Курсовая работа по химии. Медь
дителями и болезнями растений, для
получения других соединений меди.
Карбонаты.
Карбонаты для металлов подгруппы меди не характерны и в практике почти
не применяются. Некоторое значение для получения меди имеет лишь основной
карбонат меди, который встречается в природе.
Комплексообразование.
Характерное свойство двухзарядных ионов меди – их способность
соединятся с молекулами аммиака с образованием комплексных ионов.
Качественные реакции на ионы меди.
Ион меди можно открыть, прилив к раствору ее соли раствор аммиака.
Появление интенсивного сине-голубого окрашивания связано с образованием
комплексного иона меди [Cu(NH3)4]2+: [pic]
Медь интенсивно окрашивает пламя в зеленый цвет.
Пример качественного анализа сплава меди.
Исследуемый объект |Реагент, действие |Осадок |Раствор |Наблюдение |Выводы
| |Часть сплава |Нагревание с конц. HNO3 | | |Раствор 1 сразу приобрёл
зелёную окраску, которая перешла в голубую после охлаждения | | |Раствор 1
|25% NH3, Добавление 1-2 капли | | |Раствор стал синим |Это медный сплав |
|Часть сплава |HNO3, Сначала растворяют часть стружек в 10 каплях 6М HNO3,
а затем добавляют 20-25 капель конц. HNO3, нагревают до полного растворения
сплава | |Раствор 2 может содержать Cu, Zn, Ni, Cd, Fe, Mn, Al, Pb, Sn, Sb
|Осадок не выпал | | |Раствор 2, Ni2+ |Диметил-глиоксим | | |Раствор
позеленел |Ni нет | |Fe3+ |NH4CNS | | |Кристаллы окрасились в красный цвет,
потом раствор позеленел и выпал чёрный осадок |Есть Fe3+ | |Cd2+ |Дифенил-
карбазид | | |Раствор стал красным |Есть Cd | |Zn2+ |Дитизон | | |Фаза
дитизона окрасилась в малиновый цвет |Есть Zn | |Mn |NaBiO3 | | |Ничего не
произошло |Mn нет | |Al3+ |Ализарин | | |Раствор стал жёлто-коричневым |Al
нет | | |Окси-хинолин | | |Выпал зелёно-жёлтый осадок |Al нет | |Раствор 2
|HCl, H2SO4, добавление | |Раствор 3 возможно содержит Sb, Sn |Осадок не
выпал |Pb возможно нет | |Раствор 3 |H2O2 и NaOH |Осадок 1 может содержать
Sb |Раствор 4 может содержать Sn |Выпал зелёно-серый осадок
(образовался ос.2 и р-р 2) | | |Осадок 1 |HNO3 | |Раствор 5 |Осадок
растворился |Sb нет | |Раствор 5 |NH3, NH4Cl, H2O2 | | |Осадок не выпал | |
|Раствор 4 |NH4Cl | | |Осадок не выпал |Sn нет | |Раствор 2 |I- | | |Выпал
жёлтый осадок, который приобрёл красный оттенок |Есть Pb2+ | |Выводы:
Проведённый качественный анализ даёт основания считать, что в сплаве
содержится медь, цинк, кадмий, железо, свинец. Таким образом этот сплав
является латунью. [8]
6. Получение меди.
История получения меди.
Интересна история получения меди. Уже 5-6 тысяч лет до н.э. медная руда
добывалась египетскими рабами в Нубии, на Синайском полуострове. Рудники,
как пишет греческий историк Диодор Сицилийский (I век до н.э.), являлись
собственностью фараонов. На каторжный труд в рудниках отправляли рабов и
осужденных, зачастую вместе с семьями. В наиболее узкие штольни на обивку
руды и ее вынос направляли детей. На поверхность руду доставляли в плетеных
корзинках или кожаных мешках. Древнейшая медеплавильная печь найдена на
Синайском полуострове. Она представляла яму, обнесенную круглой стеной
толщиной в 1 метр. Печь имела внизу два поддувала. По составу шлака
установили, что в этой печи выплавлялась медь. Изображение более
совершенной печи было обнаружено на греческой вазе, которая датируется VI
веком до н.э. Для улучшения литейных свойств меди греки добавляли в руду
оловянный камень (двуокись олова) и получали оловянную бронзу.
Искусство получения меди и ее сплавов затем перешло к римлянам.
Оловянную руду римляне доставали из Англии, которая в то время называлась
Касситеридскими островами. Интересно отметить, что минерал – двуокись олова
и по настоящее время называется касситеритом.
О методах получения меди в России дает представление небольшой, но
обстоятельный труд М.В.Ломоносова “Основание металлургии” (1763 год),
который сыграл исключительную роль в развитии металлургического
производства. В этой же книги дано описание “сульфатизирующего обжига”. Он
заключался в медленном окислении медной сульфидной руды до сульфата меди
кислородом воздуха: [pic] с последующим выщелачиванием соли водой с целью
получения медного купороса.
