- Положение в периодической системе химических элементов
- Электронное строение меди
- Физические свойства
- Нахождение в природе
- Способы получения меди
- Качественные реакции на ионы меди (II)
- Химические свойства меди
- Оксид меди (II)
- Способы получения оксида меди (II)
- Химические свойства оксида меди (II)
- Оксид меди (I)
- Способы получения оксида меди (I)
- Химические свойства оксида меди (I)
- Гидроксид меди (II)
- Способы получения гидроксида меди (II)
- Химические свойства
- Соли меди
- Соли меди (I)
- Соли меди (II)
- Медь и соединения меди
- Купрум соляная кислота уравнение реакции
- 🌟 Видео
Положение в периодической системе химических элементов
Медь расположена в 11 группе (или в побочной подгруппе II группы в короткопериодной ПСХЭ) и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Электронное строение меди
Электронная конфигурация меди в основном состоянии :
+29Cu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 1s 2s 2p
3s 3p 4s 3d
У атома меди уже в основном энергетическом состоянии происходит провал (проскок) электрона с 4s-подуровня на 3d-подуровень.
Физические свойства
Медь – твердый металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). Медь относительно легко поддается механической обработке. В природе встречается в том числе в чистом виде и широко применяется в различных отраслях науки, техники и производства.
Изображение с портала zen.yandex.com/media/id/5d426107ae56cc00ad977411/uralskaia-boginia-liubvi-5d6bcceda660d700b075a12d
Температура плавления 1083,4 о С, температура кипения 2567 о С, плотность меди 8,92 г/см 3 .
Медь — ценный металл в сфере вторичной переработки. Сдав лом меди в пункт приема, Вы можете получить хорошее денежное вознаграждение. Подробнее про прием лома меди.
Нахождение в природе
Медь встречается в земной коре (0,0047-0,0055 масс.%), в речной и морской воде. В природе медь встречается как в соединениях, так и в самородном виде. В промышленности используют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Также распространены и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2 (OH) 2 CO 3 . Иногда медь встречается в самородном виде, масса которых может достигать 400 тонн .
Способы получения меди
Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — электролиз, пирометаллургический и гидрометаллургический.
- Гидрометаллургический метод: р астворение медных минералов в разбавленных растворах серной кислоты, с последующим вытеснением металлическим железом.
Например , вытеснение меди из сульфата железом:
CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4
- Пирометаллургический метод : получение меди из сульфидных руд. Это сложный процесс, который включает большое количество реакций. Основные стадии процесса:
1) Обжиг сульфидов:
2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2
2) восстановление меди из оксида, например, водородом:
CuO + H2 = Cu + H2O
- Электролиз растворов солей меди:
Качественные реакции на ионы меди (II)
Качественная реакция на ионы меди +2 – взаимодействие солей меди (II) с щелочами . При этом образуется голубой осадок гидроксида меди(II).
Например , сульфат меди (II) взаимодействует с гидроксидом натрия:
Соли меди (II) окрашивают пламя в зеленый цвет.
Химические свойства меди
В соединениях медь может проявлять степени окисления +1 и +2.
1. Медь — химически малоактивный металл. При нагревании медь может реагировать с некоторыми неметаллами: кислородом, серой, галогенами.
1.1. При нагревании медь реагирует с достаточно сильными окислителями , например , с кислородом , образуя CuО, Cu2О в зависимости от условий:
2Cu + О2 → 2CuО
1.2. Медь реагирует с серой с образованием сульфида меди (II):
Cu + S → CuS
1.3. Медь взаимодействует с галогенами . При этом образуются галогениды меди (II):
Но, обратите внимание:
2Cu + I2 = 2CuI
1.4. С азотом, углеродом и кремнием медь не реагирует:
Cu + N2 ≠
Cu + C ≠
Cu + Si ≠
1.5. Медь не взаимодействует с водородом.
