Malahit je jednostavna ili složena supstanca. Kvarc sadrži dva elementa - silicijum i kiseonik. Koje jednostavne? Pitanja za specijalizovane časove

Sažetak časa hemije “Složene supstance” (8. razred)

Čas formira kod učenika prirodno-naučnu sliku svijeta, uvodi naučne metode dokazivanja sastava supstanci. U procesu izvođenja eksperimentalnog rada studenti samostalno proučavaju sastav složene supstance, samostalno formulišu pojmove, upoređuju dobijene rezultate i donose zaključke. Posebnost ovog časa je istraživačka aktivnost učenika, koja razvija zapažanje, samostalnost i sposobnost logičkog mišljenja. Tokom eksperimentalnog rada, posmatrajući demonstraciono iskustvo i radeći sa prezentacijom, učenici sastavljaju završnu tabelu u kojoj je prikazan sastav supstanci.

Struktura časa jasno definiše aktivnosti nastavnika i učenika. Čas promovira lični razvoj učenika i usmjeren je na samostalno sticanje znanja.

Svrha lekcije:

Formiranje najvažnijeg hemijskog pojma „supstanca“, metode dokazivanja složene supstance – analiza i sinteza.

Zadaci:

Naučiti učenike da koriste hemijski jezik, grupišu i klasifikuju supstance po sastavu i svojstvima i upoređuju svojstva supstanci.

Razviti vještine zapažanja, sposobnost izvođenja eksperimenata i sposobnost izvođenja zaključaka o sastavu tvari na osnovu rezultata eksperimenta.

Razviti sposobnost logičkog mišljenja, razviti apstraktno mišljenje i sposobnost planiranja tijeka eksperimenta.

Upoznajte se sa sigurnosnim pravilima pri zagrijavanju tvari, pravilima za paljenje i gašenje alkoholne lampe i mjerama opreza pri korištenju vatre.

Promovisati lični razvoj učenika.

Oprema: epruvete, šibice za alkoholne lampe, držači, malahit, kalijum permanganat, iver, gvožđe i sumporni prah. Video klip elektrolize vode. Projektor. Prezentacija.

Organizacioni trenutak – 1 minut.

Pozdravljam učenike, provjeravam prisustvo učenika, imenujem dežurnog, provjeravam spremnost učenika za nastavu, dostupnost nastavnog materijala iz predmeta.

Provjera domaćeg zadatka – 10 minuta.

Ekspresno anketiranje: Zapišite znakove hemijskih elemenata (metala i nemetala)

Litijum, zlato, argon, hlor, silicijum, magnezijum, neon, hrom, jod, bakar, gvožđe, kiseonik, bor, berilijum, fosfor.

Usmena anketa.

1 student. Koje supstance se smatraju jednostavnim? Opišite njihova svojstva.

2 student. Koja svojstva, strukturu i strukturu imaju nemolekularne supstance?

3 student. Sastavite formule jednostavnih supstanci koje formiraju elementi trećeg perioda, uporedite njihova svojstva i strukturu.

Proučavanje novog materijala, izvođenje studentskog eksperimenta – 26 minuta

Nastavnik postavlja ciljeve i zadatke časa.

Refleksija – 7 minuta.

1. Koje supstance se smatraju jednostavnim? Koje su teške?

2. Kako se određuje sastav supstance?

3. Definirajte koncepte “sinteza” i “analiza”.

4. Kakvu strukturu imaju složene supstance?

Učenici samoprovjeravaju i međusobno provjeravaju popunjenu tabelu i izvedene zaključke o složenosti ispitivanih supstanci.

V. Domaća zadaća – 1 minuta.

§7 na paragraf „Formule složenih supstanci su...“, zadaci 3,5,6, domaći eksperiment.

Kriterijumi za ocjenjivanje uspješnosti učenika

Aneks 1.

