Свойства меди

СВОЙСТВА МЕДИ И СОЛЕЙ

Диаграмма состояния системы Сu—ОМедь несколько сходна по свойствам с предшествующими ей переходными металлами третьего периода — кобальтом, никелем и последующим цинком; однако и отличается от них присутствием на внешней оболочке атома одного s-электрона, а на предыдущей десяти d-электронов. Эта особенность объясняет наличие трех степеней окисления. Соединения Cu (III)—сильные окислители, образование их возможно только в особых условиях, Cu (II) устойчива при низких, a Cu (I) при сравнительно высоких температурах.
 
Из диаграммы состояния системы Сu—О (рис.) видна стабильность Cu2O выше 375° С. Металл окисляется на воздухе, не содержащем паров воды и СО2, до СuО, а в присутствии этих веществ образуется зеленая поверхностная пленка основных карбонатов Cu (II). При температурах выше 400° С медь покрывается на воздухе двухслойной окалиной из Сu2О и СuО, что указывает на малую скорость достижения равновесия между твердыми окислами.
Рис. Диаграмма состояния системы Сu—О.
На воздухе СuО устойчива до 800° С, а в кислороде до 1100° С.
Закись Сu2О растворима в жидкой меди, содержание кислорода в металле при 1200° С достигает 1,5%. Дальнейшее нагревание в окислительной среде приводит к образованию расслаивающихся насыщенных растворов (см. рис.).
Растворимость кислорода в твердой меди очень мала и не превышает 0,01%, он присутствует в металле преимущественно в виде отдельной фазы Cu2O.
 
Из термодинамических данных следует, что Cu2О и СuО должны восстанавливаться водородом и окисью углерода уже при 150° С; однако из-за малой скорости практически это достигается лишь около 450° С, либо в водных растворах.Сульфид меди (II), если его нагревать в нейтральной среде, разлагается по реакции
4СuS→2Cu2S + S2.
 
При 500° С давление диссоциации CuS превышает 73,3 кН/м2
Сульфид Cu2S плавится при 1129° С и дает с медью эвтектику (1067°С). Сплавы, более богатые серой, выше 1105°С расслаиваются на два насыщенных раствора, состав которых мало изменяется с повышением температуры (рис. 2).

Диаграмма состояния системы Cu—S

Растворимость серы в твердой меди очень мала, при обычных температурах она менее 0,001%. Скопление Cu2О и Cu2S на границах зерен во время кристаллизации металла, загрязненного кислородом и серой, уменьшает пластичность меди, которая в чистом виде весьма ковка, легко поддается волочению и прокатке в тонкую проволоку или фольгу. Последняя при малой толщине просвечивается и кажется голубовато-зеленой.
Рис. 2. Диаграмма состояния системы Cu—S.
 
Жидкая и твердая медь хорошо растворяют сходные с ней по группе периодической системы и кристаллической структуре переходные металлы 5-го и 6-го периодов — серебро и золото С жидкой медью оба они смешиваются в любых отношениях.
Золото и при обычных температурах дает непрерывный ряд твердых растворов, а растворимость серебра в меди при этом менее 0,1 % (по массе).
Статья на тему Свойства меди