1.6. Медь взаимодействует с кислородом с образованием оксида:
2Cu + O2 → 2CuO
2. Медь взаимодействует и со сложными веществами:
2.1. Медь в сухом воздухе и при комнатной температуре не окисляется, но во влажном воздухе, в присутствии оксида углерода (IV) покрывается зеленым налетом карбоната гидроксомеди (II):
2.2. В ряду напряжений медь находится правее водорода и поэтому не может вытеснить водород из растворов минеральных кислот (разбавленной серной кислоты и др.).
Например , медь не реагирует с разбавленной серной кислотой :
2.3. При этом медь реагирует при нагревании с концентрированной серной кислотой . При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат меди (II) и вода:
2.4. Медь реагирует даже при обычных условиях с азотной кислотой .
С концентрированной азотной кислотой:
С разбавленной азотной кислотой:
Реакция меди с азотной кислотой
2.5. Растворы щелочей на медь практически не действуют.
2.6. Медь вытесняет металлы, стоящие правее в ряду напряжений, из растворов их солей .
Например , медь реагирует с нитратом ртути (II) с образованием нитрата меди (II) и ртути:
Hg(NO 3 ) 2 + Cu = Cu(NO 3 ) 2 + Hg
2.7. Медь окисляется оксидом азота (IV) и солями железа (III)
2Cu + NO2 = Cu2O + NO
Оксид меди (II)
Оксид меди (II) CuO – твердое кристаллическое вещество черного цвета.
Способы получения оксида меди (II)
Оксид меди (II) можно получить различными методами :
1. Термическим разложением гидроксида меди (II) при 200°С :
2. В лаборатории оксид меди (II) получают окислением меди при нагревании на воздухе при 400–500°С:
2Cu + O2 2CuO
3. В лаборатории оксид меди (II) также получают прокаливанием солей (CuOH)2CO3, Cu(NO3)2:
Химические свойства оксида меди (II)
Оксид меди (II) – основный оксид (при этом у него есть слабо выраженные амфотерные свойства) . При этом он является довольно сильным окислителем.
1. При взаимодействии оксида меди (II) с сильными и растворимыми кислотами образуются соли.
Например , оксид меди (II) взаимодействует с соляной кислотой:
СuO + 2HBr = CuBr2 + H2O
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
2. Оксид меди (II) вступает в реакцию с кислотными оксидами.
Например , оксид меди (II) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата меди (II):
3. Оксид меди (II) не взаимодействует с водой.
4. В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (II) проявляют окислительные свойства:
Например , оксид меди (II) окисляет аммиак :
3CuO + 2NH3 → 3Cu + N2 + 3H2O
Оксид меди (II) можно восстановить углеродом, водородом или угарным газом при нагревании:
СuO + C → Cu + CO
Более активные металлы вытесняют медь из оксида.
Например , алюминий восстанавливает оксид меди (II):
3CuO + 2Al = 3Cu + Al2O3
Оксид меди (I)
Оксид меди (I) Cu2O – твердое кристаллическое вещество коричнево-красного цвета.
Способы получения оксида меди (I)
В лаборатории оксид меди (I) получают восстановлением свежеосажденного гидроксида меди (II), например, альдегидами или глюкозой:
Химические свойства оксида меди (I)
1. Оксид меди (I) обладает основными свойствами.
При действии на оксид меди (I) галогеноводородных кислот получают галогениды меди (I) и воду:
Например , соляная кислота с оксидом меди (I) образует хлорид меди (I):
Cu2O + 2HCl = 2CuCl↓ + H2O
2. При растворении Cu2O в концентрированной серной, азотной кислотах образуются только соли меди (II):
3. Устойчивыми соединениями меди (I) являются нерастворимые соединения (CuCl, Cu2S) или комплексные соединения [Cu(NH3)2] + . Последние получают растворением в концентрированном растворе аммиака оксида меди (I), хлорида меди (I):
Аммиачные растворы солей меди (I) взаимодействуют с ацетиленом :
СH ≡ CH + 2[Cu(NH3)2]Cl → СuC ≡ CCu + 2NH4Cl
4. В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (I) проявляют окислительно-восстановительную двойственность:
Например , при взаимодействии с угарным газом, более активными металлами или водородом оксид меди (II) проявляет свойства окислителя :
Cu2O + CO = 2Cu + CO2
А под действием окислителей, например, кислорода — свойства восстановителя :
Гидроксид меди (II)
Способы получения гидроксида меди (II)
1. Гидроксид меди (II) можно получить действием раствора щелочи на соли меди (II).