EREMINA

IRINA KONSTANTINOVNA

Blog lekcija na temu "Datoteke i strukture datoteka"
za učenike srednjih škola iz predmeta
informatika (8. razred)

Lekcija na blogu je fokusirana na N.D. program. Ugrinovich. Svrha kreiranja lekcije na blogu je formiranje razumijevanja datoteka i sistema datoteka i proučavanje mogućnosti Web 2.0 servisa Blogger okruženja za komunikaciju, implementacija pristupa učenju usmjerenog na učenika i razvoj komunikacijskih i informatičkih vještina za rad u učionici i na internetu. Ovaj oblik rada sa grupom učenika fokusira se na sposobnost rješavanja problemskih situacija, razvija samostalnost i formira univerzalne aktivnosti učenja i predmetne kompetencije. U toku blog časa učenici kreiraju mrežni projekat u kojem izvršavaju zadatke koje im je predložio nastavnik, čime stiču nova znanja o temi lekcije.

Ciljevi lekcije: Formiranje razumijevanja datoteka i struktura datoteka.

RUZANOVA

TATYANA LEONIDOVNA

13.1. Definicije

Najvažnije klase anorganskih supstanci tradicionalno uključuju jednostavne supstance (metali i nemetali), okside (kiseli, bazični i amfoterni), hidrokside (neke kiseline, baze, amfoterni hidroksidi) i soli. Supstance koje pripadaju istoj klasi imaju slična hemijska svojstva. Ali već znate da se prilikom identifikacije ovih klasa koriste različiti kriteriji klasifikacije.
U ovom odeljku ćemo konačno formulisati definicije svih najvažnijih klasa hemijskih supstanci i razumeti po kojim kriterijumima se te klase razlikuju.
Počnimo sa jednostavne supstance (klasifikacija prema broju elemenata koji čine supstancu). Obično se dijele na metali I nemetali(Sl. 13.1- A).
Već znate definiciju "metala".

Iz ove definicije jasno je da je glavna karakteristika koja nam omogućava da jednostavne supstance podijelimo na metale i nemetale vrsta kemijske veze.

Većina nemetala ima kovalentne veze. Ali postoje i plemeniti plinovi (jednostavne tvari elemenata VIIIA grupe), čiji su atomi u čvrstom i tekućem stanju povezani samo intermolekularnim vezama. Otuda i definicija.

Prema svojim hemijskim svojstvima metali se dele u grupu tzv amfoterni metali. Ovo ime odražava sposobnost ovih metala da reaguju i sa kiselinama i sa alkalijama (kao amfoterni oksidi ili hidroksidi) (Slika 13.1- b).
Osim toga, zbog hemijske inertnosti među metalima ima plemenitih metala. To uključuje zlato, rutenijum, rodijum, paladijum, osmijum, iridijum i platinu. Prema tradiciji, malo reaktivnije srebro je također klasifikovano kao plemeniti metali, ali inertni metali kao što su tantal, niobij i neki drugi nisu uključeni. Postoje i druge klasifikacije metala, na primjer, u metalurgiji su svi metali podijeljeni crno i obojeno, odnosi se na željezne metale željezo i njegove legure.
Od složene supstance najvažnije su, prije svega, oksidi(vidi §2.5), ali budući da njihova klasifikacija uzima u obzir kiselinsko-bazna svojstva ovih jedinjenja, prvo se prisjećamo šta kiseline I osnove.

Dakle, razlikujemo kiseline i baze iz ukupne mase jedinjenja koristeći dvije karakteristike: sastav i hemijska svojstva.
Prema svom sastavu, kiseline se dijele na koji sadrže kiseonik (oksokiseline) I bez kiseonika(Sl. 13.2).

Treba imati na umu da kiseline koje sadrže kisik, po svojoj strukturi, jesu hidroksidi.

Bilješka. Tradicionalno, za kiseline bez kisika, riječ "kiselina" koristi se u slučajevima kada je riječ o otopini odgovarajuće pojedinačne tvari, na primjer: tvar HCl naziva se klorovodikom, a njezina vodena otopina naziva se hlorovodonična ili hlorovodonična. kiselina.

Vratimo se sada na okside. Grupi smo dodijelili okside kiselo ili main po tome kako reaguju sa vodom (ili po tome da li su napravljeni od kiselina ili baza). Ali ne reagiraju svi oksidi s vodom, ali većina njih reagira s kiselinama ili alkalijama, pa je bolje klasificirati okside prema ovoj osobini.

