Какими сходными и отличительными свойствами обладают медь и сера
Медь – это пластичный золотисто-розовый металл с характерным металлическим блеском. В периодической системе Д. И. Менделеева этот химический элемент обозначается, как Сu (Cuprum) и находится под порядковым номером 29 в I группе (побочной подгруппе), в 4 периоде.
Латинское название Cuprum произошло от имени острова Кипр. Известны факты, что на Кипре ещё в III веке до нашей эры находились медные рудники и местные умельцы выплавляли медь. Купить медь можно в комании «КУПРУМ».
По данным историков, знакомству общества с медью около девяти тысячелетий. Самые древние медные изделия найдены во время археологических раскопок на местности современной Турции. Археологи обнаружили маленькие медные бусинки и пластинки для украшения одежды. Находки датируются рубежом VIII-VII тыс. до нашей эры. Из меди в древности изготавливали украшения, дорогую посуду и различные инструменты с тонким лезвием.
Великим достижением древних металлургов можно назвать получение сплава с медной основой – бронзы.
Основные свойства меди
1. Физические свойства.
На воздухе медь приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счёт образования оксидной плёнки. Тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато-голубого цвета. В чистом виде медь достаточно мягкая, тягучая и легко прокатывается и вытягивается. Примеси способны повысить её твёрдость.
Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим её преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. Такие примеси как железо, фосфор, олово, сурьма и мышьяк влияют на базовые свойства и уменьшают электропроводность и теплопроводность. По данным показателям медь уступает лишь серебру.
Медь обладает высокими значениями плотности, температуры плавления и температуры кипения. Важным свойством также является хорошая стойкость по отношению к коррозии. К примеру, при высокой влажности железо окисляется значительно быстрее.
Медь хорошо поддаётся обработке: прокатывается в медный лист и медный пруток, протягивается в медную проволоку с толщиной, доведённой до тысячных долей миллиметра. Этот металл является диамагнетиком, то есть намагничивается против направления внешнего магнитного поля.
2. Химические свойства.
Медь является сравнительно малоактивным металлом. В нормальных условиях на сухом воздухе её окисления не происходит. Она легко реагирует с галогенами, селеном и серой. Кислоты без окислительных свойств не оказывают воздействия на медь. С водородом, углеродом и азотом химических реакций нет. На влажном воздухе происходит окисление с образованием карбоната меди (II) – верхнего слоя платины.
Медь обладает амфотерностью, то есть в земной коре образует катионы и анионы. В зависимости от условий, соединения меди проявляют кислотные или основные свойства.
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.
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.
Урок1
Тема урока: Предмет химии. Ее истоки.
Чему бы жизнь нас не учила,
Но сердце верит в чудеса…
Ф. Тютчев
Цель урока: дать представление о химии, как о науке, ее задачах, целях, рассказать об истории возникновения химии. Урок-лекция, коллективная форма работы.
1.Организационный момент
-знакомство,
— учебник, задачник
-тетради ( 96листов, 2тетради по 12 листов,1 половинку)
-требования
(оценка, правила выживания в химической лаборатории)
2.Изучение нового материала
1) А)Что же такое химия?
Химия – наука, изучающая формы, структуру. Свойства веществ, а также законы, по которым происходят превращения одних веществ в другие, вероятность, энергетику,скорость и механизмы этих прцессов. Таким образом, объектом изучения химии становится вся вселенная, а равно и новые вещества, получаемые искусственным путем.
Б)Давно ли появилось слово «химия»?
Слово “химия” возникло, видимо, еще за 3000 лет до новой эры, если судить по тексту клинописных таблиц, найденных при раскопках древних городов Египта и Малой Азии. Установить происхождение этого слова очень трудно. Алхимик 4в. н. Э. Зосима из Панополиса в Греции считал, что слово “химия” произошло от слова “Хемес”- сокращенного имени Гермеса Трисмегиста- лнгендарного мудреца, получившего знания в виде божественного откровения. По преданию, воины Александра Македонского нашли могилу Гермеса Трисмегиста с каменной плитой , названной “Изумрудной Скрижалью Гермеса”. На ней была надпись, в которой будто 6ы сообщалось о способе получения удивительного вещества-“философского камня”. Некоторые историки считают, что слово “химия” связано с древнегреческим “хима”, означающим искусство выплавки металлов. Свида, византийский лексикограф, живший в 10-11в, понимал под химией искусственное приготовление золота и серебра. На древнекитайском языке “ким” означало “золото”.
