Слайд 1

Металлы.Медь.

Слайд 2

Положение меди в периодической системе химических элементов и строение атома.
Медь-элемент побочной подгруппы I группы (IБ-группы)

Слайд 3

Нахождение в природе.
Медь встречается в природе в основном в связанном виде и входит в состав следующих минералов: медный блеск Cu2S и малахит CuCO3·Cu(ОН)2

Слайд 4

Нахождение в природе.
Куприт Cu2O
Медный колчедан CuFeS2

Слайд 5

Получение меди.
Процесс получения меди весьма сложный. Наиболее пригодны для этого оксиды. С помощью кокса и оксида углерода (II) в цветной металлургии получают медь из куприта Cu2O.

Слайд 6

Физические свойства.
Медь - золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Слайд 7

Температура плавления 1083 ºС. Отличный проводник электрического тока (уступает только серебру).

Слайд 8

Химические свойства.
Взаимодействие с неметаллами С кислородом в зависимости от температуры взаимодействия медь образует два оксида:при 400–500°С образуется оксид двухвалентной меди: 2Cu + O2 = 2CuO; при температуре выше 1000°С получается оксид меди (I): 4Cu + O2 = 2Cu2O.

Слайд 9

При нагревании с фтором, хлором, бромом образуются галогениды меди (II): Cu + Br2 = CuBr2; с йодом – образуется йодид меди (I): 2Cu + I2 = 2CuI. Медь не реагирует с водородом, азотом, углеродом и кремнием.

Слайд 10

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.

Слайд 11

Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и оксида азота (II): 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей меди (II) и продуктов восстановления кислот: Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O; Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O. С концентрированной соляной кислотой медь реагирует с образованием трихлорокупрата (II) водорода: Cu + 3HCl = H + H2.

Слайд 12

Восстановительные свойства.
Медь окисляется оксидом азота (IV) и хлоридом железа (III): 2Cu + NO2 = Cu2O + NO; Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2.

Слайд 13

Применение.
Чистая медь (99.9% Cu) используется в электротехнической промышленности для изготовления электрических проводов, кабелей и в теплообменных аппаратах.

Слайд 14

Медная проволока широко используется в электротехнике и электроэнергетике, в телекоммуникационной отрасли, судо- и автомобилестроении, ее применяют для производства электрокабеля, проводов, обмоток, выводов искрового зажигания, плавких предохранительных устройств

Слайд 15

В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Например, в состав так называемого пушечного металла, который в XVI-XVIII вв. действительно использовался для изготовления артиллерийских орудий, входят все три основных металла - медь, олово, цинк.В наше время находит применение в военном деле в кумулятивных боеприпасах благодаря высокой пластичности, большое количество латуни идёт на изготовление оружейных гильз. Медноникелевые сплавы используются для чеканки разменной монеты. Медноникелиевые сплавы, в том числе т. н. «адмиралтейский» сплав широко используются в судостроении и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за образцовой коррозионной устойчивости.

Введение. Так уж случилось, что в одной подгруппе оказались медь, серебро и золото: элементы- ровесники цивилизации. Все они в разное время выступали в качестве конечного мерила ценностей, проще говоря, денег. Из этих металлов ковали оружие, делали домашнюю утварь и украшения. В наши дни медь, серебро и золото- в самой гуще технического прогресса. Физик подчеркнёт их непревзойдённую тепло и электропроводность. Ваятель отметит пластичность и красивый внешний вид. Его поддержат ювелир и чеканщик, а химик непременно вспомнит о благородной инертности и высокой коррозионной стойкости этих металлов. Золотая маска фараона Тутанхамона. Золотой самородок «Мефистофель» массой 20,25 г, найденный в Сибири. Алмазный фонд. Москва. Самородок серебра Шапка Мономаха. Bocток, конец 13 начало 14 вв. Чаша. Древняя Русь Чернигов, 12 в. Серебро; ковка, резьба. Принадлежала князю Владимиру Давыдовичу Черниговскому.

