Завладяващият елемент Мед

Елементът мед

Въведение в елемента Мед

Theелемент меде метален елемент, който принадлежи към група 11 на периодичната таблица. Известен е със своята ковкост, проводимост на топлина и електричество и висока пластичност. Тези свойства го правят често използван елемент в промишлени продукти. Медта се среща в природата и се използва от хиляди години. Наречен е на латинското си наименование cuprum.

Мед в периодичната таблица

Елементът мед има символ Cu и атомен номер 29. Медта е преходен метал в горната част на група 11 на периодичната таблица, заедно със среброто и златото. Въпреки това, всички елементи в група 11 имат доста различни химични свойства. Подобно на среброто и златото, медта има много богата водна химия.

Медта е разположена в d-блока и нейната електронна конфигурация е [Ar]4s¹3d¹⁰. Той се намира отдясно на никела и отляво на цинка в периодичната таблица.

Забавни факти за медта

Медта има антимикробни свойства. Медните повърхности предпазват от предаване на вируса SARS-CoV-2.

Има повече от 570 медни сплави; 2-те най-известни семейства медни сплави са месинг и бронз.

Думата "мед" идва от първоначалното му описание катоCyprium aes, което означава "метал от Кипър".

Пенитата първоначално са били направени от чиста мед; сега обаче те са около 97,5% цинк само с тънко медно покритие.

Статуята на свободата получава своя зелен цвят от окисляването на медното й покритие.

Елементът мед има изключително висока проводимост на топлина и електричество.

Медта е от съществено значение за всички живи организми, тъй като е ключов компонент на респираторния ензимен комплекс

Чистата мед има червеникаво-оранжев цвят, един от малкото метали, които не са сребристи или сиви

Медният прах може лесно да се получи чрез добавяне на алуминиево фолио и малко сол към разтвор на меден сулфат

Медният ацетат може лесно да се направи у дома чрез добавяне на мед към смес от оцет и 3% водороден пероксид

През 1982 г. стотинките в САЩ преминаха от предимно медни към цинкови.

Антимикробни свойства на медта

През 2008 г. Агенцията за опазване на околната среда (EPA) нарече медта първият антимикробен метал. Освен това организацията посочи 300 медни повърхности като антимикробни. Терминът "контактно убиване" е въведен за процеса на инактивиране на микроби върху медни повърхности. Според професор Касандра Д. Салгадо това се случва, тъй като елементът „пречи на електрическия заряд на клетъчните мембрани на организмите“. Изследователите са забелязали, че ефективността на контактното убиване се увеличава с повишено съдържание на мед (в сплавите), повишена температура и повишена относителна влажност.

Приложенията на медта в съвременния свят

За какво се използва медта?

Медта има различни индустриални приложения поради своите метални свойства. Някои от тези продукти включват пръчки и пръти, жици, тръби и тръби. Медните сплави имат много свойства като устойчивост на корозия и устойчивост на биозамърсяване; те правят медта подходяща и ефективна за много приложения, като например в морска среда.

Медта също е от съществено значение за човешкото тяло. Имаме нужда от около милиграм мед всеки ден. Медта се използва в монети в повечето страни

История на елемента Мед

Нека поговорим за това кой е открил медта. Медта е един от първите елементи, използвани от човека, с медни артефакти, датиращи от 9000 г. пр.н.е. В ранните епохи хората са използвали медта в инструменти и за декоративни цели поради нейната ковкост и издръжливост. Честно казано, никой не знае кой е "открил" медта.

Ранните римляни са нарекли медтааес Киприум, което означава „метал от Кипър“, защото те са успели да добиват мед в големи количества в Кипър. Името в крайна сметка беше съкратено докуприумна латински, което стана "мед" на английски.

Химия на медта – Реакции и съединения

Корозия – окисляване на мед

Медният метал реагира с въздуха и водата (влагата във въздуха), за да образува меден карбонат.

