Глава 1. Медь и ее соединения
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Введение

Эти элементы, известные как «монетные металлы» благодаря своему прежнему применению, несомненно, были первыми тремя металлами, с которыми познакомился человек. Все они существуют в элементарном (самородном) виде и использовались в качестве первобытных денег задолго до распространения золотых монет в Египте около 3400 г. до н.э. В эпоху неолита для получения пластинок из золота, служивших украшениями, использовалась холодная ковка. Этот металл всегда был символом красоты, богатства и силы, и был накоплен древними народами в больших количествах. Гробница Тутанхамона (молодого фараона, который умер всего лишь в 18 лет) содержала не менее 112 кг золота. Легендарные сокровища ацтеков и инков в Мексике и Перу стали главной причиной завоевания Испанией Центральной и Южной Америки в начале XVI в. Сегодня наибольший запас золота в количестве 30 тыс. т (в виде слитков) находится в подвалах Федерального резервного банка США в Нью-Йорке и принадлежит 80 разным нациям. Оценки времени, когда начали использовать медь, различаются, однако дата 5000 г. до н.э. кажется разумной. Около 3500 г. до н.э. медь получали на Среднем Востоке восстановлением древесным углем из руд, а к 3000 г. до н.э. в Индии, Месопотамии и Греции для получения более твердой бронзы в нее стали добавлять олово. Так начался «бронзовый век». С тех пор медь является одним из наиболее важных металлов для человека. Серебро стали использовать для изготовления монет так же давно, как и золото, хотя в самородном виде этот металл значительно менее распространен. Большие ресурсы серебра оставались недоступными, пока не был открыт метод добычи металла из руд. Однако возможно, что к 3000 г. до н.э. в Малой Азии был известен метод купелирования1), откуда он постепенно распространялся по миру, и производство серебряных монет приобрело большое экономическое значение для всех последующих античных цивилизаций Средиземноморья.

4

Глава 1. Медь и ее соединения

Характеристика элемента

 Элемент I группы периодической системы. Атомный номер 29. Природные изотопы: 63Cu (69,1 %) и 66Cu (30,9 %).

 Физические и химические свойства

Металл, обладает высокими теплопроводностью и электропроводимостью, легко поддается ковке. В соединениях проявляет степени окисления +1 и +2 (более характерна). Известны соединения, в которых М. проявляет степень окисления +3. Химическая активность М. невелика. В присутствии влаги и CO2 на поверхности М. образуется гидроксокарбонат. При нагревании М. на воздухе выше 185 0C идет поверхностное окисление. При температуре ниже 375 0C образуется оксид М. (II) CuO. С влажным хлором М. реагирует на холоду с образованием хлорида М.(II) CuCl2, легко взаимодействует с другими галогенами. М. легко взаимодействует с серой и селеном, образуя сульфид и селенид CuS и CuSe. С водородом, азотом и углеродом М. не реагирует даже при высоких температурах. Карбиды М. получаются при действии ацетилена на аммиачные растворы ее солей. С кислотами-неокислителями М. не реагирует. С азотной кислотой М. дает нитрат М. (II) Cu(NO3)2 • ЗН20 и оксиды азота. С горячей серной кислотой М. реагирует с образованием сульфата M.(II) CuSO4 и диоксида серы SO2. Соли М.(I) практически не растворяются в воде, напротив, соли M.(II) обладают высокой растворимостью. М. образует многочисленные комплексные соединения. Для М.(1) характерны координационные числа 2, 3, 4; для М.(II) — 3, 4, 6.

Содержание в природе

Среднее содержание М. в земной коре составляет 4,7 %, общие мировые запасы М. в рудах оцениваются в 465 млн. т. Среди минералов М. преобладают сульфиды, сульфаты, фосфаты, хлориды, встречаются самородная M., карбонаты и оксиды. М. встречается также в вулканических и осадочных породах. Общее количество М. в океанах достигает 5 • IO9 т. В реках М. находится в материале взвесей, в то время как в океанских водах — в растворимой форме (в виде Cu(OH)Cl, CuCO3, Cu(OH)+, CuCl+). В процессе осаждения в морской воде М. входит в состав илов и конкреций. Содержание М. в почвах составляет в среднем 15—20 мг/кг. Почвенные растворы содержат М. в концентрации 0,001— 0,06 мг/л. Более 90 % этой М. комплексируется с органическими веществами.". Суммарное содержание М. в фитомассе континентов составляет 25 млн. т. М. является одним из биокатализаторов, необходимых для жизни растений.

