Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Медь, серебро
Медь и серебро d- металлы IБ подгруппы. Электронные формулы валентных электронов атомов металлов: Cu... 3d10 4s1 Ag... 4d10 5s1 Медь и серебро -мягкие пластичные металлы с высокой тепло- и электропроводимостью, с характерным металлическим блеском и цветом; медь- красноватого, серебро - серебристо-белого цвета. Металлы IБ группы характеризуются высокой энергией металлической связи и высокими энергиями ионизации и, следовательно, относительно низкой химической активностью. Причем медь более активна, чем серебро. Медь непосредственно взаимодействует с кислородом, серой и галогенами, образуя соединения меди (II): 2Cu + O2 = 2CuO Cu + Cl2 = CuCl2 Исключением является реакция с иодом, при которой получается иодид меди (I). Во влажном воздухе изделия из меди покрываются «патиной» - смесью основных сульфатов и карбонатов меди (II). Серебро на воздухе в присутствии сероводорода темнеет в результате образования сульфида серебра (I): Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2 H2O Медь и серебро характеризуются положительными значениями стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, поэтому они устойчивы в водных средах различной кислотности (в воде, водном растворе щелочи, водном растворе кислот, окисляющих только ионом H+). Медь и серебро реагируют с разбавленной и концентрированной азотной и концентрированной серной кислотами: Cu + 2H2SO4 (конц.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O Ag + 2HNO3(конц.) = AgNO3 + NO2 + H2O Если в растворе возможно образование комплексного соединения, восстановительные свойства металлического серебра усиливаются, например, в присутствии цианидов серебро окисляется кислородом: 4Ag + O2 + 8CN- + 2H2O = 4[Ag(CN)2]- + 4OH – Диаграмма Латимера для меди:
+0, 337 0, 153 +0, 521 Cu 2+ Cu+ Cu X = Cl, + 0, 538 +0, 137 Cu X X = Br, + 0, 640 + 0, 033 X = I, + 0, 860 – 0, 1852 X = CN,» + 1, 2» - 0, 43
Наиболее устойчивой для меди является степень окисления +2. Соединения меди (I) в растворе неустойчивы и диспропорционируют: 2Cu+ ® Cu2+ + Cu0, а кислородом воздуха окисляются до меди (II). Степень окисления +1 стабилизируется в плохо растворимых соединениях: галогенидах, сульфиде, тиоцианате, оксиде меди (I). Соединения меди (II) являются окислителями средней силы, как правило, восстанавливаются до металлической меди: CuSO4 + Fe¯ ® FeSO4 + Cu¯ Восстановление Cu2+ до Cu1+ возможно, если образуются осадки, например: 2CuSO4 + 4KI = 2CuI + I2 + 2K2SO4,
2CuSO4 + 2Na2S2O3 + 2H2O = Cu2S + S +2Na2SO4 + 2H2SO4 Характерной степенью окисления серебра является степень окисления +1. Серебро (I) в растворе проявляет значительные окислительные свойства и может восстанавливаться до металлического серебра относительно слабыми восстановителями: Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 2AgNO3 + H2O2 + 2KOH = 2Ag¯ + O2 + 2KNO3 + H2O. Если серебро (I) входит в состав устойчивого комплекса, например, [Ag(S2O3)2]3-, или плохорастворимого соединения, например, AgX, его окислительная способность уменьшается (см. диаграмму).
Диаграмма Латимера для серебра:
+0, 017 [Ag(S2O3)2]3- +0, 7991 Ag+ Ag0 X=CH3COO- + 0, 643 AgX X=Cl- + 0, 2222 X=Br- + 0, 0713
При стандартных условиях устойчивыми являются следующие характеристичные соединения: оксиды: Ag2O¯ Cu2O¯ CuO¯ коричн. красн. черн. гидроксиды: Cu(OH)2¯ голуб. ослабление основных свойств
Гидроксиды меди (I) и серебра (I) термически неустойчивы, поэтому, например, при действии щелочи на раствор соли серебра (I) образуется не гидроксид, а оксид: 2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O + 2NaNO3 + H2O Гидроксид меди (II) легко разлагается при нагревании до оксида меди: (II): Cu(OH)2 ® CuO + H2O Перечисленные оксиды и гидроксиды плохо растворимы в воде, проявляют основной характер и растворяются в кислотах: Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O В водных растворах щелочей оксиды и гидроксиды меди и серебра практически не растворяются. Но при сплавлении, например, с гидроксидом натрия оксид или гидроксид меди (II) проявляют амфотерные свойства и образуют соответствующие соли - купраты: CuO + 2NaOH = Na2CuO2 + H2O купрат натрия Оксиды серебра (I) и меди (II) и гидроксид меди (II) растворяются в концентрированном растворе аммиака с образованием аммиакатных комплексов: Ag2O¯ + 4NH4OH = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O коричн. бесцв. Cu(OH)2¯ + 4NH4OH = [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O голуб. фиолет. Плохо растворимые соли слабых кислот (фосфаты, карбонаты) растворяются в сильных кислотах: Ag3PO4¯ + 3HNO3 = 3AgNO3 + H3PO4 (CuOH)2CO3¯ + 4HCl = 2CuCl2 + 3H2O + CO2 Некоторые соли переходят в раствор в результате комплексообразования. Например, хлорид серебра (I) растворяется в избытке аммиака: AgCl¯ + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O Бромид и иодид серебра (I) растворяются в растворе тиосульфата натрия: AgBr¯ + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr Среда в водных растворах солей сильных кислот и серебра (I) близка к нейтральной, так как гидролиз по катиону Ag+ практически не протекает. Растворимые соли меди (II) в значительной степени гидролизуются по катиону, поэтому среда в их растворах кислая: Iст. Cu2+ + H2O CuOH+ + H+ IIст. CuOH+ + H2O Cu(OH)2 + H+ Кроме средних солей медь (II) легко образует основные соли. Например, малахит (природное соединение) имеет в основном состав (CuOH)2CO3; на воздухе медные изделия покрываются «патиной», которая является смесью сульфата и карбоната гидроксомеди (II). Серебро (I), медь (I) и медь (II) образуют устойчивые комплексные соединения с аммиаком, этилендиамином, тиосульфат-, тиоционат-, цианид-ионами.
Вопросы для подготовки к занятию 1. Электронные конфигурации атомов, валентные электроны, степени окисления. 2. Свойства простых веществ – металлов: - активность металлов, положение в «ряду стандартных окислительно-восстановительных (электродных) потенциалов металлов»; - взаимодействие с кислородом, галогенами, серой, азотом и другими неметаллами; - взаимодействие с водой, водными растворами щелочей, водными растворами кислот, окисляющими H+ (HF, HCl, HBr, HI, разбавленной H2SO4, H3PO4, RCOOH и другими); - взаимодействие с концентрированной H2SO4, разбавленной и концентрированной HNO3. 3. Свойства оксидов и гидроксидов металлов IБ подгруппы: - растворимость, взаимодействие с водой, диссоциация в водном растворе; - взаимодействие с кислотами и кислотными оксидами; - взаимодействие соединений Cu с основаниями при сплавлении. 4. Свойства солей металлов IБ подгруппы: - растворимость в воде, гидролиз; - растворимость в кислотах, щелочах. 5. Комплексные соединения металлов IБ подгруппы, влияние комплексообразования на восстановительные свойства металлов. 6. Окислительно-восстановительные свойства соединений металлов IБ подгруппы. 7. Нахождение в природе и получение простых веществ – металлов. 8. Получение и применение соединений металлов IIA подгруппы.
|