научился обрабатывать и использовать для своих нужд. Найденные в верховьях реки Тигр изделия из меди датируются десятым тысячелетием до нашей эры. Позднее широкое применение сплавов меди определило материальную культуру бронзового века (конец 4 - начало 1 тысячелетия до нашей эры) и в дальнейшем сопровождало развитие цивилизации на всех этапах. Медь и ее использовались для изготовления посуды, утвари, украшений, различных художественных изделий. Особенно велика была роль бронзы. С 20 века главное применение меди обусловлено ее высокой электропроводимостью. Более половины добываемой меди используется в электротехнике для изготовления различных проводов, кабелей, токопроводящих частей электротехнической аппаратуры. Из-за высокой теплопроводности медь - незаменимый материал различных теплообменников и холодильной аппаратуры. Широко применяется медь в гальванотехнике - для нанесения медных покрытий, для получения тонкостенных изделий сложной формы, для изготовления клише в полиграфии и др.
Медь - элемент побочной подгруппы первой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Обозначается символом Cu (лат. Cuprum). Простое вещество медь -это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко применяется человеком.
Физические свойства меди: золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет. Медь образует кубическую гранецентрированную решётку Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности после серебра, удельная проводимость при 20 °). Имеет два стабильных изотопа - 63 Cu и 65 Cu, и несколько радиоактивных изотопов. Самый долгоживущий из них, 64 Cu, имеет период полураспада 12,7 ч и два варианта распада с различными продуктами. Существует ряд сплавов меди: латуни - с цинком, бронзы - с оловом и другими элементами.
Содержание в природе: Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде. Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS 2 , халькозин Cu 2 S и борнит Cu 5 FeS 4 . Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS , куприт Cu 2 O. Иногда медь встречается в самородном виде, масса отдельных скоплений может достигать 400 тонн. Сульфиды меди образуются в основном в среднетемпературных гидротермальных жилах. Также нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах - медистые песчаники и сланцы. Наиболее известные из месторождений такого типа - Удоканской в Читинской области, в Казахстане,в Германии. Другие самые богатые месторождения меди находятся в Чили и США. Большая часть медной руды добывается открытым способом.
Способы получения меди Для получения меди применяют пиро -, гидро - и электрометаллургические процессы. Пирометаллургический процесс получения меди из сульфидных руд типа CuFeS 2 выражается суммарным уравнением: 2CuFeS 2 + 5O 2 + 2SiO 2 = 2Cu + 2FeSiO 3 + 4SO 2 . Гидрометаллургические методы получения меди основаны на селективном растворении медных минералов в разбавленных растворах серной кислоты или аммиака, из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом: CuSO 4 + Fe = Cu + FeSO 4 . Электролизом получают чистую медь: 2CuSO 4 + 2H 2 O = 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4 ; на катоде выделяется медь, на аноде – кислород.
Химические св-ва меди: Медь относится к малоактивным металлам. При обычных условиях она не взаимодействует с водой, растворами щелочей, соляной и разбавленной серной кислотой. Однако в кислотах-сильных окислителях (например, азотной и концентрированной серной)-медь растворяется: Сu + 8HN0 3 = 3Cu(N0 3) 2 + 2NO + 4Н 2 0 разбавленная Сu + 4HN0 3 = Cu (N0 3) 2 + 2N0 2 + 2Н 2 0 концентрированная
Медный порошок реагирует с хлором, серой и бромом, при комнатной температуре: При 300-400 °C реагирует с серой и селеном:
Применение меди: В электротехнике: медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов и силовых трансформаторов. Для этих целей металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Теплообмен: Другое полезное качество меди - высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления.
Используется в сплавах: Ювелирные сплавы: В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото - очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям. Другие сферы применения: Медь - самый широко употребляемый катализатор полимеризации ацетилена.Широко применяется медь в архитектуре.
Слайд 1
Описание слайда:
Слайд 2
Описание слайда:
Слайд 3
Описание слайда:
Слайд 4
Описание слайда:
Сейчас невозможно установить, когда Сейчас невозможно установить, когда человек впервые познакомился с медью. Во всяком случае, около 3000 лет до н. э. египтяне уже могли делать из неё проволоку. В природе медь встречается иногда в самородном состоянии, и это облегчило добычу древним мастерам. Они умели каменными инструментами выковывать из этого металла различные изделия. Позднее стали разрабатываться медные копи, которые были разбросаны по всей планете: и в Северной Америке на берегах Великих озёр, и в Азии на Синайском п-ове, и в Европе на территории теперешней Австрии, и на о-ве Кипр. По мнению специалистов, латинское наименование металла "купрум" произошло от названия этого острова. Привычное русскому уху имя металла - "медь", вероятно, пошло от старославянского "смида", что означало металл вообще.
Слайд 5
Описание слайда:
Слайд 6
Описание слайда:
Слайд 7
Описание слайда:
Слайд 8
Описание слайда:
Слайд 9
Описание слайда:
Именно из бронзы отлиты воспетый Именно из бронзы отлиты воспетый А. С. Пушкиным "Медный всадник" в Санкт-Петербурге и памятник Минину и Пожарскому на Красной площади в Москве. Благодаря особым механическим свойствам и хорошим литейным качествам бронза - идеальный металл для отливки колоколов, обладающих громким и красивым звуком. Всем известен гигантский "Царь-колокол" в Московском Кремле весом почти 202 тонны, отлитый в 1733-1735 годах русскими мастерами И. Ф. и М. Ф. Матрониными. Из бронзы в старину делали также пушки; самая большая из них "Царь-пушка" (39,3т) предназначалась для обороны Московского Кремля и была отлита мастером А. Чоховым в 1586г.