5

Содержание М. в воздушноводных, плавающих и погруженных пресноводных растениях колеблется в пределах 8,4—24,0 мг/кг сухого вещества, в. наземных растениях эта величина составляет 14,0 мг/кг. Из лесных пород сосна, дуб, ель, рябина обыкновенная, береза содержат М. в количестве 1—12, травостой, мхи и лишайники — в среднем 5—9 мг/кг сухого вещества. Всего в массе живого вещества Земли содержится 200 млн. т. M., участвуя в атмосферной миграции, находится в воздухе в виде аэрозольных твердых частиц размерами 0,25—25,0 мкм; концентрации М. составляют, в среднем, 10—100 мг/м3. Над Южным полюсом содержание М. в атмосфере равно 36 ± 19 пг/м3. Биоиндикаторами загрязнения среды соединениями М. могут служить птицы: в перовом покрове врановых содержится значительное количество М. — от 3,6 мг/кг сухого вещества у сойки, до 14 мг/кг у рябчика. Хорошо концентрируют М. и, следовательно, могут служить индикаторами степени загрязнения сине-зеленые водоросли и моллюски. Другим биоиндикатором могут 'служить многощетинковые черви — полихеты.

Получение

М. получается переработкой обогащенных сульфидных, оксидных и карбонатных медных руд пиро- или гидрометаллургическим методом. Оксид M.(II) получается обжигом медного блеска CU2S при 700 0C или прокаливанием продуктов взаимодействия солей М.(II) со щелочами, а оксид М.(1)—прокаливанием М. при недостатке воздуха; действием щелочи и восстановителя (гидразин, гидроксиламин, виноградный сахар) на раствор CuSO4, а также электролизом. Хлорид М.(II) получается хлорирующим обжигом сульфидов М. с хлоридом натрия при 550—600 0C (в отходящих газах присутствуют HCl, Cl2, SO2, SO3 и соединения мышьяка); растворением оксида и карбоната М.(II) в соляной кислоте, а гидроксидхлорид—осаждением из раствора CuCl2 водным раствором гидроксида или карбоната кальция. Нитрат М.(П) получается растворением М. или оксида CuO в 25% растворе азотной кислоты. Гидроксокарбонат М. (II) осаждают карбонатом натрия из раствора CuSO4. Сульфат М.(П)—продукт действия серной кислоты на M., ее оксид CuO, колчеданные огарки и сульфирующего обжига медного блеска C112S. Сульфид M(II) получается пропусканием сероводорода через растворы солей М.(II); встречается в природе в виде минерала ковелина. Взаимодействие солей М. (II) со щелочами дает гидроксид М. (II).

 

6

Метаболизм меди

В организм медь поступает в основном с пищей.

В желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 95% поступившей в организм меди (причем в желудке ее максимальное количество), затем в двенадцатиперстной кишке, тощей и подвздошной кишке. Лучше всего организмом усваивается двухвалентная медь. В крови медь связывается с сывороточным альбумином (12-17%), аминокислотами - гистидином, треонином, глутамином (10-15%), транспортным белком транскуприном (12-14%) и церулоплазмином (до 60-65%).

Медь способна проникать во все клетки, ткани и органы. Максимальная концентрация меди отмечена в печени, почках, мозге, крови, однако медь можно обнаружить и в других органах и тканях.

Пищевые источники меди

К продуктам с высоким содержанием меди относятся: баранина, свинина, мясо фазана, уток, гусей; кальмары, семга, субпродукты (печень, почки, сердце), морепродукты (устрицы, креветки, крабы, лобстер, морские гребешки, мидии), соевые продукты, орехи, грибы, сухофрукты (изюм, финики, чернослив), некоторые фрукты (авокадо), фасоль, горох, чечевица, пшено, ячмень, ржаной хлеб, свежий картофель, молочный шоколад, какао, минеральная вода.