История меди. Медь известна с незапамятных времён и входит в «великолепную семёрку» древнейших металлов, используемых человечеством, -это золото, серебро, медь, железо, олово, свинец и ртуть. По археологическим данным, медь была известна людям уже 600 лет назад. Она оказалась первым металлом, заменившим древнему человеку камень в первобытных орудиях труда. Это было начало т. наз. медного века, который длился около 2000 лет. Из меди выковывали, а потом и выплавляли топоры, ножи, булавы, предметы домашнего обихода. По преданию, античный бог-кузнец Гефест выковал для непобедимого Ахилла щит из чистой меди. Камни для 147-метровой пирамиды Хеопса. Фреска из Помпей: Гефест показывает Фетиде щит, изготовленный для Ахилла. Ок. 70 н. э. Национальный музей. Неаполь.

Сейчас невозможно установить, когда человек впервые познакомился с медью. Во всяком случае, около 3000 лет до н. э. египтяне уже могли делать из неё проволоку. В природе медь встречается иногда в самородном состоянии, и это облегчило добычу древним мастерам. Они умели каменными инструментами выковывать из этого металла различные изделия. Позднее стали разрабатываться медные копи, которые были разбросаны по всей планете: и в Северной Америке на берегах Великих озёр, и в Азии на Синайском п-ове, и в Европе на территории теперешней Австрии, и на о-ве Кипр. По мнению специалистов, латинское наименование металла "купрум" произошло от названия этого острова. Привычное русскому уху имя металла - "медь", вероятно, пошло от старославянского "смита", что означало металл вообще. Самородок меди.

Применение меди. Медь издавна применялась в строительстве: древние египтяне строили медные водопроводы; крыши средневековых замков и церквей покрывали листовой медью, например знаменитый королевский замок в Эльсиноре (Дания) покрыт кровельной медью. Из меди изготовляли монеты и украшения. Благодаря малому электрическому сопротивлению медь является главным металлом электротехники: больше половины всей получаемой меди идёт на производство электрических проводов для высоковольтных передач и слаботочных кабелей. Даже ничтожные примеси в меди приводят к повышению её электрического сопротивления и большим потерям электроэнергии. Медной жестью обшивают корпуса кораблей. Высокая теплопроводность и сопротивление коррозии позволяют изготовлять из меди детали теплообменников, холодильников, вакуумных аппаратов, трубопроводов для перекачки масел и топлив и пр. Широко используется медь и в гальванотехнике при нанесении защитных покрытий на стальные изделия. Так, например, при никелировании или хромировании стальных предметов на них предварительно осаждают медь; в этом случае защитное покрытие служит дольше и эффективней. Медь используют также в гальванопластике (т. е. при тиражировании изделий методом получения их зеркального отображения), например при изготовлении металлических матриц для печатания денежных купюр, воспроизведение скульптурных изделий.

Бронза. Оружие из бронзы июньского времени в Китае. Древние металлурги научились добывать медь из руд и вносить в неё добавки, улучшающие свойства сплава. Так, смешав медь с оловом, они получили бронзу. Это был настолько важный этап в человеческой истории, что мы называем его бронзовым веком. Необычно простой способ получения сплава(пламя костра расплавляет смесь олова и меди) позволил мастерам изготовлять из него различные инструменты, орудия труда и, конечно же, оружие. Бронза твёрже меди, устойчива на воздухе, хорошо перерабатывается в различные изделия, но более легкоплавка. Особенно качественные сплавы умели получать древние греки, жители Месопотамии, японские мастера. Поэтому совсем не случайно возвышение и закат государств были непосредственно связаны со степенью развития металлургии.

Изделия из бронзы были в ходу у древних египтян, ассирийцев, этрусков. Прекрасные бронзовые статуи отливали в Греции и Риме; многие из них сохранились до настоящего времени, например знаменитая конная статуя Марка Аврелия в Риме или одно из семи чудес света Колосс Родосский. Для скульптурных произведений, стоящих на открытом воздухе, особенно в местах с влажным климатом, бронза предпочтительна потому, что со временем на её поверхности появляется плотный зеленовато-коричневый налёт- патина, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Также бронзой оковывали щиты римских легионеров. Щит римского легионера.

