Медь и её природные соединения, синтез малахита (стр. 5 из 5)
Карбонаты характеризуются синим и зеленым цветом при условии содержания воды, чем намечается интересный практический признак для поисков.
Практическое значение имеют: самородная медь, сульфиды, сульфосоли, и карбонаты(силикаты).
С.С.Смирнов так характеризует парагенетические ряды меди:
при окислении сульфид - куприт + лимонит (кирпичная медная руда)
мелаконит (смоляная медная руда) - малахит + хризоколла.
Сульфид меди – Cu2S в природе встречается в виде ромбических кристаллов медного блеска; удельный вес его 5,785, температура плавления 1130 0С. Из расплава Cu2S затвердевает в кубических кристаллах. Cu2S достаточно хорошо проводит электрический ток, однако хуже, чем сульфид меди (2)
Окись меди (I) Cu2O встречается в природе в виде минерала куприта – плотной массы цвета от красного до черно – коричневого; иногда она имеет кристаллы правильной кубической формы. При взаимодействии сильных щелочей с солями меди(I) выпадает желтый осадок, переходящий при нагревании в осадок красного цвета, по-видимому, Cu2O. Гидроксид меди(I) обладает слабыми основными свойствами, он несколько растворим в концентрированных растворах щелочей. Искусственно Cu2O получают добавлением натриевой щелочи и не слишком сильного восстановителя, например виноградного сахара, гидразина или гидроксиламина, к раствору сульфита меди (2) или к фелинговой жидкости. [7]
В воде окись меди (I) практически нерастворима. Она однако, легко растворяется в водном растворе аммиака и в концентрированных растворах галогеноводородных кислот с образованием бесцветных комплексных соединений [Cu(NH3)2]OH и соответственно H[CuX2] (где Х – галоген).
В растворах щелочей окись меди (I) заметно растворима. Под действием разбавленных галогеноводородных кислот окись меди (I), превращается в галогенид меди (I), также не растворимый в воде. В разбавленной кислородной кислоте, например серной, окись меди (I) растворяется, однако при этом распадается на соль меди (II) и металл: Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + H2O + Cu.
Также в природе встречаются такие соединения Меди (I) как: Cu2О, в природе называемый берцелианитом (Умангит). Который искуствено получают взаимодействием паров Se или H2Se с Cu или её солями при высоких температурах.
Окись меди (II) CuO встречается в природе в виде черного землистого продукта выветривания медных руд (мелаконит). В лаве Везувия она найдена закристаллизованной в виде черных триклинных табличек (тенорит). Искусственно окись меди получают нагреванием меди в виде стружек или проволоки на воздухе при температуре красного каления или прокаливанием нитрата или карбоната. Полученная таким путём окись меди аморфна и обладает ярко выраженной способностью адсорбировать газы.
Также встречаются соединения: дигидроксокарбонат меди (горная зелень) Cu2(OH)2CO3 тёмно-зелёные кристаллы. Образуется в зоне окисления медных месторождений. [7]
Синтез [Cu(OH)]2CO3
1) Приборы и реактивы.
Реактивы:
NaHCO3 – 8,13 г.
CuSO4·5H2O – 11 г.
Приборы:
Фарфоровая ступка с пестиком – 1.
Термический стакан – 250 мл.
Штатив.
Асбестовая сетка – 1.
Стеклянная палочка – 2.
Воронка Бюхнера – 1.
Колба Бунзана – 1.
Фильтровальная бумага.
Вакуумный насос.
Пробирка.
Горелка.
2)Расчёт и материальный баланс.
(мал) = 
= 
=0.022 моль (CuSO4) =2 · (мал) =0.044 мольм(CuSO4) =
(CuSO4) · М(CuSO4) = 0,044 - 250 = 11 г. (NaHCO3) = 4 · (мал) = 4 · 0,022 = 0,088 мольм (NaHCO3) =
(NaHCO3) · М (NaHCO3) = 0,088 · 84 = 7,39 г.м (NaHCO3) = 7,39 · 0,739 = 8,13 г.
В фарфоровой ступке смешали 11 г. тонко стёртой сухой соли CuSO4 ·5H2O с гидрокарбонатом натрия 8,13 г.
В стакане нагрели до кипения 200 мл. воды. Смесь высыпали небольшими порциями в кипящую воду, быстро перемешивая. При этом наблюдается вспенивание. Следующую порцию смеси вносили после прекращения вспенивания. Содержимое стакана кипятили 10-15 мин для удаления из раствора СО2. В результате реакции образуются гидроксокарбонат меди:
 |
2CuSO4 + 4NaHCO3 = CuCО3·Cu(OH)2 + 2Na2SO4+3CO2 + H2OОсадку давали отстояться, затем промывали декантацией горячей водой, отмывая от иона SO42-; делали пробу на полноту промывания (4 раза). Основную соль отсасывали на воронке Бюхнера и сушили между листьями фильтровальной бумаги, а затем высушивали в эксикаторе при комнатной температуре.
Получили заданное вещество, научились пользоваться вспомогательной литературой.
Практический выход – 94%
Ошибка составила 0,947 %
1. Подчайнова В.Н., Медь, (М., Свердловск: Металургиздат, 1991. – 249с.);
2. Смирнов В. И., Металлургия меди и никеля, (М., Свердловск , 1950. – 234с.);
3. Газарян Л. М., Пирометаллургия меди, (М., 1960. – 189с.);
Справочник металлурга по цветным металлам, под редакцией Н.
Н. Мурача, (2 изд., т. 1, М., 1953, т. 2, М., 1947. – 211с
Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. М., Химия, 1994.
Карякин Ю.В., Ангелов И.И. «Чистые химические вещества», Издательство «Химия», Москва, 1974 г.
Реми Г. «Курс неорганической химии» том 1. Издательство «Химия», Москва 1967 г.
Г.Смит. Драгоценные камни. М., «Мир», 1980
Здорик Т.Б., Фельдман Л.Г. Минералы и горные породы, т. 1. М, «ABF», 1998 г.