Богатые источники меди содержат 0,3–2 мг/100 г продукта. Это: морепродукты, орехи, семена (включая порошок какао), бобы, отруби, зародышевые части зерен, печень и мясо.

 

 

9

Большинство злаковых продуктов, продуктов, содержащих шоколад, а также фрукты и овощи (помидоры, бананы, виноград, картофель, сухофрукты), грибы, и большинство сортов мяса имеет промежуточные количества меди, 0,1–0,3 мг/100 г.

Другие фрукты и овощи, мясо птицы, большинство видов рыб и молочные продукты содержат относительно низкие концентрации (менее 0,1 г мг/100 г) меди.

Считается также, что 1 л питьевой воды содержит примерно 1 мг меди.

Пищевые взаимодействия

Питательные вещества (железо, цинк, аскорбиновая кислота и углеводы) влияют на биодоступность меди, если они включаются в диету в больших количествах.

В большей или меньшей степени уровень содержания меди в рационе может, в свою очередь, влиять на метаболизм некоторых из этих питательных веществ.

Дефицит меди изменяет метаболизм железа, а чрезмерное количество железа в форме неорганических солей приводит к симптомам дефицита меди.

Истощение запасов меди наблюдалось у людей, длительно принимавших большое количество цинка.

В экспериментальных исследованиях выявлено, что тип потребляемых в рационе углеводов влияет на степень и тяжесть дефицита меди. Особенно неблагоприятны эффекты сахарозы и фруктозы.

Токсичность меди

Порог токсичности меди для человека равен 200-250 мг/сутки.

Летальная доза для человека не определена.

Острое отравление медью наблюдалось при случайном потреблении детьми, попытках самоубийства, после наружного применения, при использовании питьевой водой из загрязненных источников или потреблении пищи или напитков, которые хранились в медных контейнерах. Симптомы – эпигастральная боль, тошнота, рвота и диарея. Тяжелые проявления включают: кому, олигурию, некроз печени, сосудистый коллапс и смерть.

Хроническое отравление медью наблюдалось у рабочих виноградников, использующих медные соединения в качестве пестицидов.

Дефицит меди в организме

Причины дефицита меди

§ Недостаточное поступление меди.

§ Длительный прием кортикостероидов, нестероидных противовоспалительных препаратов, антибиотиков.

§ Длительное использование антацидов и очень высоких доз цинка приводят к гипокупремии и симптомам дефицита меди.

§ Дефицит меди наблюдался у пациентов, находящихся длительно на полном парентеральном питании.

§ Заболевания, протекающие с мальабсорбцией (целиакия и нетропическая спру), или желудочно-кишечные фистулы приводят к потере меди и увеличивают риск истощения ее запасов.

§ Нарушение регуляции обмена меди.

Основные проявления дефицита меди

§ Торможение всасывания железа, нарушение гемоглобинообразования, угнетение кроветворения, развитие микроцитарной гипохромной анемии.

§ Лейкопения и нейтропения.

§ Ухудшение деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличение риска ишемической болезни сердца, образование аневризм стенок кровеносных сосудов, кардиопатии.

§ Ухудшение состояния костной и соединительной ткани, нарушение минерализации костей, остеопороз, переломы костей.

§ Угнетение функций иммунной системы.

§ Усиление предрасположенности к бронхиальной астме, аллергодерматозам.

§ Дегенерация миелиновых оболочек нервных клеток, увеличение риска развития рассеянного склероза.

§ Нарушение пигментации волос, витилиго.

§ Увеличение щитовидной железы (гипотиреоз, дефицит тироксина).

§ Задержка полового развития у девочек, нарушение менструальной функции, снижение полового влечения у женщин, бесплодие.

§ Развитие дистресс-синдрома у новорожденных.

§ Нарушение липидного обмена (атеросклероз, ожирение, сахарный диабет).

§ Ускорение старения организма.

§ Явный дефицит меди сопровождается гипокупремией и низким уровнем церулоплазмина (до 30% от нормы и ниже).