Именно из бронзы отлиты воспетый А. С. Пушкиным "Медный всадник" в Санкт-Петербурге и памятник Минину и Пожарскому на Красной площади в Москве. Благодаря особым механическим свойствам и хорошим литейным качествам бронза - идеальный металл для отливки колоколов, обладающих громким и красивым звуком. Всем известен гигантский "Царь-колокол" в Московском Кремле весом почти 202 тонны, отлитый в годах русскими мастерами И. Ф. и М. Ф. Матрониными. Из бронзы в старину делали также пушки; самая большая из них "Царь-пушка" (39,3 т) предназначалась для обороны Московского Кремля и была отлита мастером А. Чоховым в 1586 г. Э. М. Фальконе. «Медный всадник». Санкт-Петербург. Царь-колокол был отлит по приказу императрицы Анны Иоанновны в гг. московскими литейщиками Иваном Моториным и его сыном Михаилом вместо разбившегося в г. во время пожара Большого Успенского колокола.

Царь-пушка. Мастер Андрей Чохов год. Памятник мещанину Кузьме Минину и князю Дмитрию Пожарскому создан по проекту художника И. П. Мартоса и отлит из бронзы литейным мастером Академии Художеств В. П. Екимовым, открыт 20 февраля 1818.

И сейчас из бронзы отливают скульптуры, изготавливают люстры, канделябры, подсвечники, а также детали различных механизмов (например, подшипники). Как и много веков назад, для получения бронзы медь и медный лом сплавляют с оловом. Только уже не в земляных, а в современных электрических печах. Чтобы при плавлении медь и олово не окислялись, а бронза отличалась особой прочностью, в шихту перед литьём добавляют соединения фосфора. Из-за дефицита олова и его высокой цены оловянная бронза постепенно вытесняется другими бронзами, гл. обр. алюминиевой. Алюминиевая бронза, содержащая до 11% Аl, обладает хорошими механическими свойствами, устойчива в морской воде и даже в разбавленной соляной кислоте. Этот очень прочный сплав идёт на изготовление трубопроводов, деталей паровых турбин и авиационных двигателей и др.Из алюминиевой бронзы в России чеканили "медные" монеты с 1926 по 1957 гг.Из свинцовой бронзы делают подшипники для тепловозов, судовых двигателей, водяных турбин. Исключительно прочна и долговечна бериллиевая бронза, которая благодаря упругим свойствам служит материалом для пружин, практически не знающих усталости (выдерживают до 20 миллионов циклов нагрузки). Санкт-Петербург. Бронзовый памятник Остапу Бендеру на Итальянской улице год. Скульптор Альберт Чаркин.

Латунь. Латунь- это сплав меди с цинком. Хотя цинк был открыт только в средние века, латунь была известна ещё древним римлянам, которые получали её плавкой медных руд с цинковыми без доступа воздуха. Для придания латуни нужных свойств в её состав в её состав часто вводят в небольших количествах такие легирующие металлы, как Al, Mn, Ni, Fe и др. Латунь плавится легче, чем медь, но она твёрже её. Латунь хорошо куётся, прокалывается в листы, штампуется, вытягивается в проволоку и отлично полируется(до зеркального блеска). Изделия из неё поддаются закалке. При необходимости латунь можно наносить на поверхность других металлов электрохимическим методом. Немаловажно, что латунь значительно дешевле меди. Используют латунь в машиностроении и электротехнике; из неё делают детали различных механизмов, водопроводные и газовые краны, радиаторные трубы, дверные ручки, петли патронные гильзы. Латунь с добавкой алюминия по внешнему виду похожа на золото, из неё изготовляют значки, эмблемы, медали. Если цинка в сплаве относительно мало (до 18%), латуни имеют красноватый оттенок.Например, латунь с содержанием до 10% цинка называется томпаком; из этого сплава с 1961 по 1991 в России чеканили «медные» монеты, достоинством от 1 до 5 копеек. Сплавы с большим содержанием цинка (до 50%) - жёлтого цвета и называются собственно латунями. Они прекрасно обрабатываются вальцеванием, прессованием и протяжкой, из них получают добротные отливки.

