A 2 réz-oxid kölcsönhatása vízzel. Réz-oxid (I, II, III): tulajdonságai, előállítása, alkalmazása
A réz (Cu) az alacsony aktivitású fémek közé tartozik. +1 és +2 oxidációs állapotú kémiai vegyületek képződése jellemzi. Tehát például két oxid, amely két elem Cu és oxigén O vegyülete: +1 oxidációs állapotú réz-oxid Cu2O és +2 réz-oxid CuO oxidációs állapota. Annak ellenére, hogy ugyanazokból a kémiai elemekből állnak, de mindegyiknek megvannak a sajátos jellemzői. Hidegben a fém nagyon gyengén lép kölcsönhatásba a légköri oxigénnel, és egy filmréteg borítja be, amely réz-oxid, amely megakadályozza a réz további oxidációját. Melegítéskor ez az egyszerű anyag a periódusos rendszerben 29-es sorszámmal teljesen oxidálódik. Ilyenkor réz(II)-oxid is keletkezik: 2Cu + O2 → 2CuO.
A dinitrogén-oxid barnásvörös szilárd anyag, moláris tömege 143,1 g/mol. A vegyület olvadáspontja 1235 °C, forráspontja 1800 °C. Vízben nem oldódik, de savakban oldódik. A réz-oxidot (I) felhígítják (töményítik), és színtelen + komplex képződik, amely levegőn könnyen oxidálódik kék-ibolya 2+ ammóniumkomplexsé, amely sósavban oldva CuCl2-t képez. A félvezetőfizika történetében a Cu2O az egyik legtöbbet tanulmányozott anyag.
A réz(I)-oxid, más néven hemioxid, bázikus tulajdonságokkal rendelkezik. Fémoxidációval nyerhető: 4Cu + O2 → 2 Cu2O. A szennyeződések, például a víz és a savak befolyásolják a folyamat sebességét, valamint a további kétértékű oxiddá történő oxidációt. A réz-oxid tiszta fém és só formájában tud feloldódni: H2SO4 + Cu2O → Cu + CuSO4 + H2O. Hasonló séma szerint egy +1 fokú oxid kölcsönhatásba lép más oxigéntartalmú savakkal. A hemioxid kölcsönhatása során halogéntartalmú savakkal egyértékű fémsók képződnek: 2HCl + Cu2O → 2CuCl + H2O.
A réz-oxid (I) a természetben vörösérc formájában fordul elő (ez egy elavult név, például a rubin-Cu-val együtt), amelyet "Cuprite" ásványnak neveznek. Sok időbe telik a nevelés. Mesterségesen magas hőmérsékleten vagy magas oxigénnyomás mellett állítható elő. A hemioxidot általában gombaölő szerként, pigmentként, lerakódásgátlóként víz alatti vagy tengeri festékekben, valamint katalizátorként használják.
Ennek a Cu2O kémiai képletű anyagnak a szervezetre gyakorolt hatása azonban veszélyes lehet. Belélegezve nehézlégzést, köhögést, valamint a légutak fekélyesedését és perforációját okozza. Lenyelve irritálja a gyomor-bélrendszert, amit hányás, fájdalom és hasmenés kísér.
H2 + CuO → Cu + H2O;
CO + CuO → Cu + CO2.
A réz(II)-oxidot a kerámiában (pigmentként) használják mázak (kék, zöld és piros, néha rózsaszín, szürke vagy fekete) előállítására. Állatok étrend-kiegészítőjeként is használják a szervezet rézhiányának csökkentésére. Ez egy koptató anyag, amely az optikai berendezések polírozásához szükséges. Száraz sejtek előállítására, egyéb rézsók előállítására használják. A CuO vegyületet rézötvözetek hegesztésére is használják.
A CuO kémiai vegyületnek való kitettség az emberi szervezetre is veszélyes lehet. Belélegezve tüdőirritációt okoz. A réz(II)-oxid fémgőz-lázat (MFF) okozhat. A réz-oxid megváltoztatja a bőr színét, látási problémák jelentkezhetnek. Lenyeléskor a hemioxidhoz hasonlóan mérgezést okoz, amit hányás és fájdalom formájában jelentkező tünetek kísérnek.
Mint minden d-elem, élénk színű.
Csakúgy, mint a réznél, ez is megfigyelhető elektronmerítés- s-pályáról d-pályára
Az atom elektronszerkezete:
Ennek megfelelően a réznek 2 jellemző oxidációs állapota van: +2 és +1.
Egyszerű anyag: arany-rózsaszín fém. 
Réz-oxidok:Сu2O réz-oxid (I) \ réz-oxid 1 - vörös-narancs szín
CuO réz(II)-oxid \ réz-oxid 2 - fekete.