2Cu + О₂+ CO₂ + H₂O → CuCO₃+ Cu(OH)₂

И така, какво се случва тук? С течение на времето медният метал ще се окисли във въздуха и ще загуби блясъка си. Медта образува меден (I) оксид и след това меден (II) оксид, който след това се превръща в основен меден карбонат. Този зеленикав слой се нарича aпатина, и се вижда най-добре на статуята на свободата. Тук има хубаво обяснение. Ако във въздуха има замърсяване (напр. серен диоксид), тогава меден сулфид и основен меден сулфат също ще се образуват като част от патината.

Мед + Кислород

Нагрят меден метал при високи температури може да реагира с кислород, за да образува меден (II) оксид (CuO). След това медният (II) оксид може да реагира с водороден газ при високи температури, за да образува метална мед и вода.

2Cu + О₂→ 2CuO

CuO + H₂→ Cu + H₂O

Меден (II) оксид, черен прах, може също да се образува при разлагане на меден (II) нитрат, карбонат или хидроксид. Когато е прясно произведен, той лесно реагира с киселини, за да образува съответната медна (II) сол.

Меден оксид

Меден (I) оксид, Cu₂O е жълто или червено, в зависимост от размера на частиците. В природата се среща като минерал куприт. Може да се образува чрез бавно окисление на мед или чрез редукция на разтвор на мед (II) с мек редуциращ агент. Медният (I) оксид е продукт на теста на Фелинг и теста на Бенедикт, които тестват за редуциращи захари. Редуцирането на захари ще редуцира основен разтвор на медна (II) сол, произвеждайки яркочервена утайка от Cu₂O.

Мед + вода и киселини

Елементът мед не реагира с вода; това го прави подходящ за използване в промишлени продукти като тръби. Медта не реагира видимо със солна, сярна или оцетна киселина. Добавянето на водороден прекис обаче ще доведе до реакция на медта, често образувайки смес от медни (I) и медни (II) соли.

Медта реагира енергично с концентрирана азотна киселина, създавайки отровния газ азотен диоксид. С разредена азотна киселина се произвежда по-малко токсичният NO.

Медни халогениди

Флуор: Cu + F₂→ CuF₂

Хлор: Cu + Cl₂→ CuCl₂

Бром: Cu + Br₂→ CuBr₂

Медният (II) йодид не е стабилен и вместо това обикновено се получава комбинация от елементарен меден и бял меден (I) йодид. Другите медни халогениди са по-стабилни.

Медни съединения

Медта обикновено образува съединения, известни като медни (II) соли, които са синьо-зелени на цвят в разтвора. Тези соли също са водоразтворими и могат да бъдат отровни в големи количества. Много живи организми имат следи от съединенията като основни хранителни вещества. Синият цвят на медта във воден разтвор се дължи на образуването на хексааквамедния (II) йон, Cu(H₂O)₆²⁺.

Меден сулфат

Медният (II) сулфат е неорганично съединение с формула CuSO₄. В своята пентахидратна форма съединението е яркосиня сол, която се разтваря във вода при екзотермична реакция и се разлага в безводна форма преди да се стопи.

Безводният меден (II) сулфат е бяло твърдо вещество, което се образува от дехидратацията на меден (II) сулфат пентахидрат. Много тестове също използват меден (II) сулфат като аналитичен реагент.

Изолация на мед

Добавянето на по-реактивен метал към разтвор на медно съединение може лесно да изолира медта. Например, можете да направите меден прах от алуминиево фолио или медни кристали от парче цинк. Във видеото по-долу правим меден прах

Освен това медните наночастици са синтезирани чрез подхода на химическа редукция. В експеримента разтвор на меден (II) сулфат пентахидрат, нишесте, аскорбинова киселина и разтвор на натриев хидроксид се комбинират и нагряват. След като се охлади, изследователите филтрират утайките от крайния разтвор.