Чаще всего слово “химия” связывают с названием Древнего Египта- “Хеми”,так как жрецы этой страны были выдающимися химиками. Поэтому по смыслу слово “химия” является тождественным выражению “египетская наука”. В 3в. до н.э. в Александрии уже была основана Академия наук , и священному искусству- химии- было отведено даже особое здание, храм Сераписа. Современное название “химия” производится от позднелатинскогослова Chimia и является интернациональным словом: немецкое chemie, французское chimie, английское chemistry
В)Алхимия- древнейший прообраз химии.
Понятие «алхимия» было введено арабами, которые прибавили к греко-египетскому названию «химия» арабскую приставку «ал». Алхимия- древнейший прообраз химии. Алхимия была связана со всеми областями химических ремесел. Людей, занимавшихся алхимией называли алхимиками. Многие алхимики в течение более тысячи лет с поразительным упорством пытались получить золото или серебро из неблагородных металлов с помощью «философского камня»- гипотетического вещества, либо «алкагеста»- никем никогда неполученного универсального растворителя. Занимались «алхимики» и поисками «эликсира жизни»- жидкости, которая должна дать людям возможность сохранять вечную молодость. Алхимией занимались не только ученые, но и всякого рода мошенники и неудачливые пророки. В 18 веке в ходу было такое четверостишие:
Алхимию постигнуть каждый рад:
Безмозглый идиот, старик и юный фат,
Портной, старуха, юркий адвокат,
Монах плешивый, пастырь и солдат.
Постепенно алхимия все более приобретала облик практической химии.Так знаменитый таджикский врач и философ Абу Али ал-Хусейн ибн Абдаллах ибн Сина(980-1037), известный под именем Авиценна, умел получать хлороводородную кислоту, азотную, серную. В15в. Парацельс ставил задачу алхимии получение лекарств для лечения больных. Алхимия как область человеческой деятельности перестала существовать после18века.
2).Нас окружают тела, а тела состоят из веществ. Вещества имеют определенные свойства: физические (температуру плавления, кипения, агрегатное состояние, цвет, запах, плотностьэлектропроводность и теплопроводность) и химические. Тела имеют форму и размер.
Свойства веществ — признаки по которым можно отличить одни вещества от других или установить сходство между ними.
Задание: определить тела и вещества: капля росы, медь, золото, электрический провод, медный колокол, снежинка, алюминий, кастрюля, химическая колба, кусочек мела, уксусная кислота, стекло, пробирка, капрон, тетрадь, бумага, фарфоровая чашка, вода.
Вещества делятся на простые и сложные, простые вещества делятся на металлы и неметаллы
.
Какими сходными и отличительными свойствами обладают следующие вещества
А)поваренная соль и сахар Б)уксусная кислота и вода?
Д/з: $1,2,3, тетради Дать характеристику меди и сере( цвет, запах, электро- и теплопроводность, плотность, температура плавления
СОЛЬ | ВОДА |
САХАР | Уксусная кислота |
Может отсюда что выберешь.
Жемчуг, драгоценные камни, металлы, растения древние риши всегда считали обладающими электромагнитными целебными свойствами. Их прикладывали прямо к коже человека, таким образом, физические клетки чувствительного организма человека с его электрическими жизненными токами намагничивались. Йог Парамаханса Йогананда писал в своих работах: «Точно так же, как можно установить на крышу дома медный стержень для предотвращения удара молнии, так и телесный храм может быть защищен определенными способами.
Мудрецы обнаружили, что чистые металлы испускают астральный свет, оказывающий мощное противодействие негативному тяготению планет. Обнаружено, что также помогает сочетание определенных растений» . Он советовал изготавливать браслет из золота, серебра и меди.
Колебания атмосферы планеты Венера и колебания ионов атома меди идентичны. То есть медь является металлическим проводником энергии Венеры, которая оказывает влияние на внешность человека. Возможно поэтому изваяния человека, дошедшие до нас с древних времён, поражают нас своей красотой и гармонией. Ведь в древности люди использовали медную посуду, украшения, купальни, ванны также были сделаны из меди.
Когда человек ложится на медный экран, то энергия меди медленно нежно прохладно его обволакивает. Потом проникает во внутрь, и начинает обволакивать тонкие поля больных органов. При этом не дает инфекции распространяться по организму. Нередко человек начинает испытывать боль, тело ломит, не может заснуть, начинается кашель и др. Он начинает чувствовать больной орган и обращает на него внимание. Это говорит о том, что человеку необходимо начать с восстановления всей системы, к которой принадлежит беспокоящий орган.