11

§ При умеренном дефиците меди (при потреблении ее в количестве, соответствующем нижней границе нормы в течение длительного периода) возможны следующие состояния: артрит, потеря пигментации, заболевания миокарда и неврологические симптомы.

Избыток меди в организме

Повышенное содержание соединений меди в организме весьма токсично для человека.

Причины избытка меди

§ Избыточное поступление в организм (вдыхание паров и пыли соединений меди в условиях производства, бытовые интоксикации растворами соединений меди, использование медной посуды).

§ Нарушение регуляции обмена меди.

Основные проявления избытка меди

§ Функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница).

§ При вдыхании паров может проявляться "медная лихорадка" (озноб, высокая температура, проливной пот, судороги в икроножных мышцах).

§ Воздействие пыли и окиси меди может приводить к слезотечению, раздражению конъюнктивы и слизистых оболочек, чиханию, жжению в зеве, головной боли, слабости, болям в мышцах, желудочно-кишечным расстройствам.

§ Нарушения функций печени и почек.

§ Поражение печени с развитием цирроза и вторичным поражением головного мозга, связанным с наследственным нарушением обмена меди и белков (болезнь Вильсона-Коновалова). Болезнь Вильсона–Коновалова и некоторые другие заболевания, связанные с накоплением меди в печени и других тканях – это генетическая патология. Содержание меди в печени повышается при циррозе у детей в Индии, очень высок ее уровень при первичном билиарном циррозе и атрезии желчевыводящих путей. При этих состояниях в большей мере рекомендуется назначение хелатообразующих препаратов, чем ограничение меди в рационе.

§ Аллергодерматозы.

§ Увеличение риска развития атеросклероза.

§ Гемолиз эритроцитов, появление гемоглобина в моче, анемия.

§ Чрезмерное поглощение меди человеком приводит к избыточному отложению данного элемента в мозговой ткани, коже, печени, поджелудочной железе и миокарде.

 

Применение соединений меди

М. применяется в различных отраслях электро-: технической, холодильной промышленности, в тяжелой индустрии, порошковой металлургии, связи. Значительная часть производимой М. применяется в разнообразных сплавах (бронзы, латуни, медно-никелевые сплавы и др.), которые используются как конструкционные, антифрикционные, коррозионностойкие, высоко тепло- и электропроводящие материалы в машиностроении, судостроении, авиационной промышленности, автомобиле-, приборостроении и др. Оксид и сульфат M.(II) применяются при изготовлении некоторых видов искусственного волокна и для получения других соединений М. Оба оксида М. используются в производстве стекла и эмалей, а сульфат М. (II)—в гальванотехнике, для консервирования древесины, для изготовления минеральных красок, при обогащении руд. Хлорид M.(II) является катализатором; кроме того, он применяется для изготовления минеральных красок и в пиротехнике, так же как нитрат М.(II). Последний находит применение в ситцепечатании, для бронзирования, в производстве эмалей. Многие соединения М. применяются в качестве пестицидов в чистом виде, как оксид М.(I) и сульфат M.(II), или в составе сложных препаратов. В медицине применяют сернокислую медь в качестве противомикробного и прижигающего средства.

13

Препараты различных солей меди используют наружно для промываний и спринцеваний; в виде мазей при воспалительных процессах слизистых оболочек; в физиотерапии. Медь в сочетании с железом применяется при лечении детей с гипохромной анемией. Медьсодержащие препараты и БАД к пище используются в лечении и профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата, гипотиреоза.

 

Характеристика элемента

 Элемент I группы периодической системы. Атомный номер 47. Смесь двух устойчивых изотопов 107Ag и 109Ag. Название произошло от англ.-сакс. siolfur (серебро) и от лат. argentum.

