Медь из сульфата меди (II) можно получить гидрометаллургическим методом:
При температуре свыше 337 o C медь взаимодействует с кислородом с образованием оксида меди (II):
Оксид меди (II) растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и воды:
| Решение | Запишем уравнения реакций: |
Рассчитаем количество вещества гидроксида меди (II) (осадка) (молярная масса равна 98г/моль):
Определим количество вещества и массу меди (катода) по окончании реакции (молярная масса – 64 г/моль):
Найдем массу меди, осажденной на катоде:
Вычислим массу анода по окончании реакции. Масса анода уменьшилась ровно настолько, насколько увеличилась масса катода:
Источник
Общая характеристика меди
Общее содержание меди в земной коре сравнительно невелико [0,01% (масс.)], однако она чаще чем другие металлы, встречается в самородном состоянии, причем самородки меди достигают значительной величины.
Важнейшими минералами, входящими в состав медных руд, являются: халькозин, или медный блеск Cu2S; халькопирит, или медный колчедан CuFeS2; малахит (CuOH)2CO3.
Чистая медь – тягучий вязкий металл светло-розового цвета (рис. 1), легко прокатываемый в тонкие листы. Она очень хорошо проводит теплоту и электрический ток, уступая в этом отношении только серебру. В сухом воздухе медь почти не изменяется, так как образующаяся на её поверхности тончайшая пленка оксидов (придающая меди боле темный цвет) служит хорошей защитой от дальнейшего окисления. Но в присутствии влаги и диоксида углерода поверхность меди покрывается зеленоватым налетом карбоната гидроксомеди (CuOH)2CO3.
История открытия Медь Cuprum
Открытие элемента Cuprum — один из первых металлов, хорошо освоенных человеком из-за доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо. Одни из самых древних изделий из меди, а также шлак — свидетельство выплавки её из руд — найдены на территории Турции, при раскопках поселения Чатал-Гююк.
Медный век
значительное распространение получили медные предметы, следует во всемирной истории за каменным веком. Несмотря на мягкость меди, медные орудия труда по сравнению с каменными дают значительный выигрыш в скорости рубки, строгания, сверления и распилки древесины, а на обработку кости затрачивается примерно такое же время, как для каменных орудий.
В древности медь применялась также в виде сплава с оловом — бронзы — для изготовления оружия и т. п., бронзовый век пришёл на смену медному. Сплав меди с оловом (бронзу) получили впервые за 3000 лет до н. э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах. На смену бронзовому веку относительно орудий труда пришёл железный век.
Первоначально медь добывали из малахитовой руды, а не из сульфидной, так как она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся угарный газ восстанавливал малахит до свободной меди:
На Кипре уже в 3 тысячелетии до нашей эры существовали медные рудники и производилась выплавка меди.
На территории России и сопредельных стран медные рудники появились за два тысячелетия до н. э. Остатки их находят на Урале (наиболее известное месторождение — Каргалы), в Закавказье, в Сибири, на Алтае, на территории Украины.
В XIII—XIV вв. освоили промышленную выплавку меди. В Москве в XV в. был основан Пушечный двор, где отливали из бронзы орудия разных калибров. Много меди шло на изготовление колоколов. Из бронзы были отлиты такие произведения литейного искусства, как Царь-пушка (1586 г.), Царь-колокол (1735 г.), Медный всадник (1782 г.), в Японии была отлита статуя Большого Будды (храм Тодай-дзи) (752 г.).
С открытием электричества в XVIII—XIX вв. большие объёмы меди стали идти на производство проводов и других связанных с ним изделий. И хотя в XX в. провода часто стали делать из алюминия, медь не потеряла значения в электротехнике.
Изотопы меди
Известно, что в природе медь может находиться в виде двух стабильных изотопов 63 Cu (69,1%) и 65 Cu (30,9%). Их массовые числа равны 63 и 65 соответственно. Ядро атома изотопа меди 63 Cu содержит двадцать девять протонов и тридцать четыре нейтрона, а изотоп 65 Cu – столько же протонов и тридцать шесть нейтронов.
Существуют искусственные нестабильные изотопы меди с массовыми числами от 52-х до 80-ти, а также семь изомерных состояний ядер, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 67 Cu с периодом полураспада равным 62 часа.
Молярная масса меди:
Молярная масса – это характеристика вещества, отношение массы вещества к его количеству.
В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения молярной массы является килограмм на моль (русское обозначение: кг/моль; международное: kg/mol). Исторически сложилось, что молярную массу, как правило, выражают в г/моль.