Бывают случаи, когда медь начинает зеленеть. Это говорит о том, что металл устал, ему необходим отдых. В этом случае его необходимо помыть и отложить на некоторое время. Иногда экран чернеет. Данный случай свидетельствует о том, что экран работает. Идет восстановительный процесс. У некоторых чернеют определенные зоны на экране. Это те места, где идет соприкосновение с больным органом.
Энергия этого металла — прохладная и густая, восстанавливает физическое поле человека, действуя через эфирное тело. Поэтому медь помогает человеку вылечить лёгкие болезни и травмы. Благодаря энергии Венеры происходит самоочищение человека, так как грязная энергия заземляется и выводится из него.
Медь работает на волне 8 Гц. Благодаря таким свойствам меди оживает шишковидное тело. Через 5-6 месяцев использования медного экрана начинается восстановление нервной системы. Раздражительный человек становится более спокойным, пассивные люди становятся более активными, подвижными. А через 1,5 года начинает восстанавливаться температурный режим всей лимфатической системы. Для помощи в восстановлении организма можно использовать витамины, травы.
Медь входит в состав ферментов (цитохром-С-оксидаза, лизин-2-монооксидаза, тирозин-3-монооксидаза, аскорбонидаза и др.) . Она оказывает на организм многогранное действие, влияет на рост, развитие, воспроизводство, гемоглобинообразование и на активность лейкоцитов. Является переносчиком кислорода при образовании пигментов (Г. Пакенгопф, 1993). В регионах с недостатком меди в почве отмечается анемия сельскохозяйственных животных. Дефицит меди приводит к разупорядочению соединительной ткани кровеносных сосудов вследствие блокирования связей между коллагеном и эластином у свиней, индюков (S. Vanhooser, 1994). На эффективную токсичную концентрацию меди влияют pH и жесткость воды, образование нетоксичных комплексов с гуминовыми, фульвиновыми кислотами. Избыток меди у животных вызывает поражение печени и развитие желтухи, у человека — острый панкреатит, язву двенадцатиперстной кишки, бронхиальную астму, гиперкупремию и др. Токсичность меди проявляется в способности её блокировать SH- группы белков, в особенности ферментов, повышать проницаемость мембраны митохондрий. Катионные
Сера,
её физические и химические свойства. Биологическое значение серы, её применение
(демеркуризация).СЕРА S
Cера в природе
Самородная сера
Сульфиды
PbS — свинцовый блеск
Cu2S – медный блеск
ZnS – цинковая обманка
FeS2 – пирит, серный колчедан, кошачье золото
H2S – сероводород (в минеральных источниках и природном газе)
Белки
Сульфаты
CaSO4 * 2H2O — гипс
MgSO4 * 7H2O – горькая соль (английская)
Na2SO4 *10H2O – глауберова соль (мирабилит)
Физические свойства
Твердое кристаллическое вещество желтого цвета, нерастворима в воде, водой не смачивается (плавает на поверхности), t°кип = 445°С.
Одно из особенных физических свойств серы — флотация, способность мелкого порошка серы всплывать, тогда, как ее крупные кристаллы тонут в воде. Дело в том, что сера не смачивается водой, и ее частички держатся на поверхности воды за счет прилипших к ним мелких пузырьков воздуха. Это свойство используют при отделении самородной серы от примесей. Руду размалывают, заливают водой, а снизу продувают воздухом, сера всплывает, а примеси остаются на дне.
Аллотропия
Для серы характерны несколько аллотропных модификаций, но наиболее известные видоизменения: ромбическая (кристаллическая), моноклинная (игольчатая) и пластическая.
Ромбическая (a — сера) — S8
t°пл. = 113°C; ρ = 2,07 г/см3. Наиболее устойчивая модификация.
Моноклинная (b — сера) — S8
темно-желтые иглы, t°пл. = 119°C; ρ = 1,96 г/см3. Устойчивая при температуре более 96°С; при обычных условиях превращается в ромбическую.
Пластическая Sn
коричневая резиноподобная (аморфная) масса. Неустойчива, при затвердевании превращается в ромбическую.
ПОЛУЧЕНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ СЕРЫ
Взаимопревращение аллотропных модификаций серы
Строение атома серы
Размещение электронов по уровням и подуровням
Основное состояние
1s22s22p63s23p4
Размещение электронов по
орбиталям (последний слой)Степень
окисленияВалентность
-2
В основном состоянии
II
+4
Первое возбуждённое состояние
IV
+6
Второе возбуждённое состояние
VI
Получение серы
1. Промышленный метод — выплавление из руды с помощью водяного пара.
2. Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода).