В книге даются указания, как использовать теплоту отходящих газов, как
контролировать процесс плавки и даже как вентилировать шахты от пыли и
газов, которые “для человеческого здоровья вредительны”. [1, с.76-77]
Получение меди методом электролиза.
Электролиз широко применяют для очистки (рафинирования) меди. Для
очистки меди из черновой меди отливают аноды – толстые пластины. Их
подвешивают в ванну, содержащую раствор медного купороса. В качестве
катодов используют тонкие листы чистой меди, на которые во время
электролиза осаждается чистая медь. На аноде происходит растворение меди.
Ионы меди передвигаются к катоду, принимают от катода электроны и переходят
в атомы: [pic]. Чистая медь оседает на катоде.
Примеси, входящие в состав черновой меди ведут себя по-разному. Более
электроотрицательные элементы – цинк, железо, кадмий и другие растворяются
на аноде. Но на катоде эти металлы не выделяются, так как электрохимическом
ряду напряжений они находятся левее меди и имеют более отрицательные
потенциалы. [1, с.70]
Металлотермический метод получения.
[pic]
[pic]
Пирометаллургический способ получения меди.
Поскольку содержание меди не превышает 1.5-2%, их подвергают
обогащению, т.е. отделяют соединения меди от пустой породы, применяя
флотационный метод. Для этого руду размалывают до тончайшего порошка и
смешивают его с водой, добавив в неё предварительно флоторагенты – сложные
органические вещества. Они покрывают мельчайшие крупинки соединений меди и
сообщают им несмачиваемость. В воду добавляют ещё вещества, создающие пену.
Затем через взвесь пропускают сильный поток воздуха. Поскольку частички
(крупинки соединений меди) водой не смачиваются, они прилипают к пузырькам
воздуха и всплывают наверх. Всё это происходит во флотационных аппаратах.
Пену, которая содержит крупинки соединений меди, собирают, отфильтровывают,
отжимают от воды и высушивают. Так получают концентрат, из которого
выделяется медь. В зависимости от состава руды существует несколько методов
её переработки.
Сульфидную руду сначала обжигают при свободном токе воздуха для
удаления части серы: [pic]. Этот обжиг проводят в механических печах,
похожих на устройства для обжига серного колчедана. В последнее время
начали применять обжиг в кипящем слое. Продукты обжига затем переплавляют
совместно с флюсами в отражательной печи. При этом протекает множество
химических процессов, например [pic].
Пустая порода, часть сульфидов и окислов железа переходит в шлак, а на
дне печи скапливается штейн – расплав сульфида меди Cu2S и сульфида железа
FeS. Штейн сливают из печи и перерабатывают в конвекторе, который по
устройству похож на конвектор для переработки стали. Частичное удаление
серы происходит за счет продувки воздуха через расплавленный штейн: [pic].
Сульфид меди и закись меди дают металлическую черновую медь: [pic]
Она содержит около 95-98% меди. При последующей переплавке на поду
отражательной печи содержание меди может быть повышено до 99,7%. Дальнейшая
очистка меди проводится электролизом.
Более просто перерабатывают окисные руды меди, состоящие из закиси
меди, окиси меди и карбонатов меди (Cu2O, CuO, CuCO3*Cu(OH)2). Эти руды
обогащения прокаливают с коксом при высокой температуре: [pic]. [1, с.74-
75]
7. Добыча и получение солей меди из природных месторождений.
Около 15% всех руд меди перерабатывается гидрометаллургическим методом
– на измельченную руду действуют растворителем, который переводит медь в
раствор. На руды, содержащие оксид меди, действуют разбавленной серной
кислотой: [pic]
По сравнению со многими другими оксидами, встречающимися в руде, оксид
меди растворяется сравнительно хорошо. Выделение металлической меди из
раствора проводят электролизом.
Если медь находится в руде в виде сульфида, то ее в раствор можно
перевести, обрабатывая ее руду раствором сульфата железа:
[pic] [1, с.64]
8. Медь и живые организмы.
Медь входит в число жизненно важных микроэлементов. Она участвует в
процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу
сахара, белков, крахмала, витаминов и ферментов. При отсутствии или
недостатке меди в растительных тканях уменьшается содержание хлорофилла,
листья желтеют, растение перестает плодоносить и может погибнуть. Чаще
всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата – медного купороса
CuSO4*5H2O. В значительных количествах он ядовит, как и многие другие
соединения меди, особенно для низших организмов. Польские ученые
установили, что в тех водоемах, где присутствует медь, карпы отличаются
крупными габаритами. В прудах и озерах, где нет меди, быстро развивается
грибок, который поражает карпов. В малых же дозах медь совершенно
необходима всему живому.
Из представителей живого мира небольшие количества меди содержат
осьминоги, каракатицы, устрицы и некоторые другие моллюски. В крови
ракообразных и головоногих, медь входящая в состав их дыхательного пигмента
– гемоциана (0,33-0,38%),
| |  скачать работу |
Курсовая работа по химии. Медь |