Más rézvegyületek, a Cu(I), az oxid kivételével, instabilak.
Cu(II) rézvegyületek - egyrészt stabilak, másrészt kék vagy zöldes színűek.
Miért zöldülnek a rézérmék? A réz reakcióba lép a szén-dioxiddal víz jelenlétében, és CuCO3-t, zöld anyagot képez.
Egy másik színes rézvegyület, a réz(II)-szulfid fekete csapadék.
A réz, más elemekkel ellentétben, a hidrogén után áll, így nem engedi ki a savakból:
- tól től forró kénsav: Сu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
- tól től hideg kénsav: Cu + H2SO4 = CuO + SO2 + H2O
- koncentráltan:
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 4NO2 + 4H2O - híg salétromsavval:
3Cu + 8HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2NO +4 H2O
Példa a C2 vizsga 1. opciójának feladatára:
A réz-nitrátot kalcináltuk, a keletkezett szilárd csapadékot kénsavban feloldottuk. Az oldaton hidrogén-szulfidot engedünk át, a képződött fekete csapadékot kalcináljuk, és a szilárd maradékot salétromsavban melegítéssel feloldjuk.
2Сu(NO3)2 → 2CuO↓ +4 NO2 + O2
A szilárd csapadék réz(II)-oxid.
CuO + H2S → CuS↓ + H2O
A réz(II)-szulfid fekete csapadék.
A „kigyújtott” azt jelenti, hogy kölcsönhatás történt oxigénnel. Ne keverje össze a "kalcinációval". Gyújtsa meg - melegítse, természetesen, magas hőmérsékleten.
2СuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2
A szilárd maradék CuO, ha a réz-szulfid teljesen reagált, CuO + CuS, ha részlegesen reagált.
СuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O
CuS + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2S
más reakció is lehetséges:
СuS + 8HNO3 = Cu(NO3)2 + SO2 + 6NO2 + 4H2O
Példa a C2 vizsga 2. opciójának feladatára:
A rezet tömény salétromsavban feloldottuk, a keletkezett gázt oxigénnel kevertük és vízben oldottuk. A kapott oldatban cink-oxidot oldunk, majd nagy feleslegben nátrium-hidroxid-oldatot adunk az oldathoz.
A salétromsavval való reakció eredményeként Cu(NO3)2, NO2 és O2 képződik.
Az oxigénnel kevert NO2 oxidált: 2NO2 + 5O2 = 2N2O5. Vízzel keverve: N2O5 + H2O = 2HNO3.
ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + 2H2O
Zn(NO 3) 2 + 4NaOH \u003d Na 2 + 2NaNO 3
A réz(II)-oxid kémiai tulajdonságai
A réz-oxid (II) rövid leírása:
réz-oxid(II) – fekete szervetlen anyag.
2. réz(II)-oxid reakciója szénnel:
CuO + C → Cu + CO (t = 1200 o C).
szén.
3.réz-oxid reakció(II) szürkével:
CuO + 2S → Cu + S 2 O (t = 150-200 o C).
A reakció vákuumban megy végbe. A reakció eredményeként réz és oxid képződik kén.
4. réz-oxid reakció(II) alumíniummal:
3CuO + 2Al → 3Cu + Al 2 O 3 (t = 1000-1100 o C).
A reakció eredményeként réz és oxid képződik alumínium.
5.réz-oxid reakció(II) rézzel:
CuO + Cu → Cu 2 O (t = 1000-1200 o C).
A reakció eredményeként réz(I)-oxid képződik.
6. réz-oxid reakció(II) tól től lítium-oxid:
CuO + Li 2 O → Li 2 CuO 2 (t = 800-1000 o C, O 2).
A reakció oxigénáramban megy végbe. A reakció eredményeként lítium-kuprát képződik.
7. réz-oxid reakció(II) nátrium-oxiddal:
CuO + Na 2 O → Na 2 CuO 2 (t = 800-1000 o C, O 2).
A reakció oxigénáramban megy végbe. A reakció eredményeként nátrium-kuprát képződik.
8.réz-oxid reakció(II) szén-monoxiddal:
CuO + CO → Cu + CO 2.
A reakció eredményeként réz és szén-monoxid (szén-dioxid) keletkezik.
9. réz-oxid reakció(II) oxiddal mirigy:
CuO + Fe 2 O 3 → CuFe 2 O 4 (t o).
A reakció eredményeként só képződik - réz-ferrit. A reakció akkor megy végbe, amikor a reakcióelegyet kalcináljuk.
10. réz-oxid reakció(II) hidrogén-fluorsavval:
CuO + 2HF → CuF 2 + H 2 O.
