Tipy

Jak se oxiduje měď?

Tvrdý kov modrobílé barvy. Etymologie slova „chrom“ pochází z řečtiny. χρῶμα – barva, která je způsobena širokou paletou barev sloučenin chrómu. Hmotnostní podíl tohoto prvku v zemské kůře je 0.02 % hmotnosti.

Chrom má oxidační stavy +2, +3 a +6. Sloučeniny, kde chrom nabývá oxidačního stavu +2, mají zásadité vlastnosti, +3 mají amfoterní vlastnosti a +6 mají kyselé vlastnosti.

Fe (CrO₂)₂ – chromová železná ruda, chromit
(Mg,Fe)Cr₂O₄ – magnochromit
(Fe, Mg) (Cr, Al)₂O₄ – hliník chromit

V průmyslu se chrom získává kalcinací chromové železné rudy uhlíkem. Aluminotermie se také používá k vytěsnění chrómu z jeho oxidu.

Již ve vzduchu reaguje s kyslíkem: na povrchu kovu se vytváří film oxidu chromitého – Cr₂O₃ — dochází k pasivaci. Při zahřívání reaguje s nekovy.

V horkém stavu teče.

U studené koncentrované kyseliny sírové a dusičné k reakci nedochází. Startuje pouze při zahřátí.

Chrom je schopen vytěsňovat kovy ze solí, které jsou v napěťové řadě napravo od něj.

Sloučeniny chrómu (II).

Sloučeniny chrómu (II) jsou zásadité povahy. Oxid chromitý se oxiduje vzdušným kyslíkem na stabilnější formu – oxid chromitý a reaguje s kyselinami a oxidy kyselin.

Hydroxid chromitý (II) jako nerozpustný hydroxid se při zahřátí snadno rozkládá na odpovídající oxid a vodu a reaguje s kyselinami a oxidy kyselin.

Sloučeniny chrómu (III).

Jedná se o nejstabilnější sloučeniny, které jsou amfoterní povahy. Patří mezi ně oxid chromitý (III) a hydroxid chromitý (III).

Oxid chromitý reaguje se zásadami i kyselinami. Při reakcích s alkáliemi za normální teploty (v roztoku) vznikají při kalcinaci komplexní soli, vznikají směsné oxidy. S kyselinami tvoří oxid chromitý různé soli.

H₂O + NaOH + Cr₂O₃ → Ne₃[Cr (OH)₆] (v roztoku hexahydroxochromát sodný)

Cr₂O₃ + 2NaOH -> (t°) 2NaCrO₂ + H₂O (kalcinace, chromitan sodný)

Cr₂O₃ + HC1 = CrCl₃ + H₂O (zachováváme oxidační stav Cr +3)

Oxid chromitý reaguje s reaktivnějšími kovy (například při aluminotermii).

Při oxidaci sloučeniny chrómu (III) produkují sloučeniny chrómu (v alkalickém prostředí).

Sloučeniny chrómu (VI).

V tomto oxidačním stavu vykazuje chrom kyselé vlastnosti. Patří mezi ně oxid chromitý (VI) – CrO₃a dvě kyseliny, které jsou v roztoku v rovnováze: chromová – H₂Cro₄ a kyselina dichromová – H₂Cr₂O₇.

Zásadně důležité je zapamatovat si barvu chromátů a dichromanů (v úkolech se často uvádí jako nápověda). Chromany barví roztok žlutě a dichromany jej barví do oranžova.

Chromany se přeměňují na dichromany se zvyšující se kyselostí prostředí (často při reakcích s kyselinami). Barva roztoku se změní ze žluté na oranžovou.

Pokud se do oranžového roztoku dichromanu přidá alkálie, změní svou barvu na žlutou – vzniká chromát.

Rozklad dichromanu amonného vypadá velmi působivě a říká se mu „sopka“ :)

V oxidačním stupni +6 vykazují sloučeniny chrómu výrazné oxidační vlastnosti.

