, однако вследствие устойчивости d10-состояния энергетическим более выгодным оказывается переход одного d-электрона на 4s-подуровень, поэтому валентные электроны меди имеют следующую конфигурацию: 3d104s1. В соединениях для меди характерная степень окисления +2, возможно проявление степеней окисления +1 и +3.
Физические свойства меди
Медь – пластичный, розовато-красный металл с металлическим блеском. Обладает высокой тепло- и электропроводностью, по значению электропроводности уступает только серебру. Температура плавления 1083°С, температура кипения 2567°С, плотность 8,92 г/см3.
На воздухе медь покрывается плотной зелено-серой пленкой основного карбоната, которая защищает её от дальнейшего окисления.
Химические свойства меди
С кислородом в зависимости от температуры взаимодействия медь образует два оксида:2Cu + O2 = 2CuO (черный цвет)
При температуре около 150 оС металл покрывается темно-красной пленкой оксида меди (I):4Cu + O2 = 2Cu2O
При нагревании с фтором, хлором, бромом образуются галогениды меди (II):Cu + Br2 = CuBr2;
с йодом – образуется йодид меди (I):2Cu + I2 = 2CuI.
Cu + S = CuS4Cu + SO2= Cu2S + 2CuO4Cu + 2NO2 = 4CuO + N2
Взаимодействие с кислотами
В электрохимическом ряду напряжений металлов медь расположена после водорода, поэтому она не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.
Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и оксида азота (II):
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4h3O.
Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей меди (II) и продуктов восстановления кислот:
Cu + 2h3SO4 = CuSO4 + SO2 + 2h3O;
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2h3O.
С концентрированной соляной кислотой медь реагирует с образованием трихлорокупрата (II) водорода:
Cu + 3HCl = H[CuCl3] + h3
himege.ru