Содержание в природе

Один из наиболее дефицитных элементов. Встречается либо в виде самородного С., либо входит в состав разных руд в виде нерастворимых или малорастворимых солей. Известно свыше 50 минералов С. Содержание С. в земной коре 7*10-6%, в гранитном слое коры 4,8*10-6 %. В речных водах содержится от 0,01 до 3,5 мкг/л — в среднем 0,13 мкг/л,— что обеспечивает глобальный вынос С. с речным стоком 11 000 т/год. Концентрация С. в морской воде примерно 0,04 мкг/л, средние концентрации С. в почве 0,1 мкг/г, в каменном угле — 0,5, в нефти—0,0001, в растительности 0,06, в городском аэрозоле — 17 мкг/г. Поступление в атмосферу из природных источников, т/год: дым лесных пожаров—150, ветровая эрозия — 50, извержения вулканов—17, морская соль — 9. В биосфере С. в основном рассеивается.

 

14

Получение

Около 80 % С. извлекается попутно из полиметаллических руд, руд золота и меди. Для извлечения С. из серебряных и золотых руд его растворяют в щелочном растворе цианида натрия; затем выделяют его из растворов комплексных цианидов восстановлением цинком или алюминием. Из медных руд С. выплавляют вместе с черновой медью, а затем выделяют его из анодного шлама, образующегося при электролитической очистке меди. Нитрат С. получают путем растворения С. в азотной кислоте и последующей очистки.

Метаболизм серебра

Обычно серебро поступает в организм с водой и пищей в ничтожно малых количествах – всего около 7 микрограммов в сутки. Среднесуточное поступление серебра с пищей варьирует от 1 до 80 мкг. Биоусвояемость серебра, которую определяют по величине всасывания из желудочно-кишечного тракта, равна 5%.

Возможна резорбция серебра через кожу и слизистые оболочки.

15

 Серебро в незначительных количествах содержится во всех органах и тканях; среднее содержание этого элемента в теле млекопитающих достигает 20 мкг на 100 г сухой массы. Наиболее богаты серебром мозг, легкие, печень, эритроциты, пигментная оболочка глаза и гипофиз. Выводится серебро из организма преимущественно через кишечник.

Пищевые источники серебра

В основном серебро поступает в организм человека с водой, с пищей в значительно меньшем количестве.

Токсичность серебра

Токсическая доза для человека: 60 мг. Летальная доза для человека: 1,3–6,2 г.

Предельно допустимая концентрация серебра для воды 50 мкг/л (почти как у свинца), нормируется по санитарно-токсикологическому признаку вредности, класс опасности 2 (высокоопасные).

Серебро – это тяжелый металл. Пить воду с ионами серебра не стоит. Cеребро, как и золото – клеточный яд, ксенобиотик. Ионы серебра замещают ионы микроэлементов в ферментах, например (Со), ответственных за метаболизм и размножение. Это приводит к нарушению функции клетки и к ее гибели. Постоянное употребление серебра даже в малых дозах может вызвать хроническое заболевание, связанное с повышенным содержанием серебра в организме – аргирию (аргентоз).

Дефицит серебра в организме

Причины и основные проявления дефицита серебра в организме изучены не достаточно.

Избыток серебра в организме

Причины избытка серебра

§ Поступление серебра в организм в токсических дозах (в результате несчастных случаев).

§ Поступление в организм металлического серебра (при длительном контакте).

§ Вдыхание пыли бромистого и сернистого серебра в производственных условиях.

§ Длительное лечение препаратами азотнокислого серебра.

 

Основные проявления избытка серебра

§ Признаки поражения центральной нервной системы.

16

§ Расстройства зрения в результате отложения серебра в сетчатке глаза.

§ "Першение" в горле, кашель, насморк с кровянистыми выделениями, слезотечение (при вдыхании пыли с солями серебра).

§ Снижение артериального давления.

§ Бурый или сероватый оттенок кожи и слизистых оболочек (аргироз).

§ Боли в правом подреберье, увеличение печени.

§ Гастриты.

§ Тошнота, рвота, диарея.

§ Аргирия – образование отложений серебра в коже (при хроническом воздействии).

Характеристика элемента

 Элемент I группы периодической системы. Атомный номер 79. Благородный металл. Известен один устойчивый изотоп 3.— 197Au.

Название произошло от лат. aurum (желтый). Праславянское zolto (русск. золото, старослав. злато, польск. złoto) родственно лит. geltonas «жёлтый», латыш. zelts «золото, золотой. Связь с корнем «солнце» (лат. sol) сомнительна.

