Свойства элементов подгруппы меди

Атомные, физические и химические свойства элементов подгруппы меди и их соединений. Содержание элементов подгруппы меди в земной коре. Использование пиро- и гидрометаллургическиех процессов для получения меди. Свойства соединений меди, серебра и золота.

Рубрика Химия
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 26.06.2014
Размер файла 111,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

  • Содержание
    • Введение
    • 1. Атомные свойства
    • 2. Нахождение в природе
    • 3. Получение
    • 4. Физические свойства
    • 5. Химические свойства простых веществ
    • 6. Свойства соединений меди, серебра и золота
    • 7. Токсичные свойства меди, серебра, золота и их соединений
    • 8. Применение меди, серебра, золота и их соединений
    • Заключение
    • Список литературы

Введение

Побочную подгруппу I группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева образуют медь, серебро и золото (подгруппа меди).

Медь - происхождение русского названия не установлено. Лат. Cuprum (Cu) - от греч. купрос (название о. Кипр); по месту добычи медных руд.

Медь известна человечеству с древнейших времен (5000-3500 лет до н.э.). Подробно описаны ее свойства Агриколой (1550-1556 г.г.), Василием Валентином (1599-1602 г.г.). Сплавы меди сыграли заметную роль в развитии цивилизации.

Серебро - возможно, от ассир. сарпу (светлый); по цвету металла. Лат. Argentum (Ag) от греч. аргос (белый, восходит к санскр. арганта - светлый).

Серебро было известно уже с 5000 - 4000 г.г., вновь открыто В. Бирингуччо (1560 г.), Агриколой (1550 - 1556).

Золото - одного корня с русск. желтый; по цвету металла. Лат. Aurum (Au) - от аурора (утренняя звезда); по блеску металла.

Золото добывалось и обрабатывалось задолго до н.э. (5000 лет до н.э.), большой вклад в его изучение внесли В. Бирингуччо (1540 г.), П.Р. Багратион (1843 г.).

По распространенности в природе элементы этой подгруппы стоят далеко позади соответствующих щелочных металлов. Если содержание самой меди в земной коре оценивается еще довольно большой величиной -- 0,003%, то доля серебра составляет уже только 2Ч10-6 %, а золота -- 5Ч10-8 %.

Природная медь слагается из изотопов 63Сu (69,1 %) и 65Сu (30,9 %), серебро -- из изотопов 107Аg (51,35 %) и 109Аg (48,65 %), тогда как золото является “чистым” элементом (197Аu).

В основном состоянии элементы подгруппы меди имеют строение внешних электронных оболочек 3d104s1 (Сu), 4d105s1 (Аg), 5d106s1 (Аu) и одновалентны. Возбуждение ближайших потенциально трехвалентных состояний Сu (3d94s14р1), Аg (4d95s15р1) и Аu (5d96s16р1) требует затраты соответственно 464, 673 и 502 кДж/моль.

Медь принадлежит к интересным в биологическом отношении элементам. Она является катализатором внутриклеточных окислительных процессов.

Установлено, что небольшие количества меди необходимы для нормального развития растений и удобрение почв (особенно -- болотистых и песчаных) ее соединениями часто сопровождается резким повышением урожайности. По отношению к избыточному содержанию меди устойчивость растительных организмов очень различна.

Из животных организмов больше всего содержат меди некоторые моллюски (осьминоги, устрицы). У высших животных она накапливается главным образом в печени и клеточных ядрах других тканей. Недостаточное поступление Сu в организм (ежедневная норма для человека составляет около 5 мг) ведет к уменьшению новообразования гемоглобина и развитию анемии, которая может быть излечена введением соединений меди в пищу. Из отдельных видов последней наиболее богаты медью молоко и дрожжи.

Следы серебра (порядка 0,02 мг Аg на 100 г сухого вещества) содержатся в организмах всех млекопитающих, но его биологическая роль не ясна. У человека повешенным содержанием Аg (0,03 мг на 100 г свежей ткани, или 0,002 вес.% в золе) характеризуется головной мозг. Интересно, что в изолированных ядрах его нервных клеток -- нейронов (число которых у человека составляет около 15 млрд.) -- серебра гораздо больше (0,08 вес.% в золе). С пищевым рационом человек получает в среднем около 3,1 мг Ag за сутки. Относительно много его содержит яичный желток (0,2 мг в 100 г). Выводится серебро из организма главным образом с калом.

Относительно содержания в организмах и биологической роли золота пока ничего определённого не известно. Отмечалось наличие его в зернах, листьях и стеблях кукурузы. Воды океана содержат переменные количества золота, (от ничтожных следов до 65 мг/т).

1. Атомные свойства

медь серебро золото элемент

Элементы подгруппы меди являются предпоследними d-элементами (каждый в своем периоде). В атомах элементов должны находиться по 9 d-электронов. Однако, поскольку d-подуровень близок к завершению, энергетически оказывается более выгодным переход одного s-электрона в d-состояние (таблица 1.1). Поэтому энергетическое состояние валентных электронов выражается общей формулой (n - 1)d10ns1 («провал» электрона).

Таблица 1.1. Атомные свойства элементов подгруппы меди и их соединений

Элементы

Символ

Валентные

электроны

Радиус атома,

нм

ОЭО

Медь

3d104s1

0,123

1,75

Серебро

4d105s1

0,144

1,42

Золото

5d106s1

0,144

1,42

У элементов подгруппы меди в образовании химической связи могут участвовать s-электрон внешнего энергетического уровня и 1 или 2 d-электрона предвнешнего энергетического уровня. Поэтому возможные степени окисления +1, +2, +3. Причем для меди характерно состояние окисления +2, для серебра +1, для золота +3.

Сродство к электрону у Cu, Ag, Au значительно больше, чем у s-эле-ментов I группы, а у Au даже выше, чем у кислорода и серы. Этот факт объясняется эффектом проникновения s-электронов внешнего уровня к ядру.

В соединениях с низшими степенями окисления элементы подгруппы меди проявляют основные свойства, а в соединениях с высшими степенями окисления - амфотерные.

2. Нахождение в природе

Среди элементов данной подгруппы наиболее распространенной является медь, а серебро и золото - редкие элементы. Медь, серебро и золото встречаются в природе, как в самородном состоянии, так и в виде соединений (таблица 1.2).

По минеральному составу медные руды делятся на три группы: сульфидные, окисленные и самородные.

Чистое серебро сопутствует золоту. Золото в природе чаще встречается в самородном состоянии. Из химических соединений золота, имеющих промышленное значение, известны минералы - теллуриды.

В морской воде содержится около 0,05 мг/т.

Таблица 1. 2. Содержание элементов подгруппы меди в земной коре

Элемент

Содержание в земной

коре, % мол. доли

Минералы

Медь

Cu

3,6 10-3

Cu2O - куприт;

Cu2S -халькозин;

CuCO3Cu(OH)2 - малахит;

2CuCO3Cu(OH)2 - азурит;

Cu3FeS4 - борнит

Серебро

Ag

1,6 10-4

Ag2S - серебряный блеск, аргентит;

AgCl - роговое серебро, хлораргирит;

AgBr - бромаргирит;

Ag3SbS3 - пираргирит;

Ag3AsS3 - пираргирит

Золото

Au

5 10--8

AuTe2 - калаверит;

AuAgTe4 - сильванит

3. Получение

Для получения меди используют пиро- и гидрометаллургические процессы.

Выплавка меди из ее сульфидных руд - сложный процесс. Большинство металлов подгруппы меди получают обжигом сульфидов и дальнейшим их восстановлением:

Cu2O + C = 2Cu + CO

2Cu2O + Cu2S = SO2 + 6Cu

Процесс извлечения меди из халькопирита можно выразить суммарной реакцией:

2CuFeS2 + 5O2 + 2SiO2 = 2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2

В результате таких процессов получают черную медь. Для получения чистой (рафинированной) меди (99,9-99,99% Cu) ее очищают электролизом.

Гидрометаллургические методы получения меди основаны на растворении минералов, содержащих медь, в разбавленных растворах H2SO4 или NH3. Из полученных растворов медь вытесняют железом или выделяют электролизом.

Наиболее чистые металлы получают электролизом солей.

Серебро и золото получают из руды, где они находятся в самородном состоянии (с содержанием ~ 0,001%), амальгированием ртутью, а также цианированием с помощью цианидов натрия или калия, при этом образуются растворимые в воде комплексные соли, из которых металлы восстанавливают цинковой пылью:

Ag2S + 4KCN = 2K[Ag(CN)2] + K2S

AgCl + 2KCN = K[Ag(CN)2] + KCl

Аналогично получают золото из золотоносного песка:

4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

2Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Au

4. Физические свойства

Медь, серебро и золото - блестящие металлы красного, белого и желтого цветов. Они отличаются высокой плотностью, тепло- и электропроводностью. Металлы подгруппы меди обладают высокими температурами кипения и плавления (таблица 1.3), а также высокой (особенно золото) пластичностью. Из них могут быть получены тончайшие проволока и фольга. Они превосходят другие металлы по тепло- и электропроводности, а именно, серебро и медь занимают по этим показателям I и II места среди металлов.

На воздухе медь окисляется, покрываясь зелено-серой пленкой CuCO3 Cu(OH)2, серебро и золото устойчивы к окислению кислородом:

2Cu + O2 + CO2 + H2O = (CuOH)2CO3

При наличии в воздухе сероводорода серебро покрывается черным Ag2S.

Таблица 1.3. Физические свойства элементов подгруппы меди и их соединений

Вещество

d,

г/см3

tпл,

tкип,

Электропроводность

Твердость

Cu

медь

8,9

1085

2540

57

3,0

Ag

серебро

10,5

961

2170

59

2,7

Au

золото

19,3

1064

2880

40

2,5

5. Химические свойства простых веществ

Металлы подгруппы меди малоактивны, причем химическая активность понижается в подгруппе сверху вниз.

Об уменьшении химической активности в ряду Cu-Ag-Au свидетельствуют значения стандартных электродных потенциалов, которые составляют соответственно +0,34; +0,80; +1,45 В.

Наиболее характерная степень окисления золота +3; известны соединения золота со степенями окисления +1 и +2.

Золото Д малоактивный в химическом отношении металл, нормальный электродный потенциал реакции Au3++3 e=Аu при 298 К Фо= 1,498 В. Для одновалентного золота Аu++е=Аu, при нормальных условиях этот потенциал составляет 1,962 В. В ряду напряжений, металлов золото располагается правее водорода, причем дальше всех остальных металлов. Поэтому в растворе соляной, серной и других кислот при отсутствии окислителей золото не растворяется. Хорошо растворяет золото смесь кислот, состоящая из 1 объема азотной кислоты и 3Д4 объемов соляной («царская водка»). На воздухе золото не изменяет своего цвета и не взаимодействует с кислородом даже при иагревании до 400 °С. При обычных условиях поверхность золота покрыта тончайшим адсорбированным слоем кислорода, однако непосредственно, даже при нагреве, золото не соединяется не только с кислородом, но и с серой, и селеном. Оксид Аu2О и оксид Аu2О3 могут быть получены только косвенным путем. С водородом золото не реагирует даже при высоких температурах. Однако летучие гидриды типа АuН образуются в небольших количествах при обдувке золота струей водорода при температурах выше 1425 °С. Воздействуя на золото атомарным водородом, удается получить бесцветный твердый гидрид, который очень неустойчив. Водород крайне незначительно растворяется в твердом золоте. Максимальная растворимость при 900°Ссоставляет ~8*10-4%. При воздействии аммиака на водную суспензию Аu2О образуется соединение Au3N*NH3, которое после промывки разбавленной азотной кислотой переходит в Au3N*H2О. В сухом состоянии оба соединения взрывоопасны. Золото не реагирует с углеродом даже при высоких температурах. Соединение золота с этим элементом может быть получено косвенным путем Д воздействием ацетилена на раствор тиосульфатного комплекса золота, при этом образуется желтый карбид Аu2С2, точнее ацетилид золота, который крайне взрывоопасен. Золото реагирует с хлором, бромом и иодом. Реакция с бромом протекает при комнатной температуре с образоваинем бромида AuBr3. С сухим хлором и иодом золото вступает в реакцию только при нагревании, при этом образуется хлорное золото AuCl3. Теплоты образования АиС13 и AuBr3 соответственно равны 117,08 и 54,15 кДж/моль. В водном растворе хлора (хлорной воде) золото легко растворяется. Еще более активно, чем ионы хлора, действуют на золото ноны CN-. В их присутствии золото окисляется даже кислородом воздуха. Этот процесс лежит в основе получения золота цианидным выщелачиванием из золотоносной руды. Со своими ближайшими аналогами Д серебром и медью Д золото образует непрерывные твердые растворы, аналогичный характер взаимодействия наблюдается при сплавленнн золота с некоторыми элементами VIII группы Д платиной и палладием. В системах золото Д медь и золото Д платина непрерывные твердые растворы существуют лишь при высоких температурах, при понижении температуры наблюдается их распад с образованием упорядоченных металлических соединений, так называемых фаз Курнакова. Золото образует ряд металлических соединений (ауридов) с электроположительными и переходными металлами ПА, IIIA, IVA, VIIA и VIIIA подгрупп. Ограниченные твердые растворы и металлические соединения золото образует со многими элементами, более электроотрицательными по сравнению с ним. Так, золото образует широкие области ограниченных твердых растворов с металлами ПА подгруппы (цинком, кадмием, ртутью), IIIA подгруппы (алюминием, галлием, индием), IVA подгруппы (германием, оловом, свинцом) и VA подгруппы (мышьяком, сурьмой). За пределами растворимости в этих системах образуются соединения, имеющие во многих случаях переменные составы. Характерная черта золота Д большое разнообразие во взаимодействии с другими элементами Периодической системы, связанное с образованием твердых растворов н большого числа металлических соединений различного состава, с различной кристаллической структурой и различной природой химической связи. Все это обусловливает возможность создания на основе золота большого числа сплавов различного назначения.

Серебро проявляет химические свойства, характерные для элементов Iб подгруппы периодической системы Менделеева. В соединениях обычно одновалентно.

Серебро находится в конце электрохимического ряда напряжений, его нормальный электродный потенциал Ag = Ag+ + e- равен 0,7978 в.

При обычной температуре Ag не взаимодействует с О2, N2 и Н2. При действии свободных галогенов и серы на поверхности Серебра образуется защитная пленка малорастворимых галогенидов и сульфида Ag2S (кристаллы серо-черного цвета). Под влиянием сероводорода H2S, находящегося в атмосфере, на поверхности серебряных изделий образуется Ag2S в виде тонкой пленки, чем объясняется потемнение этих изделий. Сульфид можно получить действием сероводорода на растворимые соли Серебра или на водные суспензии его солей. Растворимость Ag2S в воде 2,48·10-3 моль/л (25 °С). Известны аналогичные соединения - селенид Ag2Se и теллурид Ag2Te.

Из оксидов Серебра устойчивыми являются оксид (I) Ag2O и оксид (II) AgO. Оксид (I) образуется на поверхности Серебра в виде тонкой пленки в результате адсорбции кислорода, которая увеличивается с повышением температуры и давления.

Ag2O получают действием КОН на раствор AgNO3. Растворимость Ag2O в воде - 0,0174 г/л. Суспензия Ag2O обладает антисептическими свойствами. При 200 °С оксид Серебра (I) разлагается. Водород, оксид углерода (II), многие металлы восстанавливают Ag2O до металлического Ag. Озон окисляет Ag2O с образованием AgO. При 100 °С AgO разлагается на элементы со взрывом. Серебро растворяется в азотной кислоте при комнатной температуре с образованием AgNO3. Горячая концентрированная серная кислота растворяет Серебро с образованием сульфата Ag2SO4 (растворимость сульфата в воде 0,79% по массе при 20 °С). В царской водке Серебро не растворяется из-за образования защитной пленки AgCl. В отсутствие окислителей при обычной температуре НCl, HBr, HI не взаимодействуют с Серебром благодаря образованию на поверхности металла защитной пленки малорастворимых галогенидов. Большинство солей Серебра, кроме AgNO3, AgF, AgClO4, обладают малой растворимостью. Серебро образует комплексные соединения, большей частью растворимые в воде. Многие из них имеют практическое значение в химические технологии и аналитической химии, например комплексные ионы [Ag(CN)2]-, [Ag(NH3)2]+, [Ag(SCN)2]-.

Отношение к простым веществам

С водородом эти элементы гидридов не образуют.

С галогенами образуют галиды с соответствующими степенями окисления: медь окисляется до +1, +2 (при обычной температуре), остальные при нагревании: Ag до +1 (лучше всего взаимодействует с фтором), Au до +1, +3 (лучше всего взаимодействует с хлором).

Кислородом медь окисляется до степеней окисления +1, +2. Оксиды Ag2O, Au2O, Au2O3 получаются косвенным путем.

Оксид серебра (I) Ag2O образуется при окислении серебра озоном.

С серой образуют сульфиды все элементы, кроме золота.

С некоторыми малоактивными неметаллами (например, фосфором и углеродом) взаимодействуют только медь и серебро (образуются фосфиды и карбиды).

С металлами образуют сплавы, в том числе и между собой.

Известны сплавы меди: бронза, томпак, манганин, мельхиор, латунь, константан.

Медь, серебро и золото образуют сплавы друг с другом.

Все элементы подгруппы меди растворяются в ртути, образуя амальгамы.

Отношение к сложным веществам

Так как в ряду стандартных электродных потенциалов металлы подгруппы меди расположены правее водорода, то они взаимодействуют только с разбавленными кислотами в присутствии окислителя, например кислорода:

2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O

С водой не взаимодействуют.

С кислотами - окислителями (разбавленная и концентрированная HNO3, концентрированная H2SO4) реагируют все металлы, кроме золота.

При этом кислоты могут окислять их только за счет аниона:

Золото растворяется лишь в горячей концентрированной селеновой кислоте, «царской водке» (HNO3(конц.) + 3HCl(конц.)) и в насыщенном хлором растворе HCl:

Au + HNO3 + 3HCl = AuCl3 + NO + 2H2O

Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO + 2H2O

2Au + 6H2SeO4(конц.) = Au2(SeO4)3 + 3SeO2 + 6H2O

Au + 3Cl + 3HCl = HAuCl4

Все металлы устойчивы к щелочам.

Однако медь в присутствии кислорода растворяется в водных растворах аммиака:

4Cu + 8NH3 + O2 + 2H2O = 4[Cu(NH3)2]OH

6. Свойства соединений меди, серебра и золота

Медь, серебро и золото образуют оксиды состава , где они проявляют низшую степень окисления +1, которым соответствуют гидроксиды - основания средней силы.

Cu2O - красного цвета

Ag2O - темно-бурого цвета нерастворимы в воде

Au2O - серо-фиолетового цвета

Cu2O и Ag2O взаимодействуют с азотной кислотой и с концентрированными растворами щелочей, т.е. обладают амфотерными свойствами. Растворению малорастворимых соединений этих элементов способствует образование комплексов:

Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O

Cu2O + 2NaOH + H2O = 2NaCu(OH)2

Ag2O(Сu2O) + 4NH3 + H2O 2[Ag(NH3)2]OH

AgCl + KCl = K[AgCl2]

AgCl + 2KCN = K[Ag(CN)2] + KCl

AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

Гидроксид CuOH образуется при действии щелочи на соли Cu+.

AgOH существует в растворе в очень малых концентрациях, т.к. разлагается в момент образования:

AgOH = Ag2O + H2O

Поэтому при действии щелочей на растворы солей серебра (I) образуется оксид Ag2O, а не AgOH:

2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O + 2NaNO3 + H2O

Соединения серебра (I) - сильные окислители. В реакциях с пероксидом водорода, арсином, альдегидами, иодидом калия и соединениями марганца (II) в растворе аммиака восстанавливается серебро.

Характерным взаимодействием соединений серебра (I) в аммиачных растворах с альдегидами (например, глюкозой) является реакция «серебряного зеркала» (окисление альдегидов до соответствующих кислот или их солей):

2[Ag(NH3)2]OH + R-CHO = 2Ag + R-CHONH4 + 3NH3 + H2O

Гидроксид золота (I) разлагается с выделением соответствующего оксида:

AuOH = Au2O + H2O

Соединения Cu (I) и Au (I) легко окисляются, даже кислородом воздуха, например

4CuCl + O2 + 4HCl = 4CuCl2+ 2H2O

Соединения CuГ и AuГ (Г - галоген) диспропорционируют:

3AuГ = 2Au + AuГ3

2CuI = Cu + CuI2

Соединения элементов со степенью окисления +2 представлены следующими веществами: - оксид меди (II) черного цвета; AgF2 и AgO, Ag3(PO4)2, известны комплексы Ag (II).

Наиболее распространены соединения меди (II), которые являются сильными окислителями. На окислительных свойствах сульфата меди (II) основан процесс дегазации белого фосфора и фосфина:

5CuSO4 + 2P + 8H2O = 5Cu + 2H3PO4 + 5H2SO4

4CuSO4 + PH3 + 4H2O = 4Cu + H3PО4 + 4H2SO4

Качественная реакция на соединения меди (II) протекает с альдегидами, например глюкозой, при нагревании с образованием сначала желто-оранжевого осадка гидроксида меди (I), а затем красного осадка Cu2O.

Из соединений с кислородом со степенью окисления +2 устойчивы соединения меди. Оксид CuO нерастворим в воде, но растворим в кислотах.

Гидроксид - осадок голубого цвета, образуется при действии щелочей на соли меди (II):

CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 + K2SO4

Гидроксид меди (II) - неустойчивое соединение, разлагается при нагревании:

Cu(OH)2 = CuO + H2O

Гидроксид меди (II) обладает амфотерными свойствами. Растворим в растворах кислот и щелочей.

В щелочной среде происходит получение гидроксокомплексов:

Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4]

С водным раствором аммиака гидроксид меди и оксид меди (II) образуют аммиакат меди (II) сине-фиолетового цвета:

Cu(OH)2 + 4NH3 = Cu(NH3)4(OH)2

CuO + 4NH3 + Н2О = Cu(NH3)4(OН)2

CuSO4 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4

В растворах разбавленных кислот гидроксид меди и оксид меди (II) образуют аквакомплексы:

Cu(OH)2 + 2HCl + H2O = [Cu(H2O)4]Cl2

Соли элементов побочной подгруппы I группы и сильных кислот легко гидролизуются:

Cu(NO3)2 + H2O CuOHNO3 + HNO3.

Из соединений со степенью окисления +3 известны соединения меди и золота.

При окислении гидроксида меди (II) в щелочной среде гипохлоритом образуется купрат - производное меди (III):

2Cu(OH)2 + NaClO + 2NaOH = 2NaCuO2 + NaCl + 3H2O

Купраты неустойчивы и разлагаются с выделением кислорода в водной среде или при подкислении:

4NaCuO2 + 6H2O = O2 + 4Cu(OH)2 + 4NaOH

4NaCuO2 + 12HCl = 4NaCl + 4CuCl2 + O2 + 6H2O

Оксид - темно-коричневого цвета порошок, нерастворим в воде, получают косвенным путем. Соответствующий ему гидроксид Au(OH)3 получают при действии концентрированных растворов щелочей на хлорид золота (III) AuCl3:

AuCl3 + 3NaOH = Au(OH)3 + 3NaCl

Гидроксид золота (III) обладает амфотерными свойствами с преобладанием кислотных свойств. При растворении его в щелочах образуются аураты (соли метазолотой кислоты HAuO2):

Au(OH)3 + KOH = KAu(OH)4

При взаимодействии с HCl образуется анионный комплекс:

Au(OH)3 + 4HCl = HAuCl4 + 3H2O

Гидроксид Au(OH)3 - вещество красно-бурого цвета, при просушивании переходит в желто-красный порошок HAuO2 HAuCl4 4H2O - золотохлористоводородную кислоту. Образуется при упаривании раствора золота в насыщенной хлором хлороводородной кислоте:

2Au + 3Cl2 + 2HCl = 2HAuCl4

Соль этой кислоты NaAuCl4 2H2O называется «золотой» солью.

Ионы золота (III) - сильные окислители:

2AuCl3 + 3SnCl2 + 6HCl = 2Au + 3H2[SnCl6]

2AuCl3 + 3H2O2 + 6KOH = 2Au + 3O2 + 6KCl + 6H2O.

7. Токсичные свойства меди, серебра, золота и их соединений

Все соли меди ядовиты, раздражают слизитые, поражают желудочно-кишечный тракт, вызывают тошноту, рвоту, заболевание печени. При вдыхании пыли меди развивается хроническое отравлении. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) для аэрозолей 1 мг/м3, питьевой воды 1 мг/л, для рыбных водоемов 0,01 мг/л, в сточных водах до биологической очистки 0,5 мг/л.

Медеплавильное производство является источником канцерогенов.

ПДК серебра в воздухе 0,1-0,5 мг/м3. При попадании растворимых соединений серебра на кожу и слизистые оболочки происходит восстановление серебра до серо-черного коллоидного металла. Это окрашивание исчезает в результате растворения и истирания коллоидного серебра.

При отравлении соединениями серебра следует дать большое количество 10%-ного раствора хлорида натрия (поваренной соли).

Некоторые препараты Au (I) токсичны, накапливаются в почках, в меньшей степени - в печени, селезенке и гипоталамусе; накопление в почках может привести к их заболеванию, а также дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении.

Все растворимые производные меди, серебра и золота ядовиты!

8. Применение меди, серебра, золота и их соединений

Медь, серебро и золото находят применение как в индивидуальном состоянии, так и в виде сплавов:

латунь (40 - 50% Zn, остальное - Cu) - гильзы боеприпасов;

бронза (сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, висмутом, бериллием, фосфором);

нейзильбер (65% Cu, 20% Zn, 15% Ni);

томпак (90% Cu, 10% Zn).

Линии высоковольтных передач изготавливают из сплавов Cu - Zn - Cd, отличающихся значительной прочностью и твердостью.

Свыше 50% меди используется в электрохимической промышленности. Сплавы меди с другими металлами широко применяются в машиностроительной промышленности, в судостроении, в электротехнике (в качестве полупроводниковых материалов - Cu2O и CuO), энергетической промышленности, стекольной промышленности для окраски стекол в красный цвет. Все медные сплавы обладают высокой стойкостью против атмосферной коррозии. Соли меди - минеральные краски различных цветов.

Сульфат меди (II) используется при хранении военной техники (для определения влажности). Кроме того, в гальванопластике, при электролитической очистке меди, как средство борьбы с вредителями сельского хозяйства.

Медь относится к числу микроэлементов, необходимых живым организмам.

Серебро используется при изготовлении мощных циклотронов (серебряные провода), при изготовлении аккумуляторов (в газоанализаторах), для дезинфекции воды.

Аммиачный раствор оксида серебра в присутствии глюкозы восстанавливают до серебра (получение зеркал).

Ион Ag+ обладает сильно выраженными бактерицидными свойствами. Поэтому в медицине используют «серебряные марли» и «вату».

AgNO3 - исходное вещество для получения всех производных серебра, применяется в аналитической химии и в медицине под названием «ляпис». Галогениды серебра применяются в фотографии.

Золото используют для покрытия металлов, в медицине, в ювелирном деле. Соединения золота применяют для золочения и окраски стекол и фарфора, в фотографии используются AuCl3 и H[AuCl4].

Элементы подгруппы меди находят и другое разнообразное применение, включая окислительно-восстановительные каталитические процессы.

Заключение

Медь Си - необходимый микроэлемент живых организмов. Серебро Ag и золото Au - примесные микроэлементы. Их соединения применяют в медицине.

Медь - биогенный элемент, содержится в тканях животных и растений. Общая масса меди в организме взрослого человека примерно 100 мг, что составляет около 0,0001%. Примерно 30% этого количества содержится в мышцах. Печень и мозг также богаты медью. Металлическая медь и ее соединения токсичны. Наиболее важными с физиологической точки зрения являются медьсодержащие белки - цитохромоксидаза и супероксиддисмутаза.

