Бірінші және екінші қосымша топтардағы металдар

Жоспар
Кіріспе

1 Мыс топшасы
2 Химиялық қасиеті
3 Мыстың алынуы
4 Мыстың химиялық қасиеті

Қосымша топтардағы металдарды Менделеев кестесінін бірінші тобынан бастап сегізінші тобына қарай, бұрынғы негізгі топтардағы элементтерді оқыған бағытқа қарама-қарсы бағытта өтеміз.
Мыс топшасы. Бірінші қосымша топқа— мыс, күміс және алтын жатады. Бұл қосымша топтағы бірінші элемент мыс болғандықтан бірінші қосымша топты мыс топшасы деп те атайды. Бұл элементтер үлкен периодтардың тақ қатарына орналасқан, бұлардың жалпы сипаттамасы 71-кестеде көрсетілді. Мыс
Электр сымдарын жасауға жұмсалатын мыс өте таза болуы керек, өйткені азғана мөлшердегі қоспа болса да металдың электрөткізгіштігін төмендетеді, ондай мыс алу үшін, мысты электролиз арқылы тазалайды. Ол үшін электролит ретінде СuS04 ерітіндісі алынады. Анод — тазартылмаған мыс, катод — таза мыс. Ток жібергенде,анодтағы мыс және кернеу қатарын- да мыстың алдында тұратын металдар (Zп, Ғе,Nі) катион түрінде ерітіндіге көшеді. Қалған қоспалар электролиздің түбіне шөгеді, оны анод шламы деп атайды. Ерітіндідегі катиондар катодқа келген жерде, жіберілген ток кернеуінің мөлшері тек мыс катиондары ғана катодтан электрон алып металл түрінде бөлініп шығатындай болады. Сөйтіп катодта өте таза мыс алынады. Анод шламынан күміс, алтын, селен басқа да бағалы заттар алынады, олар қымбат болғандықтан барлық өндіріс шығынын ақтайды.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

XIX тарау
БІРІНШІ ЖӘНЕ ЕКІНШІ ҚОСЫМША ТОПТАРДАҒЫ МЕТАЛДАР

Қосымша топтардағы металдарды Менделеев кестесінін бірінші тобынан
бастап сегізінші тобына қарай, бұрынғы негізгі топтардағы элементтерді
оқыған бағытқа қарама-қарсы бағытта өтеміз.
Мыс топшасы. Бірінші қосымша топқа— мыс, күміс және алтын жатады. Бұл
қосымша топтағы бірінші элемент мыс болғандықтан бірінші қосымша топты мыс
топшасы деп те атайды. Бұл элементтер үлкен периодтардың тақ қатарына
орналасқан, бұлардың жалпы сипаттамасы 71-кестеде көрсетілді. Мыс

2Ғе+302 = 2ҒеО + 2502 ∆Н°= −
966,5 кДжмоль
2Сu2S+302 = 2Сu20 + 2S02 ∆Н°= — 765,7 кДжмоль
2Сu20 + Сu2S = 6Сu + S02 ∆Н° = 891,2 кДжмоль
ҒеО + 5Si2 O = ҒеSіОз ∆Н°=—24,7
кДжмоль