Например , хлорид меди (II) реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием гидроксида меди (II) и хлорида натрия:
CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaCl
Химические свойства
Гидроксид меди (II) Сu(OН)2 проявляет слабо выраженные амфотерные свойства (с преобладанием основных ).
1. Взаимодействует с кислотами .
Например , взаимодействует с бромоводородной кислотой с образованием бромида меди (II) и воды:
2. Гидроксид меди (II) легко взаимодействует с раствором аммиака , образуя сине-фиолетовое комплексное соединение:
3. При взаимодействии гидроксида меди (II) с концентрированными (более 40%) растворами щелочей образуется комплексное соединение:
Но этой реакции в ЕГЭ по химии пока нет!
4. При нагревании гидроксид меди (II) разлагается :
Соли меди
Соли меди (I)
В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (I) проявляют окислительно-восстановительную двойственность . Как восстановители они реагируют с окислителями.
Например , хлорид меди (I) окисляется концентрированной азотной кислотой :
Также хлорид меди (I) реагирует с хлором :
2CuCl + Cl2 = 2CuCl2
Хлорид меди (I) окисляется кислородом в присутствии соляной кислоты:
4CuCl + O2 + 4HCl = 4CuCl2 + 2H2O
Прочие галогениды меди (I) также легко окисляются другими сильными окислителями:
Иодид меди (I) реагирует с концентрированной серной кислотой :
Сульфид меди (I) реагирует с азотной кислотой. При этом образуются различные продукты окисления серы на холоде и при нагревании:
Для соединений меди (I) возможна реакция диспропорционирования :
2CuCl = Cu + CuCl2
Комплексные соединения типа [Cu(NH3)2] + получают растворением в концентрированном растворе аммиака :
Соли меди (II)
В окислительно-восстановительных реакциях соединения меди (II) проявляют окислительные свойства.
Например , соли меди (II) окисляют иодиды и сульфиты :
2CuCl2 + 4KI = 2CuI + I2 + 4KCl
Бромиды и иодиды меди (II) можно окислить перманганатом калия :
Соли меди (II) также окисляют сульфиты :
Более активные металлы вытесняют медь из солей.
Например , сульфат меди (II) реагирует с железом :
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
Сульфид меди (II) можно окислить концентрированной азотной кислотой . При нагревании возможно образование сульфата меди (II):
Еще одна форма этой реакции:
CuS + 10HNO 3( конц .) = Cu(NO 3 ) 2 + H 2 SO 4 + 8NO 2 ↑ + 4H 2 O
При горении сульфида меди (II) образуется оксид меди (II) и диоксид серы:
2CuS + 3O2 2CuO + 2SO2↑
Соли меди (II) вступают в обменные реакции, как и все соли.
Например , растворимые соли меди (II) реагируют с сульфидами:
CuBr2 + Na2S = CuS↓ + 2NaBr
При взаимодействии солей меди (II) с щелочами образуется голубой осадок гидроксида меди (II):
CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4
Электролиз раствора нитрата меди (II):
Некоторые соли меди при нагревании разлагаются , например , нитрат меди (II):
Основный карбонат меди разлагается на оксид меди (II), углекислый газ и воду:
При взаимодействии солей меди (II) с избытком аммиака образуются аммиачные комплексы:
При смешивании растворов солей меди (II) и карбонатов происходит гидролиз и по катиону слабого основания, и по аниону слабой кислоты:
Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать
Медь и соединения меди
1) Через раствор хлорида меди (II) с помощью графитовых электродов пропускали постоянный электрический ток. Выделившийся на катоде продукт электролиза растворили в концентрированной азотной кислоте. Образовавшийся при этом газ собрали и пропустили через раствор гидроксида натрия. Выделившийся на аноде газообразный продукт электролиза пропустили через горячий раствор гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.
