Реферат: Химия меди - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Химия меди

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 45 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

23 Министерств о Образования Республики Беларусь Белорусский Национальны й Технический У ниверситет Кафедра Химии Реферат н а тему : Химия меди Исполнител ь : Кузьмич А.Н . гр . 104312 ______________________ Руководите ль : Медведев Д.И. ______________________ Минск - 2003 Содержание. ст р. Введен ие 2 1. Историческая справка 4 2. Положение меди в периодической системе Д.И . Менделеева 5 3. Распространение в природе 6 4. Получение 8 5. Физические свойства 10 6. Химические свойства 11 7. Применение 16 8. Сплавы меди 18 8.1 Латуни 18 8.2 Оло вянные бронзы 19 8.3 Алюминиевые бронзы 19 8.4 Кремнистые бронзы 20 8.5 Бериллиевые бронзы 21 8.6 Сплавы меди с никелем 21 Заключение 22 Литература 24 Введение. Медь (лат . Cuprum) - химический элемент . Один из семи металло в , известн ых с глубокой древности . По некоторым археологическим данным - медь была хорошо известна египтянам еще за 4000 лет до н . э . Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе , чем с железом ; это объясняется с одной стороны более частым на х ождением меди в свободном состоянии на поверхности земли , а с другой сравнительной легкостью получен ия ее из соединений . Особенно важна медь для электротехники . По электропроводности ме дь занимает второе место среди всех метал лов , после серебра . Одна к о в на ши дни во всем мире электрические провода , на которые раньше уходила почти половин а выплавляемой меди , все чаще делают из алюминия . Он хуже проводит ток , но легче и доступнее . Медь же , как и многие другие цветные металлы , становится все дефи цитне е . Если в 19 в . медь добывалась из руд , где содержалось 6-9% этого элемента , то сейчас 5%-ные медные руды считаются очень богатыми , а промышленность многих ст ран перерабатывает руды , в которых всего 0,5% меди. Медь - необходимый для растений и живот ных микроэлемент . Основная биохимическая функция мед и – это участие в ферментативных реакция х в качестве активатора или в состав е медьсодержащих ферментов . Количество меди в растениях колеблется от 0,0001 до 0,05 % (на сухое вещество ) и зависит от вида растения и содержания меди в почве . В растениях медь входит в состав ферментов-оксидаз и белка п л астоцианина . В оптимальных концентрациях медь повышает холодостойкость ра стений , способствует их росту и развитию . Среди животных наиболее богаты медью некоторы е беспозвоночные (у моллюсков и ракообразных в гемоцианине содержится 0,15-0,26 % меди ). Поступая с пищей , медь всасывается в кишечнике , связывает ся с белком сыворотки крови - альбумином , з а тем поглощается печенью , откуда в сос таве белка церулоплазмина возвращается в кров ь и доставляется к органам и тканям. Содержание меди у человека колеблется (на 100 г сухой массы ) от 5 мг в печени до 0,7 мг в костях , в жидкостях тела - о т 100 мкг (на 100 м л ) в крови до 10 мкг в спинномозговой жидкости ; всего меди в организме взрослог о человека около 100 мг . Медь входит в со став ряда ферментов (например , тирозиназы , цито хромоксидазы ), стимулирует кроветворную функцию ко стного мозга . Малые дозы меди влияют на обмен углеводов (снижение содержания сах ара в крови ), минеральных веществ (уменьшение в крови количества фосфора ) и др . Увелич ение содержания меди в крови приводит к превращению минеральных соединений железа в органические , стимулирует использование нако п ленного в печени железа при си нтезе гемоглобина . При не достатке меди злаковые растения поражаю тс я так называемой болезнью обработки , плодовые - экзантемой ; у животных уменьшаются всасывани е и использование железа , что приводит к анемии , сопровождающейся поносом и истощением . Применяются медные микроудобрения и подкорм ка животных солями меди . Отравление медью приводит к анемии , заболеванию печени , болезни Вильсона . У человека отравление возн и кает редко благодаря тонким механизмам всасыв ания и выведения меди . Однако в больших дозах медь вызывает рвоту ; при всасывании меди может наступить общее отравление (поно с , ослабление дыхания и сердечной деятельност и , удушье , коматозное состояние ). 