Плавка металла это химическое явление да или нет

Содержание
  1. Изучаем химию. 8 класс
  2. Физические и химические явления
  3. Плавка металла это химическое явление да или нет
  4. Урок по химии на тему «Физические и химические явления»
  5. Онлайн-конференция
  6. «Современная профориентация педагогов и родителей, перспективы рынка труда и особенности личности подростка»
  7. Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
  8. Плавление меди это химическое явление да или нет
  9. Плавление меди это химическое явление да или нет
  10. Как написать хороший ответ?
  11. § 6. Физические и химические явления. Химические реакции
  12. Тестовые задания
  13. Какова температура плавления меди и ее сплавов. Самостоятельное плавление меди
  14. Нахождение в природе
  15. Физические свойства
  16. Химические свойства
  17. Оптические свойства
  18. Сплавы меди
  19. Бронза
  20. Латунь
  21. Соединения меди
  22. Соединения
  23. Способы получения меди
  24. Методы добычи
  25. Применение меди
  26. Температура плавления меди
  27. Плавление сплавов на основе меди
  28. График температуры плавления металла в зависимости от давления
  29. Как расплавить медь в домашних условиях?
  30. Муфельная печь
  31. Газовая горелка
  32. Паяльная лампа
  33. Микроволновая печь
  34. График плавления меди
  35. Температура кипения
  36. Какие процессы происходят при плавлении меди

Изучаем химию. 8 класс

Физические и химические явления

Все происходящие превращения с веществами можно разделать на два вида.

ЯВЛЕНИЯ
Физические Химические
Физическими называют такие явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, а меняются их агрегатные состояния, форма и размеры тел.
Примеры:плавление льда, вытягивание проволоки, измельчение гранита, испарение воды.
Химическими называют такие явления, при которых происходит превращения одних веществ в другие.
Примеры:горение дров, почернение меди,ржавление железа.
В дальнейшем химические явления мы будем называть химическими реакциями.

Итак, физические явления не сопровождаются превращением одних веществ в другие. Например.

1. Вода при нагревании может переходить в пар, а при охлаждении — в лед .

2. Длина медных проводов изменяется летом и зимой: увеличивается при нагревании и уменьшается при охлаждении.

3. Объем воздуха в шаре увеличивается в теплом помещении.

Изменения с веществами произошли, но при этом вода осталась водой, медь — медью, воздух — воздухом.

Новых веществ, несмотря на их изменения, не образовалось.

К химическим явлениям относят такие явления, при которых одни вещества превращаются в другие. Химические явления называют иначе химическими реакциями.

Признаки химических реакций

Источник

Плавка металла это химическое явление да или нет

Из курса природоведения и физики вы знаете, что с телами и веществами происходят изменения, которые делятся на физические и химические .

Как вы считаете, можно отличить физическое явление от химического?


ЯВЛЕНИЯ
Физические Химические

Физическими называют такие явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, а меняются их агрегатные состояния, форма и размеры тел.

Химическими называют такие явления, при которых происходит превращения одних веществ в другие.

Химические явления чаще называют химическими реакциями, т.е. химические реакции – это химические явления.

Давайте теперь попробуем определить, какие явления являются физическими, а какие – химическими.

Наблюдения, сопровождающие опыт

Вывод о явлении

Горение бенгальского огня

Плавление свечи

Образование наплыва на свече

Почернение сахара и увеличение его объёма (подъём за счёт выделяемого газа)

Фильтрование рас твора глины

Глина на фильтре, фильтрат бесцветный прозрачный

Взаимодей ствие раствора медного купороса с раствором щелочи

Образование осадка голубого цвета

Признаки химических реакций.

  1. Изменение цвета
  2. Появление запаха
  3. Выделение газа
  4. Образование осадка
  5. Излучение цвета
  6. Выделение или поглощение теплоты.

Какие из перечисленных явлений следует отнести к химическим?

  1. Образование облаков
  2. Подгорание пищи
  3. Засахаривания варенья
  4. Прокисание молока
  5. Протухание куриного яица
  6. Образование снежинок
  7. Горение бензина
  8. Испарение духов.

Вернувшись домой после урока химии ученик подумал: «Как много вокруг химических явлений!

• Идет тепло от батарее отопления • Загорелась неоновая реклама • Горят именные свечки на торте • Мама «гасит» соду уксусом, готовя тесто • Масляная краска высыхает на воздухе • Скисшее молоко, не выпито кошкой • После выключения компьютера изменяется цвет экрана • После добавления сахара чай становится сладким • Из открытой бутылки «Фанты» выделяются пузырьки газа• На гвоздях в гараже появляется ржавчина.

В чем ошибся ученик?

II. Задания для закрепления

№2. Посмотрите видео-эксперимент «Взаимодействие соды с соляной кислотой» Какое явление вы наблюдали? Почему?

