Получение и идентификация малахита - Контрольная работа

Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Неорганическая химия»Именно с этого острова в Средиземном море вывозили медь древние римляне и греки. Медь является одним из самых «древних» металлов: люди начали использовать ее для изготовления орудий труда еще в IV тыс. до н.э.. Люди научились восстанавливать углем медные руды, а из полученного металла изготовлять бронзу - сплав меди с оловом. Ряд соединений меди используется при борьбе с сельскохозяйственными вредителями. Медь часто используют в качестве катализатора при различных органических синтезах.Медь содержится в земной коре, ее содержание не превышает 4,7.10-3 %. Металл встречается в свободном состоянии, наиболее крупные медные самородки имеют массу сотни килограммов. Главные минералы, содержащие медь: халькопирит - CUFES2, халькозин - Cu2S, ковеллин - CUS, малахит - Cu2(OH)2CO3.Природная медь состоит из двух стабильных изотопов - 63Cu и 65Cu с распространенностью 69,1 и 3O,9 атомных процентов соответственно.Электронная формула атома меди имеет следующий вид: 1s 22s 22p 63s 23p63d104s 1.У меди происходит провал электрона.Медь относится к металлам, а значит, имеет металлическую связь.Медь образует несколько сплавов: латуни - с цинком, бронзы - с оловом и другими элементами, мельхиор - с никелем, баббиты - со свинцом и другие. При обычных условиях медь не вступает во взаимодействие с водой, растворами щелочей, соляной кислотой и разбавленной серной кислотой. Но в азотной и концентрированной серной кислотах медь растворяется: Cu 8HNO3 разб. На воздухе медь покрывается зеленоватым налетом карбоната меди: 2Cu O2 СО2 Н2O = Cu(ОН)2•CUCO2 Если к раствору хлорида меди (II) прилить небольшое количество раствора аммиака, то выпадет осадок гидроксида меди (II): CUCL2 2NH3 2Н2O = Cu(ОН)2 2NH4ClВ распространенном методе концентрат с добавкой флюса подвергают окислительной плавке в отражательной печи при нагревании факелом горящего газа или угольной пыли. При этом происходит окисление значительной части связанной с железом серы в SO2, переход Fe 2 в шлак Fe2SIO4, разложение FES2 на FES и серу. Шлак сливают, а жидкий штейн переливают в конвертор, в который добавляют флюс и вдувают воздух. В конвертере образуется расплавленная медь, сульфид железа превращается в оксид, который переходит в шлак. Шлак сливают, потом выливают медь.В фарфоровую чашку наливают холодный насыщенный раствор CUSO4 и вносят порциями цинковую пыль, просеянную через тонкое сито. После введения 1O г. цинковой пыли раствор нагревают до 80.С и последующие порции цинка вносят уже в горячий раствор. Жидкость над осадком сливают и осадок тщательно промывают водой декантацией . Затем к осадку для удаления следов цинка прибавляют при перемешивании 1O% HCL до прекращения вскипания раствора. Осадок снова промывают декантацией, отсасывают на воронке Бюхнера и снова промывают до отрицательного результата промывных вод.В условиях неполного сгорания угля, при котором образуется угарный газ, происходит реакция: (CUOH)2CO3 2CO2 = 3CO2 2Cu H2O Существует несколько способов получения малахита в лабораторных условиях, ниже представлены наиболее простые из них. К водному раствору сульфата меди или нитрата меди или ацетата меди приливают при комнатной температуре эквивалентное количество карбоната натрия или карбоната калия Выпавший зеленовато-синий осадок состоит из основных солей переменного состава. Осадок отфильтровывают, промывают водой, спиртом и высушивают.Найдем количество вещества CUSO4•5H2O: n(CUSO4•5H2O) = = ,5 моль тогда по уравнению реакции: n(CUCO3•Cu(OH)2 ) = 1/2n(CUSO4•5H2O) = 0,25 моль, по количеству вещества рассчитаем массу малахита: m (CUCO3•Cu(OH)2 ) = = = 55 г Для того, что бы получить 5 г малахита с учетом потерь нам необходимо делать расчет остальных веществ в уравнении реакции на 5,65 г малахита: n(CUCO3•Cu(OH)2 ) = = = 0,0254 моль n(CUSO4•5H2O) = 2 n(CUCO3•Cu(OH)2 ) = 0,05 моль m(CUSO4•5H2O) = n(NAHCO3) = 4n(CUCO3•Cu(OH)2 ) = 0,1 моль m(NAHCO3) = = 8,4 гВ лаборатории приготовить необходимые для эксперимента реактивы и приборы. Для проведения эксперимента были взяты следующие реактивы: Рисунок 1. Ссыпаем оба порошка в ступку и растираем пестиком до однородности. Порошок приобретаем бледно-голубую окраску. Следующую порцию вносим в раствор только после того, как вспенивание прекратится.Качественная реакция на катион Na - горение. Если катионы присутствуют, то пламя будет красно-оранжевого цвета. В нашем случае пламя зеленое, при последующем нагревании порошок чернеет, т.к. образуется CUO.При взаимодействии с аммиаком раствор приобретает ярко-синюю окраску.В полученном веществе примесей исходных веществ не обнаружено.