1. Ист оричес кая справка. Медь относ ится к числу металлов , известных с глубоко й древности . Раннему знакомству человека с медью способствовало то , что она встречаетс я в природе в свободном состоянии в в иде самородков , которые иногда достигают знач ительных размеров . Медь и её сплавы с ыграли большую роль в развитии материальной культуры . Благодаря лёгкой восстановимости о кислов и карбонатов , медь была , по-видимому , первым металлом , который человек научился в осстановлять из кислородных соединений , содержащи хся в руда х . Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum), отку да и название ее С uprum. В древности для обработки скальной породы её нагревали на костре и быстро охлаждали , причём порода растрескивалась . Уже в этих условиях были возможны процессы восс тановления . В дальнейшем восстановление вели в кострах с большим количеством у гля и с вдуванием воздуха посредством тру б и мехов . Костры окружали стенками , котор ые постепенно повышались , что привело к со зданию шахтной печи . Позднее методы восстанов ления у с тупили место окислительной плавке сульфидных медных руд с получением промежуточных продуктов - штейна (сплава сульфид ов ), в котором концентрируется медь , и шлак а (сплава окислов ). 2. Положен ие меди в периодической системе Д.И . Менде леева. Медь ( Cuprum ), С u — химический элемент побочной подгрупп ы первой группы периодической системы элемент ов Д.И . Менделеева . Порядковый номер 29, атомная масса 63,54. Распределение электронов в атоме м еди — Is 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 1 . Природная медь состоит из смеси 2-х стабильных изотопов с массовыми числами 63 (69,1%) и 65 (30,9%). Сечение захвата тепловых нейтронов ат омов меди 3,59-10 -28 м -2 . Путем бо мбардировки никеля протонами или дейтронами и скусственно получают радиоактивные изо топы меди 61 С u и 64 С u с периодами полураспада 3,3 и 12,8 ч соответст венно . Эти изотопы обладают высокой удельной активностью и ис пользуются в качестве меченых атомов. В химическом отношении медь занимает промежуточное положени е между элементами первой плеяды VIII группы и ще лочными эле ментами I гру ппы периодической системы . Н иже приведены значения потенциалов ионизации атомов меди (в эВ ): 1-й 2-й 3-й 4-й 5-й 6-й 7-й 8-й 7,72 20,29 36,83 58,9 82 106 140 169 Заполненная d -оболочка меди менее эффективно экранирует s -электрон от ядра , чем оболочка и нертного газа , поэт ому первый потенциал ионизации меди выше , чем у щелочных металлов . Так как в обр азовании металлической связи принимают участие и электроны d -оболочки , теплота испарения и темпер атура плавления меди значительно выше , чем у щелочных металл ов , что обусловливает более «благородный» характер меди по сра внению с последними . Второй и третий потен циалы ионизации меньше , чем у щелочных мет аллов , что в значительной степени объясняет проявление свойств меди как переходного эл емента , который в степе н и окисления II и III имеет парамагнитные свойства окрашенных ионов и комплексов . Медь ( I ) также образует многочисленные соедин ения по типу комплексов переходных металлов (табл . 1). Таблица 1 Состояние окисления и стереохимия соедине ний меди. Состо яние окисл ения Координационное число Геометрия Примеры соединений Cu(I) d 10 2 Линейная Cu 2 O 3 Плоская K[Cu(CN) 2 ] 4 Тетраэдр Cu(I) Cu(II) d 9 4 Тетраэдр (искажённы й ) Cs[CuCl 4 ] 5 Тригональн ая бипирамида [Cu(Dipy) 2 I] + 5 Квадратная пирамида [Cu( ДМГ ) 2 ] 2 ( тв ) 4 Квадрат CuO 6 Октаэдр (искажённый ) K 2 CuF 4 , CuCl 2 Cu(III) d 8 4 Квадрат KCuO 2 6 Октаэдр K 3 CuF 6 П р и м е ч а н и е . Dipy – дипиридил ; ДМГ – диметилглиоксим. 3. Распростра нение в природе. Среднее содержани е меди в земной коре 4,7-10 -3 % (по массе ), в н ижней части земной коры , сложенной основными поро дами , её больше (1-10 -2 %), чем в верхней (2-10 -3 %), где преобладают граниты и д ругие кислые изверженные породы . Медь энергич но мигрирует как в горячих водах глубин , так и в холодных растворах биосферы ; се р оводород осаждает из природных вод ра зличные сульфиды меди , имеющие большое промыш ленное значение . Среди многочисленных минералов меди преобладают сульфиды , фосфаты , сульфаты , хлориды , известны также самородная медь , ка рбонаты и окислы. Медь - важный элеме нт жизни , она участвует во многих