2) Вещество, полученное на катоде при электролизе расплава хлорида меди (II), реагирует с серой. Полученный продукт обработали концентрированной азотной кислотой, и выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида бария. Напишите уравнения описанных реакций.
3) Неизвестная соль бесцветна и окрашивает пламя в желтый цвет. При легком нагревании этой соли с концентрированной серной кислотой отгоняется жидкость, в которой растворяется медь; последнее превращение сопровождается выделением бурого газа и образованием соли меди. При термическом распаде обеих солей одним из продуктов разложения является кислород. Напишите уравнения описанных реакций.
4) При взаимодействии раствора соли А со щелочью было получено студенистое нерастворимое в воде вещество голубого цвета, которое растворили в бесцветной жидкости Б с образованием раствора синего цвета. Твердый продукт, оставшийся после осторожного выпаривания раствора, прокалили; при этом выделились два газа, один из которых бурого цвета, а второй входит в состав атмосферного воздуха, и осталось твердое вещество черного цвета, которое растворяется в жидкости Б с образованием вещества А. Напишите уравнения описанных реакций.
5) Медную стружку растворили в разбавленной азотной кислоте, и раствор нейтрализовали едким кали. Выделившееся вещество голубого цвета отделили, прокалили (цвет вещества изменился на черный), смешали с коксом и повторно прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.
6) В раствор нитрата ртути (II) добавили медную стружку. После окончания реакции раствор профильтровали, и фильтрат по каплям прибавляли к раствору, содержащему едкий натр и гидроксид аммония. При этом наблюдали кратковременное образование осадка, который растворился с образованием раствора ярко-синего цвета. При добавлении в полученный раствор избытка раствора серной кислоты происходило изменение цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
7) Оксид меди (I) обработали концентрированной азотной кислотой, раствор осторожно выпарили и твердый остаток прокалили. Газообразные продукты реакции пропустили через большое количество воды и в образовавшийся раствор добавили магниевую стружку, в результате выделился газ, используемый в медицине. Напишите уравнения описанных реакций.
8) Твердое вещество, образующееся при нагревании малахита, нагрели в атмосфере водорода. Продукт реакции обработали концентрированной серной кислотой, внесли в раствор хлорида натрия, содержащий медные опилки, в результате образовался осадок. Напишите уравнения описанных реакций.
9) Соль, полученную при растворении меди в разбавленной азотной кислоте, подвергли электролизу, используя графитовые электроды. Вещество, выделившееся на аноде, ввели во взаимодействие с натрием, а полученный продукт реакции поместили в сосуд с углекислым газом. Напишите уравнения описанных реакций.
10) Твердый продукт термического разложения малахита растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте. Раствор осторожно выпарили, и твердый остаток прокалили, получив вещество черного цвета, которое нагрели в избытке аммиака (газ). Напишите уравнения описанных реакций.
11) К порошкообразному веществу черного цвета добавили раствор разбавленной серной кислоты и нагрели. В полученный раствор голубого цвета приливали раствор едкого натра до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и нагрели. Продукт реакции нагревали в атмосфере водорода, в результате чего получилось вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
12) Неизвестное вещество красного цвета нагрели в хлоре, и продукт реакции растворили в воде. В полученный раствор добавили щелочь, выпавший осадок голубого цвета отфильтровали и прокалили. При нагревании продукта прокаливании, который имеет черный цвет, с коксом было получено исходное вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
13) Раствор, полученный при взаимодействии меди с концентрированной азотной кислотой, выпарили и осадок прокалили. Газообразные продукты полностью поглощены водой, а над твердым остатком пропустили водород. Напишите уравнения описанных реакций.
14) Черный порошок, который образовался при сжигании металла красного цвета в избытке воздуха, растворили в 10%-серной кислоте. В полученный раствор добавили щелочь, и выпавший осадок голубого цвета отделили и растворили в избытке раствора аммиака. Напишите уравнения описанных реакций.
15) Вещество черного цвета получили, прокаливая осадок, который образуется при взаимодействии гидроксида натрия и сульфата меди (II). При нагревании этого вещества с углем получают металл красного цвета, который растворяется в концентрированной серной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.
