Copper – Encyklopedie

Měď (chemická značka – Cu, z lat Měď, anglicky – Měď) je chemický prvek čtvrté periody, 11. skupina (v zastaralé krátkoperiodické verzi tabulky před rokem 1989 – sekundární podskupina první skupiny, IB) čtvrté periody periodické tabulky chemických prvků Dmitrije Ivanoviče Mendělejeva [1].

Měď má atomové číslo 29 a je přechodným 3D prvkem. V přírodě se vyskytuje ve formě sloučenin a nugetů. Ve své čisté formě je plastický, má růžovou (červenou) barvu a rychle oxiduje v atmosféře a vytváří na povrchu žlutočervený oxidový film. Od starověku byla měď používána lidmi v její čisté formě a ve formě slitin. Je součástí živých organismů (biogenní prvek) [1].

Příběh

Měď je barva zlata, ale ne zlatá

• Latinský název pro měď Měď pochází z ostrova Kypr, kde Římané těžili měděnou rudu. Používal se i latinský název. Aes — přeloženo jako „moje“. Původ názvu měď v ruštině má několik verzí: 1) smida (název kovu, starogermánský jazyk) a kovář (kovář, kovář, anglický jazyk), 2) mέταλλον (důl/jáma, starověká řečtina) [2] .
• Měď byla díky svému přirozenému výskytu v nugetách a také měkkosti a kujnosti jedním z prvních materiálů zpracovaných člověkem k výrobě nástrojů. Později se měď získávala z rud tavením při relativně nízkých teplotách (1083 o C).
• Rané nálezy zbraní, štítů z mědi a bronzu (slitina mědi a cínu) pocházejí z 8.–6. století před naším letopočtem (objeveny na Altaji, Sibiři, Zakavkazsku, starověkém Řecku, Egyptě a Římě). Přemístění kamenných nástrojů bronzem znamenalo přechod do doby bronzové. Hojně se používala i mosaz (slitina mědi a zinku).
• Bronz a mosaz se používaly k výrobě luxusních předmětů, šperků a soch [3].

Prvek v periodické tabulce D. I. Mendělejeva. Struktura atomu

Schéma uspořádání 3d-orbitalů mědi(II) v oktaedrickém prostředí

Měď je ve skupině 11 čtvrtého období periodické tabulky Dmitrije Ivanoviče Mendělejeva a je součástí podskupiny mědi (spolu se stříbrem a zlatem, mincovními kovy) [1].

Valenční elektrony v atomu mědi jsou elektrony 3d a 4s. Charakteristická geometrie mnohostěnů pro měď je lineární (+1), plochý čtverec (+1, +2), čtyřstěnný (+1, +2), tetragonálně pyramidální (+2), oktaedrický (+2). V oktaedrickém prostředí se prodlužují vazby s atomy v axiálních polohách v důsledku projevu Jahn-Tellerova jevu v atomu mědi(II) [4].

Přírodní měď obsahuje dva izotopy: ₂₉ 63 Cu (69.17 %) a izotop ₂₉ 65 Cu (30.83 %). K dnešnímu dni je známo více než 20 stabilních izotopů mědi s hmotností od 52 do 80 amu. e. m. (g/mol) a poločas od 75 ns do 61.83 h [1].

Být v přírodě

Průměrný obsah mědi v zemské kůře je 4,7 10-3 % hmotnosti. Většina mědi (asi 80 %) se nachází v zemské kůře v kombinaci se sírou; asi 15 % mědi je ve formě uhličitanů, oxidů a křemičitanů, které jsou produkty zvětrávání primárních sulfidických měděných rud. Měď tvoří asi 250 minerálů. Jsou známy: chalkopyrit (pyrity mědi) CuFeS2, covellit CuS, chalkocit (lesk mědi) Cu2S, bornit Cu5FeS4, měďnatý Cu2O, malachit CuCO3 Cu(OH)2, azurit CuCO3 2Cu(OH)2. Měď se nachází v mořské vodě 3·10-7 %, v říční vodě 1·10-7 %.

Průměrný obsah mědi v živých organismech je 2-10 % hmotnosti. Ve vlhkém klimatu jsou ionty mědi vyluhovány z kyselých půd, což má za následek nedostatek mědi a související choroby rostlin a zvířat. Ve stepích a pouštích nejsou ionty mědi příliš mobilní [4].

Fyzikální vlastnosti

Měď je tvrdý kov zlatavě růžové barvy (růžová při absenci oxidového filmu). Měď je poměrně snadno obrobitelná. Teplota tání 1083,4 o C, bod varu 2567 o C, hustota mědi 8,92 g/cm3 [6].

Chemické vlastnosti

Ve sloučeninách může měď vykazovat oxidační stavy +1 a +2.

Měď je chemicky neaktivní kov. Při zahřátí může reagovat s některými nekovy: kyslíkem, sírou, halogeny.

Při zahřátí měď reaguje s dostatečně silnými oxidačními činidly, jako je kyslík, za vzniku CuO, Cu₂O v závislosti na podmínkách [6]:

Měď reaguje se sírou za vzniku sulfidu měďnatého:

Video experiment interakce mědi a síry si můžete prohlédnout zde.

Měď reaguje s halogeny. V tomto případě se tvoří halogenidy mědi (II):

Všimněte si však:

Video experiment interakce mědi s chlórem si můžete prohlédnout zde.

Měď nereaguje s dusíkem, uhlíkem a křemíkem:

Měď nereaguje s vodíkem.

Měď reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu:

Měď také interaguje s komplexními látkami:

Měď neoxiduje na suchém vzduchu a při pokojové teplotě, ale ve vlhkém vzduchu se v přítomnosti oxidu uhelnatého (IV) pokryje zeleným povlakem hydroxykarbonátu měďnatého (II):

V napěťové řadě je měď vpravo od vodíku, a proto nemůže vytlačovat vodík z roztoků minerálních kyselin (zředěná kyselina sírová atd.).

Například měď nereaguje se zředěnou kyselinou sírovou:

Video experiment interakce mědi s kyselinou chlorovodíkovou si můžete prohlédnout zde.

V tomto případě měď reaguje při zahřívání s koncentrovanou kyselinou sírovou. Po zahřátí reakce pokračuje a tvoří oxid sírový (IV), síran měďnatý (II) a vodu:

Měď reaguje i za normálních podmínek s kyselinou dusičnou.

S koncentrovanou kyselinou dusičnou:

Se zředěnou kyselinou dusičnou:

Alkalické roztoky nemají na měď prakticky žádný vliv.

Měď vytlačuje kovy umístěné vpravo v napěťové řadě z roztoků jejich solí.

Například měď reaguje s dusičnanem rtuťnatým (II) za vzniku dusičnanu měďnatého (II) a rtuti:

Měď je oxidována oxidem dusíku (IV) a železitými solemi

Příjem

Existují tři hlavní způsoby získávání mědi [7]:

Pyrometalurgické – při vysokých teplotách, v důsledku čehož se roztavená hmota rozdělí na matnou slitinu a slitinu strusky.

Hydrometalurgický – základem této metody je výroba mědi pomocí určitých vodných roztoků. Minerály mědi se rozpustí ve zředěné kyselině sírové nebo čpavku a ze vzniklého roztoku se extrahuje měď.

Elektrolýza – působením elektrického proudu, oddělením kovu z roztoku síranu měďnatého obsahujícího volnou kyselinu sírovou.

přihláška

Použití mědi v průmyslu je spojeno s její vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí a plasticitou. V elektrotechnice se používá až 50 % mědi, což je kov obsahující minimálně 99,99 % hlavní složky. Vysoká tepelná vodivost a antikorozní vlastnosti umožňují výrobu měděných dílů pro výměníky tepla, kryogenní instalace a vakuová zařízení. Asi 30 % mědi se používá ve formě slitin. Asi 10–12 % mědi se používá k přípravě barev, insekticidů, mikroživinových hnojiv, katalyzátorů oxidačních procesů, v lékařství, v kožedělném a kožešinovém průmyslu a při výrobě umělého hedvábí [5].

Galerie

Starověká měděná čepel
Středověký náprstek ze slitiny mědi
Římská bronzová mince Geta zobrazující chrám Petra se sochou Tyche (26 mm, 13.41 g)

Poznámky

1. ↑ 1,01,11,21,3Drozdov A. A., Zlomanov V. P., Mazo G. N., Spiridonov F. M. Anorganická chemie / ed. Yu. D. Treťjaková. — M. Academy, 2007. — 400 s. — ISBN 5-7695-2533-9.
2. ↑ měď, měď, měď(29)(nespecifikováno) . chem.msu.ru. Datum přístupu: 28. srpna 2023.
3. ↑Trifonov D. N., Trifonov V. D. Jak byly objeveny chemické prvky: Průvodce pro studenty. — M. Education, 1980. — 224 s.
4. ↑Kukushkin N. Chemie koordinačních sloučenin. — M.: Vyšší škola, 1985.
5. ↑ 5,05,1 Měď(nespecifikováno) . Velká ruská encyklopedie. Datum přístupu: 26. listopadu 2024.
6. ↑ 6,06,1Achmetov N.S. Obecná a anorganická chemie. — Vyšší škola M., 2001. — 743 s.
7. ↑Produkce mědi(nespecifikováno) . MANUFACTURERS.RU (8. února 2022). Datum přístupu: 26. listopadu 2024.

Odkaz

Tento článek má stav „připraveno“. To sice nevypovídá o kvalitě článku, ale hlavní téma už dostatečně pokryl. Pokud chcete článek vylepšit, klidně jej upravte!