физиологических процессах . Среднее содержание меди в живом веществе 2-10 -4 %, известны о рганизмы - концентраторы меди . В таёжных и других ландшафтах влажного климата медь сравн ительно легко выщелачивается из кислых почв , з десь местами наблюдается дефицит ме ди и связанные с ним болезни растений и животных (особенно на песках и торфян иках ). В степях и пустынях (с характерными для них слабощелочными растворами ) медь м алоподвижна ; на участках месторождений меди н аблюдается её и збыток в почвах и растениях , отчего болеют домашние животные. В речной воде очень мало меди , 1-10 -7 %. Приносимая в океан со стоком медь сравнительно быстро переходит в морские илы . Поэтому глины и сланцы несколько обогащены медью (5,7-10 -3 %), а морская в ода резко недосыщена медью (3-10 -7 %). В морях прошлых геологических эпох мес тами происходило значительное накопление меди в илах , приведшее к образованию месторожден ий (например , Мансфельд в Германии ). Медь эн ергично мигрирует и в подземных водах био сферы , с этими процессами связано накопле ние руд меди в песчаниках. Медь образует до 240 минералов , од нако лишь около 40 имеют промышленное значение. Различают сульфидные и окисленные руды меди . Промышленное значение имеют сульфидные руды , из которых наиболее широко испол ьзуется медный колчедан (халькопирит ) CuFeS 2 . В природе он встречается главным об разом в смеси с железным колчеданом FeS 2 и пустой породой , состоящей из оксид ов Si , Al , Ca и др . Часто сульфидные руды содержат примеси благородных металлов (Аи , Ag ), цветных и редких металлов ( Zn , Pb , Ni , Co , Mo и др .) и рассеянных элементов ( Ge и др .). Содержание ме ди в руде обычно составляет 1 — 5%, но бл агодаря легкой флотируемости халькопирита его можно обогащать , получая концентрат , содержащий 20% меди и более [1845]. Наиболее крупные запасы медных руд сосредоточены главным образ ом на Урале , в Казахстане , Средней Азии , Африке (Катанта , Замбия ), Америке (Чили , США , Канада ). 4. Получение. Медные руды ха рактеризуются невысоким содержанием меди . Поэтому перед плавко й тонкоизмельчённую руду подвергают механическому обогащению ; при этом ценные минералы отделяются от основной массы пустой породы ; в результате получают ряд товарных концентратов (например , медный , цинко вый , пиритный ). В мировой практике 80 % меди извлекаю т из концентратов пирометаллургическими методами , основанными на расплавлении всей массы м атериала . В процессе плавки , вследствие больше го родства меди к сере , а компонентов пустой породы и железа к кислороду , медь концентрируется в сульфидном расплаве (ш т ейне ), а окислы образуют шлак . Ш тейн отделяют от шлака отстаиванием. На большинстве современных заводов плавку ведут в отражательных или в электрически х печах . В отражательных печах рабочее про странство вытянуто в горизонтальном направлении ; площадь подачи 300 м 2 и более (30 м ; 10 м ), необходимое для плавления тепло получают сжиганием углеро дистого топлива (естественный газ , мазут , пылеу голь ) в газовом пространстве над поверхностью ванны . В электрических печах тепло получа ют пропусканием через расплавленный шлак электрического тока (ток подводится к шлаку через погруженные в него графитовые элек троды ). Однако и отражательная , и электрическая плавки , основанные на внешних источниках те плоты , - процессы несовершенные . Сульфиды , составляю щие основную массу медн ых концентратов , обладают высокой теплотворной способностью . По этому всё больше внедряются методы плавки , в которых используется теплота сжигания су льфидов (окислитель - подогретый воздух , воздух , обогащенный кислородом , или технический кислород ). Мелкие, предварительно высушенные суль фидные концентраты вдувают струей кислорода и ли воздуха в раскалённую до высокой темпе ратуры печь . Частицы горят во взвешенном с остоянии (кислородно-взвешенная плавка ). Можно окис лять сульфиды и в жидком состоянии ; эти процес с ы усиленно исследуются в СССР и за рубежом (Япония , Австралия , Канад а ) и становятся главным направлением в раз витии пирометаллургии сульфидных медных руд. Богатые кусковые сульфидные руды (2-3 % Cu) с высоким содержанием серы (35-42 % S) в ряде случаев неп осредственно направляются на плавку в шахтных печах (печи с вертикально распол