16) Металлическую медь обработали при нагревании йодом. Полученный продукт растворили в концентрированной серной кислоте при нагревании. Образовавшийся раствор обработали раствором гидроксидом калия. Выпавший осадок прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.
17) К раствору хлорида меди (II) добавили избыток раствора соды. Выпавший осадок прокалили, а полученный продукт нагрели в атмосфере водорода. Полученный порошок растворили в разбавленной азотной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.
18) Медь растворили в разбавленной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение с образованием темно-синего раствора. Полученный раствор обработали серной кислотой до появления характерной голубой окраски солей меди. Напишите уравнения описанных реакций.
19) Медь растворили в концентрированной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора аммиака, наблюдая сначала образование осадка, а затем – его полное растворение с образованием темно-синего раствора. Полученный раствор обработали избытком соляной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.
20) Газ, полученный при взаимодействии железных опилок с раствором соляной кислоты, пропустили над нагретым оксидом меди (II) до полного восстановления металла. полученный металл растворили в концентрированной азотной кислоте. Образовавшийся раствор подвергли электролизу с инертными электродами. Напишите уравнения описанных реакций.
21) Йод поместили в пробирку с концентрированной горячей азотной кислотой. Выделившийся газ пропустили через воду в присутствии кислорода. В полученный раствор добавили гидроксид меди (II). Образовавшийся раствор выпарили и сухой твердый остаток прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.
22) Оранжевый оксид меди поместили в концентрированную серную кислоту и нагрели. К полученному голубому раствору прилили избыток раствора гидроксида калия. выпавший синий осадок отфильтровали, просушили и прокалили. Полученное при этом твердое черное вещество в стеклянную трубку, нагрели и пропустили над ним аммиак. Напишите уравнения описанных реакций.
23) Оксид меди (II) обработали раствором серной кислоты. При электролизе образующегося раствора на инертном аноде выделяется газ. Газ смешали с оксидом азота (IV) и поглотили с водой. К разбавленному раствору полученной кислоты добавили магний, в результате чего в растворе образовалось две соли, а выделение газообразного продукта не происходило. Напишите уравнения описанных реакций.
24) Оксид меди (II) нагрели в токе угарного газа. Полученное вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт реакции растворили в в воде. Полученный раствор разделили на две части. К одной части добавили раствор иодида калия, ко второй – раствор нитрата серебра. И в том, и в другом случае наблюдали образование осадка. Напишите уравнения описанных реакций.
25) Нитрат меди (II) прокалили, образовавшееся твердое вещество растворили в разбавленной серной кислоте. Раствор полученной соли подвергли электролизу. Выделившееся на катоде вещество растворили в концентрированной азотной кислоте. Растворение протекает с выделением бурого газа. Напишите уравнения описанных реакций.
26) Щавелевую кислоту нагрели с небольшим количеством концентрированной серной кислоты. Выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида кальция. В котором выпал осадок. Часть газа не поглотилась, его пропустили над твердым веществом черного цвета, полученным при прокаливании нитрата меди (II). В результате образовалось твердое вещество темно-красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.
27) Концентрированная серная кислота прореагировала с медью. Выделившийся при газ полностью поглотили избытком раствора гидроксида калия. Продукт окисления меди смешали с расчетным количеством гидроксида натрия до прекращения выпадения осадка. Последний растворили в избытке соляной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.
Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать
Купрум соляная кислота уравнение реакции
Ответ, казалось бы, очевиден: в любом учебнике написано, что медь не растворяется в соляной кислоте. Объясняют это просто: металлы, которые расположены в электрохимическом ряду напряжений правее водорода, не могут вытеснять его из кислот. Другими словами, если анион кислоты не проявляет окислительных свойств, медь в таких кислотах растворяться не должна. Но химия – наука экспериментальная. Химики ничего не принимают на веру.
Проведем эксперимент. Возьмите кусочки медной проволочки или медную стружку. В случае необходимости освободите поверхность металла от лака, потом быстро промойте его разбавленной азотной кислотой и много раз — водой.