Содержание в природе

 В гранитном слое коры континентов содержится 4*10-7% 3. В вулканических породах 3. рассеяно; из горячих вод в земной коре образуются гидротермальные месторождения 3. (кварцевые золотоносные жилы и др.). В рудах 3. в основном находится в свободном виде (самородное 3.); известны редкие минералы, где 3. находится с Sc, Те, Sb и Bi; пирит и другие сульфиды содержат примесь 3. В 1 л морской и речной воды содержится « 4*10-9 г 3., в подземных водах золотых месторождений 10-6 г/л. 3. мигрирует в почвах и с водой, откуда попадает в растения; некоторые из них, например кукуруза и хвощ, концентрируют 3.

Получение

Из рассыпных месторождений методами отмучивання, чаше амальгамации и цианирования; из коренных — цианированием с последующей электролитической очисткой.

Метаболизм золота

В организме взрослого человека содержится около 10 мг золота, примерно половина от этого количества сконцентрировано в костях. Распределение золота в организме зависит от растворимости его соединений. Коллоидные соединения в большей степени накапливаются в печени, тогда как растворимые – в почках.

Пищевые источники золота

Отмечается наличие золота в зернах, листьях и стеблях кукурузы.

19

Воды океана содержат переменные количества золота (от ничтожных следов до 65 мг/т).

Токсичность золота

Токсическая и летальная дозы доза для человека не определены.

Металлическое золото нетоксично, в отличие от органических производных, используемых как лекарственные препараты. Некоторые органические соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении.

Дефицит золота в организме

Научные данные отсутствуют.

Избыток золота в организме

Золото относят к потенциально-токсичным (иммунотоксичным) элементам.

Металлическое золото почти не всасывается, данные о его токсичности отсутствуют. В то же время, некоторые соли золота обладают токсичным действием, сходным с действием ртути.

Несмотря на то, что золото является инертным металлом, у части обладателей золотых ювелирных украшений развивается контактный дерматит. В ряде случаев золото может вызывать сенсибилизацию организма, что подтверждается при использовании этого металла в стоматологической практике, применении золотых нитей для армирования лица и тела и ряда других случаев.

Выраженным раздражающим действием на кожу обладают золота хлорид, трихлорид, цианид, калия дицианоаурат (который используется в электронной и химической промышленности, а также при производстве фаянса).

Отравление золотом явление очень редкое. Механизм токсичности золота основан на большом сродстве этого элемента к сульфгидрильным группам SH-содержащих белков, в результате чего золото ингибирует SH-ферменты. Этот механизм реализуется, например, при лечении больных ревматоидным артритом, когда длительное введение препаратов золота приводит к снижению активности сульфгидрильных систем и энзимных комплексов лейкоцитов, в конечном итоге обеспечивая уменьшение концентрации ревматоидного фактора. Однако негативное действие избыточного количества золота легко снимается введением 2,3-димеркаптопропранола, SH-группа которого, отрывает золото от SH-содержащих белков, восстанавливая их нормальные свойства.

Причины избытка золота

§ Избыточное поступление золота.

§ Передозировка при лечении препаратами золота.

20

Основные проявления избытка золота

При остром отравлении:

§ состояние возбуждения;

§ слюнотечение, металлический вкус во рту;

§ рвота, спазмы, коликообразные боли в кишечнике, понос;

§ выделение белка с мочой;

§ кожные сыпи.

При хроническом отравлении:

§ симптомы угнетения центральной нервной системы;

§ боли по ходу нервов;

§ появление болезненных пятен на коже;

§ усиленное потоотделение;

§ боли в костях, суставах, мышцах;

§ отеки ног;

§ конъюнктивит;

§ апластическая гипоплазия костного мозга;

§ панцитопения (лейкопения, тромбоцитопения);

§ уменьшение массы тела.

Побочные явления и отдаленные последствия хризотерапии:

§ повышение температуры тела, недомогание;

§ зуд, воспаление кожи, генерализованная экзема;

§ боли в костях и суставах;

§ воспаление слизистых оболочек языка и полости рта;

§ боли в глотке, рвота, понос;

§ апластическая анемия;

§ гломерулонефрит;

§ нефротический синдром.