Молярная масса численно равна массе одного моля вещества, то есть массе вещества, содержащего число частиц, равное числу Авогадро (NA = 6,022 140 76⋅10 23 моль −1 ).
Молярная масса, выраженная в г/моль, численно совпадает с молекулярной массой (абсолютной молекулярной массой), выраженной в а. е. м., и относительной молекулярной массой.
В свою очередь, молекулярная масса – масса молекулы. Различают абсолютную молекулярную массу (обычно выражается в атомных единицах массы, а. е. м.) и относительную молекулярную массу – безразмерную величину, равную отношению массы молекулы к 1/12 массы атома углерода 12 C.
Молярную массу обозначают M.
Молярная масса меди (M (Cu)) составляет 63,546(3) г/моль.
Необходимо иметь в виду, что молярные массы химических элементов и простых веществ, которые они образуют – не одно и то же. Например, молярная масса кислорода как химического элемента (атома) ≈ 16 г/моль, а вещества (O2) ≈ 32 г/моль.
Источник
Медь Cuprum происхождение названия
Откуда произошло название Cuprum 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.
Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Славянское *mědь «медь» не имеет чёткой этимологии, возможно, исконное слово. В. И. Абаев предполагал происхождение слова от названия страны Мидия: *Мѣдь из ир. Мādа- через посредство греч. Μηδία[8]. Согласно этимологии М. Фасмера, слово «медь» родственно др-герм. smid «кузнец», smîdа «металл».
Медь обозначалась алхимическим символом «♀» — «зеркало Венеры», и иногда сама медь именовалась алхимиками тоже как «венера». Это связано с тем, что богиня красоты Венера (Афродита), являлась богиней Кипра, и из меди делались зеркала. Этот символ Венеры также был изображён на брэнде Полевского медеплавильного завода, им с 1735 по 1759 годы клеймилась полевская медь, и изображён на современном гербе города Полевской. С Гумёшевским рудником Полевского, — крупнейшим в XVIII—XIX веках месторождением медных руд Российской империи на Среднем Урале, — связан известный персонаж сказов П. П. Бажова — Хозяйка медной горы, покровительница добычи малахита и меди. По одной из гипотез, она является преломленным народным сознанием образом богини Венеры[
Распространённость Медь Cuprum
Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, Cu …
Кратко теория
Молярная масса
(Μ или μ) — масса одного моля вещества в граммах, т.е. сколько весит N = 6,02×10 23 молекул или других частиц (N = NA — число Авогадро). Пример записи: M(H2O) = 18 г/моль
(Относительная) молекулярная масса
(Mr — для молекул и Ar — для атомов) — масса одной молекулы или другой частицы в атомных единицах массы (а.е.м.) или дальтонах (Da). Пример записи: Mr(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1 + 16 = 18 (а.е.м)
1 а.е.м. = mu = 1/12 массы нуклида углерода 12 C = 1,660×10 -24 г, где mu — унифицированная масса При этом mu×NA ≡ 10 -3 Молярная и молекулярная массы численно равны, но имеют разный смысл (и размерность). Масса одной молекулы (в граммах) находится как произведение: mu×Mr = m(молекулы). Тогда связь всех трёх масс
между собой: M = m(молекулы)×NA = mu×Mr×NA.
Инструкция по использованию калькулятора
Основные характеристики калькулятора:
- Понимает элементы от H до Uuh
- Поддерживает произвольную вложенность лигандов (квадратных и круглых скобок) — например «гипотетическое» вещество Li2[(H2O)2O(CH4[NH3]2)]3[CoSeMg]2
- Включения (типа кристаллогидратов) можно обозначать через: * × ∙ · ⋅ ∗
Калькулятор пока не поддерживает:
- Обозначения сокращений типа Ph, Met, Ac и тому подобные
- Устанавливаемую точность подсчёта массы (до произвольного десятичного знака)
Источник
1. Какую площадь может занять капля оливкового масла объемом 0,02 см3 при расплывании ее на поверхности воды?
2. Определите молярные массы водорода и гелия.
3. Во сколько раз число атомов в углероде массой 12 кг превышает число молекул в кислороде массой 16 кг?
4. Каково количество вещества (в молях), содержащегося в воде массой 1 г?
5. Молярная масса азота равна 0,028 кг/моль. Чему равна масса молекулы азота?
6. Определите число атомов в меди объемом 1 м3. Молярная масса меди М = 0,0635 кг/моль, ее плотность ρ = 9000 кг/м3.
7. Плотность алмаза 3500 кг/м3. Какой объем займут 1022 атомов этого вещества?
8. Под каким давлением находится газ в сосуде, если средний квадрат скорости его молекул v2 = 106 м2/с2, концентрация молекул n = 3 • 1025 м-3, масса каждой молекулы m0 = 5 • 10-26 кг?
