Російськийдержавний педагогічний університет імені А. І. Герцена
Курсоваробота з хімії
по темі:
Металипобічної підгрупи I групи
Роботу виконала
студентка першого курсу
факультету хімії(Специалитет)
Каскеро Катерина
Санкт-Петербург
2010
Вступ
Метал (назвупоходить від лат. metallum - шахта) - група елементів, що володієхарактерними металевими властивостями, такими як висока тепло-іелектропровідність, позитивний температурний коефіцієнт опору,висока пластичність та ін
У своїй роботі я розповімпро метали побічної підгрупи I групи, про їх походження, властивості,з'єднаннях, деяких цікавих фактах і застосуванні.
На противагулужним металам, всі вони дуже інертні. Вони володіють незначним спорідненістюдо кисню, їх оксиди дуже легко відновлювати і метали зустрічаються вприроді в елементарній формі (золото найчастіше).
Шляхетний характерметалів посилюється від міді до срібла, а від нього - до золота. Для рештипобічних груп періодичної системи також існує правило, що ззбільшенням порядкового номера елемента убуває його активність. Розбавленимикислотами метали побічної підгрупи 1 групи не руйнуються. Але мідь і сріблорозчиняються в сильній азотній кислоті, а золото в царській горілці (суміш однієїоб'ємної частини азотної і трьох частин соляної кислоти).
Загальними властивостямилужних металів і металів підгрупи міді є їх ступінь окислення (+ I)у багатьох з'єднаннях, а також відмінна електропровідність. Правда, іноді мідьі срібло можуть іменть ступінь окислення (+ II), а золото навіть (+ III).
Далі я докладнішерозповім про кожен з цих елементів.
Мідь
Мідь - елемент побічноїпідгрупи першої групи, четвертого періоду періодичної системи хімічнихелементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 29. Позначається символом Cu(Лат. Cuprum). Проста речовина мідь (CAS-номер: 7440-50-8) - це пластичнийперехідний метал золотаво-рожевого кольору (рожевого кольору при відсутностіоксидної плівки). C давніх пір широко застосовується людиною.
Історія тапоходження назви
Вважають, що мідь почаливикористовувати близько 5000 до н.е. У природі мідь зрідка зустрічається у виглядіметалу. З мідних самородків, можливо, за допомогою кам'яних сокир, буливиготовлені перші металеві знаряддя праці. У індіанців, що жили на йогоберегах оз. Верхнє (Півн. Америка), де є дуже чиста самородна мідь,способи її холодної обробки були відомі до часів Колумба. Близько 3500 дон.е. на Близькому Сході мідь навчилися видобувати з руд, її отримуваливідновленням вугіллям. Мідні рудники були і в Давньому Єгипті. Відомо, щобрили для знаменитої піраміди Хеопса обробляли мідним інструментом.
До 3000 до н.е. в Індії,Месопотамії і Греції для виплавки більш твердої бронзи в мідь стали додаватиолово. Відкриття бронзи могло статися випадково, проте її переваги щодопорівняно з чистим міддю швидко вивели цей сплав на перше місце. Так почавсяВ«Бронзовий вікВ».
Вироби з бронзи були уассірійців, єгиптян, індусів та інших народів давнини. Однак цільнібронзові статуї стародавні майстри навчилися відливати не раніше 5 в. до н.е.Близько 290 до н.е. Харесом на честь бога сонця Геліоса був створений КолосРодоський. Він мав висоту 32 м і стояв над входом у внутрішню гавань древньогопорту острова Родосу в східній частині Егейського моря. Гігантська бронзовастатуя була зруйнована землетрусом в 223 н.е. [2]
Предки древніх слов'ян,жили в басейні Дону і в Придніпров'ї, застосовували мідь для виготовленнязброї, прикрас і предметів домашнього ужитку. Російське слово В«мідьВ», подумку деяких дослідників, походить від слова В«МЗСВ», яке у стародавніхплемен, що населяли Східну Європу, позначало метал взагалі.