Другие сплавы. Из других сплавов отметим монель-металл (% меди, % никеля и цинка с добавками свинца, олова и железа) раньше применялся для изготовления столовых приборов и украшений "под серебро". Благодаря своей высокой коррозийной стойкости и прочности, хорошей пластичности сейчас применяется в химической, судостроительной, медицинской, нефтяной, текстильной и др. отраслях промышленности. А вот константан, манганин, хромель и копель почти не изменяют своего сопротивления при значительных колебаниях температуры и поэтому верой и правдой служат в электротехнике для изготовления термопар – очень чувствительных приборов, измеряющих температуру. Также из хромеля и копеля изготавливаются компенсационные провода, реостаты, детали нагревательных устройств. Из мангонина изготовляют эталонные резисторы и элементы измерительных приборов.

Cлайд 1

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

Cлайд 7

Cлайд 8

Cлайд 9

Медь - элемент побочной подгруппы первой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Обозначается символом Cu (лат. Cuprum). Простое вещество медь -это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко применяется человеком.

Физические свойства меди: золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет. Медь образует кубическую гранецентрированную решётку Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности после серебра, удельная проводимость при 20 °). Имеет два стабильных изотопа - 63 Cu и 65 Cu, и несколько радиоактивных изотопов. Самый долгоживущий из них, 64 Cu, имеет период полураспада 12,7 ч и два варианта распада с различными продуктами. Существует ряд сплавов меди: латуни - с цинком, бронзы - с оловом и другими элементами.

Содержание в природе: Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS 2 , халькозин Cu 2 S и борнит Cu 5 FeS 4 . Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS , куприт Cu 2 O. Иногда медь встречается в самородном виде, масса отдельных скоплений может достигать 400 тонн. Сульфиды меди образуются в основном в среднетемпературных гидротермальных жилах. Также нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах - медистые песчаники и сланцы. Наиболее известные из месторождений такого типа - Удоканской в Читинской области, в Казахстане,в Германии. Другие самые богатые месторождения меди находятся в Чили и США. Большая часть медной руды добывается открытым способом.

Способы получения меди Для получения меди применяют пиро -, гидро - и электрометаллургические процессы. Пирометаллургический процесс получения меди из сульфидных руд типа CuFeS 2 выражается суммарным уравнением: 2CuFeS 2 + 5O 2 + 2SiO 2 = 2Cu + 2FeSiO 3 + 4SO 2 . Гидрометаллургические методы получения меди основаны на селективном растворении медных минералов в разбавленных растворах серной кислоты или аммиака, из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом: CuSO 4 + Fe = Cu + FeSO 4 . Электролизом получают чистую медь: 2CuSO 4 + 2H 2 O = 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4 ; на катоде выделяется медь, на аноде – кислород.

Химические св-ва меди: Медь относится к малоактивным металлам. При обычных условиях она не взаимодействует с водой, растворами щелочей, соляной и разбавленной серной кислотой. Однако в кислотах-сильных окислителях (например, азотной и концентрированной серной)-медь растворяется: Сu + 8HN0 3 = 3Cu(N0 3) 2 + 2NO + 4Н 2 0 разбавленная Сu + 4HN0 3 = Cu (N0 3) 2 + 2N0 2 + 2Н 2 0 концентрированная

Медный порошок реагирует с хлором, серой и бромом, при комнатной температуре: При 300-400 °C реагирует с серой и селеном:

Применение меди: В электротехнике: медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Теплообмен: Другое полезное качество меди - высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления.

Используется в сплавах: Ювелирные сплавы: В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото - очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям. Другие сферы применения: Медь - самый широко употребляемый катализатор полимеризации ацетилена.Широко применяется медь в архитектуре.