 

Заключение

История золота, серебра и меди - одна из самых интересных глав истории материальной культуры. По мнению многих ученых, золото было первым металлом, который человечество начало использовать для изготовления украшений, предметов домашнего обихода и религиозного культа. Еще в глубокой древности золото ассоциировалось в сознании людей с цветом солнца, алхимики называли его царем металлов, совершеннейшим из всех веществ. Медь играет важную роль в процессах жизнедеятельности организмов, блеск серебра напоминает таинственное лунное сияние и алхимики, использовали  его в качестве символа знака луны. Если рассматривать эти элементы по отдельности, то о них можно узнать много интересного и необычного, если же рассматривать их совместно, то можно понять, что они очень похожи по свойствам и применению.

 

 

 

23

Список использованной литературы:

1. https://www.smed.ru/

2. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I—IV групп: Справ, изд./ A. Jl. Бандман, Г. А. Гудзовский, JL С. Дубейковская и др.; Под ред. В. А. Филова и др. JI.: Химия, 1988. 512 с.

 

                                                                                        

 

 

24

Введение

Эти элементы, известные как «монетные металлы» благодаря своему прежнему применению, несомненно, были первыми тремя металлами, с которыми познакомился человек. Все они существуют в элементарном (самородном) виде и использовались в качестве первобытных денег задолго до распространения золотых монет в Египте около 3400 г. до н.э. В эпоху неолита для получения пластинок из золота, служивших украшениями, использовалась холодная ковка. Этот металл всегда был символом красоты, богатства и силы, и был накоплен древними народами в больших количествах. Гробница Тутанхамона (молодого фараона, который умер всего лишь в 18 лет) содержала не менее 112 кг золота. Легендарные сокровища ацтеков и инков в Мексике и Перу стали главной причиной завоевания Испанией Центральной и Южной Америки в начале XVI в. Сегодня наибольший запас золота в количестве 30 тыс. т (в виде слитков) находится в подвалах Федерального резервного банка США в Нью-Йорке и принадлежит 80 разным нациям. Оценки времени, когда начали использовать медь, различаются, однако дата 5000 г. до н.э. кажется разумной. Около 3500 г. до н.э. медь получали на Среднем Востоке восстановлением древесным углем из руд, а к 3000 г. до н.э. в Индии, Месопотамии и Греции для получения более твердой бронзы в нее стали добавлять олово. Так начался «бронзовый век». С тех пор медь является одним из наиболее важных металлов для человека. Серебро стали использовать для изготовления монет так же давно, как и золото, хотя в самородном виде этот металл значительно менее распространен. Большие ресурсы серебра оставались недоступными, пока не был открыт метод добычи металла из руд. Однако возможно, что к 3000 г. до н.э. в Малой Азии был известен метод купелирования1), откуда он постепенно распространялся по миру, и производство серебряных монет приобрело большое экономическое значение для всех последующих античных цивилизаций Средиземноморья.

4

Глава 1. Медь и ее соединения

Характеристика элемента

 Элемент I группы периодической системы. Атомный номер 29. Природные изотопы: 63Cu (69,1 %) и 66Cu (30,9 %).

 Физические и химические свойства

Металл, обладает высокими теплопроводностью и электропроводимостью, легко поддается ковке. В соединениях проявляет степени окисления +1 и +2 (более характерна). Известны соединения, в которых М. проявляет степень окисления +3. Химическая активность М. невелика. В присутствии влаги и CO2 на поверхности М. образуется гидроксокарбонат. При нагревании М. на воздухе выше 185 0C идет поверхностное окисление. При температуре ниже 375 0C образуется оксид М. (II) CuO. С влажным хлором М. реагирует на холоду с образованием хлорида М.(II) CuCl2, легко взаимодействует с другими галогенами. М. легко взаимодействует с серой и селеном, образуя сульфид и селенид CuS и CuSe. С водородом, азотом и углеродом М. не реагирует даже при высоких температурах. Карбиды М. получаются при действии ацетилена на аммиачные растворы ее солей. С кислотами-неокислителями М. не реагирует. С азотной кислотой М. дает нитрат М. (II) Cu(NO3)2 • ЗН20 и оксиды азота. С горячей серной кислотой М. реагирует с образованием сульфата M.(II) CuSO4 и диоксида серы SO2. Соли М.(I) практически не растворяются в воде, напротив, соли M.(II) обладают высокой растворимостью. М. образует многочисленные комплексные соединения. Для М.(1) характерны координационные числа 2, 3, 4; для М.(II) — 3, 4, 6.