Символ Cu походить від латинського aes cyproum (пізніше, Cuprum), так як на Кіпрі (Cyprus)знаходилися мідні копальні стародавніх римлян. Відносний вміст міді вземній корі складає 6,8 В· 10-3%. Самородна мідь зустрічається дуже рідко.Зазвичай елемент знаходиться у вигляді сульфіду, оксиду або карбонату. Найважливішимирудами міді є Халькопірит CuFeS2,який, за оцінками, становить близько 50% всіх родовищ цього елемента,мідний блиск (халькоціт) Cu2S, Купрій Cu2O і малахіт Cu2CO3 (OH) 2. Великіродовища мідних руд знайдені в різних частинах Північної та Південної Америк, вАфриці і на території нашої країни. У 18-19 вв. поблизу Онезького озера добувалисамородну мідь, яку відправляли на монетний двір в Петербург. Відкриттяпромислових родовищ міді на Уралі і в Сибіру пов'язано з ім'ям Микити Демидова.Саме він за указом Петра I в1704 почав карбувати мідні гроші.
Знаходження вприроді
Багаті родовищаміді давно вироблені. Сьогодні майже весь метал видобувається з низькосортнихруд, що містять не більше 1% міді. Деякі оксидні руди міді можуть бутивідновлені безпосередньо до металу нагріванням з коксом. Однак більшачастина міді виробляється з залізовмісних сульфідних руд, що вимагає більшскладної переробки. Ці руди порівняно бідні, і економічний ефект приїх експлуатації може забезпечуватися лише зростанням масштабів видобутку. Руду зазвичайдобувають у величезних кар'єрах, де використовуються екскаватори з ковшами до 25 м3 івантажівки вантажопідйомністю до 250 т. Сировина розмелюють і концентрують (довмісту міді 15-20%) з використанням пінної флотації, при цьому серйозноїпроблемою є скидання багатьох мільйонів тонн тонко подрібнених відходів внавколишнє середовище. До концентрату додають кремнезем, а потім суміш нагрівають увідбивних печах (доменні печі для тонко подрібненої руди незручні) дотемператури 1400 В° С, при якій вона плавиться.
Мідь зустрічається вприроді як в з'єднаннях, так і в самородному вигляді. Промислове значення маютьхалькопірит CuFeS2, також відомий як мідний колчедан, халькозін Cu2S іборної Cu5FeS4. Разом з ними зустрічаються і інші мінерали міді: ковеллін CuS,Купрій Cu2O, азурит Cu3 (CO3) 2 (OH) 2, малахіт Cu2CO3 (OH) 2. Іноді мідьзустрічається в самородному вигляді, маса окремих скупчень може досягати 400тонн [2]. Сульфіди міді утворюються в основному в середньотемпературнихгідротермальних жилах. Також нерідко зустрічаються родовища міді в осадовихпородах - Медист пісковики і сланці. Найбільш відомі з родовищтакого типу - Удокан в Читинської області, Джезказган в Казахстані, меденосний поясЦентральної Африки і Мансфельд в Німеччині.
Велика частина мідної рудивидобувається відкритим способом. Зміст міді в руді становить від 0,4 до 1,0%. [8]
Фізичні тахімічні властивості
Фізичні властивості міді
Колір міді червоний, взламі рожевий, при просвічуванні в тонких шарах зеленувато-блакитний. Металмає гранецентровані кубічні грати з параметром а = 3,6074 Г…;щільність 8,96 г/см3 (20 В° С). Атомний радіус 1,28 Г…; іонні радіуси Cu +0,98 Г…; Сu2 + 0,80 Г…; tпл1083 В° С; tкип 2600 В° С; питоматеплоємність (при 20 В° С) 385,48 дж/(кг В· К), тобто 0,092 кал/(г В· В° С). Найбільшважливі і широко використовувані властивості міді: висока теплопровідність - при 20В° С 394,279 вт/(м В· К.), тобто 0,941 кал/(см В· сек В· В° С); мале електричнеопір - при 20 В° С 1,68 В· 10-8 ом В· м. Термічний коефіцієнт лінійногорозширення 17,0 В· 10-6. Тиск парів над міддю мізерно, тиск 133,322 н/м2(Тобто 1 мм рт.ст.) досягається лише при 1628 В° С. Мідь діамагнітна; атомнамагнітна сприйнятливість 5,27 В· 10-6. Твердість міді 350 Мн/м2 (тобто 35кгс/мм2); межа міцності при розтягуванні 220 Мн/м2 (тобто 22 кгс/мм2);відносне подовження 60%, модуль пружності 132.103 Мн/м2 (тобто 13,2 В· 103кгс/мм2). [11]
Хімічні властивості міді
За хімічними властивостямимідь займає проміжне положення між елементами першої тріади VIIIгрупи і лужними елементами I групи системи Менделєєва. Мідь, як і Fe, Co,Ni, схильна до комплексоутворення, дає забарвлені сполуки, нерозчиннісульфіди і т. д. Схожість з лужними мет...