2H2S + O2 = 2S + 2H2O
3. Реакция Вакенродера
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O
Химические свойства серы
Сера — окислитель S0 + 2ē→ S-2 | Сера — восстановитель: S — 4ē → S+4; S — 6ē →S+6 |
1. Взаимодействие серы со всеми щелочными и щелочноземельными металлами, медью, ртутью, серебром без нагревания: 2Na + S → Na2S ОПЫТ S + Hg = HgS Ртуть обладает высокой летучестью. Её пары ядовиты. Эта реакция лежит в основе удаления и обезвреживания ртути, например из разбитого медицинского термометра. Места, из которых нельзя извлечь капельки ртути, засыпают порошком серы. Сера и ртуть вступают в реакцию при соприкосновении. В результате образуется химически инертное и безвредное вещество. Этот процесс называется демеркуризацией 2. Взаимодействие серы c остальными металлами (кроме Au,Pt) при повышенной t°: 2Al + 3S t→ Al2S3 Zn + S t°→ ZnS ОПЫТ Cu + S t→ CuS ОПЫТ 3.Взаимодействие серы с некоторыми неметаллами с образованием бинарных соединений: H2 + S → H2S 2P + 3S→ P2S3 C + 2S → CS2 | 1. Взаимодействие серы c кислородом: S + O2 t°→ S+4O2 2S + 3O2 t°;pt→ 2S+6O3 2. Взаимодействие серы c галогенами (кроме йода): S + Cl2 → S+2Cl2 **Взаимодействие серы с кислотами — окислителями: S + 2H2SO4(конц) → 3S+4O2 + 2H2O S + 6HNO3(конц) → H2S+6O4 + 6NO2 + 2H2O **Реакции диспропорционирования: 4. 3S0 + 6KOH→ K2S+4O3 + 2K2S-2 + 3H2O |
Тренажёр №1 — Характеристика серы по её положению в периодической системе Д. И. Менделеева
Тренажёр №2 — Химические свойства серы
Тренажёр №3 — Взаимодействие серы с металлами
Применение
Вулканизация каучука, получение эбонита, производство спичек, пороха, в борьбе с вредителями сельского хозяйства, для медицинских целей (серные мази для лечения кожных заболеваний), для получения серной кислоты и т.д.
Применение серы и её соединений
Домашнее задание параграф 21; упражнения 1, 3, 4 стр. 99-100.
Дополнительные зхадания
Закончите уравнения реакций, расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель.
- S + O2
- S + Na
- S + H2
№2. Осуществите превращения по схеме:
Это интересно…
- Содержание серы в организме человека массой 70 кг — 140 г.
- В сутки человеку необходимо 1 г серы.
- Серой богаты горох, фасоль, овсяные хлопья, пшеница, мясо, рыба, плоды и сок манго.
- Сера входит в состав гормонов, витаминов, белков, она есть в хрящевой ткани, в волосах, ногтях. При недостатке серы в организме наблюдается хрупкость ногтей и костей, выпадение волос.
Следите за своим здоровьем!
Знаете ли вы..
- Соединения серы могут служить лекарственными препаратами;
- Сера – основа мази для лечения грибковых заболеваний кожи, для борьбы с чесоткой. Тиосульфат натрия Na2S2O3 используется для борьбы с нею.
- Многие соли серной кислоты содержат кристаллизационную воду: ZnSO4×7H2O и CuSO4×5H2O. Их применяют как антисептические средства для опрыскивания растений и протравливания зерна в борьбе с вредителями сельского хозяйства.
- Железный купорос FeSO4×7H2O используют при анемии.
- BaSO4 применяют при рентгенографическом исследовании желудка и кишечника.
- Алюмокалиевые квасцы KAI(SO4)2×12H2O — кровоостанавливающее средство при порезах.
- Минерал Na2SO4×10H2O носит название «глауберова соль» в честь открывшего его в VIII веке немецкого химика Глаубера И.Р.Глаубер во время своего путешествия внезапно заболел. Он ничего не мог есть, желудок отказывался принимать пищу. Один из местных жителей направил его к источнику. Как только он выпил горькую соленую воду, сразу стал есть. Глаубер исследовал эту воду, из нее выкристаллизовалась соль Na2SO4×10H2O. Сейчас ее применяют как слабительное в медицине, при окраске хлопчато- бумажных тканей. Соль также находит применение в производстве стекла.
- Тысячелистник обладает повышенной способностью извлекать из почвы серу и стимулировать поглощение этого элемента с соседними растениями.
- Чеснок выделяет вещество – альбуцид, едкое соединение серы. Это вещество предотвращает раковые заболевания, замедляет старение, предупреждает сердечные заболевания.