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).