Слайд 10
Описание слайда:
Слайд 11
Описание слайда:
Слайд 12
Описание слайда:
И сейчас из бронзы отливают скульптуры, И сейчас из бронзы отливают скульптуры, изготавливают люстры, канделябры, подсвечники, а также детали различных механизмов (например, подшипники). Как и много веков назад, для получения бронзы медь и медный лом сплавляют с оловом. Только уже не в земляных, а в современных электрических печах. Чтобы при плавлении медь и олово не окислялись, а бронза отличалась особой прочностью, в шихту перед литьём добавляют соединения фосфора. Из-за дефицита олова и его высокой цены оловянная бронза постепенно вытесняется другими бронзами, гл. обр. алюминиевой. Алюминиевая бронза, содержащая до 11% Аl, обладает хорошими механическими свойствами, устойчива в морской воде и даже в разбавленной соляной кислоте. Этот очень прочный сплав идёт на изготовление трубопроводов, деталей паровых турбин и авиационных двигателей и др.Из алюминиевой бронзы в России чеканили "медные" монеты с 1926 по 1957гг.Из свинцовой бронзы делают подшипники для тепловозов, судовых двигателей, водяных турбин. Исключительно прочна и долговечна бериллиевая бронза, которая благодаря упругим свойствам служит материалом для пружин, практически не знающих усталости (выдерживают до 20 миллионов циклов нагрузки).
Слайд 13
Описание слайда:
Слайд 14
Описание слайда:
Другие сплавы. Из других сплавов отметим монель-металл (50 - 70% меди,15 - 25% никеля и цинка с добавками свинца, олова и железа) раньше применялся для изготовления столовых приборов и украшений "под серебро". Благодаря своей высокой коррозийной стойкости и прочности, хорошей пластичности сейчас применяется в химической, судостроительной, медицинской, нефтяной, текстильной и др. отраслях промышленности. А вот константан, манганин, хромель и копель почти не изменяют своего сопротивления при значительных колебаниях температуры и поэтому верой и правдой служат в электротехнике для изготовления термопар – очень чувствительных приборов, измеряющих температуру. Также из хромеля и копеля изготавливаются компенсационные провода, реостаты, детали нагревательных устройств. Из мангонина изготовляют эталонные резисторы и элементы измерительных приборов.
История открытия меди Медь стала известна человеку в каменном веке. Медь стала известна человеку в каменном веке. Самородная медь всегда встречалась совместно с рудой. И во время нагрева самородка в раскаленных углях костра, кусочки медной руды, прилипшие к самородку, тоже превратились в медь. Самородная медь всегда встречалась совместно с рудой. И во время нагрева самородка в раскаленных углях костра, кусочки медной руды, прилипшие к самородку, тоже превратились в медь. Изготовление изделий из меди и ее сплавов производилось еще при первых фараонах Египта. Известны древнейшие медные руды на острове Кипр. По-видимому, современное латинское название купрум произошло от латинского названия этого острова. Изготовление изделий из меди и ее сплавов производилось еще при первых фараонах Египта. Известны древнейшие медные руды на острове Кипр. По-видимому, современное латинское название купрум произошло от латинского названия этого острова.
Нахождение в природе Самородная медь Самородная медь Минералы: халькопирит CuFeS 2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu 2 S и борнит Cu 5 FeS 4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu 2 O, азурит Cu 3 (CO 3) 2 (OH) 2, малахит Cu 2 CO 3 (OH) 2. Минералы: халькопирит CuFeS 2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu 2 S и борнит Cu 5 FeS 4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu 2 O, азурит Cu 3 (CO 3) 2 (OH) 2, малахит Cu 2 CO 3 (OH) 2.
Основные физические свойства меди: Температура плавления °C 1084 Температура кипения °C 2560 Плотность, γ при 20°C, кг/м³ 8890 Теплопроводность λ при 20°C, Вт/(мК) 390 Медь золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато- красный оттенок. Медь золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато- красный оттенок.
Химические свойства меди: При нагревании реагирует с кислородом, серой, галогенами. При нагревании реагирует с кислородом, серой, галогенами. Медь в ряду напряжений находится правее водорода. Поэтому она не реагирует с кислотами с выделением водорода. Медь в ряду напряжений находится правее водорода. Поэтому она не реагирует с кислотами с выделением водорода. Но при нагревании медь реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами, проявляя восстановительные свойства. Но при нагревании медь реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами, проявляя восстановительные свойства.
Соединения Карбонат меди(II) CuCO 3 Карбонат меди(II) CuCO 3 Карбонат меди(II) Карбонат меди(II) медного купороса CuSO 4 5H2O медного купороса CuSO 4 5H2Oмедного купоросамедного купороса оксид меди(I) Cu 2 O оксид меди(I) Cu 2 Oоксид меди(I)оксид меди(I) оксид меди(II) CuO оксид меди(II) CuOоксид меди(II)оксид меди(II) иттрия бария меди YBa 2 Cu 3 O 7 иттрия бария меди YBa 2 Cu 3 O 7иттриябарияиттриябария
Производство, добыча и запасы меди Мировая добыча меди в 2000 году составляла около 15 млн т., a в 2004 году около 14 млн т. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн т., из них 687 млн т. подтверждённые запасы, на долю России приходилось 3.2 % общих и 3.1 % подтверждённых мировых запасов. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет Мировая добыча меди в 2000 году составляла около 15 млн т., a в 2004 году около 14 млн т. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн т., из них 687 млн т. подтверждённые запасы, на долю России приходилось 3.2 % общих и 3.1 % подтверждённых мировых запасов. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет Производство рафинированной меди в России в 2006 году составило 1,009 тыс. тонн, потребление 714 тыс. тонн Производство рафинированной меди в России в 2006 году составило 1,009 тыс. тонн, потребление 714 тыс. тонн
