Плотность меди
Плотность меди и её другие физические свойства
= m / V, [г/см3, кг/м3]
Плотность твердого вещества – это справочная величина. Плотность меди равна 9,0 г/см3. В элементарном состоянии медь представляет собой металл красного цвета (рис.1). Её важнейшие константы представлены в таблице ниже:
Таблица 1. Физические свойства меди.
|
Плотность, г/см3 |
9,0 |
|
Твердость (алмаз = 10) |
3,0 |
|
Электропроводность (Hg = 1) |
57 |
|
Теплопроводность (Hg = 1) |
51 |
|
Температура плавления, oС |
1085 |
|
Температура кипения, oС |
2880 |
Медь характеризуется значительной плотностью, довольно высокой температурой плавления и малой твердостью. Её тягучесть и ковкость исключительно велика: медь можно вытянуть в проволоку диаметром в 0,001 мм (примерно в 50 раз тоньше человеческого волоса).
Рис. 1. Медь. Внешний вид.
Нахождение меди в природе
По распространенности в природе медь стоит далеко позади соответствующих щелочных металлов. Её содержание в земной коре оценивается величиной порядка 0,003% (масс.). Медь встречается главным образом в виде сернистых соединений и чаще совместно с сернистыми рудами других металлов. Из отдельных минералов меди наиболее важны халькопирит (CuFeS2) и халькозин (Cu2S). Гораздо меньшее промышленное значение имеют кислородсодержащие минералы – куприт (Cu2O) и малахит ((CuOH)2CO3).
Краткое описание химических свойств и плотность меди
Медь образует сплавы со многими металлами. В частности, она сплавляется с золотом, серебром и ртутью.
Химическая активность меди невелика. На воздухе она постоянно покрывается плотной зеленовато-серой пленкой основных углекислых солей. Соединяется с кислородом под обычным давлением и при нагревании:
4Cu + O2 = 2CuO;
2Cu + O2 = 2CuO.
Не реагирует с водородом, азотом и углеродом даже при высоких температурах.
При обычной температуре медь медленно соединяется с галогенами хлором, бромом и йодом:
Cu + Cl2 = CuCl2;
Cu + Br2 = CuBr2.
Медь – слабый восстановитель; не реагирует с водой и разбавленной хлороводородной кислотой. Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии кислорода или цианидом калия. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», халькогенами и оксидами неметаллов. Реагирует при нагревании с галогеноводородами.
Примеры решения задач
| Задание | При действии на смесь меди и железа массой 20 г избытком соляной кислоты выделилось 5,6 л газа (н.у.). Определить массовые доли металлов в смеси. |
| Решение | Медь не реагирует с соляной кислотой, поскольку стоит в ряду активности металлов после водорода, т.е. выделение водорода происходит только в результате взаимодействия кислоты с железом.
Запишем уравнение реакции: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2. Найдем количество вещества водорода: n(H2) = V(H2) /V_m = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль. Согласно уравнению реакции: n(H2) = n(Fe) = 0,25 моль. Найдем массу железа: m(Fe)=n(Fe) ×M(Fe) = 0,25 × 56 = 14 г. Рассчитаем массовые доли металлов в смеси: w (Fe) = m(Fe) / mmixture = 14 / 20 = 0,7 = 70%. w(Cu) = 100% – w(Fe) =100 – 70 = 30%. |
| Ответ | Массовая доля железа в сплаве составляет 70%, меди – 30%. |
| Задание | Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие реакции:
CuO → CuSO4→ Cu →CuO →Cu(NO3)2. |
| Ответ | При растворении оксида меди (II) в разбавленной серной кислоте образуются сульфат меди (II) и вода:
CuO + H2SO4(dilute) →CuSO4 + H2O. Медь из сульфата меди (II) можно получить гидрометаллургическим методом: CuSO4 + Fe→Cu + FeSO4. При температуре свыше 337oС медь взаимодействует с кислородом с образованием оксида меди (II): 2Cu + O2→ 2CuO. Оксид меди (II) растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и воды: CuO + HNO3(dilute) → Cu(NO3)2 + H2O. |