№6. Поработайте с тренажёром и ответьте на вопросы:

Тест «Физические и химические явления» Загрузите модуль

Источник

Урок по химии на тему «Физические и химические явления»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Выбранный для просмотра документ конспект урока физ хим явл на конкурс.doc

ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

— сформировать представление учащихся о физических и химических явлениях, признаках и условиях протекания химических реакций.

— закрепление навыка проведение и анализа лабораторных экспериментов, вырабатывать навык работать с реактивами, оборудованием .

— развитие представления о взаимосвязи школьных предметов и окружающий жизни

Задачи урока:
а) Образовательные

— наблюдать явления, узнавать их и делать выводы на основе наблюдений;

— проводить химический эксперимент;

— объяснять значение явлений в жизни природы и человека;

— способствовать усвоению понятий : «физические явления», «химические явления», «признаки химических реакций»

— воспитание умения обращаться с химическими реактивами, посудой; соблюдать правила ТБ

— воспитание культуры взаимоотношений при работе в парах

— развивать познавательную активность и самостоятельность учащихся

— совершенствовать умения учащихся наблюдать при выполнения опытов и делать выводы

Тип урока: комбинированный ( словесно – наглядно – практический).

Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная, групповая.

— словесно – наглядно – практический

Оборудование: пробирки, спички, , спиртовка, вода, сода, серная кислота, раствор хлорида меди( II ), раствор гидроксида натрия, уксус.

Учитель: Ребята, скажите мне, пожалуйста, что такое осень? Какие в это время года происходят изменения?

Учащиеся описывают явления осени, рассказывают какие изменения происходят в это время года.

Учитель: Правильно, таким образом, осень – это явление, при котором происходят различные изменения.

Учитель: Ребята, давайте вспомни определение нашего предмета: Химия – это наука, которая изучает вещества и их свойства. Нас всегда окружают какие-либо вещества, но всегда ли вещества остаются неизменными? В природе непрерывно происходит изменение агрегатного состояния вещества или его формы, а также идёт образование новых веществ. Давайте посмотрим на рисунки природных явлений и дадим им объяснения.

Презинтация слайд № 2-12. Явления: извержение вулкана, образование инея, гниение листьев, образование тумана, пожар в лесу, таяние льда, коррозия металлов, квашение капусты. Попробуйте объяснить, что происходит с веществами в результате этих явлений.

Презентация слайд №13 : Разделите эти явления на две группы и объясните, по какому признаку вы это сделали. ( Происходит обсуждение вопроса, результат заносится в тетрадь ).

Перейдем к экспериментальной работе.

Опыт 1. Плавание парафина.

Поместите в фарфоровую чашечку небольшой кусочек парафина и чашечку с парафином поместите в пламя. После расплавления парафина потушите пламя. Когда чашечка остынет, рассмотрите парафин. Запишите наблюдения (заполните пропуски в предложениях). Какое это явление?

Наблюдения. При нагревании парафина, он ________, переходит в ____________состояние.

Вывод: Это _____________явление.

Перейдем к экспериментальной работе.

Вы должны проделать работу и определить – относится ли это явление к физическому. С особой внимательностью выполните опыты, запишите наблюдения и на основании наблюдений сделайте вывод.

Опыт 2. Испарение воды.

Возьмите фарфоровую чашечку, налейте в нее немного воды, поместите чашечку в пламя.

Наблюдения: При нагревании вода закипела, при этом изменяется ее _________________

Вывод: Это _________________ явление.

На основании выполненных опытов, скажите, какое явление называется физическим? (Слайд №16)

Физическими называют такие явления, при которых данные вещества не превращаются в в другие, а обычно изменяется только агрегатное состояние или форма.

Опыт 3. «Выделение газа».

К белому кристаллическому веществу (мелу) добавим кислоту (уксусную). Запишите наблюдения (заполните пропуски в предложениях). Какое это явление?

При этом наблюдается бурное выделение _______________. Призрак превращения – выделение ….

Вывод. Это __________________________явление.

Почему это явление не относится к физическому? Потому, что образовалось новое газообразное вещество – углекислый газ.

Опыт 4. «Взаимодействие растворов».

Возьмите пробирку и прилейте в нее голубой раствор хлорида меди( II ),) затем добавьте бесцветный раствор гидроксида натрия. Запишите наблюдения (заполните пропуски в предложениях). Какое это явление?

Наблюдения. К раствору ___________________цвета добавили _________раствор. Выпал _____________ цвета. Признак превращения выпадение ________________

Химические явления называются химическими реакциями. Любая химическая реакция сопровождается изменениями, которые называются признаками химических реакций .

Учитель: Ребята, давайте выделим признаки химической реакции.

Учащиеся называют признаки химической реакции, учитель записывает их на доске.

Различают пять таких признаков.

Задание Проведение тестовой работы для закрепления изученного материала

Физические и химические явления.

Какие из перечисленных явлений являются химическими?

1) замерзание воды

3) разложение оксида ртути при нагревании

4) плавление металлов

5) горение свечи

6) сжижение воздуха

7) горение природного газа

Какие из перечисленных явлений относятся к физическим?

