השכלה:, חינוך תיכון ובתי ספר
מסיסות הנחושת במים וחומצות
המאפיינים הכימיים של רוב האלמנטים מבוססים על יכולתם להתמוסס בחומרים מימיים וחומצות. המחקר של המאפיינים של נחושת קשורה עם פעילות נמוכה בתנאים נורמליים. ייחוד של תהליכים כימיים שלה הוא היווצרות של תרכובות עם אמוניה, כספית, חומצה חנקתית וחנקן . מסיסות נחושת נמוכה במים אינה מסוגלת לגרום לתהליכי קורוזיה. יש מאפיינים כימיים מיוחדים המאפשרים להשתמש במתחם בתעשיות שונות.
תיאור פריט
נחושת נחשבת מתכת העתיקה כי אנשים למדו שלי לפני העידן שלנו. חומר זה מתקבל ממקורות טבעיים בצורת עפרות. נחושת נקראת אלמנט של השולחן הכימי עם cuprum שם הלטיני, המספר הסודי של אשר הוא 29. במערכת תקופתית היא ממוקמת בתקופה הרביעית שייך לקבוצה הראשונה.
החומר הטבעי הוא מתכת כבדה ורודה אדומה בעלת מבנה רך וחישול. הטמפרטורה של רותחים שלה נמס הוא יותר מ 1000 מעלות צלזיוס. זה נחשב מנצח טוב.
מבנה כימי ותכונות
אם אתה לומד את הנוסחה האלקטרונית של אטום נחושת, אתה יכול למצוא את זה יש 4 רמות. על הערבות 4 - אורביטלים יש רק אלקטרון אחד. במהלך תגובות כימיות, בין 1 ל -3 חלקיקים טעונים שלילי ניתן לפצל את האטום, ואז נחושת תרכובות עם מצב חמצון של +3, +2, +1 מתקבלים. הנגזרות הדו-צדדיות שלה מחזיקות ביציבות הגדולה ביותר.
בתגובות כימיות, הוא פועל כמתכת פעילה. בתנאים רגילים, מסיסות של נחושת במים נעדר. ב אוויר יבש, קורוזיה לא נצפתה, אבל כאשר מחומם, את פני השטח מתכת מכוסה בציפוי שחור של תחמוצת דו צדדית. היציבות הכימית של נחושת מתבטאת בפעולה של גזים נטול מים, פחמן, מספר תרכובות אורגניות, שרפים פנוליים ואלכוהולים. הוא מאופיין בתגובות מורכבות עם שחרור של חומרים צבעוניים. נחושת יש דמיון קל עם המתכות של הקבוצה אלקלי, הקשורים להיווצרות נגזרות של סדרת monovalent.
מהי מסיסות?
זהו תהליך של היווצרות של מערכות הומוגניות בצורה של פתרונות באינטראקציה של תרכובת אחת עם חומרים אחרים. המרכיבים שלהם הם מולקולות בודדות, אטומים, יונים וחלקיקים אחרים. דרגת המסיסות נקבעת על ידי ריכוז החומר, אשר מומס בהכנת פתרון רווי.
יחידת המדידה היא לרוב אחוזים, שברים נפח או משקל. מסיסות של נחושת במים, כמו גם של תרכובות אחרות של סוג מוצק, כפוף רק לשינויים בתנאי הטמפרטורה. תלות זו באה לידי ביטוי באמצעות עקומות. אם המחוון הוא קטן מאוד, אז החומר נחשב מסיס.
המסיסות של נחושת במדיום מימי
המתכת מציגה עמידות בפני קורוזיה בהשפעת מי הים. זה מוכיח את איוולתו בתנאים רגילים. מסיסות של נחושת במים (טרי) הוא כמעט לא נצפתה. אבל בסביבה לחה תחת השפעת פחמן דו חמצני על פני המתכת, סרט ירוק צורות, המהווה את הפחמן העיקרי:
Cu + Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 → Cu (OH) 2 CuCO 2 .
אם ניקח בחשבון את התרכובות החד-ממדיות שלה בצורת מלח, אזי ההתמוססות שלהם תהיה חסרת משמעות. חומרים אלו רגישים לחמצון מהיר. כתוצאה מכך, תרכובות נחושת הן divalent. מלחי אלה יש מסיסות טובה במדיום מימית. יש דיסוציאציה מלאה ליונים.
מסיסות בחומצות
התנאים הרגילים עבור תגובות של נחושת עם חלשים או לדלל חומצות לא לקדם את האינטראקציה שלהם. אין תהליך כימי של מתכת עם אלקליות. מסיסות של נחושת חומצות אפשרי אם הם חזקים חמצון. רק במקרה זה יש אינטראקציה.
מסיסות של נחושת חומצה חנקתית
תגובה כזו אפשרית לאור העובדה כי תהליך של חמצון המתכת עם מגיב חזק מתרחש. חומצה חנקתית בדילול ובצורה מרוכזת מראה תכונות חמצוניות עם פירוק נחושת.
