Miedź i srebro oraz ich związki Występowanie i Otrzymywanie miedzi oraz srebra, Właściwości fizyczne miedzi i srebra, Właściwości chemiczne miedzi i srebra, ważniejsze związki miedzi i srebra

Występowanie i otrzymywanie miedzi 1. Występowanie – w przyrodzie występuje w stanie rodzimym oraz w związkach, główne minerały to: Chalkozyn – Cu2S, Chalkopiryt – CuFeS2, Kowelin – CuS, Kupryt – Cu2O, Malachit – Cu2CO3(OH)2, Azuryt – Cu3(CO3)3(OH)2

Miedź Miedź rodzima Miedź metaliczna Patyna na miedzi

Występowanie i otrzymywanie miedzi - cd 2. Otrzymywanie miedzi metalicznej Prażenie rud siarczkowych w obecności powietrza, produktem przejściowym jest tlenek miedzi(I) i siarczek miedzi(I), które reagują ze sobą dając tzw. miedź surową: - Cu2S + 2Cu2O  6Cu + SO2 Redukcja rud tlenkowych i węglanowych węglem - Cu2O + C  2Cu + CO2 Surową miedź poddaje się rafinacji w procesie elektrolizy elektrolitu zawierającego rozcieńczony H2SO4 i CuSO4, anodą jest surowa miedź, natomiast katodą czysta miedź: - A(+): Cu  Cu2+ + 2e- - K(-): Cu2+ + 2e-  Cu

Występowanie i otrzymywanie srebra 1. W przyrodzie srebro występuje w postaci rodzimej oraz w minerałach Ag2S – argentyt, AgCl – srebro rogowe (domieszki rud cynku, ołowiu, miedzi). 2. Srebro metaliczne otrzymuje się w procesie elektrolizy, w procesie elektrolizy miedzi srebro nie ulega rozpuszczeniu i opada na dno elektrolizera w postaci szlamu anodowego, szlam przerabia się elektrolitycznie i chemicznie [rozpuszczenie w NaCN, powstające związki kompleksowe (cyjanki) są dobrze rozpuszczalne w wodzie] w celu otrzymania srebra oraz innych metali o wyższym potencjale standardowym niż potencjał miedzi, na 1000kg miedzi surowej przypada 2kg srebra i 50g złota.

Właściwości fizyczne miedzi i srebra 1. Miedź – metal barwy „różowej”, miękki, ciągliwy i kowalny, jest bardzo dobrym przewodnikiem ciepła oraz prądu elektrycznego (drugi po srebrze), domieszki innych metali zwiększają jej opór właściwy. 2. Srebro – metal biały, silnie błyszczący, miękki, kowalny, ciągliwy (z 1kg srebra można wyciągnąć drut o długości 2km – nitka srebrna) najlepszy spośród metali przewodnik ciepła i prądu elektrycznego.

Srebro Srebro rodzime Srebro metaliczne

Właściwości chemiczne miedzi i jej związki Reakcja z tlenem w suchym powietrzu – pokrywa się warstewką tlenków miedzi o barwie czerwono- brązowej, które łatwo można usunąć metanolem, Reakcje w wilgotnym powietrzu – pod wpływem wody, CO2 i tlenków siarki powstaje zielona patyna – mieszanina hydroksosoli: Cu2CO3(OH)2 i Cu2(OH)2SO4 [(CuOH)2CO3; (CuOH)2SO4] W podwyższonej temperaturze reaguje z tlenem (w zależności od warunków reakcji powstaje Cu2O lub CuO) , fluorowcami i siarką.

Właściwości chemiczne miedzi i jej związki - cd 1. Miedź nie reaguje z wodą i z kwasami nieutleniającymi (miedź posiada wysoki, dodatni standardowy potencjał elektrodowy). 2. Reakcje z kwasami utleniającymi (HNO3 i stężony H2SO4): Cu + 4HNO3(stęż)  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3(rozc)  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Cu + 2H2SO4(stęż)  CuSO4 + SO2 + 2H2O Powstające roztwory soli mają barwę niebieską pochodzącą od kationu Cu2+, w reakcji ze stężonym HNO3 roztwór ma początkowo barwę zieloną, ale po rozcieńczeniu przyjmuje barwę niebieską. 3. Kationy Cu+ w roztworze wodnym są nietrwałe i ulegają dysproporcjonowaniu: 2Cu+  Cu2+ + Cu

Właściwości chemiczne miedzi i jej związki - cd 1. Tlenki miedzi – mają charakter amfoteryczny, Cu2O – marchewkowo-czerwony, CuO – czarny 2. Otrzymywanie Termiczny rozkład: Cu(OH)2  CuO + H2O Reakcja z tlenem w podwyższonej temperaturze, Redukcja CuO miedzą: CuO + Cu  Cu2O Tlenek miedzi(II) ma dość silne właściwości utleniające, stosuje się jako łagodne utleniacze w chemii organicznej: utlenianie alkoholi, utlenianie aldehydów (próba Trommera).