Železo

Je to jeden z nejběžnějších prvků v zemské kůře (po hliníku), tvoří 4,65 % její hmoty.

Přečtěte si více

Jak odstranit plíseň ze švů v koupelně?

Železo se vyznačuje dvěma hlavními oxidačními stavy: +2, +3, +6.

Fe₂O₃ – červená železná ruda, hematit
Fe₃O₄ – magnetická železná ruda, magnetit
Fe₂O₃*H₂O – hnědá železná ruda, limonit
FeS₂ – pyrit, šedý nebo železný pyrit
FeCO₃ – siderit

Železo se získává redukcí z jeho oxidu – rudy. Redukováno oxidem uhelnatým a vodíkem.

Hlavními slitinami železa jsou litina a ocel. Ocel má obsah uhlíku menší než 2 % a obsahuje méně P, Mn, Si, S. Litina má vyšší obsah uhlíku (2-6 %) a obsahuje více P, Mn, Si, S.

Fe + S = FeS (t > 700 °C)

Fe + S = FeS₂ (t 2+ v roztoku je reakce s červenou krevní solí – K₃[Fe (CN)₆] – hexakyanoželezitan draselný (III). Reakcí vzniká pruská modř (pruská modř).

Kvalitativní reakcí na Fe 2+ ionty je také interakce s alkálií (hydroxid sodný). V důsledku toho se vytvoří zelená sraženina.

Sloučeniny železa (III) vykazují amfoterní vlastnosti. Oxid a hydroxid železitý reagují s kyselinami i zásadami.

Fe (OH)₃ + KOH = K₃[Fe(OH)₆] (hexahydroxoželezitan draselný)

Při fúzi nevznikají vlivem odpařování vody komplexní soli.

Hydroxid železitý, rez, vzniká ve vzduchu jako výsledek interakce železa s vodou v přítomnosti kyslíku. Při zahřívání se snadno rozkládá na vodu a příslušný oxid.

Kvalitativní reakcí na Fe 3+ ionty je interakce se žlutou krevní solí K₄[Fe (CN)₆]. Reakcí vzniká pruská modř (pruská modř).

Reakce chloridu železitého s thiokyanátem draselným je rovněž kvalitativní, výsledkem je vytvoření charakteristického jasně červeného roztoku.

A další kvalitativní reakcí na Fe 3+ ionty je interakce s alkálií (hydroxid sodný). V důsledku toho se vytvoří hnědá sraženina.

Sloučeniny železa (VI) – feráty – soli kyseliny železité, která neexistuje ve volné formě. Mají výrazné oxidační vlastnosti.

Ferráty lze získat elektrolýzou alkálie na železné anodě i působením chloru na suspenzi Fe(OH)₃ v alkáliích.

Měď

Jeden z prvních kovů, které člověk zvládl díky nízkému bodu tání a dostupnosti rudy.

Hlavní oxidační stavy mědi jsou +1, +2.

Pyrometalurgický způsob výroby je založen na výrobě mědi pražením chalkopyritu, které probíhá v několika stupních.

Hydrometalurgická metoda zahrnuje rozpouštění měděných minerálů ve zředěné kyselině sírové a další nahrazení mědi aktivnějšími kovy, jako je železo.

Měď jako málo aktivní kov se uvolňuje při elektrolýze solí ve vodném roztoku na katodě.

CuSO₄ + H₂O = Cu + O₂ + H₂SO₄ (měď je na katodě, kyslík je na anodě)

Ve vlhkém vzduchu oxiduje za vzniku zásaditého uhličitanu měďnatého.

Při zahřátí reaguje s kyslíkem, selenem, sírou, při pokojové teplotě s: chlórem, bromem a jódem.

4Cu+O₂ = (t)2Cu₂O (pro nedostatek kyslíku)

2Cu+O₂ = (t) 2CuO (v přebytku kyslíku)

Měď je schopna reagovat s koncentrovanou kyselinou sírovou a dusičnou. Nereaguje se zředěnou sírou, ale reakce probíhá se zředěným dusíkem.