Цитохромоксидаза - один из компонентов дыхательной цепи, локализованной в мембранах митохондрий. Обеспечивает клеточное дыхание, восстанавливая кис-лород до воды на конечном участке дыхательной цепи.

Ежедневно организму требуется 2,5--5,0 мг меди. При недостатке в организме меди может развиваться болезнь - медьдефицитная анемия. Медь необходима для усвоения железа, в частности, при синтезе цитохромоксидазы, которая содержит и железо, и медь. При дефиците меди нарушается нормальное развитие соединительных тканей и кровеносных сосудов.

Отравления обычно связаны со случайной передо-зировкой инсектицидов, вдыханием порошка металла, заглатыванием растворов солей меди. Большую опасность представляют напитки, хранящиеся в медных сосудах без защитного покрытия стенок.

В качестве наружного средства применяют 0,25%-ный водный раствор сульфата меди CuSO4 при воспалении слизистых оболочек и конъюнктивитах. Малые дозы этого препарата могут применяться во время приема пищи для усиления эритропоэза при малокровии.

В организме взрослого человека обнаруживается около 1 мг серебра, т. е. примерно 10% (1 часть на миллион), и до 10 мг золота, т. е. примерно 10% (10 частей на миллион).

Антисептические свойства растворимых солей серебра известны с древних времен. Священнослужители давно знали, что вода («святая») при хранении в серебряных сосудах долго не портится, т. е. не подвергается микроб-ному загрязнению. В настоящее время это свойство «серебряной» воды используется моряками в дальних плаваниях. Сильные токсические проявления у взрослого человека наблюдаются при приеме внутрь 7 г AgNO3.

В медицине издавна используются такие препараты, как кристаллический нитрат серебра AgN03 (ляпис) и его водные растворы. Давно известны также препараты коллоидного металлического серебра протаргол (8% Ag) и колларгол (70% Ag), которые представляют собой мелкодисперсные порошки с металлическим блеском. Каждая частица таких порошков представляет собой кристаллик восстановленного металлического серебра размером менее 1 мкм с белковой оболочкой из альбумина (протаргол) или коллагена (колларгол). Белковая оболочка защищает кристаллики серебра от слипания и обеспечивает их переход в водную среду (солюбилизирует).

Препараты серебра применяют как противовоспалительные, антисептические и вяжущие средства.

В качестве эффективных противовоспалительных средств применяют также препараты золота. Наиболее известны кризанол с 30%-ным содержанием благородного металла, и коллоидное золото.

Металлы, особенно серебро, имеют необычные свойства, которые придают им важное значение для промышленного применения, помимо их значения в качестве денежной и декоративной ценности. Они являются отличными проводниками электричества, самыми лучшими среди всех металлов. Серебро также является самым лучшим теплопроводящим элементом и самым лучшим отражателем света, а также имеет такое необычное свойство, как чернение, образование на его поверхности тёмного слоя, при этом электроводность его не ухудшается.

Медь широко используется для электрических соединений в схемотехниеке. Иногда в особо точном оборудовании электрические контакты изготавливают из золота ввиду его высокой коррозийной стойкости. Серебро также широко используется в критически важных случаях для изготовления электрических контактов. Также оно используется в фотографии (потому что под действием света из нитрата серебра происходит выпадение серебра), сельском хозяйстве, медицине, аудиофилии и в научных приложениях.

Золото, серебро и медь являются довольно мягкими металлами, поэтому при ежедневном использовании в качестве монет происходит быстрый выход их из строя, драгоценные металлы легко истираются в процессе применения. Для нумизматических функций эти металлы должны быть легированы другими металлами, чтобы повысить их износостойкость.

Золотые монеты: золотые монеты, как правило, производятся из сплава с 90 % золота (например, монеты США до 1933 г.), или чистотой 22 карат (92 % золота, как например, современные коллекционные монеты и крюгерранд), остальное медь и серебро. Весовые золотые монеты содержат до 99,999 % золота (например, в канадских монетах серии «Кленовый лист»).

Серебряные монеты: серебряные монеты содержат, как правило, 90 % серебра (как, например, чеканились монеты США до 1965 г., которые были распространены во многих странах), или, как в стерлинге, 92,5 % серебра, как в монетах Британского Содружества до 1967 г. и других чеканках из серебра, остальное составляет медь.

Медные монеты: медные монеты часто имеют весьма высокую чистоту, около 97 %, и, как правило, легированы небольшим количеством цинка и олова.

Инфляция привела к снижению номинальной стоимости монет, они уже не являются той твёрдой валютой, которой были исторически. Это привело к тому, что современные монеты стали делать из цветных металлов: мельхиор (медь и никель в пропорции 80:20, черного цвета), никель-латунь (медь, никель и цинк в пропорции 75:5:20, золотистого цвета), марганец-латунь (медь, цинк, марганец и никель), бронза, а также просто сталь с гальванопокрытием.