Мұндағы реакциялардың көпшілігі экзотермиялық болғандықтан, конверторда
керекті 1 100°—1 200° С қызу өзінен-өзі болып тұрады.
Конвертордан шығатын мысты шикі немесе тазартылған мыс дейді, онда
95—98% Сu болады (қоспалары— Zп,Lі, Ғе, РЬ, Аg, Аu т. б.)
Шикі мысты тазалау (рафинирлеу) үшін қайтадан балқытып ауамен
араластырады, тотыққан қоспалар шлак түрінде қалқып шығады, мұнан 99,5% Сu
бар мыс шығады
Электр сымдарын жасауға жұмсалатын мыс өте таза болуы керек, өйткені
азғана мөлшердегі қоспа болса да металдың электрөткізгіштігін төмендетеді,
ондай мыс алу үшін, мысты электролиз арқылы тазалайды. Ол үшін электролит
ретінде СuS04 ерітіндісі алынады. Анод — тазартылмаған мыс, катод — таза
мыс. Ток жібергенде,анодтағы мыс және кернеу қатарын- да мыстың алдында
тұратын металдар (Zп, Ғе,Nі) катион түрінде ерітіндіге көшеді. Қалған
қоспалар электролиздің түбіне шөгеді, оны анод шламы деп атайды.
Ерітіндідегі катиондар катодқа келген жерде, жіберілген ток кернеуінің
мөлшері тек мыс катиондары ғана катодтан электрон алып металл түрінде
бөлініп шығатындай болады. Сөйтіп катодта өте таза мыс алынады. Анод
шламынан күміс, алтын, селен басқа да бағалы заттар алынады, олар қымбат
болғандықтан барлық өндіріс шығынын ақтайды.
Химиялық қасиеті
Мыс қызыл түсті, созылғыш, соғылғыш металл. Құрғақ ауада өзгермейді,
дымқыл ауада сырты жасыл қақпен қапталады, ондағы реакция:
2Сu + 02 + Н20 + С02 = СuС03∙Сu(ОН)2
Мысты 375° С дейін қыздырғанда, СuО одан жоғары температурада Cu20-ға
айналып кетеді. Құрғақ галогендер қалыпты температурада әсер етпейді. Су
буы бар жерде фтор, бром және хлор мысты тотықтырады. Мысты қыздырса,
хлорда және күкіртте жанып, СuСl, Сu2S айналады.
Сутек, көміртек, азотпен мыс тікелей реакцияласпайды. Жоғары
температурада көміртекпен Сu2С— карбид түзеді.
Мыс (сол сияқты күміс пен алтын да) металдардың кернеу қатарында
сутектен кейін орналасқандықтан, оған тек анионының тотықтырғыш қасиеті бар
қышқылдар ғана әсер ете алады. Қышқылдардың ішінде мысты жақсы ерітетін
концентрленген күкірт қышқылы (қыздырғанда) мен сұйытылған және
концентрленген азот қышкылы:
Сu + 2Н2S04 = СuS04 + S02 + 2Н20
Сu + 4HN03 = Сu (NO3) 2 + 2NO2 + 2Н20

Мыс қосылыстарда бір және екі валенттік көрсетеді.
Бір валентті мыстың қосылыстары — мыстың (I) оксиді Сu20
табиғатта кездеседі. Қолдан алуға да болады. Cu20 қыздырғанда (200°С
жоғары) диспропорциялан а д ы .
Сu20 + Сu20 = 2Cu0 + 2Сu
Сu20 сәл негіздік қасиеті бар, бірақ суда ерімейді, жанама жолмен
алынған СuОН-та суда ерімейтін зат.
Cu20— қызыл түсті шыны жасауға, кемелердің суға батып тұратын
жерін бояуға қолданылады. Мыстың (I) оксиді мен тұз кышқылы реакцияласқан
кезде мыс (I) хлоридінің түссіз ерітіндісі түзіледі, осыған су
араластырсақ, ол суда ерімейтіндіктен, ақ тұнба түрінде шөгеді. Табиғатта
кездесетін мыс жылтыры Cu2S, мыспен күкірт тікелей қосылғанда түзіледі.
Бір валентті мыстың басқа тұздары, екі валенттіге ауысуға бейім келеді.
Комплексті қосылыстарынан тұрақтылары аммино-комплекстер, сондықтан бір
валентті мыстың суда ерімейтін қосылыстары NН3 қатынасында еріп кетеді,
мысалы:
СuС1 + 2NНз= [Сu(NН3)2]С1
Осы комплекс типтес гидроксидтер [Сu(NН3)2] (ОН) бар, оларда сілтілік
қасиет білінеді. Ал, Сu20 амфотерлі болғандықтан, күшті сілтілермен
әрекеттескенде қышқылдық қасиет көрсетіп куприттер түзеді, мысалы:
Сu20 + NаОН+Н20 = 2Nа[Сu(ОН)2]
Суда ерімейтін тұздары, концентрленген галогенсутек қышқылдарында
ериді:
CuС1 + НС1 = Н[СuС12]