A kémiai reakció eredményeként só keletkezik - réz-fluorid és víz.
11.réz-oxid reakció(II) salétromsavval:
CuO + 2HNO 3 → 2Cu(NO 3) 2 + H 2 O.
Kémiai reakció eredményeként só keletkezik - réz-nitrát és víz .
A réz-oxid hasonlóan reagál(II) és más savakkal.
12. réz-oxid reakció(II) hidrogén-bromiddal (hidrogén-bromid):
CuO + 2HBr → CuBr 2 + H 2 O.
Egy kémiai reakció eredményeként só keletkezik - réz-bromid és víz .
13. réz-oxid reakció(II) hidrogén-jóddal:
CuO + 2HI → CuI 2 + H 2 O.
Kémiai reakció eredményeként só keletkezik - réz-jodid és víz .
14. réz-oxid reakció(II) tól től nátrium-hidroxid :
CuO + 2NaOH → Na 2 CuO 2 + H 2 O.
Kémiai reakció eredményeként só keletkezik - nátrium-kuprát és víz .
15.réz-oxid reakció(II) tól től kálium-hidroxid :
CuO + 2KOH → K 2 CuO 2 + H 2 O.
Kémiai reakció eredményeként só keletkezik - kálium-kuprát és víz .
16.réz-oxid reakció(II) nátrium-hidroxiddal és vízzel:
CuO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 2 (t = 100 o C).
A nátrium-hidroxidot vízben oldjuk. Nátrium-hidroxid 20-30%-os vizes oldata. A reakció forráskor megy végbe. Egy kémiai reakció eredményeként nátrium-tetrahidroxokuprátot kapunk.
17.réz-oxid reakció(II) kálium-szuperoxiddal:
2CuO + 2KO 2 → 2KCuO 2 + O 2 (t = 400-500 o C).
Kémiai reakció eredményeként só keletkezik - kálium-kuprát (III) és
Az oxidok a természetben elterjedt vegyülettípus, amely a mindennapi életben, a mindennapi életben is megfigyelhető. Ilyen például a homok, víz, rozsda, mész, szén-dioxid, számos természetes színezék. Számos értékes fém érce természeténél fogva oxid, ezért nagy érdeklődésre tart számot a tudományos és ipari kutatások számára.
A kémiai elemek oxigénnel való kombinációját oxidoknak nevezzük. Általában akkor keletkeznek, amikor bármilyen anyagot levegőben melegítenek. Különbséget tegyen savas és bázikus oxidok között. A fémek bázikus oxidokat képeznek, míg a nemfémek savasakat. Kivéve a króm és a mangán oxidjait, amelyek szintén savasak. Ez a cikk a fő oxidok képviselőjét tárgyalja - a CuO (II).
CuO(II)
Réz, levegőn 400-500 °C hőmérsékleten hevítve, fokozatosan fekete bevonat borítja, amelyet a vegyészek kétértékű réz-oxidnak vagy CuO (II)-nek neveznek. A leírt jelenséget a következő egyenlet ábrázolja:
2 Cu + O 2 → 2 CuO
A "kétértékű" kifejezés egy atom azon képességét jelzi, hogy két kémiai kötésen keresztül más elemekkel reagál.
Érdekes tény! A réz különböző vegyületeiben eltérő vegyértékű és eltérő színű lehet. Például: a réz-oxidok élénkvörös (Cu2O) és barna-fekete (CuO) színűek. A réz-hidroxidok pedig sárga (CuOH) és kék (Cu (OH) 2) színt kapnak. Klasszikus példája annak a jelenségnek, amikor a mennyiségből minőség lesz.
A Cu2O-t néha dinitrogén-oxidnak, réz(I)-oxidnak is nevezik, a CuO pedig oxid, réz(II)-oxid. Van még réz(III)-oxid - Cu2O3.
A geológiában a kétértékű (vagy kétértékű) réz oxidját szokták nevezni tenorit, másik neve melakonit. A tenorit név a kiváló olasz botanikaprofesszor, Michele Tenore (1780-1861) nevéből származik. A melakonit a tenorit név szinonimája, és oroszul rézfekete vagy fekete rézércként fordítják. Egy-egy esetben barnás-fekete kristályos ásványról beszélünk, amely kalcináláskor lebomlik, és csak az oxigén túlnyomásán olvad meg, vízben nem oldódik és nem reagál vele.
Hangsúlyozzuk a nevezett ásvány főbb paramétereit.
Kémiai képlet: CuO
Molekulája áll 64 a molekulatömegű Cu atomból. e.m. és egy O atom, molekulatömege 16 am. e. m., ahol a. e.m. - atomtömeg egység, ez is dalton, 1 a. mu \u003d 1,660 540 2 (10) × 10 -27 kg = 1,660 540 2 (10) × 10 -24 g. Ennek megfelelően a vegyület molekulatömege: 64 + 16 \u003d 80 a. eszik.
Kristály cella: monoklin rendszer. Mit jelentenek az ilyen típusú kristályszimmetria-tengelyek, ha két tengely ferde szögben metszi egymást és különböző hosszúságúak, és a harmadik tengely 90 ° -os szöget zár be velük szemben.
Sűrűség – 6,51 g/cm3. Összehasonlításképpen a tiszta arany sűrűsége 19,32 g / cm³, a konyhasó sűrűsége pedig 2,16 g / cm 3.
1447 °C-on olvad, oxigénnyomás alatt.
Izzításkor 1100 °C-ig lebomlik és réz(I)-oxiddá alakul:
4CuO = 2Cu2O + O2.
Vízzel nem reagál és nem oldódik benne..
De reakcióba lép ammónia vizes oldatával, tetraamin-réz(II)-hidroxid képződésével: CuO + 4NH3 + H2O = (OH) 2.
Savas környezetben szulfátot és vizet képez: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Lúggal reagálva kuprátot hoz létre: CuO + 2 NaOH → Na2CuO2 + H2O.
Reakció CuO NaOH
Alakított:
- réz(II)-hidroxid kalcinálásával 200 °C hőmérsékleten: Cu (OH) 2 \u003d CuO + H2O;
- fémes réz oxidációja során levegőben 400–500 °C hőmérsékleten: 2Cu + O2 = 2CuO;
- malachit magas hőmérsékletű feldolgozása során: (CuOH)₂CO₃ -> 2CuO + CO₂ + H2O.
fémes rézré redukálva -
- hidrogénnel reagálva: CuO + H2 = Cu + H2O;
- szén-monoxiddal (szén-monoxid): CuO + CO = Cu + CO2;
- aktív fémmel: CuO + Mg = Cu + MgO.
mérgező. Az emberi szervezetre gyakorolt káros hatás mértéke szerint a második veszélyességi osztályba sorolható anyag. Irritálja a szem nyálkahártyáját, a bőrt, a légutakat és a gyomor-bélrendszert. Amikor kapcsolatba lép vele, olyan védőfelszerelést kell használni, mint gumikesztyű, légzőkészülék, védőszemüveg, overall.
Az anyag robbanásveszélyes és gyúlékony.
Az iparban alkalmazzák, takarmány ásványi összetevőjeként, pirotechnikában, kémiai reakciókatalizátorok gyártásában, színező pigmentként üveghez, zománcokhoz, kerámiákhoz.
A réz-oxid (II) oxidáló tulajdonságait leggyakrabban laboratóriumi vizsgálatokban alkalmazzák, amikor a szerves anyagok hidrogén és szén jelenlétének vizsgálatához elemanalízisre van szükség.
Fontos, hogy a CuO (II) a természetben igen elterjedt, mint tenerit ásvány, vagyis természetes ércvegyület, amelyből réz nyerhető.
Latin neve Cuprum a megfelelő Cu szimbólum pedig Ciprus szigetének nevéből származik. Az ókori rómaiak és görögök onnan, a Földközi-tengeren keresztül exportálták ezt az értékes fémet.
A réz a világ hét leggyakoribb fémének egyike, és ősidők óta az ember szolgálatában áll. Eredeti, fémes állapotában azonban meglehetősen ritka. Ez egy puha, könnyen megmunkálható fém, nagy sűrűséggel, nagyon jó minőségű áram- és hővezetővel. Az elektromos vezetőképesség tekintetében az ezüst után a második, miközben olcsóbb anyag. Széles körben használják huzal és vékony lemez termékek formájában.
A réz kémiai vegyületei különbözőek fokozott biológiai aktivitás. Az állati és növényi szervezetekben részt vesznek a klorofill szintézisében, ezért az ásványi műtrágyák összetételében nagyon értékes komponensnek számítanak.
A réz az emberi táplálkozásban is szükséges. Hiánya a szervezetben különféle vérbetegségekhez vezethet.
Videó
A videóból megtudhatja, mi az a réz-oxid.
§egy. Egy egyszerű anyag kémiai tulajdonságai (st. ok. = 0).
a) Oxigénhez való viszony.
Alcsoportszomszédjaitól, az ezüsttől és az aranytól eltérően a réz közvetlenül reagál az oxigénnel. A réz oxigénnel szemben csekély aktivitást mutat, de nedves levegőn fokozatosan oxidálódik, és zöldes filmréteg borítja, amely bázikus rézkarbonátokból áll:
Száraz levegőben az oxidáció nagyon lassú, a réz felületén vékony réz-oxid réteg képződik:
Kifelé a réz nem változik, mivel a réz(I)-oxid, akárcsak maga a réz, rózsaszínű. Ráadásul az oxidréteg olyan vékony, hogy átereszti a fényt, pl. átvilágít. Más módon a réz oxidálódik, ha például 600-800 0 C-ra melegítjük. Az első másodpercekben az oxidáció réz(I)-oxiddá megy át, amely a felületről fekete réz(II)-oxiddá alakul. Kétrétegű oxid bevonat képződik.
Q képződés (Cu 2 O) = 84935 kJ.
2. ábra A réz-oxid film szerkezete.
b) Kölcsönhatás vízzel.
A réz alcsoport fémei az elektrokémiai feszültségsor végén, a hidrogénion után helyezkednek el. Ezért ezek a fémek nem tudják kiszorítani a hidrogént a vízből. Ugyanakkor a hidrogén és más fémek kiszoríthatják a réz alcsoport fémeit sóik oldatából, például:
Ez a reakció redox, mivel elektronok átvitele történik:
A molekuláris hidrogén nagy nehézségek árán kiszorítja a réz alcsoport fémeit. Ez azzal magyarázható, hogy a hidrogénatomok közötti kötés erős, és sok energiát fordítanak annak megszakítására. A reakció csak hidrogénatomokkal megy végbe.
A réz oxigén hiányában gyakorlatilag nem lép kölcsönhatásba vízzel. Oxigén jelenlétében a réz lassan reagál vízzel, és zöld réz-hidroxid- és bázikus karbonátréteggel borítja be:
c) Kölcsönhatás savakkal.
Mivel a hidrogén után feszültségsorozatban van, a réz nem szorítja ki a savakból. Ezért a sósav és a hígított kénsav nem hat a rézre.
Azonban oxigén jelenlétében a réz feloldódik ezekben a savakban, és megfelelő sókat képez:
Az egyetlen kivétel a hidrogén-jodid, amely a rézzel reagálva hidrogént szabadít fel, és nagyon stabil réz(I) komplexet képez:
2 Cu + 3 SZIA → 2 H[ CuI 2 ] + H 2
A réz savakkal is reagál - oxidálószerekkel, például salétromsavval:
Cu+4HNO 3( konc .) → Cu(NO 3 ) 2 +2NO 2 +2H 2 O
3Cu + 8HNO 3( miután felhígították .) → 3Cu(NO 3 ) 2 +2NO+4H 2 O
És tömény hideg kénsavval is:
Cu + H 2 ÍGY 4 (konc.) → CuO + SO 2 + H 2 O
Forró tömény kénsavval :
Cu+2H 2 ÍGY 4( konc ., forró ) → CuSO 4 + SZÓ 2 + 2H 2 O
Vízmentes kénsavval 200 0 C hőmérsékleten réz(I)-szulfát képződik:
2Cu+2H 2 ÍGY 4( vízmentes .) 200°C → Cu 2 ÍGY 4 ↓+SO 2 + 2H 2 O
d) Halogének és néhány más nemfém kapcsolata.
Q képződés (CuCl) = 134300 kJ
Q képződés (CuCl 2) = 111700 kJ
A réz jól reagál halogénekkel, kétféle halogenidet ad: CuX és CuX 2 .. Halogének hatására szobahőmérsékleten nem történik látható változás, de a felületen először egy adszorbeált molekulák rétege képződik, majd egy nagyon vékony réteg halogenidek. Melegítéskor a reakció a rézzel nagyon heves. A rézhuzalt vagy fóliát felmelegítjük, és forrón leengedjük egy klóros tégelybe - a réz közelében barna gőzök jelennek meg, amelyek réz(II)-klorid CuCl 2-ből és réz(I)-klorid CuCl-dal keverve. A reakció spontán megy végbe a hő felszabadulása miatt. Az egyértékű rézhalogenideket fémes réz és kétértékű rézhalogenid oldatának reagáltatásával állítják elő, például:
Ebben az esetben a monoklorid a réz felületén fehér csapadék formájában kicsapódik az oldatból.
A réz szintén könnyen reagál kénnel és szelénnel hevítve (300-400 °C):
2Cu+S→Cu 2 S
2Cu+Se→Cu 2 Se
De a réz még magas hőmérsékleten sem lép reakcióba hidrogénnel, szénnel és nitrogénnel.
e) Kölcsönhatás nemfémek oxidjaival
Melegítéskor a réz kiszoríthat egyszerű anyagokat egyes nemfém-oxidokból (például kén (IV) oxid és nitrogén (II, IV) oxidok), miközben termodinamikailag stabilabb réz (II) oxidot képez:
4 Cu+SO 2 600-800 °C →2CuO + Cu 2 S
4Cu+2NO 2 500-600 °C →4 CuO + N 2
2 Cu+2 NEM 500-600° C →2 CuO + N 2
§2. Az egyértékű réz kémiai tulajdonságai (st.c. = +1)
Vizes oldatokban a Cu + ion nagyon instabil és aránytalan:
Cu + ↔ Cu 0 + Cu 2+
Az oxidációs állapotú (+1) réz azonban nagyon alacsony oldhatóságú vegyületekben vagy komplexképzéssel stabilizálható.
a) réz-oxid (én) Cu 2 O
amfoter oxid. Barna-vörös kristályos anyag. A természetben kuprit ásványként fordul elő. Mesterségesen előállítható egy réz(II)-só oldatának lúggal és valamilyen erős redukálószerrel, például formalinnal vagy glükózzal való melegítésével. A réz(I)-oxid nem lép reakcióba vízzel. A réz(I)-oxidot tömény sósavoldatba visszük át, így kloridkomplex képződik:
Cu 2 O+4 HCl→2 H[ CuCl2]+ H 2 O
Ammónia és ammóniumsók tömény oldatában is feloldjuk:
Cu 2 O+2NH 4 + →2 +
Híg kénsavban aránytalan a kétértékű rézhez és a fémes rézhez:
Cu 2 O+H 2 ÍGY 4 (dil.) →CuSO 4 + Cu 0 ↓+H 2 O
Ezenkívül a réz(I)-oxid vizes oldatokban a következő reakciókba lép be:
1. Oxigén hatására lassan réz(II)-hidroxiddá oxidálódik:
2 Cu 2 O+4 H 2 O+ O 2 →4 Cu(Ó) 2 ↓
2. Híg hidrogén-halogenidekkel reagál, és a megfelelő réz(I)-halogenideket képez:
Cu 2 O+2 HG→2CuG↓ +H 2 O(G=Cl, Br, J)
3. Fémrézré redukálva tipikus redukálószerekkel, például nátrium-hidroszulfittal tömény oldatban:
2 Cu 2 O+2 NaSO 3 →4 Cu↓+ Na 2 ÍGY 4 + H 2 ÍGY 4
A réz(I)-oxid a következő reakciókban redukálódik fémrézré:
1. 1800 °C-ra hevítve (bomlás):
2 Cu 2 O - 1800° C →2 Cu + O 2
2. Hidrogén-, szén-monoxid-, alumínium- és más tipikus redukálószer-áramban hevítve:
Cu 2 O+H 2 - >250°C →2Cu+H 2 O
Cu 2 O+CO - 250-300 °C →2Cu+CO 2
3 Cu 2 O + 2 Al - 1000° C →6 Cu + Al 2 O 3
Ezenkívül magas hőmérsékleten a réz(I)-oxid reagál:
1. Ammóniával (réz(I)-nitrid képződik)
3 Cu 2 O + 2 NH 3 - 250° C →2 Cu 3 N + 3 H 2 O
2. Alkálifém-oxidokkal:
Cu 2 O+M 2 O- 600-800 °C →2 MCuO (M = Li, Na, K)
Ebben az esetben a réz (I) kuprátjai képződnek.
A réz(I)-oxid jelentősen reagál lúgokkal:
Cu 2 O+2 NaOH (konc.) + H 2 O↔2 Na[ Cu(Ó) 2 ]
b) réz-hidroxid (én) CuOH
A réz(I)-hidroxid sárga anyagot képez, és vízben oldhatatlan.
Könnyen lebomlik hevítés vagy forralás hatására:
2 CuOH → Cu 2 O + H 2 O
c) HalogenidekCuF, CuTÓL TŐLl, CuBrÉsCuJ
Mindezek a vegyületek fehér kristályos anyagok, vízben rosszul oldódnak, de könnyen oldódnak feleslegben NH 3 -ban, cianidionokban, tioszulfátionokban és más erős komplexképző anyagokban. A jód csak Cu +1 J vegyületet képez. Gázhalmazállapotban (CuГ) 3 típusú ciklusok jönnek létre. Reverzibilisen oldódik a megfelelő hidrogén-halogenidekben:
CuG + HG ↔H[ CuG 2 ] (G=Cl, Br, J)
A réz(I)-klorid és -bromid nedves levegőn instabil, és fokozatosan bázikus réz(II)sókká alakul:
4 CuD +2H 2 O + O 2 →4 Cu(Ó)G (G=Cl, Br)
d) Egyéb rézvegyületek (én)
1. A réz(I)-acetát (CH 3 COOCu) - rézvegyület, színtelen kristályok formájában. Vízben lassan hidrolizál Cu 2 O-vá, levegőben kétértékű réz-acetáttá oxidálódik; CH 3 COOSu vétele redukcióval (CH 3 COO) 2 Cu hidrogénnel vagy rézzel, szublimáció (CH 3 COO) 2 Cu vákuumban vagy kölcsönhatás (NH 3 OH) SO 4 (CH 3 COO) 2 Cu-val p-re H 3 COOH 3 jelenlétében. Az anyag mérgező.
2. Réz(I)-acetilenid - vörösesbarna, néha fekete kristályok. Ha megszáradnak, a kristályok ütközés vagy hő hatására felrobbannak. Nedvességálló. Az oxigén hiányában történő detonáció nem hoz létre gáznemű anyagokat. Savak hatására bomlik. Csapadékként képződik, amikor az acetilént réz(I)-sók ammóniás oldataiba vezetik:
TÓL TŐL 2 H 2 +2[ Cu(NH 3 ) 2 ](Ó) → Cu 2 C 2 ↓ +2 H 2 O+2 NH 3
Ezt a reakciót az acetilén kvalitatív kimutatására használják.
3. Réz-nitrid - szervetlen vegyület, amelynek képlete Cu 3 N, sötétzöld kristályok.
Melegítés hatására lebomlik:
2 Cu 3 N - 300° C →6 Cu + N 2
Hevesen reagál savakkal:
2 Cu 3 N +6 HCl - 300° C →3 Cu↓ +3 CuCl 2 +2 NH 3
3. §. A kétértékű réz kémiai tulajdonságai (st.c. = +2)
A réz legstabilabb oxidációs állapota és a legjellemzőbb.
a) réz-oxid (II) CuO
A CuO a kétértékű réz bázikus oxidja. Fekete kristályok, normál körülmények között meglehetősen stabilak, vízben gyakorlatilag nem oldódnak. A természetben fekete színű tenorit (melakonit) ásványi formában fordul elő. A réz(II)-oxid savakkal reagálva a réz(II) és a víz megfelelő sóit képezi:
CuO + 2 HNO 3 → Cu(NEM 3 ) 2 + H 2 O
Amikor a réz-oxidot lúgokkal olvasztják össze, a réz (II) kuprátok képződnek:
CuO+2 KOH- t ° → K 2 CuO 2 + H 2 O
1100 °C-ra hevítve lebomlik:
4 CuO- t ° →2 Cu 2 O + O 2
b) Réz(II)-hidroxidCu(Ó) 2
A réz(II)-hidroxid kék színű amorf vagy kristályos anyag, vízben gyakorlatilag nem oldódik. 70-90 °C-ra melegítve a Cu(OH)2 por vagy vizes szuszpenziói CuO-ra és H 2O-ra bomlanak:
Cu(Ó) 2 → CuO + H 2 O
Ez egy amfoter hidroxid. Reagál savakkal, víz és megfelelő rézsót képezve:
Nem lép reakcióba híg lúgoldatokkal, de koncentrált oldatokban oldódik, élénkkék tetrahidroxokuprátok (II) képződnek:
A réz(II)-hidroxid gyenge savakkal bázikus sókat képez. Nagyon könnyen oldódik a felesleges ammóniában, és réz ammóniát képez:
Cu(OH) 2 +4NH 4 OH → (OH) 2 +4H 2 O
A réz ammónia intenzív kék-ibolya színű, ezért az analitikai kémiában használják kis mennyiségű Cu 2+ -ionok meghatározására oldatban.
c) rézsók (II)
A réz(II) egyszerű sói a legtöbb anionról ismertek, kivéve a cianidot és a jodidot, amelyek a Cu 2+ kationnal kölcsönhatásba lépve kovalens réz(I) vegyületeket képeznek, amelyek vízben oldhatatlanok.
A rézsók (+2) többnyire vízben oldódnak. Oldataik kék színe a 2+ ion képződésével függ össze. Gyakran hidrátként kristályosodnak. Így a tetrahidrát réz-klorid (II) vizes oldatából 15 0 C alatt, trihidrát 15-26 0 C-on, dihidrát 26 0 C felett kristályosodik ki. Vizes oldatokban a réz(II)-sók kis mértékben hidrolízisnek vannak kitéve, és gyakran bázikus sók válnak ki belőlük.