Właściwości chemiczne miedzi i jej związki - cd Wodorotlenek miedzi(II) – niebieski, nierozpuszczalny w wodzie, ma charakter amfoteryczny Otrzymywanie – reakcja wymiany podwójnej, wytrącenie kationów Cu2+ roztworem zasady - Cu2+ + 2OH-  Cu(OH)2 - Cu(OH)2 + 2H+  Cu2+ + 2H2O - Cu(OH)2 + 2HO-  [Cu(OH)4]2- (anion tetrahydroksomiedzianu(II) barwy granatowej Cu(OH)2 – tworzy związki kompleksowe z alkoholami polihydroksylowymi i cukrami barwy niebiesko- fioletowej, stosowany jest do ich wykrywania .

Właściwości chemiczne miedzi i jej związki - cd Kompleks wodorotlenku miedzi(II) z glikolem (etano-1,2-diolem) H / OH CH2 – O / | Cu CH2 – O \ \ OH

Schemat przemian miedzi i jej wybranych związków Cu(OH)2 Stopień utlenienia miedzi T H2SO4 lub HNO3 II KOH reduktor reduktor [O] H2SO4 lub HNO3 I 0 reduktor CuO CuSO4/Cu(NO3)2 Cu2O Cu

Właściwości chemiczne srebra i jego związki Reakcja z siarką lub siarkowodorem w obecności tlenu – srebro matowieje i pokrywa się czarnym nalotem Ag2S, Nie reaguje z wodą i nieutleniającymi kwasami (patrz Cu) Ulega roztworzeniu w reakcji z kwasami utleniającymi: Ag + 2HNO3(stęż)  AgNO3 + NO2 + 2H2O 3Ag + 4HNO3(rozc)  3AgNO3 + NO + H2O 2Ag + 2H2SO4(stęż)  Ag2SO4 + SO2 + 2H2O W reakcji azotanu(V) srebra z roztworami wodorotlenków litowców powstaje wodorotlenek srebra(I) barwy brązowej, który natychmiast ulega rozkładowi do tlenku srebra(I): 2Ag+ 2OH-  ↓Ag2O + H2O

Właściwości chemiczne srebra i jego związki - cd Reakcja Ag+ z wodą amoniakalną – powstaje rozpuszczalny w wodzie wodorotlenek diaminasrebra(I), nazywany również amoniakalnym roztworem tlenku srebra(I) : [Ag(NH3)2](OH). Powyższy wodorotlenek ma łagodne właściwości utleniające, ma zastosowanie w chemii organicznej do wykrywania aldehydów, cukrów aldoz – reakcja lustra srebrnego (próba Tollensa), ponadto stosuje się do srebrzenia bombek oraz w produkcji luster srebrnych.

Właściwości chemiczne srebra i jego związki - cd Proces fotograficzny – chlorek, bromek i jodek srebra są solami, które ulegają rozkładowi pod wpływem światła. Klisza jest pokryta emulsją – zawiesiną żelatyny i w/w soli srebra Naświetlenie kliszy; następuje rozkład AgBr, atomy bromu wiązane są przez żel a atomy srebra tworzą skupiska – ziarna. Wywołanie kliszy przy użyciu łagodnego reduktora (hydrochinonu) polega na redukcji kationów srebra wokół ziaren srebra Utrwalenie kliszy – działanie utrwalaczem (tiosiarczanem(VI) sodu), który usuwa z kliszy nierozłożoną światłoczułą substancję poprzez związanie srebra w rozpuszczalne w wodzie związki kompleksowe – powstaje negatyw Pozytyw – naświetlenie poprzez negatyw papieru z odwrotnym rozłożeniem światła i cienia, dalsza obróbka tak jak przy wywołaniu i utrwaleniu kliszy.

Materiały źródłowe: 1. Adam Bielański – Chemia ogólna i nieorganiczna 2. M. Grębosz, S. Zapotoczny – Słownik szkolny – Chemia 3. A. Bogdańska Zarembina, E. I. Matusewicz, J. Matusewicz – Chemia dla szkół średnich 4. R. Hassa, A. Mrzigod, J. Mrzigod, W. Sułkowski – Chemia – podręcznik i zbiór zadań w jednym 5. M. Litwin, S. Styka – Wlazło, J. Szymońska – Chemia ogólna i nieorganiczna 6. J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk – Tablice chemiczne 7. K. M. Pazdro – Chemia podręcznik do kształcenia rozszerzonego w liceach Materiał zdjęciowy: 1. Wikipedia 2. Zdjęcia własne