Екі валентті мыстың қосылыстары. Мыс (II) оксиді СuО— мысты ашық ауада
қыздырса қара түсті оксид — СuО айналады. Бірақ оны қаттырақ (800°)
қыздырса, мыс (I) оксидіне айналады:
4СuО = 2Сu20 + 02
Мыс (II) оксидін алу үшін мыстың негіздік карбонатын немесе нитратын,
гидроксидін қыздырса да болады:
СuС03 + Сu(ОН)2 = 2СuО + С02 + Н20
Мыс оксидінің тотықтырғыш қасиеті бар, оны кей жерде, әсіресе
органикалық анализде қолданады.
Мыс (II) г и д р о к с и д і Сu(ОН)2—екі валентті мыс тұзы сілтімен
әрекеттескенде түзіледі, мысалы:
СuS04 + 2NаОН=Сu(ОН)2 + Na2S04
Мыс (II) гидроксиді — көк түсті, суда еруі қиын зат, әлсіз негіздік
қасиеті бар. Аздап қыздырғанның өзінде-ақ айрылып мыс (I) оксидін және су
түзеді:
Сu(ОН)2 = СuО + Н20
Екі валентті мыстың тұздарының ішінде маңыздысы мыс сульфаты, оны алу
үшін мыс қалдықтарын мына заттармен әрекеттестіреді:
1. Ауа қатынасында сұйылтылған ыстық күкірт қышқылы:
2Сu + 02 + 2Н2S04 = 2СuS04 + 2Н20
2. Концентрленген ыстық күкірт қышқылы:
Cu + 2Н2S04 = СuS04 + 2Н20 + S02
Мыс (II) оксидін күкірт қышқылында еріткенде де мыс (II) сульфаты
түзіледі.
Мыс (II) сульфаты суда жақсы ериді, ерітіндісі көк түсті болады. Ол
мыс катионының гидраттанған комплекс ионының [Сu(Н20)4] түсі. Екі
валентті мыстың басқа тұздарының да судағы ерітіндісі осы түсті болады.
Судағы ерітіндісінен мыс (II) сульфаты СuS04-5Н20 кристаллогидрат түрінде
кристалданады. Оны мыс купоросы дейді. Мыс купоросын қыздырса, ақ түсті
ұнтақ (СuS04) және су түзіледі. Ақ ұнтаққа су тиген жері көгеріп шыға
келеді, өйткені кристалдық су қосылады.
СuS04 + 5Н20 = СuS04·5Н20
Бұл процесс (гидратация) экзотермиялық процесс.
СuS04·5Н20 судың ролі әр түрлі, олардың бір бөлігі сутектік байланыс
арқылы аквокомплекспен S042- иондарының арасын жалғайды, оның схемасы:

"н8о он,і'+

Сондықтан СuS04·5Н20 дәлірек формуласы [Сu(Н20)4] S04·Н20.
Басқа кристаллогидраттардың құрамындағы су молекулаларының
саны тақ болып келетіндері (ҒеS04·7Н20, МgS04·7Н20 т. б.) осы
принциппен құрылған.
Мыс купоросы басқа металдарға мыс жалатқанда, кейбір бояулар
жасауда, ауыл шаруашылығы зиянкестеріне қарсы күресте т. б. жерлерде
қолданылады.
[Мұнан басқа, мыстың — мыс (II) хлориді СuС12·2Н20, мыс нитраты
Сu(NOз)2·ЗН20, гидроксокарбонаты СuС03•Сu(ОН)2, мыс ацетаты Сu(СН3СОО)2·Н20
сияқты әр түрлі іске жаратылатын тұздары бар.
Мыс тұздарының барлығы у, сондықтан мыстан жасаған ыдыстардың барлығын
қалайылайды.
Күшті қышкылдардың тұздары суға ерігенде гидролизденіп негіздік
тұздарға айналады, ерітіндісі қышқылдық реакция көрсетеді, мысалы:
СuС12 + Н2О →Сu(ОН)С1+НС1
Басқа тұздардың гидролизінің салдарынан суда нашар еритін —
Сu(NO3)2·ЗСu(ОН)2, СuS04·2Сu(ОН)2, кейде СuС12•ЗСu(ОН)2—негіздік тұздар
түзіледі. Бұл тұздар полимер түзген катионның туындысы

деп қарастыруға болады.
Екі валентті мыс катионы комплекс түзгіш катион,әсіресе аммиак
молекулаларын координациялағыш.
Мысалы,мыс сульфаты ерітіндісіне аммиак қоссақ:
CuSO4 + 4NH3 = [Сu(NOз)4]S04
түзіледі, осы ерітіндіні суалтса, [Сu(NН3)4] S04·Н20 қара көк түсті
кристалдары бөлініп шығады. Комплекс түзу екі валентті мыс ионының қасиеті
болғандықтан мыстың гидроксиді де комплекс түзеді:

Сu(ОН)2 + 4NH3 = [Сu(NН3)4] + 20Н'

Бұл түзілген ерітіндінің бір маңызды қасиеті клетканы
(қағазды, мақтаны т. б.) ерітеді, сондықтан оны жасанды маталар жасағанда
қолданылады.
Бұл ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.