б) разложение воды электрическим током

в) взаимодействие цинка с соляной кислотой

г) плавление металла

е) разложение угольной кислоты на углекислый газ и воду

ж) замерзание воды

Ответы: 1. 2-3-5-7 2. а, г, д, ж.

Проверка результатов теста : взаимопроверка ( обмен тетрадями)

Учитель: Что вы сегодня узнали нового? Беседа.

Выписывается на доске новые определения и понятия.

Тест: «Физические и химические явления»

Физические явления: _______

Химические явления: _______

Вода в озере покрылась коркой льда;

Появление ржавчины на железном гвозде;

Золотую проволоку вытянули в нить;

Сжигание бензина в двигателе внутреннего сгорания (в автомобиле);

Ледяная игрушка весной растаяла;

Высыхание дождевых луж;

Для приготовления теста в ложке смешали соду и уксусную кислоту;

Кусочек свинца бросили в азотную кислоту, он «исчез», «растворился», при этом выделился бурый газ;

Лёд уронили, он разбился, и получилось несколько ледышек.

Физические явления: _______

Химические явления: _______

Выветривание горных пород;

Серебряная ложка на воздухе потемнела;

Испарение воды с поверхности реки;

Горение керосина в лампе;

Движение воздуха (ветер);

Скисание молока с образованием кефира;

Плавление куска железа;

Дети на пляже построили из песка замок;

Кусочек цинка бросили в соляную кислоту, при этом интенсивно начал выделяться газ.

Источник

Плавление меди это химическое явление да или нет

Плавление меди это химическое явление да или нет

Плавление меди это химическое или физическое явление?

Ответы и объяснения 1

Поэтому, на вопрос есть два ответа:
1. Теоретически: физическое.
2. Практически: физическое и химическое одновременно.

Как мне кажется, учителя устроит первый вариант.

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

  • Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
  • Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
  • Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.
  • Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
  • Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
  • Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
  • Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Химия.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их составе и строении, их свойствах, зависящих от состава и строения, их превращениях, ведущих к изменению состава — химических реакциях, а также о законах и закономерностях, которым эти превращения подчиняются.

§ 6. Физические и химические явления. Химические реакции

1. Сравните физические и химические явления. Ответ проиллюстрируйте конкретными примерами.

Физические явления зачастую связаны с изменением агрегатного состояния вещества без изменения его состава. Например: плавление свинца и железа, плавление стекла, замерзание и испарение воды, «горение» электрической лампочки.

Химические явления сопровождаются изменением состава вещества. Нередко химические явления сопровождаются характерными признаками: выделением тепла и света, выпадением осадка, изменением цвета, выделением газа, изменением или появлением запаха. Примеры химических явлений: ржавление железа, горение свечи/лучинки, гашение пищевой соды уксусом, скисание молока.

2. Заполните таблицу, используя ваш жизненный опыт. Результат обсудите с соседом по парте.

Примеры явлений Значение этих явлений в жизни и деятельности челдовека
Физические:
1) испарение воды;
2) замерзание воды;
3) плавление металлов
Круговорот воды в природе.
Ледовые переправы.
Металлургия.
Химические:
1) горение;
2) брожение;
3) фотосинтез
Производство электричества и тепла, транспорт.
Пищевая промышленность — спирт, молочные продукты.
Кислород воздуха синтезирован водорослями и растениями.

3. Каковы условия возникновения и течения химических реакций? Пользуясь знаниями из курсов физики и географии и на основе своего жизненного опыта приведите 3-4 примера химических явлений и опишите признаки их протекания.

Обязательным условием для всех химических реакций (но не явлений*) является соприкосновение веществ.

Лучинка не станет гореть в вакууме, железо не будет ржаветь под слоем парафина или масла, углекислый газ не станет выделяться пока не смешать соду и уксус.

Нередко для протекания химических реакций нужны дополнительные условия: измельчение, перемешивание, нагревание.

Примеры химических явлений в природе: образование озона во время грозы (молния — электрический разряд, благодаря которому, возможен этот процесс), ржавление железа (нужен доступ воздуха), окисление меди и бронзы (зеленеют), горение (нужны нагревание и доступ воздуха), фотосинтез (нужны вода, углекислый газ и солнечный свет).

* Химические явления, в отличие от химических реакций, возможны без соприкосновения веществ. Пример такого явления — приготовление пищи. Это процесс термического разложения органических веществ. Он может протекать в горячей воде (варка), на сковороде или огне (жарка) или вовсе в микроволновой печи.

Тестовые задания

1. К физическим явлениям не относится:

1) замерзание воды
2) плавление алюминия
3) горение бензина
4) испарение воды

Ответ: 3 — горение бензина. Это химический процесс окисления углеводородов кислородом.

2. К химическим явлениям не относится:

1) ржавление железа
2) подгорание пищи
3) горение бензина
4) испарение воды

Ответ: 4 — испарение воды. Вода не изменяет свой химический состав (как вещество, а не смесь) при испарении. А вот подгорание пищи — процесс химический — см. выше про химические явления.