Для чистоты эксперимента можно залить медь на несколько минут концентрированной соляной кислотой, а потом сполоснуть большим количеством воды – так мы будем точно уверены, что налет оксида полностью удален с поверхности меди. Теперь положим по 5-10 гр проволочек в две одинаковые бутылочки на 50 мл. В первую бутылочку налейте доверху концентрированную HCl [1] и плотно закройте ее пробкой – чтобы внутри практически не осталось воздуха. Во вторую бутылочку налейте до половины соляной кислоты и накройте ее неплотным ватным тампоном.
[1] Для экспериментов следует брать чистую (бесцветную) соляную кислоту
Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Две бутылочки с медной проволокой заполним концентрированной соляной кислотой. Первая бутылочка полная и плотно закрыта, вторая наполнена лишь наполовину и накрыта ватным тампоном, который пропускает воздух В обеих бутылочках раствор быстро станет желтоватым. Теперь оставим бутылочки в укромном месте. Вторую (наполовину заполненную) бутылочку желательно время от времени встряхивать. Уже через полчаса разница станет очевидной. В первой (полной) бутылочке раствор так и останется желтоватым – в ней реакция практически не идет, зато во второй бутылочке раствор станет интенсивно-желтым, причем со временем его окраска будет усиливаться. Важное наблюдение: ни в одной из бутылочек газ не выделяется. Оставим бутылочки на пару дней (не встряхивая). Результат будет неожиданным: в первой (полной) бутылочке раствор обесцветится, а во второй разделится на два слоя: верхний – желто-коричневый и нижний – почти бесцветный. |
Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> |
Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Теперь попробуем разобраться, что произошло. Для начала несколько капель желто-коричневого раствора прибавим к избытку аммиака. Жидкость станет синей – значит, в нашем растворе присутствует медь: Полученный синий раствор не выливайте – он нам еще пригодится в конце опыта. |
Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Желтый раствор из верхней части второй бутылочки добавим к избытку аммиака. Раствор аммиака станет синим, что доказывает присутствие меди Обычно растворы солей меди окрашены в голубой (или синий) цвет, почему же наш раствор желто-коричневый? Дело в том, что голубая окраска обусловлена присутствием гидратированных катионов [Cu(H2O)n] 2+ . Разбавленные растворы хлорида меди CuCl2 голубые. Но в крепких растворах соляной кислоты хлорид меди (II) образует комплекс коричневого цвета: Другими словами, хлорид ионы вытесняют молекулы воды из внутренней координационной сферы. Если раствор H2[CuCl4] разбавить водой, произойдет обратный процесс – молекулы воды вернутся во внутреннюю координационную сферу катионов меди, и раствор станет сначала зеленым, а затем голубым. В отсутствие соляной кислоты в крепких растворах CuCl2 также образуется комплекс [CuCl4] 2- , причем в его внешней координационной сфере находятся ионы меди: Многие переходные металлы ведут себя аналогично: железо, кобальт, никель, цинк, серебро, золото, платиновые металлы способны давать хлоридные комплексы. Вспомните, что при растворении золота в царской водке образуется золотохлороводородная кислота H[AuCl4]. Какие можно сделать выводы? В присутствии воздуха медь растворяется в соляной кислоте с образованием хлорида меди (II), водород при этом не выделяется. В отсутствии воздуха реакция не идет. Не трудно догадаться, что кислород воздуха играет роль окислителя: Формально эту реакцию можно рассматривать как совокупность двух стадий: однако, реальный механизм этого процесса совсем другой. Кроме того, в крепких растворах HCl хлорид меди переходит в комплекс [CuCl4] 2- . Таким образом, медь действительно не реагирует с соляной кислотой в отсутствии окислителей, но чего стоит это утверждение на практике? Ведь мы окружены атмосферой, а роль окислителя вполне успешно играет кислород воздуха – даже при комнатной температуре. А что будет, если использовать более сильный окислитель? Чтобы ответить на этот вопрос, автор взял первую бутылочку