Медь

МЕДЬ, Cu (лат. Cuprum — от названия острова Кипр, где в древности добывали медную руду * а. соpper; н. Kupfer; ф. cuivre; и. соbre), — химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 29, атомная масса 63,546. Природная медь состоит из двух стабильных изотопов 63Cu (69,09%) и 65Cu (30,91%). Медь относится к числу металлов, известных с глубокой древности (4-е тысячелетие до н.э.), что связано с широким распространением в природе самородной меди, а также с лёгкой восстановимостью её оксидов и карбонатов. Медь — мягкий ковкий металл красного цвета, имеет гранецентрированную кубическую решётку с параметром а = 0,3608 нм. Плотность 8940 кг/м3; t плавления 1084,5°С, t кипения 2540°С; теплоёмкость (298 К) 384 Дж/кг•К; удельная теплопроводность (298 К) 394 Вт/м•К; температурный коэффициент линейного расширения (273-373 К) 1,67х10-5К-1; удельное электрическое сопротивление (293 К) 1,78х10-8 Ом•м; термический коэффициент электросопротивления (293 К) 3,93х10-3К-1; твёрдость по Moocy 3.

Проявляет степени окисления +1, +2, редко +3. Металлическая медь химически малоактивна. Ниже 200°С с сухим воздухом не взаимодействует, так как образующаяся на её поверхности тончайшая плёнка оксидов, придающая её поверхности более тёмный цвет, служит защитой от дальнейшего окисления. В присутствии влаги и CO2 на поверхности меди образуется зелёная плёнка CuHCO3. При нагревании меди на воздухе идёт поверхностное окисление; ниже 375°С образуется CuO, выше — двухслойная окалина, в поверхностном слое которой находится CuO, во внутреннем — Cu2О. Соляная и разбавленная серная кислоты на медь не действуют. Однако продувание воздуха через горячие растворы этих кислот способствует растворению меди с образованием соответствующих солей.

Медь взаимодействует с галогенами, серой, селеном, образует комплексные соединения с цианидами и др. Соли одновалентной меди в воде практически нерастворимы и легко окисляются до соединений двухвалентной меди. Соли двухвалентной меди хорошо растворимы в воде и в разбавленных растворах полностью диссоциированы. Из солей двухвалентной меди широко используется пентагидрат сульфата — медный купорос CuSО4•5Н2О. Медь образует многочисленные устойчивые комплексные соединения типа двойных солей. Одно из немногих соединений трёхвалентной меди — Cu2О3, красный порошок, разлагающийся при 100°С. Все соли меди ядовиты.

Кларк меди 4,7х10-3% по массе, в основных горных породах его среднее содержание несколько выше (10-2). Медь характерна для основного и кислого магматизма. При первом она концентрируется в магматических и скарновых месторождениях и поствулканических колчеданных рудах. В связи с гранитным магматизмом формируются медно-порфировые и жильные месторождения.

Известно свыше 170 минералов меди, но промышленное значение имеют не более 17 (халькопирит, халькозин, борнит и др.). Подчинённое значение имеют сульфосоли (блёклые руды). В зоне окисления медных сульфидных месторождений образуются азурит и малахит. Об основных типах месторождений и схемах обогащения см. в ст. Медные руды.

В промышленности большую часть меди получают плавкой сульфидного концентрата с последующим окислением образовавшегося медного штейна до черновой меди, которую рафинируют огневым и электролитическим методом. Гидрометаллургический способ получения меди — выщелачивание Cu из медьсодержащих минералов серной кислотой (или раствором NH3) с последующим осаждением, цементацией, электролизом и извлечением экстракцией или ионным обменом.

Свыше половины получаемой меди благодаря большой электропроводности используется в электротехнической промышленности. Высокие теплопроводность и сопротивление коррозии позволяют изготовлять из меди детали теплообменников, холодильников, вакуумных аппаратов и т.п. Около 30-40% меди используется в виде различных сплавов: латуни (с цинком), бронзы (с оловом, алюминием, свинцом, бериллием и т.д.) и медно-никелевых. Медные сплавы широко применяют в машиностроении, авиа-, авто- и судостроении, на железнодорожном транспорте, в электротехнической промышленности, приборостроении. Соли меди используют для приготовления пигментов, борьбы с вредителями и болезнями растений, в качестве микроудобрений, катализаторов окислительных процессов, а также в кожевенной и меховой промышленности и при производстве искусственного шёлка.





Комментарии

27 января 2012 г.
I'd vnteure that this article has saved me more time than any other.