Przeczytaj
Charakterystyka miedzi
Miedź w stanie wolnym ma jest ciałem stałym o charakterystycznej pomarańczowoczerwoną barwie. Jest metalem o liczbie atomowej . Znajduje się w bloku i grupie układu okresowego. Podobnie jak dla innych metali tej grupy, także i dla miedzi występuje zjawisko promocji elektronowej. Wówczas w stanie podstawowym jeden z elektronów zamiast obsadzać podpowłokę , znajduje się na podpowłoce , co okazuje się bardziej korzystne energetycznie. Podpowłoka pozostaje zatem obsadzona przez jeden niesparowany elektron.
Miedź, ze względu na obecność elektronu niesparowanego na najdalej położonej od jądra powłoce czwartej (a konkretnie na podpowłoce ), wykazuje się bardzo dobrym przewodnictwem elektrycznym – lepsze przewodnictwo wykazuje jedynie srebro. Takie usytuowanie wspomnianego elektronu sprawia, że jest on słabo przyciągany przez jądro i może łatwo przemieszczać się w sieci krystalicznej metalu po przyłożeniu zewnętrznego źródła napięcia.
Miedź jest w stanie tworzyć jony poprzez oderwanie elektronu z orbitalu , ale także , kiedy oprócz elektronu podpowłoki zostanie dodatkowo oderwany jeden z elektronów podpowłoki . Związki miedzi, które zawierają jony , są trwałe i wykazują zwykle barwę zieloną lub niebieską, natomiast związki miedzi posiadające jon zwykle nie barwią roztworu. Duża część związków z tym jonem jest nietrwała, chociażby ze względu na zachodzący z udziałem jonów miedzi() samoistny proces dysproporcjonowania:
Poza tym omawiany metal ma dodatni potencjał standardowy – tzn. nie reaguje z kwasami o słabych właściwościach utleniających, ale tylko z kwasami utleniającymi.
Reakcje miedzi z tlenem
Pozostawiona na powietrzu miedź nie reaguje z tlenem. Jednak obecność wilgoci i zawartość tlenków siarki, tlenków węgla, tlenków azotu oraz wody sprawia, że miedziane dachy czy rzeźby zaczynają ulegać pasywacji. Przedmioty te pokrywają się warstewką tlenku miedzi() o charakterystycznym czarnym zabarwieniu.
Z czasem czarny kolor zaczyna przechodzić w jasnozielony – patynępatynę. Tlenek
miedzi() reaguje z tlenkami kwasowymi, tworząc odpowiednie sole miedzi() o charakterystycznym zabarwieniu, np. w rekacji z tlenkiem węgla().
W warunkach laboratoryjnych tlenki miedzi są otrzymywane poprzez ogrzewanie miedzi do czerwoności w płomieniu palnika (powyżej ). Przy niedomiarze tlenu powstaje tlenek miedzi():
Tlenek miedzi() ma charakterystyczne pomarańczowoczerwone zabarwienie, które możesz kojarzyć z tzw. próby Trommera, która bada właściwości redukujące związków organicznych.
Przy dalszym ogrzewaniu w tlenie, zachodzi reakcja utleniania tlenku miedzi() do tlenku miedzi():
W przypadku pełnego dostępu do tlenu, zachodzi bezpośrednia reakcja utleniania miedzi do tlenku miedzi().
Jednocześnie powstały tlenek miedzi() może reagować z nieprzereagowaną miedzią:
W wyniku tej reakcji chemicznej powstaje tlenek miedzi().
Dalsze ogrzewanie tlenku miedzi() do temperatury powyżej powoduje analizę (rozkład) na tlenek miedzi() i tlen:
Łatwo zauważyć, że w powyższych reakcjach następuje zmiana stopnia utlenienia pierwiastków. W związku z czym reakcje spalania miedzi w tlenie są reakcjami typu redoks.
Tlenek węgla() jest jednym z gazów cieplarnianychgazów cieplarnianych, dlatego ważne jest, aby znaleźć metody na zmniejszenie jego ilości. Jednym z pomysłów jest tworzenie tzw. „sztucznych liści”. W nich wykorzystywane są nanocząstkinanocząstki tlenku miedzi(). Zawieszone w wodzie nanocząstki pod wpływem światła widzialnego katalizują reakcję konwersji tlenku węgla() do metanolu. Otrzymany metanol może być wykorzystany do produkcji paliw.
Metaliczna miedź jest stabilnym na powietrzu metalem. Po ogrzaniu reaguje z tlenem, tworząc tlenki na i stopniu utlenienia. Przebieg reakcji chemicznej zależny jest od dostępności tlenu – przy mniejszym dostępie do tlenu powstaje czerwonopomarańczowy tlenek miedzi(), a przy większej dostępności tlenu powstaje czarny tlenek miedzi().
Słownik
potencjał elektrody znajdującej się w stanie standardowym
formalna wartość ładunku atomu w związku chemicznym przy założeniu, że wszystkie wiązania chemiczne w danej cząsteczce mają charakter wiązań jonowych
kwas, który może powodować utlenienie innego indywiduum chemicznego jednocześnie, redukując nie tylko jon , ale również resztę kwasową
produkt korozji atmosferycznej miedzi bądź jej stopów
gazowy składnik atmosfery biorący udział w efekcie cieplarnianym; powodują podwyższenie temperatury na Ziemi poprzez zatrzymywanie promieniowania elektromagnetycznego
cząstka materii o wielkości do ()
Bibliografia
Atkins P., Jones L., Podstawy chemii fizycznej, Warszawa 2009.
Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, t. 2, Warszawa 2007.
Encyklopedia PWN
Pajdowski L., Chemia ogólna, Warszawa 2002.