с медной проволокой (в которой реакция не пошла), вылил из нее две трети соляной кислоты, чуть разбавил оставшуюся кислоту водой и добавил 5 мл 30%-й перекиси. Раствор сразу же стал желто-зеленым, начал выделятся газ. Через несколько секунд реакция резко ускорилась, а через минуту почти все содержимое выплеснулось наружу — внутри бутылочки осталось немного почти черного раствора хлорида меди (II): Поняв свою ошибку, автор стал добавлять перекись водорода и соляную кислоту небольшими порциями. В результате вся медная проволока быстро растворилась. Образовался зеленовато-коричневый раствор CuCl2 (вернее — H2[CuCl4]). Приведенным способом можно легко растворить медь не имея азотной или концентрированной серной кислоты. |
Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Растворение меди в смеси HCl + H2O2 Теперь нам остается объяснить два факта: почему в отсутствии воздуха желтоватый раствор в первой бутылочке обесцветился и почему раствор во второй (неплотно закрытой) бутылочке разделилась на два слоя: верхний желто-коричневый и нижний бесцветный. Дело в том, что хлорид меди (II) при контакте с металлической медью переходит в бесцветный хлорид меди (I): CuCl2 + Cu = 2CuCl Хлорид меди (I) плохо растворим в воде, но за счет комплексообразования с HCl он остается в растворе: Таким образом, в первой бутылочке сначала образовалось немного желтого H2[CuCl4] (под действием растворенного кислорода), но потом он прореагировал с металлической медью и перешел в бесцветный H[CuCl2]. Во второй бутылочке раствор свободно контактировал с воздухом. В ней протекали две противоположные реакции. В нижнем слое жидкости H2[CuCl4] восстанавливался металлической медью до H[CuCl2], а возле поверхности раствора происходил обратный процесс: H[CuCl2] окислялся кислородом до H2[CuCl4] . |
Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> WIDTH=»336″ HEIGHT=»246″ Медная проволока в концентрированном растворе соляной кислоты В системе установилось динамическое равновесие между Cu(II) и Cu(I), которое легко нарушить. Если плотно закрыть бутылочку, то кислород в ней постепенно израсходуется, и медь в растворе перейдет в бесцветный комплекс H[CuCl2]. Если же наоборот открыть ватный тампон и встряхивать содержимое (а еще лучше – барботировать через раствор воздух), то медная проволока со временем растворится с образованием окрашенного H2[CuCl4]. На этом и основан механизм растворения меди в соляной кислоте в присутствии воздуха. Сначала под действием кислорода медь окисляется, образуя немного оксида Cu2O. Оксид растворяется в кислоте и переходит в хлоридный комплекс меди (I) — H[CuCl2], который под действием кислорода превращается в H2[CuCl4]. Последний восстанавливается медью до H[CuCl2]. Медь при этом растворяется. Кислород воздуха снова окисляет H[CuCl2] до H2[CuCl4] и процесс повторяется до тех пор, пока не закончится один из реагентов. Помните, в самом начале мы отобрали немного желто-коричневой жидкости из второй бутылочки и подействовали на нее избытком аммиака? Надеюсь, вы не вылили полученный синий раствор. А теперь посмотрите на интенсивность его окраски и вспомните, каким был раствор сначала – сразу же после смешивания пробы с аммиаком. Нетрудно заметить, что окраска синего раствора со временем стала более интенсивной (см. фотографии). Это обусловлено тем, что в растворе одновременно присутствовали Cu(I) и Cu(II). Одновалентная медь образует с аммиаком бесцветный комплекс [Cu(NH3)2](OH), который при стоянии на воздухе окисляется до синего [Cu(NH3)4](OH)2 и интенсивность окраски раствора возрастает. После экспериментов у нас остался солянокислый раствор хлорида меди (II). Сохраните его: раствор пригодится для последующих экспериментов. Из следующей статьи мы узнаем о получении солей одновалентной меди. |
Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> Does copper dissolve in hydrochloric acid?»> В пробирку с аммиаком добавили несколько капель раствора, полученного действием конц. HCl на медь в присутствии воздуха. При стоянии окраска синего раствора значительно усилилась
|