Какова температура плавления меди и ее сплавов. Самостоятельное плавление меди

Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде.

Нахождение в природе

Самородная медь

Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2CO3(OH)2. Иногда медь встречается в самородном виде. Самый большой самородок был найден в Северной Америке, а его вес составлял 420 тонн [2]. 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 — Удокан в Читинской области, Джезказган в Казахстане, меденосный пояс Центральной Африки и Мансфельд в Германии.

Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,4 до 1,0 %.

Физические свойства

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности после серебра). Имеет два стабильных изотопа — 63Cu и 65Cu, и несколько радиоактивных изотопов. Самый долгоживущий из них, 64Cu, имеет период полураспада 12,7 ч и два варианта распада с различными продуктами.

Существует ряд сплавов меди: латунь — сплав меди с цинком, бронза — сплав меди с оловом, мельхиор — сплав меди и никеля, и некоторые другие.

Химические свойства

На воздухе покрывается оксидной плёнкой.

Оптические свойства

Цвет в отраженном свете розовато-белый
Плеохроизм не плеохроирует
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении не флюоресцентный

Сплавы меди

Сплавы, повышающие прочность и другие свойства меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.

Латуни – сплавы меди с цинком ( меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) – прочнее меди и менее подвержены окислению. При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастает антикоррозийная стойкость. Листы, литые изделия используются в машиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, в производстве сеток для целлюлознобумажной промышленности.

Бронзы. Раньше бронзами называли сплавы меди (80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время производят безоловянные бронзы, именуемые по главному вслед за медью компоненту.

  • Алюминиевые бронзы содержат 5-11% алюминия, обладают высокими механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.
  • Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, используют главным образом для изготовления подшипников, работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.
  • Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.
  • Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих изделий.
  • Кадмиевые бронзы – сплавы меди с небольшим количества кадмия (до1%) – используют при производстве троллейных проводов, для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

Припои – сплавы цветных металлов, применяемые при пайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; остальное – цинк).

Бронза

Цветной металл для изготовки изделий разных типов начали использовать с древних времен. Данный факт подтверждается найденными материалами при археологических раскопках. Состав бронзы изначально был богат оловом.

Промышленностью выпускается различное количество разновидностей бронзы. Опытный мастер способен по цвету металла определить его предназначение. Однако не каждому под силу определить точную марку бронзы, для этого используется маркировка. Способы производства бронзы подразделяются на литейные, когда происходит плавление и отлив и деформируемые.

Состав металла зависит от предназначения к использованию. Основным показателем является наличие бериллия. Повышенная концентрация элемента в сплаве, подвергнутая процедуре закаливания, может соперничать с высокопрочными сталями. Наличие в составе олова отнимает у металла гибкость и пластичность.

Производство бронзовых сплавов изменилось с древних времен фактически внедрением современного оборудования. Технология с использованием в качестве флюса в виде древесного угля используется до сих пор. Последовательность получения бронзы:

  • печь разогревается для требуемой температуры, после этого в нее устанавливается тигель;
  • после плавки металл может окислится, во избежание этого добавляют флюс в качестве древесного угля;
  • кислотным катализатором служит фосфорная медь, добавление происходит после полного прогрева сплава.

Старинные изделия из бронзы подвержены естественным процессам – патинирование. Зеленоватый цвет с белым оттенком проявляется из-за образования пленки, обволакивающей изделие. Искусственные методы патинирования включают в себя методы с использованием серы и параллельным нагреванием до определенной температуры.

Латунь

Сплав на основе меди с добавлением цинка называется латунь. В некоторых ситуациях добавляется олово в меньших пропорциях. Джеймс Эмерсон в 1781 году решил запатентовать комбинацию. Содержание цинка в сплаве может варьироваться от 5 до 45%. Латуни различают в зависимости от предназначения и спецификации:

  • простые, состоящие из двух компонентов – меди и цинка. Маркировка таких сплавов обозначается буквой «Л», напрямую значащая содержание меди в сплаве в процентах;
  • многокомпонентные латуни – содержат множество других металлов в зависимости от назначения к использованию. Такие сплавы повышают эксплуатационные свойства изделий, обозначаются также буквой «Л», но с прибавлением цифр.

Физические свойства латуни относительно высокие, коррозийная стойкость на среднем уровне. Большинство сплавов не критично к пониженным температурам, возможно эксплуатировать металл в различных условиях.
Технологии получения латуни взаимодействует с процессами медной и цинковой промышленности, обработке вторичного сырья. Эффективным способом плавки является использование электропечи индукционного типа с магнитным отводом и регулировкой температуры. После получения однородной массы, она разливается в формы и подвергается процессам деформации.

Применение материала в различных отраслях, повышает на него спрос с каждым годом. Сплав применяется в суд строительстве и производстве боеприпасов, различных втулок, переходников, болтов, гаек и сантехнических материалов.

Соединения меди

Оксид меди (I) Cu2O3 и закись меди (I) Cu2O, как и другие соединения меди (I) менее устойчивы, чем соединения меди (II). Оксид меди (I), или закись меди Cu2O в природе встречается в виде минерала куприта. Кроме того, она может быть получена в виде осадка красного оксида меди (I) в результате нагревания раствора соли меди (II) и щелочи в присутствии сильного восстановителя.

Оксид меди (II), или окись меди, CuO – черное вещество, встречающееся в природе (например в виде минерала тенерита). Его получают прокаливанием гидроксокарбоната меди (II) (CuOH)2CO3 или нитрата меди (II) Cu(NO2)2. Оксид меди (II) хороший осислитель.

Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 осаждается из растворов солей меди (II) при действии щелочей в виде голубой студенистой массы. Уже при слабом нагревании даже под водой он разлагается, превращаясь в черный оксид меди (II). Гидроксид меди (II) – очень слабое основание. Поэтому растворы солей меди (II) в большинстве случаев имеют кислую реакцию, а со слабыми кислотами медь образует основные соли.

Сульфат меди (II) CuSO4 в безводном состоянии представляет собой белый порошок, который при поглощении воды синеет. Поэтому он применяется для обнаружения следов влаги в органических жидкостях. Водный раствор сульфата меди имеет характерный сине-голубой цвет. Эта окраска свойственна гидратированным ионам [Cu(H2O)4]2+, поэтому такую же окраску имеют все разбавленные растворы солей меди (II), если только они не содердат каких-либо окрашенных анионов. Из водных растворов сульфат меди кристаллизуется с пятью молекулами воды, образуя прозрачные синие кристаллы медного купороса. Медный купорос применяется для электролитического покрытия металлов медью, для приготовления минеральных красок, а также в качестве исходного вещества при получении других соединений меди. В сельском хозяйстве разбавленный раствор медного купороса применяется для опрыскивания растений и протравливания зерна перед посевом, чтобы уничтожить споры вредных грибков.

Хлорид меди (II) CuCl2. 2H2O. Образует темно-зеленые кристаллы, легко растворимые в воде. Очень концентрированные растворы хлорида меди (II) имеют зеленый цвет, разбавленные – сине-голубой.

Нитрат меди (II) Cu(NO3)2.3H2O. Получается при растворении меди в азотной кислоте. При нагревании синие кристаллы нитрата меди сначала теряют воду, а затем легко разлагаются с выделением кислорода и бурого диоксида азота, переходя в оксид меди (II).

Гидроксокарбонат меди (II) (CuOH)2CO3. Встречается в природе в виде минерала малахита, имеющего красивый изумрудно-зеленый цвет. Искусственно приготовляется действием Na2CO3 на растворы солей меди (II). 2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (CuOH)2CO3v + 2Na2SO4 + CO2^ Применяется для получения хлорида меди (II), для приготовления синих и зеленых минеральных красок, а также в пиротехнике.

Ацетат меди (II) Cu (CH3COO)2.H2O. Получается обработкой металлической меди или оксида меди (II) уксусной кислотой. Обычно представляет собой смесь основных солей различного состава и цвета (зеленого и сине-зеленого). Под названием ярь-медянка применяется для приготовления масляной краски.

Комплексные соединения меди образуются в результате соединения двухзарядных ионов меди с молекулами аммиака. Из солей меди получают разноообразные минеральные краски. Все соли меди ядовиты. Поэтому, чтобы избежать образования медных солей, медную посуду покрывают изнутри слоем олова (лудят).

Соединения


Медный купорос

В соединениях медь бывает двух степеней окисления: менее стабильную степень Cu+ и намного более стабильную Cu2+, которая даёт соли синего и сине-зелёного цвета. В необычных условиях можно получить соединения со степенью окисления +3 и даже +5. Последняя встречается в солях купраборанового аниона Cu(B11H11)23-, полученных в 1994 году.

Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4∙5H2O, используется как фунгицид. Также существует нестабильный сульфат меди(I) Существует два стабильных оксида меди — оксид меди(I) Cu2O и оксид меди(II) CuO. Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa2Cu3O7-δ), который является основой для получения сверхпроводников. Хлорид меди(I) — бесцветные кристаллы (в массе белый порошок) плотностью 4,11 г/см³. В сухом состоянии устойчив. В присутствии влаги легко окисляется кислородом воздуха, приобретая сине-зелёную окраску. Может быть синтезирован восстановлением хлорида меди(II) сульфитом натрия в водном растворе.

Способы получения меди

В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды – это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.

1. Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование.
Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.

Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.

Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450 °С.

В горизонтальных конвертерах с боковым дутьём медный штейн продувается сжатым воздухом для того, чтобы произошли процессы окисления сульфидов и феррума. Далее образовавшиеся окислы переводят в шлак, а серу в оксид. В конвертере образуется черновая медь, которая содержит 98,4-99,4% меди, железо, серу, а также незначительное количество никеля, олова, серебра и золота.

Черновая медь подлежит огневому, а далее электролитическому рафинированию. Примеси удаляют с газами и переводят в шлак. В результате огневого рафинирования образуется медь с чистотой до 99,5%. А после электролитического рафинирования чистота составляет 99,95%.

2. Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.

Методы добычи

Медь добывают открытым и закрытым способом. Первый актуален, если руда находится в толще до 500 метров. Для более глубоких залежей строят специальные подземные шахты. Чистую медь получают в основном пирометаллургическим способом, реже – гидрометаллургическим.

Пирометаллургическая методика условно подразделяется на два этапа, и в качестве исходного сырья использует халькопирит (медный купорос). Первая стадия – флотация или окислительный обжиг. Целью этой технологии является обогащение медной руды, в которой повышена концентрация серы. В процессе обработки, сера удаляется до 1%, другие содержащиеся в руде металлы переводятся в оксидные соединения.

Химические формулы процесса:

  • ZnS + 1.5O2 = ZnO + SO2 + Q – реакция протекает при температуре, превышающей +800 градусов;
  • ZnS + 2O2 = ZnSO2 + Q – оптимальная температура варьируется в пределах +600/+700 градусов.

После этого, обогащённая руда плавится в шахтных печах при температуре + 14 500 градусов, преобразуясь в сплав, состоящий из сульфидов железа и меди (штейн). Чтобы повысить качество, проводится конвертерный обдув без подачи топлива. Содержание меди в таком сплаве составляет примерно 91%. Вторая стадия – рафинирование, после чего медная составляющая увеличивается до 99.9%.

Гидрометаллургический способ основывается на выщелачивании. Для этого руду дробят на небольшие куски, и заливают растворителями:

В результате получается раствор, в котором выделяется медь и другие металлы. Формулы процесса:

  • CuO+H2SO4>CuSO4+H2O – выщелачивание серной кислотой;
  • CuSO4+2Fe2SO4>4FeSO4+2CuSO+S – применение сульфата железа;
  • Cu2S + 2 Fe2 (SО4)3>2 СuSO4 + 4 FeSO4 + S – выщелачивание сернокислым железом.

Полученный раствор проходит последующую обработку для извлечения металла. Например, может использоваться методика цементации: CuSО4 + Fe>FeSО4 + Cu. Здесь в состав добавляются куски железа, заменяющие медную составляющую в сернокислых солях.

Применение меди

Благодаря ценным качествам медь и медные сплавы используются в электротехнической и электромашиностроительной отрасли, в радиоэлектронике и приборостроении. Существуют сплавы меди с такими металлами, как цинк, олово, алюминий, никель, титан, серебро, золото. Реже применяются сплавы с неметаллами: фосфором, серой, кислородом. Выделяют две группы медных сплавов: латуни (сплавы с цинком) и бронзы (сплавы с другими элементами).

Медь обладает высокой экологичностью, что допускает её использование в строительстве жилых домов. К примеру, медная кровля за счёт антикоррозионных свойств, может прослужить больше ста лет без специального ухода и покраски.

Медь в сплавах с золотом используется в ювелирном деле. Такой сплав увеличивает прочность изделия, повышает стойкость к деформированию и истиранию.

Для соединений меди характерна высокая биологическая активность. В растениях медь принимает участие в синтезе хлорофилла. Поэтому её можно увидеть в составе минеральных удобрений. Недостаток меди в организме человека может вызвать ухудшение состава крови. Она есть в составе многих продуктов питания. К примеру, этот металл содержится в молоке. Однако важно помнить, что избыток соединений меди может вызвать отравление. Именно поэтому нельзя готовить пищу в медной посуде. Во время кипячения в пищу может попасть большое количество меди. Если же посуда внутри покрыта слоем олова, то опасности отравления нет.

В медицине медь используют, как антисептическое и вяжущее средство. Она является компонентом глазных капель от конъюнктивита и растворов от ожогов.

Температура плавления меди

При нормальных условиях температура плавления меди составляет 1083 градусов по шкале Цельсия. А во время нагрева происходит ряд превращений на молекулярном уровне, что приводит к изменению свойств вещества. Чтобы разобраться во всех этих изменениях, нужно рассмотреть основные этапы нагрева и расплавления медного слитка. Примерный график плавления меди выглядит так:

  1. В нормальном состоянии при температуре от 0 до 100 градусов внутри меди образуется прочная кристаллическая решетка, которая обеспечивает материалу большую устойчивость, упругость, химическую инертность. Решетка является достаточно прочной, однако в случае сильной деформации может происходить пространственное изменение положения атомов в решетке. Этим объясняется ковкость и пластичность медных изделий, которые могут сгибаться и деформироваться (скажем, при кузнечной обработке или в случае пресса).
  2. В нормальном состоянии при температуре от 0 до 100 градусов на поверхности медного изделия также образуется тонкая оксидная пленка. Наличие такой пленки является большим плюсом для изделия, поскольку она выполняет множество важных функций — минимизирует контакт с внешними веществами, защищает материал от коррозии, немного увеличивает прочность. В случае охлаждения материала ниже температуры 0 градусов сама медь сохраняет все свои физические свойства. Однако оксидная пленка при охлаждении становится менее упругой и плотной, изделие становится менее твердым (хотя с практической точки зрения это снижение прочности практически незаметно).
  3. При нагреве материала выше температуры 100 градусов происходит постепенная деструкция оксидной пленки на поверхности металла. Это повышает химическую активность материала, что делает его восприимчивым к воздействию веществ во внешней среде. Одновременно с этим при нагреве происходит насыщение энергией атомов меди, что делает материал более пластичным. По этой причине ковку медных изделий выполняют именно после нагрева, поскольку без нагрева для изменения формы изделия понадобится большое количество физических усилий (это может быть мускульная сила кузнеца, расходы электроэнергии для запуска электрического пресса и так далее).
  4. При достижении температуры 1083 градусов кристаллическая медная решетка начинается постепенно разрушаться, что превращает твердую медь в жидкую. На физическом уровне происходит следующее — из-за избытка энергии атомы начинают двигаться в кристаллической решетке более интенсивно и хаотично, что приводит к частому столкновению атомов между собой. В конечном счете это разрушает решетку, хотя за счет взаимного столкновения и притяжения атомы не разлетаются в разные стороны. На физическом уровне такая структура материала соответствует жидкости (то есть такому состоянию вещества, при котором атомы находятся в относительно свободном движении, но не разлетаются в разные стороны подобно газу).
  5. При остывании медной жидкости ниже температуры 1083 градусов происходит постепенная кристаллизация вещества. Медь вновь обретает твердую форму (чем ниже температура, тем интенсивней происходит затвердение вещества). Однако при необходимости жидкую медь можно и дальше нагревать (на химическом уровне будет происходить дальнейшее насыщение атомов энергией). При достижении температуры 2595 градусов по Цельсию жидкость начнет закипать, а медь начнет принимать газообразную форму. На практике длительное удержание вещества в газообразной форме проблематично — при контакте с атмосферным воздухом вещество будет быстро остывать, обратно превращаясь в жидкость. Чтобы обойти это ограничение, используются разные технологии. Оптимальная — нагрев вещества в тугоплавкой камере с поддержанием стабильной температуры выше критической точки (то есть выше температуры 2595 градусов). В таком случае температура среды будет высокой, а остывание вещества происходить не будет.

Чтобы расплавить/испарить медное изделие с помощью высокоточного нагревательного прибора, нагревать рекомендуется до чуть более высокой температуры. Скажем, в случае расплавления нагревать изделие следует до температуры 1100-1200 градусов (а не 1083 градусов). С практической точки зрения объясняется это просто — нагрев вещества происходит неравномерно, поэтому некоторые фрагменты медного изделия будут долго держать свою форму, тогда как другие — быстро расплавятся. К тому же вещество будет постоянно остывать, что может привести к кристаллизации отдельных фрагментов расплава.

Плавление сплавов на основе меди

На практике медь используют не только в качестве чистого вещества, но и в виде различных сплавов. Примеры таких сплавов — бронза, латунь, мельхиор и другие. Так как сплавы являются многокомпонентными веществами, то их плавление происходит по другому принципу. Рассмотрим примерный алгоритм плавления медных сплавов на примере латуни:

  1. При температуре до 100 градусов Цельсия кристаллическая решетка является устойчивой и однородной. В случае удара происходит деформация материала. На поверхности материала имеется тонкая оксидная пленка, которая защищает изделие от воздействия воды, атмосферного воздуха, химически активных веществ.
  2. При нагреве латуни до 100 градусов внешняя пленка постепенно плавится, что делает вещество менее прочным. Также из-за повреждения защитной пленки увеличивается химическая активность материала (то есть он начинает более активно вступать в реакцию с водой, воздухом, химическими веществами). Кристаллическая решетка устойчива к небольшому нагреву, поэтому материал сохраняет свою форму.
  3. Температура 880 градусов — это точка солидуса. При достижении этой температуры начинается расплавление самых легкоплавких элементов, входящих в состав сплава. Это приводит к частичному переходу твердого вещества в жидкость. На химическом уровне при достижении точки солидуса происходит частичное разрушение кристаллической решетки вещества, однако у более тугоплавких фракций решетка сохраняется.
  4. Температура 950 градусов — это точка ликвидуса. При достижении этой отметки плавятся самые тугоплавкие фракции, которые сохраняют свою твердость при более низких температурах. В результате на химическом уровне материал полностью становится жидким, поскольку полностью разрушается кристаллическая решетка у всех компонентов, входящих в состав латуни.

График температуры плавления металла в зависимости от давления

Как расплавить медь в домашних условиях?

