Подгруппа меди
Подгруппа меди – побочная подгруппа I группы
Свойства элементов подгруппы меди
Физические свойства
1. Высокие значения плотности, температур плавления и кипения.
2. Высокая тепло- и электропроводность.
Химические свойства
Химическая активность небольшая, убывает с увеличением атомного номера.
Медь и её соединения
Получение
1. Пирометаллургия
CuO + C ®Cu + CO
CuO + CO ® Cu + CO2
2. Гидрометаллургия
CuO + H2SO4 ® CuSO4 + H2O
CuSO4 + Fe ® FeSO4 + Cu
электролиз:
2CuSO4 + 2H2O ®2Cu + O2 + 2H2SO4
(на катоде) (на аноде)
(на катоде) (на аноде)
Химические свойства
Взаимодействует с неметаллами при высоких температурах:
2Cu + O2 –t°® 2CuO
Cu + Ci2 –t°® CuCl2
Медь стоит в ряду напряжений правее водорода, поэтому не реагирует с разбавленными соляной и серной кислотами, но растворяется в кислотах – окислителях:
3Cu + 8HNO3(разб.) ® 3Cu(NO3)2 + 2NO + 2H2O
Cu + 4HNO3(конц.) ®Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Cu + 2H2SO4(конц.) ® CuSO4 + SO2 +2H2O
Сплавы меди с оловом - бронзы, с цинком - латуни.
Соединения одновалентной меди
Встречаются либо в нерастворимых соединениях (Cu2O, Cu2S, CuCl), либо в виде растворимых комплексов (координационное число меди – 2):
CuCl + 2NH3 ® [Cu(NH3)2]Cl
Оксид меди (I) - красного цвета, получают восстановлением соединений меди (II), например, глюкозой в щелочной среде:
2CuSO4 + C6H12O6 + 5NaOH ® Cu2O¯ + 2Na2SO4 + C6H11O7Na + 3H2O
Соединения двухвалентной меди
Оксид меди (II) - чёрного цвета. Восстанавливается под действием сильных восстановителей (например, CO) до меди. Обладает основным характером, при нагревании растворяется в кислотах:
CuO + H2SO4 –t°® CuSO4 + H2O
CuO + 2HNO3 –t°® Cu(NO3)2 + H2O
Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 - нерастворимое в воде вещество светло-голубого цвета. Образуется при действии щелочей на соли меди (II):
CuSO4 + 2NaOH ® Cu(OH)2¯ + Na2SO4
При нагревании чернеет, разлагаясь до оксида:
Cu(OH)2 –t°® CuO + H2O
Типичное основание. Растворяется в кислотах.
Cu(OH)2 + 2HCl ® CuCl2 + 2H2O
Cu(OH)2 + 2H+ ® Cu2+ + 2H2O
Растворяется в растворе аммиака с образованием комплексного соединения (координационное число меди – 4) василькового цвета (реактив Швейцера, растворяет целлюлозу):
Cu(OH)2 + 4NH3 ® [Cu(HN3)4](OH)2
Малахит Cu2(OH)2CO3. Искусственно можно получить по реакции:
2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O ® Cu2(OH)2CO3¯ + 2Na2SO4 + CO2
Разложение малахита:
Cu2(OH)2CO3 –t°® 2CuO + CO2 + H2O
Серебро и его соединения
Благородный металл, устойчивый на воздухе. При потускнении серебра происходит реакция Гепара:
4Ag + 2H2S + O2 ® 2Ag2S + 2H2O
В ряду напряжений находится правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах - окислителях:
3Ag + 4HNO3(разб.) ® 3AgNO3 + NO + 2H2O
Ag + 2HNO3(конц.) ® AgNO3 + NO2+ H2O
2Ag + 2H2SO4(конц.) ® Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
В соединениях серебро обычно проявляет степень окисления +1.
Растворимый нитрат серебра AgNO3 используется как реактив для качественного определения Cl-, Br-, I-:
Ag+ + Cl- ® AgCl¯ белый
Ag+ + Br- ® AgBr¯ светло-жёлтый
Ag+ + I- ® AgI¯ тёмно-жёлтый
(Способность этих осадков образовывать растворимые комплексные соединения уменьшаются в ряду AgCl – AgBr – AgI). На свету галогениды серебра постепенно разлагаются с выделением серебра.
При добавлении растворов щелочей к раствору AgNO3 образуется тёмно-коричневый осадок оксида серебра Ag2O:
2AgNO3 + 2NaOH ® Ag2O + 2NaNO3 + H2O
Осадки AgCl и Ag2O растворяются в растворах аммиака с образованием комплексных соединений
(координационное число серебра – 2):
AgCl + 2NH3 ® [Ag(NH3)2]Cl
Ag2O + 4NH3 + H2O ® 2[Ag(NH3)2]OH
Аммиачные комплексы серебра взаимодействуют с альдегидами (реакция серебряного зеркала):
Золото и его соединения
Золото - мягче Cu и Ag, ковкий металл; легко образует тончайшую фольгу; благородный металл, устойчив как в сухом, так и во влажном воздухе. Растворим только в смеси концентрированных соляной и азотной кислот ("царской водке"):
Au + HNO3 + 4HCl ® H[AuCl4] + NO + 2H2O
Реагирует с галогенами при нагревании:
2Au + 3Cl2 ® 2AuCl3
Соединения термически не очень устойчивы и разлагаются при нагревании с выделением металла. Комплексообразователь (комплексы золота (III) обладают координационными числами 4, 5 и 6).