Список литературы

1.Аналитическая химия. Физические и физико-химические методы анализа./ Под ред. О.М.Петрухина. М.; 2006.

2.Артеменко А.И. Органическая химия. М.; 2006.

3.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.; 2008.

4.Биологическая химия./Под ред. Ю.Б.Филипповича, Н.И.Ковалевская, Г.А.Севастьяновой. М.; 2009.

5.Биохимия / Под редакцией В.Г.Щербакова. СПб.; 2008.

6.Вольхин В.В. Общая химия. Избранные главы. СПб, М, Краснодар.; 2008.

7.Вольхин В.В. Общая химия. Основной курс. СПб, М, Краснодар.; 2008.

8.Гельфман М.И., Юстратов В.П. Химия. СПб, М, Краснодар.; 2008.

9.Глинка Н.Л. Общая химия. М.; 2007.

10.Говарикер В.Р., Васванатхан Н.В., Шридхар Дж.М. Полимеры М.; 2009.

11.Гранберг И.И. Органическая химия. М.; 2007.

12.Дорохова Е.Н., Прохорова К.В. Аналитическая химия. Физико-химические методы. М.; 2006.

13.Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. М.; 2009.

14.Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М.; 2008.

15.Зимон А.Д. Физическая химия. М.; 2008.

16.Ипполитов Е.Г., Артемов А.В., Батраков В.В. Физическая химия. М.; 2007.

17.Ким А.М. Органическая химия. Новосибирск; 2009.

18.Коржуков Н.Г. Общая и неорганическая химия. М.; 2008.

19.Коровин И.В. Общая химия. М.;2009.

20.Кругляков П.М.,Лещенко Н.Ф. Физическая и коллоидная химия. М.; 2007.

21.Нейланд О.Я. Органическая химия. М.; 2006.

22.Никольский А.Б.,Суворов А.В. Химия. СПб.; 2007.

23.Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. СПб.;2008.

24.Семенов И.Н., Перфилова Н.Л. Химия. СПб.; 2006.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Общая характеристика элементов подгруппы меди. Основные химические реакции меди и ее соединений. Изучение свойств серебра и золота. Рассмотрение особенностей подгруппы цинка. Получение цинка из руд. Исследование химических свойств цинка и ртути.

    презентация [565,3 K], добавлен 19.11.2015

  • Общая характеристика меди. История открытия малахита. Форма нахождения в природе, искусственные аналоги, кристаллическая структура малахита. Физические и химические свойства меди и её соединений. Основной карбонат меди и его химические свойства.

    курсовая работа [64,2 K], добавлен 24.05.2010

  • Физические и химические свойства меди: тепло- и электропроводность, атомный радиус, степени окисления. Содержание металла в земной коре и его применение в промышленности. Изотопы и химическая активность меди. Биологическое значение меди в организме.

    презентация [3,9 M], добавлен 12.11.2014

  • Положение меди в периодической системе Д.И. Менделеева. Распространение в природе. Физические и химические свойства. Комплексные соединения меди. Применение меди в электротехнической, металлургической и химической промышленности, в теплообменных системах.

    реферат [62,6 K], добавлен 11.08.2014

  • Распространение меди в природе. Физические и химические свойства меди. Характеристики основных физико-механических свойств. Отношение меди к галогенам и другим неметаллам. Качественные реакции на ионы меди. Двойные и многокомпонентные медные сплавы.

    реферат [68,0 K], добавлен 16.12.2010

  • Медь - химический элемент I группы периодической системы Менделеева. Общая характеристика меди. Физические и химические свойства. Нахождение в природе. Получение, применение, биологическая роль. Использование соединений меди.

    реферат [13,4 K], добавлен 24.03.2007

  • История открытия меди и серебра. Применение меди в промышленности: электротехнике, машиностроении, строительстве, химическом аппаратуростроении, денежном обращении и ювелирном деле. Основные химические свойства и физическая характеристика металлов.

    презентация [1,1 M], добавлен 25.03.2013

  • История и происхождение названия меди, ее нахождение в природе. Физические и химические свойства элемента, его основные соединения. Применение в промышленности, биологические свойства. Нахождение серебра в природе и его свойства. Сведения о золоте.

    курсовая работа [45,1 K], добавлен 08.06.2011

  • Ртуть и ее соединения. Получение тетрайодомеркурата калия и диоксида серы. Комплексные соединения переходных элементов, их особенности и роль в науке и биохимических процессах. Синтез тетрайодомеркурата меди и его свойства. Соединения серебра и золота.

    курсовая работа [80,5 K], добавлен 11.12.2014

  • Физиологическая роль и индикаторы элементного статуса меди. Применение ее в промышленности и медицине. Физические свойства химического элемента, нахождение его в природе. Оценка содержания меди в организме человека, индикаторы ее элементного статуса.

    презентация [3,5 M], добавлен 23.02.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.