Обычно медь и сплавы на ее основе плавят в специальных печах, где происходит не только расплавление материала, но и формовка новых деталей. Однако при желании медные изделия можно расплавить и в домашних условиях. Температура плавления меди в домашних условиях будет стандартной — 1083 градусов. Опытные металлурги рекомендуют нагревать вещество с небольшим запасом, чтобы минимизировать теплопотери и не допустить повторной кристаллизации вещества при его охлаждении. Во время домашнего расплавления необходимо соблюдать правила техники безопасности. Ниже мы рассмотрим эти правила, а потом узнаем, как именно нужно проводить домашнюю расплавку медных изделий.

Муфельная печь

Лабораторный муфель – самое удобное устройство для расплавления металла.

Несколько советов, как расплавить медный сплав в лабораторных условиях:

  • у муфельной печи есть ручка температурного регулятора, ее нужно поставить на отметку, незначительно превышающую температуру расплавления сплава;
  • графитовый или керамический тигель перед загрузкой шихты хорошо прогревают;
  • после отливки с горячего тигля проволочным крюком снимают окалину.

Литье в муфеле прогревается равномерно, плавильщик изолирован от летучих вредных компонентов, Через огнеупорное стекло дверцы удобно наблюдать за ходом расплавления меди.

Газовая горелка

Плавка меди в небольших объемах осуществляется ручной газовой горелкой. Мощность портативного устройства большого значения не имеет. Горелку располагают под тиглем, в котором будут плавить медный лом, направляют пламя на донце, языки должны охватывать его полностью. Процесс трудоемкий, длительный. Для защиты от кислорода цветной лом присыпают угольной крошкой.

Плавят медь в домашних условиях, используя тигельную печь или горн. Он представляет собой ограниченное пространство, куда на подставке помещается тигель. Снизу поджигаются угли или подводится горелка. Необходимо организовать воздухоподдув, чтобы повысить температуру горения топлива. Для ускорения процесса расплавления сверху горн прикрывают плотной крышкой. Хорошо раскаленный древесный уголь разогревают, засыпают в тигель с ломом. Метод используют специалисты, часто занимающиеся литьем в небольших объемах.

Паяльная лампа

Сплав с цинком, оловом плавится при невысокой температуре. В качестве источника энергии для расплавления используют обычную паяльную лампу, ее располагают вертикально под тиглем так, чтобы пламя охватывало поверхность дна и нижнюю часть боковой стенки. Для снижения объема окалины лом присыпают древесным углем. Процесс окисления при расплавлении под слоем угольной крошки будет протекать не так интенсивно.

Микроволновая печь

Плавить медь в домашних условиях можно в микроволновке, из нее достают поворотный механизм. Под размер тигля делают огнеупорный контейнер с крышкой из шамотного кирпича. Сначала в течение 15 минут на максимальном режиме нагревают керамический тигель, он разогревается до желтоватого свечения. Затем в него засыпают подготовленный лом, снова убирают шамотный контейнер в печь, плавить медный лом необходимо 20-30 минут на максимальном режиме, создается температура порядка +1200°С. Затем сплав выливают в заранее подготовленную изложницу или форму.

Для изготовления мелких деталей лучше выбирать многокомпонентные сплавы: латуни, бронзы, они не такие текучие, их проще плавить, не нужны слишком высокие температуры. Когда плавят медь в домашних условиях, соблюдают технику безопасности, предусматривают противопожарные меры.

График плавления меди

Расплавление любого металла заключается в том, что под воздействием высоких температур разрушается кристаллическая решётка и металл переходит из твёрдого состояния в жидкое. Можно выделить некоторые закономерности, свойственные любому металлу в процессе расплавления:

  • Во время нагревания температура внутри металла повышается, но кристаллическая решётка не подвергается разрушению. Металл сохраняет своё твёрдое состояние.
  • При достижении температуры плавления, для меди это 1083 градуса, температура внутри металла перестаёт повышаться, несмотря на то что общий нагрев и передача тепла продолжаются.
  • После того как вся масса метала переходит в расплавленное состояние, температура внутри металла снова начинает резко повышаться.

В случае процесса охлаждения расплавленного металла происходит всё то же самое, но в обратной последовательности. Сначала происходит резкое снижение температуры внутри металла, затем на значении 1080 градусов падение температуры прекращается до тех пор, пока вся масса метала не перейдёт в твёрдое состояние. После этого температура снова начинает резко падать, пока не сравняется с температурой окружающего воздуха и кристаллизация не завершится окончательно.

Температура кипения

Медь начинает активно выделять углерод в виде пузырьков газа при температуре 2560 градусов. Внешне это очень напоминает кипение воды. На самом деле это процесс активного окисления меди, в результате которого металл теряет практически все свои уникальные свойства. Детали, отлитые из кипящей меди, имеют в своей структуре большое количество пор, которые будут уменьшать механическую прочность материала и ухудшать его декоративные свойства. Потому в процессе плавки необходимо внимательно следить за температурой и не допускать закипания меди.

Какие процессы происходят при плавлении меди

Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При добавлении в медь олова, имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.

Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.

Диаграмма состояния системы хром-медь

При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.

Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.

Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.

Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.

Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.

Источник

Читайте также:  Памятные монеты россии 2020 недрагоценных металлов
Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector