Свойства меди

Медь один их самых известных с Древних времен металл. Человек познакомился с ним раньше, чем с железом. Это говорит о том, что на поверхности земли в свободном состоянии она встречается достаточно часто. Кроме того, по сравнению с железом, ее легче получить из соединений. Этот микроэлемент важен для животных и растений. Находясь в них, медь выступает активатором в ферментативных реакциях. Ее количество в составе растений зависит от их вида и содержания в грунте. В человеческом организме медь также присутствует в малых количествах. Она содержится в жидкости спинного мозга и тела, оказывая влияние обмен углеводов, понижая сахар в крови.

В природе медь встречается в виде сульфидных соединений, имеющихся в составе руд. К наиболее важным минералам относятся:

• Медный блеск или халькозин (Cu₂S). Этот минерал самый богатый по содержанию в нем меди. В нем также содержатся примеси серебра и железа. Он непрозрачный, имеет серый или черный цвет со свинцовым отливом. Редко встречается халькозин с зелеными, синими и желтыми оттенками. В природе он встречается в виде сплошной массы, иногда он образует вкрапление в руде.
• Медный колчедан или халькопирит (CuFeS₂). Это хрупкий непрозрачный минерал. У него золотистый или густой желтый цвет. В нем содержится 34,57 % меди.
• Борнит (Cu₅FeS₄). Этот минерал, относящийся к классу сульфидов, является одним из важных компонентов медных руд. В его составе содержится 63,3% меди.

Реже в природе встречаются кислотосодержащие минералы:

• малахит (CuCO_{3 *}Cu (ОН) ₂);
• азурит (2 CuCO_3*Cu (ОН) ₂);
• куприт (CuО_2).

Физические свойства

Медь в чистом виде представляет мягкий металл, хорошо поддающийся технологическим процессам вытягивания и прокатке. Одним из основных свойств меди является его высокая электропроводность. Также на величину электропроводности оказывает влияние механическое состояние минерала и способ, с помощью которого ее получают. Второй важной характеристикой меди является ее высокая теплопроводность. Эти характеристики ухудшаются из-за содержания в минерале примесей фосфора, мышьяка, железа, олова.

Химические свойства

Медь, как и железо, кобальт и никель склонна к комплексному образованию нерастворимых сульфидов, окрашенных одно- и двухвалентных соединений. Одновалентные соли меди плохо растворяются в оде. В отличие от них, двухвалентные соединения прекрасно растворяются в воде. Химическая активность меди небольшая. Она не взаимодействует с кислородом при температуре ниже 185 °С.

При нагревании медь полностью окисляется, хорошо взаимодействует с серой. Металл способен растворяться в кислотах окислителях. При этом растворение в серной кислоте происходит только при нагреве. В азотной кислоте медь может растворяться на холоде.

Получение меди

В медных рудах содержание минерала невысокое. Перед процессом плавки, ее сначала обогащают механическим способом, отделяя ценные минералы от общей массы. В большинстве стран мира медь извлекают способом, основанным на плавке всей массы. В результате минерал концентрируется в штейне (сульфидном расплаве), а из оксидов образуется шлак, который отделяют от штейна путем отстаивания. Жидкий штейн, получившийся при плаке, заливают в контейнер, и продувают через него сжатый воздух. Происходит конвертирование штейна, который протекает в 2 стадии:

• путем окисления получают сульфид железа;
• добавляют к нему кварц и получают шлак.

В результате получается так называемая черновая медь. Ее очищают с помощью метода рафинирования. В качестве электролита используют раствор сульфата меди, анодом выступают медные болванки, а пластинкам чистой меди отводят роль катода. Под воздействие электрического тока на катоде образуется чистая медь.

Оксид меди

Представляет собой кристаллическое вещество красновато-коричневого цвета. Он практически не растворяется в воде, но взаимодействует с кислотами и оксидами. При нагревании до 1240°С, плавится, но не разлагается. Вещество получается при нагревании металлической меди при малой концентрации кислорода или в результате термического разложения гидроксида меди. Используют оксид меди при производстве эмали, стекла в качестве пигмента. Он нащел свое применение в медицине.

Гидроксид меди

Он представляет собой кристаллы яркого синего цвета. Он также может иметь порошковую структуру. Получают его из сульфата гидроксида меди. Порошок белого цвета с кристаллической структурой (CuSO₄) хорошо растворяется в воде, в результате чего получается медный купорос. При добавлении щелочи к сульфату меди под воздействием реакции выпадает осадок голубого цвета. Гидроксид также можно получить из нитрата меди – кристаллического бесцветного вещества (Cu(NO₃)₂). При добавлении к раствору NaOH нитрата меди, выпавший в осадок голубого цвета и будет гидроксидом меди.

Гемиоксид

Оксид меди (I) или гемиоксид обладает основными свойствами. Получают его путем окисления металла: 4Cu + O2 → 2 Cu2O. Часть солей гемиоксида хорошо растворяется в воде, но неустойчива к кислороду, легко при этом окисляясь. Устойчивыми являются нерастворимые или комплексные соединения. Используют его в качестве катализатора, пигмента, фунгицида.