Содержание

Введение

1. Физико-химические свойства

1.1 Нахождение в природе

1.2 Изотопный состав

1.3 Строение электронной оболочки

1.4 Химическая связь

1.5 Физические свойства

1.7 Промышленные способы получения меди

1.8 Лабораторные способы получения меди

1.9 Получение малахита

2. Экспериментальная часть

2.1 Подготовка к проведению эксперимента

2.2 Ход эксперимента

2.3 Идентификация вещества

2.4 Заключение по второй главе

Заключение

Список используемых источников

Медь - пластичный металл золотисто-розового цвета. В таблице Менделеева это элемент одиннадцатой группы четвертого периода, имеющий атомный номер 29. Латинское название меди cuprum и соответствующий ему символ Cu происходят от названия острова Кипр. Именно с этого острова в Средиземном море вывозили медь древние римляне и греки. Медь является одним из самых «древних» металлов: люди начали использовать ее для изготовления орудий труда еще в IV тыс. до н.э.. Распространение меди в древности объясняется тем, что она встречается в природе в самородном состоянии. Люди научились восстанавливать углем медные руды, а из полученного металла изготовлять бронзу - сплав меди с оловом. Около 50% добываемой меди идет на изготовление проводов. Широко используют различные сплавы меди, наиболее применяемы латуни, бонзы и медноникелевые сплавы. Медный купорос применяют как протраву при побелке. Ряд соединений меди используется при борьбе с сельскохозяйственными вредителями. Медь часто используют в качестве катализатора при различных органических синтезах. Рассмотрим основной карбонат меди - малахит. Малахит - широко распространенный природный минерал, содержащий основной карбонат меди. Минерал имеет зеленый цвет различных оттенков: от светло-бирюзового до темно-зеленого. У одних образцов блеск на срезе стеклянный или матовый, у других - шелковистый. Малахит выражается химической формулой Cu2(CO3)(OH)2. Это ценный ювелирно-поделочный камень. Благодаря его привлекательной окраске, узору и хорошей полируемости широко используется при изготовлении кабинетных украшений: оснований настольных ламп, ваз, шкатулок, пепельниц и других изделий. В России в 18-19 вв. методом "русской мозаики" малахитом облицовывались колонны, пилястры, каминные доски, столешницы, крупные напольные вазы, часы и другие изделия в дворцовых интерьерах. В Малахитовом зале Эрмитажа хранится более 200 изделий из малахита. Колонны из малахита установлены в алтарной части Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. Несмотря на невысокую твердость и нестойкость, малахит и сегодня является одним из самых популярных ювелирных и декоративных камней. Основная цель моей работы получить 5 г чистого малахита в лабораторных условиях.