בחלופה הראשונה, במהלך התגובה, נחושת חנקתי וחנקן דו חמצני תחמוצת מתקבלים ביחס של 75% ל -25%. התהליך עם חומצה חנקתית מדולל ניתן לתאר את המשוואה הבאה:
8HNO 3 + 3Cu → 3Cu (NO 3 ) 2 + NO + NO + 4H 2 O.
במקרה השני, ניטראט נחושת וחנקן מתקבלים, תחמוצות divalent ו tetravalent, היחס בין 1 ל 1. בתהליך זה, 1 שומה של מתכת 3 שומות של חומצה מרוכזים חנקן. כאשר נחושת מתמוססת, הפתרון מתחמם מאוד, וכתוצאה מכך הפירוק התרמי של החמצן ואת שחרורו של נפח נוסף של תחמוצות חנקן הם נצפו:
4HNO 3 + Cu → Cu (NO 3 ) 2 + NO 2 + NO 2 + 2H 2 O.
התגובה משמשת לייצור בטונות נמוכה, הקשורים לעיבוד של גרוטאות או הסרת ציפוי מפסולת. עם זאת, שיטה כזו של המסת בנחושת יש מספר חסרונות הקשורים לשחרור של כמות גדולה של תחמוצות חנקן. עבור לכידתם או ניטרול, ציוד מיוחד הוא הכרחי. תהליכים אלה הם יקרים מאוד.
פירוק נחושת נחשב להשלים, כאשר יש הפסקה מוחלטת של ייצור של תחמוצות חנקן נדיפים. טמפרטורת התגובה נע בין 60 ל -70 ° C. השלב הבא הוא לשחרר את הפתרון מן הכור הכימי. בתחתיתו חתיכות מתכת קטנות, שלא הגיבו. הוסיפו מים לנוזל שנוצר והסינון בוצע.
מסיסות בחומצה גופרתית
במצב הרגיל, תגובה זו אינה מתרחשת. הגורם הקובע את פירוק הנחושת בחומצה גופרתית הוא ריכוז חזק שלה. התקשורת מדולל לא יכול לחמצן את המתכת. פירוק נחושת בחומצה גופרתית מרוכזת נמשך עם שחרור סולפט.
התהליך מתבטא במשוואה הבאה:
C + H 2 SO 4 + H 2 SO 4 → CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2 .
תכונות של סולפט נחושת
מלח dibasic נקרא גם חומצה גופרתית, זה מיועד CuSO 4 . זהו חומר ללא ריח אופייני, לא מראה תנודתיות. בצורת מלחים, למלח אין צבע, הוא אטום ויש לו היגרוסקופיות גבוהה. מסיסות נחושת (סולפט) טובה. מולקולות של מים, שהצטרף למלח, יכולות ליצור תרכובות מימיות גבישיות. דוגמה לכך היא סולפט נחושת, שהוא pentahydrate כחול. הנוסחה שלה: CuSO 4 · 5H 2 O.
קריסטל הידרטים יש מבנה שקוף של גוון כחלחל, הם מפגינים טעם מתכתי, מריר. מולקולות שלהם מסוגלים בזמן לאבד מים מחויב. בטבע, הם מתרחשים בצורה של מינרלים, הכוללים chalcantite ו butyl.
נחושת גופרית נחשף נחושת. מסיסות היא תגובה אקסותרמית. במהלך הידרציה של מלח, כמות משמעותית של חום משתחרר.
המסיסות של נחושת בברזל
כתוצאה מכך תהליך, pseudoalloys מ Fe ו Cu נוצרים. עבור ברזל מתכתי ונחושת, מסיסות הדדית מוגבלת אפשרי. הערכים המרביים שלה נצפים בטמפרטורה של 1099.85 ° C. מידת המסיסות של נחושת בצורת מוצק של ברזל הוא 8.5%. אלה הם אינדיקטורים קטנים. פירוק של ברזל מתכתי בצורה מוצקה של נחושת הוא כ - 4.2%.
צמצום הטמפרטורה לערכי החדר גורם לתהליכים הדדיים שאינם משמעותיים. כאשר נמיסה נחושת מתכתי, הוא מסוגל להרטיב את הברזל גם בצורה מוצקה. בעת הכנה pseudoalloys Fe ו Cu, החסר מיוחד משמשים. הם נוצרים על ידי לחיצה או אפיה אבקת ברזל בצורה טהורה או alloyed. החסר כזה הם ספוג נחושת נוזלית, ויצירת pseudoalloys.
פירוק באמוניה
התהליך מתרחש לעתים קרובות כאשר NH 3 הוא עבר בצורה גזי על מתכת מותכת. התוצאה היא פירוק של נחושת אמוניה, שחרורו של Cu 3 N. המתחם הזה נקרא ניטריד monovalent.