9. В колбе объемом 1,2 л содержится 3 •1022 атомов гелия. Чему равна средняя кинетическая энергия каждого атома? Давление газа в колбе 105 Па.
10. Вычислите средний квадрат скорости движения молекул газа, если его масса m = 6 кг, объем V=4,9 м3 и давление р = 200 кПа.
Источник
Относительная плотность одного газа по другому
Иногда для решения задачи нужно знать, как найти молярную массу газа, о котором сообщается лишь его плотность по воздуху или по другому газу. Это возможно, если знать формулу относительной плотности, которая обозначается буквой D.
, где и — некие газы.
Пример 1
Как определить, во сколько раз угарный газ плотнее водорода?
Для начала найдем молярную массу CO и H2:
М(CO) = Mr(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28.
М(H) = Mr(H2) = 2 · Ar(H) = 2 · 1 = 2.
.
Ответ: угарный газ в 14 раз плотнее водорода.
Пример 2
Как посчитать молярную массу газа х, о котором известно, что он в 10 раз плотнее углекислого газа CO2?
Подсчитаем для начала молярную массу углекислого газа:
M(CO2) = Mr(CO2) = 12 + 2 · 16 = 44.
Ориентируясь на формулу относительной плотности, произведем расчет молярной массы искомого газа х.
М(х) = D(х/CO2) · M(CO2) = 10 · 44 = 440 г/моль.
Ответ: у данного газа молярная масса 440 г/моль.
Атом и молекула меди. Формула меди. Строение атома меди:
Медь (лат. Cuprum) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Cu и атомным номером 29. Расположен в 11-й группе (по старой классификации – побочной подгруппе первой группы), четвертом периоде периодической системы.
Медь – металл. Относится к группе переходных металлов. Относится к тяжёлым и цветным металлам.
Как простое вещество медь при нормальных условиях представляет собой пластичный металл золотисто-розового цвета (либо розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). Наряду с осмием, цезием и золотом, медь – один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов.
Молекула меди одноатомна.
Химическая формула меди Cu.
Электронная конфигурация атома меди 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 . Потенциал ионизации (первый электрон) атома меди равен 745,48 кДж/моль (7,726380(4) эВ).
Строение атома меди. Атом меди состоит из положительно заряженного ядра (+29), вокруг которого по четырем оболочкам движутся 29 электронов. При этом 28 электронов находятся на внутреннем уровне, а 1 электрон – на внешнем. Поскольку медь расположен в четвертом периоде, оболочек всего четыре. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внутренняя оболочка представлена s-, р- и d-орбиталями. Четвертая – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома меди – на s-орбитали находится один неспаренный электрон. В свою очередь ядро атома меди состоит из 29 протонов и 35 нейтронов.
Радиус атома меди (вычисленный) составляет 145 пм.
Атомная масса атома меди составляет 63,546(3) а. е. м.
Медь с давних пор широко используется человеком.
Цинк, Zn
Латинское название Zincum, химический символ Zn. Элемент 4 периода, расположен во II группе, В-подгруппе. Порядковый номер 30. Масса — 65,37. Строение электронных оболочек: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2 (в основном состоянии). Валентность и степень окисления: II(+) и +2 (соответственно).
Способы получения в промышленности:
- Восстановление углеродом при нагревании: ZnO+ C→ CO↑ + Zn.
- Гидрометаллургия: ZnO + H2SO4 → ZnSO4+ H2O; ZnSO4+ Fe → FeSO4+ Zn↓.
- Электролиз: цинк восстанавливается на катоде Zn2+ + 2H+ + 4ē → Zn↓ + H2.
Цинк — металл серебристо-серого цвета (рис. 3). Твердый, проводит тепло и электричество. Окисляется кислородом при нагревании. Не взаимодействует с бором, углеродом, кремнием, азотом. В воде не растворяется, но при сильном нагревании реагирует с водяным паром с образованием оксида цинка и выделением водорода. Реагирует с кислотами, кроме азотной, вытесняет водород. Вытесняет металлы, расположенные в ряду активности правее, из растворов их солей.
Рис. 3. Цинк
Таблица 2
Характеристика соединений
| Классы веществ | Названия и формулы | Свойства |
| Оксиды | Оксид цинка, ZnO | Амфотерный. |
| Гидроксиды | Гидроксид цинка Zn(ОН)2 | Амфотерный. |
Цинк находит применение как защитный материал для предотвращения ржавчины (оцинковки) изделий из стали, железа. Металл используется в строительстве, производстве бытовой техники и для других целей.