оженным рабочим пространством ). В одной из разновидностей шахтной плавки (медно-серная плавка ) в шихту добавляют мелкий кокс , восстанов ляющий в верхних горизонтах печи SO 2 до эле ментарной серы . Медь в этом процессе также конц ентрируется в штейне. Получающийся при плавке жидкий штейн (в основном Cu 2 S, FeS) заливают в конвертер - цилиндрический резервуар из листовой стали , выложенный и знутри магнезитовым кирпичом , снабженный боковым рядом фурм для вдувания воздуха и устройством для поворачивания вокруг оси . Ч ерез слой штейна продувают сжатый воздух . Конвертирование штейнов протекает в две стади и . Сначала окисляется сульфид железа , и дл я связывания окислов железа в конвертер д обавляю т кварц ; образуется конвертерный шлак . Затем окисляется сульфид меди с о бразованием металлической меди и SO 2 . Эту черновую медь раз ливают в формы . Слитки (а иногда непосредс твенно расплавленную черновую медь ) с целью извлечения ценных спутников (Au, Ag, Se, Fe, Bi и друг их ) и удаления вредных примесей направляют на огневое рафинирование . Оно основано на большем , чем у меди , сродстве металлов-приме сей к кислороду : Fe, Zn, Co и частично Ni и другие в виде окислов переходят в шлак , а сера (в виде SO 2 ) удаляется с газами . После удаления шлака медь для восстановления растворённой в ней Cu 2 O " дразнят ", погружая в жидкий металл концы с ырых берёзовых или сосновых брёвен , после чего отливают его в плоские формы . Для электролитического рафинирования эти слитки по двешив ают в ванне с раствором CuSO 4 , подкислённым H 2 SO 4 . Они служат анодами . При проп ускании тока аноды растворяются , а чистая медь отлагается на катодах - тонких медных листах , также получаемых электролизом в специ альных матричных ваннах . Для выделения плотны х гладких осадков в электролит вводят поверхностно-активные добавки (столярный клей , т иомочевину и другие ). Полученную катодную медь промывают водой и переплавляют . Благородные металлы , Se, Te и другие ценные спутники меди концентрируются в анодном шламе , и з которого их извлекают специальной перер аботкой. Наряду с пирометаллургическими применяют также гидрометаллурги-ческие методы получения мед и (преимущественно из бедных окисленных и самородных руд ). Эти методы основаны на из бирательном растворении медьсодер жащих минера лов , обычно в слабых растворах H 2 SO 4 или аммиака . Из раствора меди , либо осаждают железом , либо выделяют электрол изом с нерастворимыми анодами . Весьма перспек тивны применительно к смешанным рудам комбини рованные гидрофлотационные методы , при ко т орых кислородные соединения меди растворяются в сернокислых растворах , а сульфиды выделяю тся флотацией . Получают распространение и авт оклавные гидрометаллургические процессы , идущие п ри повышенных температурах и давлении. 5. Физически е свойства. Техническ а я медь — металл красного , в изломе ро зового цвета , при просвечивании в тонких с лоях — зеленовато-голубой . Имеет гранецентрирован ную кубическую решетку с параметром а = 0,36074 нм , плотность 8,96 кг /м 3 (20° С ). Ионные радиусы меди (в нм ) приведены ниже : П о Белову и Бокию По Гольдшмидту П о Полингу Cu + 0,098 0,095 0,096 Cu 2+ 0,080 0,070 — Основные физические свойства меди Температура пл авления , °С 1083 Температура кипения , °С 2600 Теплота плавления , кДж /г-ат. 0,7427 Теплота испарения , кДж /г-ат. 17,38 Удельная теплое мкость , Дж /(г . град ) (20°С ) 0,022 Теплопроводность , Дж /(м . град . с ) (20°С ) 2,25-10 -3 Электрическое сопротивление , Ом . м (20°С ) 1,68-Ю -4 Удельная магнитная восприим чивость, 0,086 . 10 -6 абс . эл.-магн . ед ./г (18 °С ) Медь — вязкий , мягкий и ковкий металл , уступающий только се ребру высокой теплопроводностью и э лектропроводностью . Эти ка чества, а также пластичность и сопротивление коррозии обуслови ли широкое применение меди в промышленности. 6. Химически е свойства. Медь — эл ектроположительный металл . Относительную устойчи вост ь ее ионов можно оценить на основании следующих данных : Cu 2+ + e
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Военно-космические силы России порадовали очередным успехом:
успешно уничтожен спутник Intelsat-27.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Химия меди", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru