Solubilitatea cuprului în apă și acizi

Baza proprietăților chimice ale majorității elementelor este capacitatea lor de a se dizolva într-un mediu apos și acizi. Studiul caracteristicilor asociate cu un efect redus de cupru activ în condiții normale. O caracteristică a proceselor chimice este formarea compușilor cu amoniac, mercur, azotic și acid sulfuric. Solubilitate cupru scăzută în apă nu este capabil de a provoca procese de coroziune. S inerente proprietăți chimice specifice, permite utilizarea compusului în diferite industrii.

Descriere Element

Cuprul este considerată cea mai veche a metalelor, care au învățat cum să facă mai multe persoane BC. Acest material este preparat din surse naturale sub formă de minereu. -Cupru numit tabel element chimic cu numele latin Cuprum, al cărui număr de ordine este egal cu 29. În sistemul periodic, se află în a patra perioadă și aparține primului grup.

substanta naturala este un metal greu de culoare roz-rosu, cu o structură moale și maleabil. Temperatura punctelor de fierbere și topire - 1000 ° C. Este un bun conductor.

Structura chimică și proprietățile

Dacă examinați formula electronică a atomului de cupru, este posibil să se detecteze că are 4 nivele. Pe de valență 4s-orbital este doar un singur electron. În timpul reacțiilor chimice pot fi clivate de atomul de 1 până la 3 particule încărcate negativ, atunci compușii de cupru obținute în starea de oxidare +3, +2, +1. Ea are cele mai mari derivații săi de stabilitate divalenți.

În reacții chimice, acționează ca un metal cu activitate scăzută. În condiții obișnuite de solubilitate în apă de cupru lipseste. La coroziunea aerului uscat nu se observă, ci prin încălzirea suprafața metalică acoperită cu tentă neagră de oxid de fier. Rezistența chimică a cuprului se manifestă prin acțiunea numărului gazelor de carbon anhidru de compuși organici, rășini fenolice și alcooli. Acesta este caracterizat prin reacția complexarea cu eliberarea compușilor colorați. Cuprul are o afinitate scăzută, cu un grup de metal alcalin legați pentru a forma un număr de derivați ai monovalent.

Ce este solubilitatea?

Acest proces de formare a sistemelor omogene în formă de soluții, prin reacția unui compus cu alte substanțe. Componentele lor sunt molecule individuale, atomi, ioni si alte particule. Gradul de solubilitate este determinat de concentrația substanței, care a fost dizolvat în prepararea unei soluții saturate.

Unitatea de măsură cel mai adesea procente, fracțiuni de volum sau greutate. Solubilitatea cuprului în apă, alți compuși, cum ar fi sub formă solidă, sub rezerva modificărilor în condiții de temperatură. Această relație este exprimată prin curbe. În cazul în care cifra este foarte mică, substanța este considerată a fi insolubilă.

Solubilitatea cuprului într-un mediu apos

Metal prezintă rezistență la coroziune sub acțiunea apei de mare. Acest lucru se dovedește inerției sale în condiții normale. Solubilitatea cuprului în apă (proaspete) nu este practic observată. Dar, într-un mediu umed și sub efectul dioxidului de carbon pe suprafața de metal sunt formate benzi verzi, care este un carbonat bazic:

Cu + Cu + O ₂ + H ₂ O + CO ₂ → Cu (OH) ₂ · Čuĉo _2.

Dacă luăm în considerare compusul său monovalent ca o sare, se observă o ușoară dizolvare a acestora. Astfel de materiale sunt supuse oxidării rapide. Rezultatul este un compus de cupru bivalent. Aceste săruri au o bună solubilitate în mediu apos. Este disocierea lor completă în ioni.

Solubilitatea Acid

Convențional condiții de reacție percolare cupru cu acizi slabi sau diluate, nu contribuie la interacțiunile lor. Nu a existat nici un proces chimic de metal cu substanțe alcaline. Solubilitatea cuprului în acizi pot, dacă acestea sunt agenți oxidanți puternici. Numai în acest caz, interacțiunea are loc.

Solubilitatea cuprului în acid azotic

Această reacție este posibil datorită faptului că există un reactiv puternic de oxidare metalic. Acidul azotic diluat în formă concentrată și prezintă proprietăți cu dizolvare oxidativă a cuprului.

In primul exemplu de realizare este obținut în timpul reacției de azotat de cupru și de oxid de azot bivalent în proporție de 75% până la 25%. Proces cu acid azotic diluat poate fi descrisă prin următoarea ecuație:

8HNO ₃ + 3Cu → 3Cu (NO _{3) 2} + NO + NO + 4H ₂ O.

În al doilea caz, un azotat de cupru și oxizii de azot bivalent și tetravalent al cărui raport de 1 la 1. Acest procedeu implică 1 mol de metal și 3 moli de acid azotic concentrat. La dizolvarea cuprului este o încălzire puternică a soluției, care rezultă în descompunerea termică oxidant are loc și recuperarea volum suplimentar de oxizi de azot:

4HNO ₃ + Cu → Cu (NO _{3) 2} + NO ₂ + NO ₂ + 2H ₂ O.

Reacția utilizată în producția la scară mică, asociată cu procesarea fierului vechi sau eliminarea deșeurilor de acoperire. Cu toate acestea, o astfel de metodă de dizolvare a cuprului are o serie de dezavantaje asociate cu eliberarea de cantități mari de oxizi de azot. Pentru a captura sau de a le neutraliza necesită echipament special. Aceste procese sunt foarte scumpe.

dizolvarea cuprului este considerată completă atunci când există o încetare completă a producției de oxizi de azot volatili. Temperatura de reacție variază de la 60 la C până la 70 ° Următorul pas este reducerea soluției reactorului chimic. In partea de jos sunt bucăți mici de metal care nu a reacționat. Pentru lichidul rezultat se adaugă apă și se efectuează filtrarea.

Solubilitatea în acid sulfuric

În mod normal, nu se produce această reacție. dizolvarea cuprului Determinant în acid sulfuric, este o concentrare puternică. mediu Diluat nu poate oxida metal. Dizolvarea cuprului în acid sulfuric concentrat continuă cu eliberarea de sulfat.

Procesul exprimat prin următoarea ecuație:

Cu + H ₂ SO ₄ + H ₂ SO ₄ → _CUSO4 + 2H ₂ O + SO _2.

Proprietățile de sulfat de cupru

Sare dibazic , de asemenea , numit sulfat, desemnează - l ca: _CUSO4. Este o substanță fără nici un miros caracteristic, fără nici o volatilitate. Forma anhidră a sării nu are nici o culoare, este opac, având higroscopicitate ridicată. In cupru (sulfat) solubilitate bună. Moleculele de apă, săruri de îmbinare pot forma compusul hidrat cristalin. Un exemplu este sulfatul de cupru, care este albastru topotecan. Formula sa: CuSO ₄ · 5H ₂ O.

Cristalină hidrat tentă albăstruie structură transparentă inerentă, ele prezintă gustul amar, metalic. Molecule pot pierde apa combinate în timp. În natură, găsită sub formă de minerale, care includ chalcanthite și butit.

sulfat de cupru expuse. Solubilitatea este o reacție exotermă. o cantitate semnificativă de căldură este generată în procesul de săruri de hidratare.

Solubilitatea cuprului în fier

Ca rezultat al acestui proces pseudoalloys format din Fe și Cu. Pentru fier metalic și cupru poate fi limitată solubilitate mutuală. Maximă a valorilor sale sunt observate în indicatorul de temperatură 1099,85 ° C Gradul de solubilitate de cupru sub formă solidă este egal cu 8,5% fier. Acestea sunt indicatori mici. Dizolvarea fierului metalic în formă solidă de cupru este de aproximativ 4,2%.

Scăderea temperaturii la valori de cameră face procese reciproce ușoare. Când sa topit cupru metalic, este capabil de a uda bine de fier sub formă solidă. La prepararea pseudoalloys Fe și Cu folosi preforme speciale. Ele sunt create prin presare sau coacere pulbere de fier prezentă în formă pură sau aliaj. O astfel de semifabricat este impregnat cu cupru lichid, formând pseudoalloys.

Dizolvarea în amoniac

Procesul se desfășoară adesea prin trecerea _NH3 în formă gazoasă peste din metal înroșit. Rezultatul este dizolvarea cuprului în amoniac, izolarea Cu ₃ N. Acest compus este denumit nitrură ca monovalent.