1. Réz(II)-szulfát-pentahidrát (réz-szulfát)
A CuSO 4 * 5H 2 O, az úgynevezett réz-szulfát, a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bír. A száraz só kék színű, de enyhén melegítve (200 0 C) kristályvizet veszít. Vízmentes fehér só. További 700 0 C-ra melegítve réz-oxiddá alakul, kén-trioxidot veszítve:
CuSO 4 -- t ° → CuO+ ÍGY 3
A réz-szulfátot a réz tömény kénsavban való feloldásával állítják elő. Ezt a reakciót az "Egy egyszerű anyag kémiai tulajdonságai" című fejezet írja le. A réz-szulfátot a réz elektrolitikus előállítására, a mezőgazdaságban kártevők és növénybetegségek elleni védekezésre, valamint egyéb rézvegyületek előállítására használják.
2. Réz(II)-klorid-dihidrát.
Ezek sötétzöld kristályok, vízben könnyen oldódnak. A réz-klorid tömény oldatai zöldek, a híg oldatok kékek. Ennek oka a zöld klorid komplex képződése:
Cu 2+ +4 Cl - →[ CuCl 4 ] 2-
És további pusztulása és egy kék akvakomplexum kialakulása.
3. Réz(II)-nitrát-trihidrát.
Kék kristályos szilárd anyag. Réz salétromsavban való feloldásával nyerik. Melegítéskor a kristályok először vizet veszítenek, majd oxigén és nitrogén-dioxid felszabadulásával bomlanak, és réz(II)-oxiddá alakulnak:
2Cu(NO 3 ) 2 -- t° →2CuO+4NO 2 +O 2
4. Hidroxomedi(II)-karbonát.
A réz-karbonátok instabilak, és szinte soha nem használják a gyakorlatban. A réztermelés szempontjából csak a bázikus réz-karbonát, a Cu 2 (OH) 2 CO 3, amely a természetben malachit ásványi formában fordul elő. Melegítéskor könnyen lebomlik víz, szén-monoxid (IV) és réz-oxid (II) felszabadulásával:
Cu 2 (OH) 2 CO 3 -- t° →2CuO+H 2 O+CO 2
4. §. A háromértékű réz kémiai tulajdonságai (st.c. = +3)
Ez az oxidációs állapot a legkevésbé stabil a réz esetében, ezért a réz(III)-vegyületek inkább kivételek, mint „szabály”. Létezik azonban néhány háromértékű rézvegyület.
a) Réz-oxid (III) Cu 2 O 3
Ez egy kristályos anyag, sötét gránát színű. Nem oldódik vízben.
Réz(II)-hidroxid kálium-peroxodiszulfáttal lúgos közegben, alacsony hőmérsékleten történő oxidációjával nyerik:
2Cu(OH) 2 +K 2 S 2 O 8 +2KOH -- -20°C →Cu 2 O 3 ↓+2K 2 ÍGY 4 +3H 2 O
Ez az anyag 400 0 C hőmérsékleten bomlik:
Cu 2 O 3 -- t ° →2 CuO+ O 2
A réz(III)-oxid erős oxidálószer. A hidrogén-kloriddal való kölcsönhatás során a klór szabad klórrá redukálódik:
Cu 2 O 3 +6 HCl-- t ° →2 CuCl 2 + Cl 2 +3 H 2 O
b) Réz-kuprátok (W)
Ezek fekete vagy kék anyagok, vízben nem stabilak, diamágnesesek, az anion négyzetekből álló szalag (dsp 2). A réz(II)-hidroxid és az alkálifém-hipoklorit kölcsönhatása során keletkezik lúgos környezetben:
2 Cu(Ó) 2 + MClO + 2 NaOH→2MCuO 3 + NaCl +3 H 2 O (M= Na- Cs)
c) Kálium-hexafluor-kuprát(III)
Zöld anyag, paramágneses. Oktaéderes szerkezet sp 3 d 2 . CuF 3 réz-fluorid komplex, amely -60 0 C-on szabad állapotban lebomlik. Kálium és réz-klorid keverékének fluor atmoszférában történő hevítésével keletkezik:
3KCl + CuCl + 3F 2 → K 3 + 2Cl 2
Lebontja a vizet szabad fluor képződésével.
§öt. Rézvegyületek oxidációs állapotban (+4)
Eddig egyetlen olyan anyagot ismer a tudomány, ahol a réz +4 oxidációs állapotban van, ez a cézium-hexafluor-kuprát (IV) - Cs 2 Cu +4 F 6 - narancssárga kristályos anyag, üvegampullában 0 0 C-on stabil. Hevesen reagál vízzel. Cézium- és réz-klorid keverékéből nagy nyomáson és hőmérsékleten végzett fluorozással nyert:
CuCl 2 +2CsCl +3F 2 -- t ° o → Cs 2 CuF 6 +2Cl 2
Betöltés...