Содержание в природе

Среднее содержание М. в земной коре составляет 4,7 %, общие мировые запасы М. в рудах оцениваются в 465 млн. т. Среди минералов М. преобладают сульфиды, сульфаты, фосфаты, хлориды, встречаются самородная M., карбонаты и оксиды. М. встречается также в вулканических и осадочных породах. Общее количество М. в океанах достигает 5 • IO9 т. В реках М. находится в материале взвесей, в то время как в океанских водах — в растворимой форме (в виде Cu(OH)Cl, CuCO3, Cu(OH)+, CuCl+). В процессе осаждения в морской воде М. входит в состав илов и конкреций. Содержание М. в почвах составляет в среднем 15—20 мг/кг. Почвенные растворы содержат М. в концентрации 0,001— 0,06 мг/л. Более 90 % этой М. комплексируется с органическими веществами.". Суммарное содержание М. в фитомассе континентов составляет 25 млн. т. М. является одним из биокатализаторов, необходимых для жизни растений.

5

Содержание М. в воздушноводных, плавающих и погруженных пресноводных растениях колеблется в пределах 8,4—24,0 мг/кг сухого вещества, в. наземных растениях эта величина составляет 14,0 мг/кг. Из лесных пород сосна, дуб, ель, рябина обыкновенная, береза содержат М. в количестве 1—12, травостой, мхи и лишайники — в среднем 5—9 мг/кг сухого вещества. Всего в массе живого вещества Земли содержится 200 млн. т. M., участвуя в атмосферной миграции, находится в воздухе в виде аэрозольных твердых частиц размерами 0,25—25,0 мкм; концентрации М. составляют, в среднем, 10—100 мг/м3. Над Южным полюсом содержание М. в атмосфере равно 36 ± 19 пг/м3. Биоиндикаторами загрязнения среды соединениями М. могут служить птицы: в перовом покрове врановых содержится значительное количество М. — от 3,6 мг/кг сухого вещества у сойки, до 14 мг/кг у рябчика. Хорошо концентрируют М. и, следовательно, могут служить индикаторами степени загрязнения сине-зеленые водоросли и моллюски. Другим биоиндикатором могут 'служить многощетинковые черви — полихеты.

Получение

М. получается переработкой обогащенных сульфидных, оксидных и карбонатных медных руд пиро- или гидрометаллургическим методом. Оксид M.(II) получается обжигом медного блеска CU2S при 700 0C или прокаливанием продуктов взаимодействия солей М.(II) со щелочами, а оксид М.(1)—прокаливанием М. при недостатке воздуха; действием щелочи и восстановителя (гидразин, гидроксиламин, виноградный сахар) на раствор CuSO4, а также электролизом. Хлорид М.(II) получается хлорирующим обжигом сульфидов М. с хлоридом натрия при 550—600 0C (в отходящих газах присутствуют HCl, Cl2, SO2, SO3 и соединения мышьяка); растворением оксида и карбоната М.(II) в соляной кислоте, а гидроксидхлорид—осаждением из раствора CuCl2 водным раствором гидроксида или карбоната кальция. Нитрат М.(П) получается растворением М. или оксида CuO в 25% растворе азотной кислоты. Гидроксокарбонат М. (II) осаждают карбонатом натрия из раствора CuSO4. Сульфат М.(П)—продукт действия серной кислоты на M., ее оксид CuO, колчеданные огарки и сульфирующего обжига медного блеска C112S. Сульфид M(II) получается пропусканием сероводорода через растворы солей М.(II); встречается в природе в виде минерала ковелина. Взаимодействие солей М. (II) со щелочами дает гидроксид М. (II).

 

6

Дата: 2019-02-19, просмотров: 176.