Reaguje s aqua regia – směs kyseliny chlorovodíkové a dusičné v poměru 1 objem HNO₃ do 3 objemů HCl.

Přečtěte si více

Jak si vyrobit zahradní houpačku vlastníma rukama: užitečné tipy, pokyny krok za krokem a jemnost práce.

Měď je schopna redukovat nekovy z jejich oxidů.

Cu + SO₂ = (t) CuO + S

Sloučeniny mědi I

V oxidačním stavu +1 vykazuje měď základní vlastnosti. Sloučeniny mědi (I) lze připravit redukcí sloučenin mědi (II).

Oxid měďnatý (I) lze redukovat na měď různými redukčními činidly: oxidem uhelnatým, hliníkem (aluminotermie), vodíkem.

Oxid měďnatý se oxiduje kyslíkem na oxid měďnatý.

Oxid měďnatý (I) reaguje s kyselinami.

Hydroxid měďnatý CuOH je nestabilní a rychle se rozkládá na odpovídající oxid a vodu.

Sloučeniny mědi(II).

Oxidační stav +2 je nejstabilnější pro měď. V tomto oxidačním stavu má měď oxid CuO a hydroxid Cu(OH)₂. Tyto sloučeniny vykazují převážně bazické vlastnosti.

Oxid měďnatý se vyrábí tepelným rozkladem hydroxidu měďnatého reakcí přebytku kyslíku s mědí při zahřívání.

CuO + CO = Cu + CO₂

Hydroxid měďnatý (II) – Cu(OH)₂ — získané výměnnými reakcemi mezi rozpustnými solemi mědi a zásadami.

Hydroxid měďnatý (II) se při zahřívání jako nerozpustná báze snadno rozkládá na odpovídající oxid a vodu.

Jak bylo uvedeno výše, hydroxid měďnatý (II) je převážně bazické povahy, ale může také vykazovat amfoterní vlastnosti. Rozpouští se v roztoku koncentrované alkálie za vzniku hydroxokomplexu.

Zvláštní pozornost věnujte reakci mezi měďnou (II) solí – síranem měďnatým, uhličitanem sodným a vodou.

Tento článek napsal Jurij Sergejevič Bellevič a je jeho duševním vlastnictvím. Kopírování, šíření (včetně kopírování na jiné stránky a zdroje na internetu) nebo jakékoli jiné použití informací a předmětů bez předchozího souhlasu držitele autorských práv je trestné ze zákona. Chcete-li získat materiály článku a povolení k jejich použití, kontaktujte Bellevič Jurij.

Bleskový průzkum na téma Chrom, železo a měď

Měď je široce používána v různých průmyslových odvětvích, je to kvůli její vysoké odolnosti proti korozi, elektrické vodivosti a tepelné vodivosti. Koroze mědi je destrukce fyzikálního stavu pod vlivem faktorů prostředí. Porucha materiálu může nastat za následujících podmínek:

Měděné trubky podléhají korozi

Výrobky z mědi jsou nejstabilnější v atmosféře, mořské vodě, horké a studené sladké vodě. V mořské vodě není měď zarostlá mikroorganismy, protože její ionty mají škodlivý účinek na řasy a měkkýše. Tento kov je absolutně nestálý v roztocích síry a jejích sloučenin, v oxidačních látkách, provzdušněných vodách zcela ničí jeho strukturu.

Vystavení vodnímu prostředí

Ve vodním prostředí podléhá měď korozi

Ve vodě závisí rychlost koroze mědi na přítomnosti oxidových filmů a rozpuštěného kyslíku v jejím složení. Kov je nejčastěji vystaven nárazové nebo důlkové korozi. Čím více je voda nasycena kyslíkem, tím rychleji probíhá proces koroze mědi. Voda obsahující ionty chlóru a nízké hodnoty pH mají škodlivý účinek. Ale obecně má tento kov vysokou odolnost vůči vodnímu prostředí a zničení je zabráněno výskytem vrstvy oxidu. Takzvaná zelená nebo černá kůra je v těsném kontaktu s povrchem výrobku a nedovolí destruktivním látkám proniknout do kovu. Oxid se začne tvořit po dvou měsících nepřetržitého vystavení produktu vodě. Existují dva typy oxidové vrstvy:

Přečtěte si více

Jak správně zasadit mycelium hlívy ústřičné?