Sărurile soluției sale de amoniac expuse. Adăugarea reactivului la clorura de cupru conduce la precipitarea sub formă de hidroxid:

_CuCI2 + _NH3 + _NH3 + 2H ₂ O → 2NH ₄ Cl + Cu (OH) ₂ ↓.

Excesul de amoniac promovează formarea unui compus de tip complex având o colorație albastru închis:

Cu (OH) ₂ ↓ + 4NH ₃ → [Cu _{(NH3) 4]} (OH) _2.

Acest proces este folosit pentru a determina ionii cuprici.

Solubilitatea fierului

In structura perlitică de fontă maleabilă pe lângă componentele de bază ale elementului suplimentar este prezent sub forma unui cupru convențional. Și anume crește grafitizării atomilor de carbon crește fluiditatea, rezistența și duritatea aliajelor. Metalul are un efect pozitiv asupra nivelului de perlit în produsul final. Solubilitatea cuprului în fier este utilizat pentru doparea compoziției inițiale. Scopul principal al acestui proces este de a obține un aliaj maleabil. El va fi proprietăți mecanice îmbunătățite și coroziune, dar fragilizare redus.

În cazul în care conținutul de cupru al fierului este de aproximativ 1%, rata de rezistență în timpul întindere este egală cu 40%, iar randamentul crește la 50%. Acest lucru se schimba semnificativ caracteristicile aliajului. Creșterea cantității de dopant de metal până la 2%, aceasta conduce la o modificare a rezistenței la o valoare de 65%, iar debitul devine egal cu 70%. La un conținut mai ridicat de cupru în compoziția de fier din grafit nodular format mai greu. Introducere în structura elementului de aliere nu se schimba tehnologia de formare a unui aliaj vâscos și moale. Timpul disponibil pentru recoacere pentru a coincide cu durata unei reacții la producerea de fier fără impurități din cupru. Este de aproximativ 10 ore.

Utilizarea cuprului pentru fabricarea de fontă cu o concentrație mare de siliciu nu este capabil de a elimina complet amestecul de așa-numitul ferrugination în timpul recoacere. Ca rezultat, un produs având o rezistență scăzută.

Solubilitatea în mercur

Când este amestecat cu mercur metalic alte elemente obținute amalgam. Acest proces poate avea loc la temperatura camerei, deoarece în astfel de condiții este un lichid Pb. Solubilitatea cuprului în mercur are loc numai în timpul încălzirii. Metal trebuie să taie mai întâi. După umectare cu mercur lichid cupru solid este o întrepătrundere a unei substanțe într-un alt proces sau difuzie. Valoarea solubilității este exprimată ca procent și este de 7,4 * 10 ^-3. In timpul reacției solide se obține un amalgam simplu similar cu ciment. Dacă este un pic de căldură, se înmoaie. Ca urmare, un astfel de amestec este utilizat pentru repararea porțelan. Există, de asemenea, un amalgam complex, cu un conținut optim de metal în ea. De exemplu, într-un aliaj dentar are elementele de argint, staniu, cupru si zinc. Cantitatea lor în procente se referă atât la 65: 27: 6: 2. Amalgamele cu o astfel de compoziție numită de argint. Fiecare componentă din aliaj îndeplinește o funcție specifică, care permite obținerea sigiliu de înaltă calitate.

Un alt exemplu este aliajul amalgam în care există un conținut ridicat de cupru. De asemenea, este numit aliaj de cupru. Compoziția amalgamului este prezent de la 10 la 30% Cu. Concentrațiile mari de cupru previne staniu reacționat cu mercur, care nu formează fază foarte slab și coroziv din aliaj. Mai mult decât atât, reducerea cantității de argint în rezultatele de etanșare la o reducere a prețului. Pentru a pregăti amalgam este de dorit să folosească o atmosferă inertă sau un lichid protector care formează o peliculă. Fier care alcătuiesc aliajul capabil să oxidat rapid prin aer. Procesul de încălzire Cuprum amalgam în prezența hidrogenului conduce la o distilare de mercur, care separă cupru elementar. După cum puteți vedea, această problemă este simplu de a învăța. Acum știi ca cupru interacționează nu numai cu apă, ci și cu acizi și alte elemente.