Postoji nekoliko oksida koji u normalnim uslovima ne reaguju ni sa kiselinama ni sa alkalijama. Takvi oksidi se nazivaju ne stvaraju soli. To su, na primjer, CO, SiO, N 2 O, NO, MnO 2. Nasuprot tome, preostali oksidi se nazivaju formiranje soli(Sl. 13.3).

Kao što znate, većina kiselina i baza jeste hidroksidi. Na osnovu sposobnosti hidroksida da reaguju i sa kiselinama i sa alkalijama, oni se (kao i među oksidima) dele na amfoterni hidroksidi(Sl. 13.4).

Sada samo treba da definišemo soli. Izraz so se koristi dugo vremena. Kako se nauka razvijala, njeno značenje je više puta mijenjano, prošireno i pojašnjeno. U savremenom shvaćanju, sol je ionsko jedinjenje, ali tradicionalno soli ne uključuju ionske okside (kako se nazivaju osnovni oksidi), ionske hidrokside (baze), kao ni ionske hidride, karbide, nitride, itd. na pojednostavljeni način, možemo reći, šta

Može se dati još jedna, preciznija definicija soli.

Kada se dobije ova definicija, oksonijumove soli se obično klasifikuju i kao soli i kao kiseline.
Soli se obično dijele prema svom sastavu na kiselo, prosjek I osnovni(Sl. 13.5).

Odnosno, anjoni kiselih soli uključuju atome vodika koji su povezani kovalentnim vezama s drugim atomima aniona i koji se mogu otkinuti pod djelovanjem baza.

Bazične soli obično imaju vrlo složen sastav i često su nerastvorljive u vodi. Tipičan primjer bazične soli je mineral malahit Cu 2 (OH) 2 CO 3 .

Kao što vidite, najvažnije klase hemijskih supstanci razlikuju se prema različitim kriterijumima klasifikacije. Ali bez obzira na to kako razlikujemo klasu supstanci, sve supstance ove klase imaju zajednička hemijska svojstva.

U ovom poglavlju ćete se upoznati sa najkarakterističnijim hemijskim svojstvima supstanci koje predstavljaju ove klase i sa najvažnijim metodama za njihovu pripremu.

METALI, NEMETALI, AMFOTERNI METALI, KISELINE, BAZE, OKSO KISELINE, KISELINE BEZ KISENIKA, BAZNI OKSIDI, KISELI OKSIDI, AMFOTERNI OKSIDI, AMFOTERNI HIDROKSIDI, SOLI, SOLI BELE KISELICE,
1.Gde se u prirodnom sistemu elemenata nalaze elementi koji formiraju metale, a gde elementi koji formiraju nemetale?
2. Napišite formule pet metala i pet nemetala.
3. Napravite strukturne formule sljedećih jedinjenja:
(H 3 O)Cl, (H 3 O) 2 SO 4, HCl, H 2 S, H 2 SO 4, H 3 PO 4, H 2 CO 3, Ba(OH) 2, RbOH.
4. Koji oksidi odgovaraju sljedećim hidroksidima:
H2SO4, Ca(OH)2, H3PO4, Al(OH)3, HNO3, LiOH?
Koja je priroda (kisela ili bazična) svakog od ovih oksida?
5. Pronađite soli među sljedećim supstancama. Napravite njihove strukturne formule.
KNO 2, Al 2 O 3, Al 2 S 3, HCN, CS 2, H 2 S, K 2, SiCl 4, CaSO 4, AlPO 4
6. Napravite strukturne formule sljedećih kiselih soli:
NaHSO 4, KHSO 3, NaHCO 3, Ca(H 2 PO 4) 2, CaHPO 4.