Měděné produkty získané ze dna oceánu

uhličitan – má zelenou barvu a je považován za odolnější;
sulfát – má tmavou barvu a volnou strukturu.

Měď je nejvýhodnějším kovem pro výrobu potrubí. Ale pokud se voda procházející měděnými trubkami následně dostane do kontaktu s hliníkem, železem nebo zinkem, pak výrazně urychlí korozi těchto kovů. Abychom tomu zabránili a chránili měď před korozí, používá se kovové pocínování, které se získává nanášením roztaveného cínu na povrch výrobku. Pocínovaný výrobek se vyznačuje vysokou odolností proti korozi, nepodléhá teplotním změnám a je schopen odolávat negativním atmosférickým vlivům.

Vystavení kyselinám a zásadám

Měděné vodovodní potrubí

Kyselé prostředí je pro měď nejagresivnější. Kyselina dusičná a sírová mají nejsilnější účinek, pokud je roztok koncentrovaný, kov se může zcela rozpustit. Tato vlastnost kovu se bere v úvahu při výrobě trubek a dílů pro ropný a plynárenský průmysl, kde jsou takové kyseliny neustále přítomny. Koroze mědi v alkalickém prostředí není pozorována, naopak v alkálii dochází k redukci mědi z dvojmocného stavu na jednomocný. Měď samotná je alkalický kov.

K ochraně kovu před kyselým útokem se používají inhibitory – to jsou látky, které mohou zpomalit chemické reakce. Rozlišují se následující typy inhibičních látek:

stínění – vytvořte na povrchu kovu ochranný film a nedovolte, aby se dostal do kontaktu s kyselinou;
oxidační – tvoří na kovu vrstvu oxidu, která reaguje s kyselinou a brání jejímu pronikání na povrch kovu a čím je vrstva silnější, tím je ochrana vyšší;
katodické – zvyšují přepětí katod roztoku, v důsledku čehož se chemická reakce zpomaluje.

Pro měď je nejvhodnějším typem inhibitoru stínění benzotriazol spolu se solemi mědi, vytváří ochranný film a zabraňuje destrukci kovu.

Koroze v půdě a vlhkém vzduchu

Ke zničení mědi v půdě dochází vlivem kyselin obsažených v půdě, na rozdíl od vody horniny nasycené kyslíkem oxidují kov v menší míře. Největší nebezpečí pro produkty mědi představují mikroorganismy žijící v půdě, přesněji jejich produkty metabolismu.

Země, stejně jako voda, koroduje měděné trubky.

Mnoho z nich emituje sirovodík, který může zničit strukturu kovu. Výrobek, který byl dlouhou dobu v zemi, se může při odstranění zcela rozpadnout.

Ve vlhkém vzduchu dochází ke korozi mědi po dlouhou dobu. Suché klima vůbec neovlivňuje ničení kovu. Vlhký vzduch je nasycený oxidem uhličitým, sulfidy, chloridy – tyto látky způsobují korozi kovu, ničí jeho ochranný film. Když produkt zůstane dlouhou dobu ve vlhkém vzduchu, začne se tvořit vrstva patiny – to je oxid solí, který má nejprve tmavě hnědou barvu, poté získá zelený odstín. Patina se nerozpouští ve vodě a neovlivňuje ji vlhkost, navíc je neutrální vůči mědi, takže ji nejen neničí, ale plní i ochrannou funkci. Dnes existují metody, jak uměle vytvořit patinu, nejčastěji je používají umělci a sochaři, takže předměty vypadají jako starožitnosti. Vintage styl v interiéru je nyní velmi oblíbený.

Přečtěte si více

Co je mišpule a jak se jí?