מלחים שלה חשופים לפתרון של אמוניה. תוספת של מגיב כזה כלוריד נחושת מוביל משקעים של משקע בצורה של הידרוקסיד:
CuCl 2 + NH 3 + NH 3 + 2H 2 O → 2NH 4 Cl + Cu (OH) 2 ↓.
עודף אמוניום מקדם היווצרות של תרכובת מסוג מורכב בעל צבע כחול כהה:
Cu (OH) 2 ↓ + 4NH 3 [Cu (NH 3 ) 4 ] (OH) 2 .
תהליך זה משמש כדי לקבוע את היונים של נחושת דו-צדדית.
מסיסות ברזל יצוק
במבנה של ברזל פרליטי חמקן, בנוסף המרכיבים העיקריים, יש אלמנט נוסף בצורת נחושת רגילה. זה מגביר את graphitization של אטומי פחמן, תורמת לעלייה נזילות, חוזק וקשיות של סגסוגות. מתכת משפיע באופן חיובי על רמת פרלייט במוצר הסופי. מסיסות של נחושת ברזל יצוק משמש סמים הרכב המקורי. המטרה העיקרית של תהליך זה היא להשיג סגסוגת חשיל. זה יהיה תכונות מכניות קורוזיביים מוגברת, אבל embrittlement מצטמצם.
אם התוכן של נחושת ברזל יצוק הוא כ 1%, אז חוזק מתיחה שווה ל 40%, ואת התשואה עולה ל 50%. זה משנה באופן משמעותי את המאפיינים של סגסוגת. עלייה של כמות סגסוגות מתכת עד 2% מוביל לשינוי כוח לערך של 65%, וערך התשואה הופך 70%. עם תכולת נחושת גבוהה יותר בהרכב של ברזל יצוק, גרפיט כדורית קשה יותר ליצור. מבוא המבנה של אלמנט נתוך אינו משנה את הטכנולוגיה של היווצרות של סגסוגת צמיגה רכה. הזמן הוא להפריש חישול בקנה אחד עם משך תגובה כזו בייצור ברזל יצוק ללא טומאה נחושת. זה בערך 10 שעות.
השימוש בנחושת להכנת ברזל יצוק עם ריכוז גבוה של סיליקון אינו מסוגל לבטל לחלוטין את מה שנקרא ferruginization של התערובת במהלך חישול. כתוצאה מכך, מוצר עם גמישות נמוכה מתקבל.
מסיסות כספית
כאשר ערבוב כספית עם מתכות של אלמנטים אחרים, amalgams מתקבלים. תהליך זה יכול להתרחש בטמפרטורת החדר, כי בתנאים אלה Pb הוא נוזל. מסיסות של נחושת כספית עובר רק במהלך חימום. מתכת חייב להיות כתוש מראש. כאשר כספית נחושת רטובה נרטבת, יש חדירה הדדית של חומר אחד לתוך אחר או תהליך של דיפוזיה. ערך מסיסות מבוטא באחוזים ו הוא 7.4 * 10 -3 . במהלך התגובה, מוצק, פשוט תערובת, דומה מלט, מתקבל. אם זה מחומם במקצת, אז זה מתרכך. כתוצאה מכך, תערובת זו משמשת לתיקון מוצרים מן החרסינה. יש גם amalgams מורכבים עם תוכן אופטימלי של מתכות בו. לדוגמה, בסגסוגת שיניים יש אלמנטים של כסף, פח, נחושת ואבץ. אחוזם באחוזים מתייחס ל -65: 27: 6: 2. Amalgam עם הרכב זה נקרא כסף. כל רכיב של סגסוגת ממלא פונקציה מסוימת, אשר מאפשר להשיג חותמת באיכות גבוהה.
דוגמה נוספת היא סגסוגת תערובת, שבה תוכן נחושת גבוה הוא ציין. זה נקרא גם סגסוגת נחושת. בהרכב אמלגם, מ 10 עד 30% Cu קיים. התוכן הגבוה של נחושת מונע אינטראקציה של פח עם כספית, אשר אינו מאפשר היווצרות של שלב חלש מאוד קורוזיב של סגסוגת. בנוסף, ירידה בכמות הכסף המביאה לירידה במחיר. להכנת amalgams רצוי להשתמש באווירה אינרטי או נוזל מגן כי יוצר סרט. מתכות המרכיבות את הסגסוגת ניתן לחמצן במהירות על ידי האוויר. תהליך החימום של תערובת של cuprum לנוכחות של מימן מוביל זיקוק של כספית, מה שמאפשר להפריד נחושת היסודי. כפי שאתם יכולים לראות, נושא זה קל ללמוד. עכשיו אתה יודע איך נחושת אינטראקציה לא רק עם מים, אלא גם עם חומצות ואלמנטים אחרים.
Similar articles
Trending Now