U metalnim kristalima i njihovim topljenjima, atomska jezgra su povezana jednim elektronskim oblakom metalne veze. Poput pojedinačnog atoma elementa koji formira metal, metalni kristal ima sposobnost doniranja elektrona. Tendencija metala da odustane od elektrona ovisi o njegovoj strukturi i, prije svega, o veličini atoma: što su atomske jezgre veće (odnosno, veći ionski radijusi), metal se lakše odriče elektrona.
Metali su jednostavne tvari, stoga je oksidacijsko stanje atoma u njima 0. Ulazeći u reakcije, metali gotovo uvijek mijenjaju oksidacijsko stanje svojih atoma. Atomi metala, koji nemaju tendenciju da prihvate elektrone, mogu ih samo donirati ili dijeliti. Elektronegativnost ovih atoma je niska, pa čak i kada formiraju kovalentne veze, atomi metala dobijaju pozitivno oksidaciono stanje. Shodno tome, svi metali pokazuju, u jednom ili drugom stepenu, obnavljajuća svojstva. Oni reaguju:
1) C nemetali(ali ne sa svima i ne sa svima):
4Li + O 2 = 2Li 2 O,
3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (kada se zagrije),
Fe + S = FeS (kada se zagrije).
Najaktivniji metali lako reaguju sa halogenima i kiseonikom, a samo litijum i magnezijum reaguju sa veoma jakim molekulima azota.
Pri reakciji s kisikom većina metala stvara okside, a najaktivniji perokside (Na 2 O 2, BaO 2) i druga složenija jedinjenja.
2) C oksidi manje aktivni metali:
2Ca + MnO 2 = 2CaO + Mn (kada se zagrije),
2Al + Fe 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Fe (sa predgrijavanjem).
Mogućnost nastanka ovih reakcija određena je općim pravilom (redoks reakcije se odvijaju u smjeru stvaranja slabijih oksidacijskih i redukcijskih sredstava) i ne ovisi samo o aktivnosti metala (aktivniji metal, odnosno metal koji lakše odustaje od svojih elektrona, smanjuje manje aktivni), ali i na energiju kristalne rešetke oksida (reakcija teče u pravcu stvaranja „jačeg“ oksida).
3) C kiseli rastvori(§ 12.2):
Mg + 2H 3 O = Mg 2B + H 2 + 2H 2 O, Fe + 2H 3 O = Fe 2 + H 2 + 2H 2 O,
Mg + H 2 SO 4p = MgSO 4p + H 2, Fe + 2HCl p = FeCl 2p + H 2.
U ovom slučaju, mogućnost reakcije se lako određuje nizom napona (reakcija se događa ako je metal u nizu napona lijevo od vodonika).
4) C rastvori soli(§ 12.2):

Fe + Cu 2 = Fe 2 + Cu, Cu + 2Ag = Cu 2 +2Ag,
Fe + CuSO 4p = Cu + FeSO 4p, Cu + 2AgNO 3p = 2Ag + Cu(NO 3) 2p.
Ovdje se također koristi niz napona kako bi se odredilo može li doći do reakcije.
5) Pored toga, najaktivniji metali (alkalni i zemnoalkalni) reaguju sa vodom (§ 11.4):
2Na + 2H 2 O = 2Na + H 2 + 2OH, Ca + 2H 2 O = Ca 2 + H 2 + 2OH,
2Na + 2H 2 O = 2NaOH p + H 2, Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2p + H 2.
U drugoj reakciji moguće je stvaranje precipitata Ca(OH) 2.
Većina metala u industriji dobiti, smanjenje njihovih oksida:
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 (na visokoj temperaturi),
MnO 2 + 2C = Mn + 2CO (na visokoj temperaturi).
Za ovo se u laboratoriji često koristi vodonik:

Najaktivniji metali, kako u industriji tako iu laboratoriji, dobijaju se elektrolizom (§ 9.9).
U laboratoriji, manje aktivni metali se mogu redukovati iz rastvora njihovih soli aktivnijim metalima (za ograničenja, videti § 12.2).

1. Zašto metali ne pokazuju oksidirajuća svojstva?
2. Šta prvenstveno određuje hemijsku aktivnost metala?
3. Izvršite transformacije
a) Li Li 2 O LiOH LiCl; b) NaCl Na Na 2 O 2;
c) FeO Fe FeS Fe 2 O 3; d) CuCl 2 Cu(OH) 2 CuO Cu CuBr 2.
4. Vratite lijeve strane jednadžbe:
a) ... = H 2 O + Cu;
b) ... = 3CO + 2Fe;
c) ... = 2Cr + Al 2 O 3
. Hemijska svojstva metala.

Kvarc sadrži dva elementa - silicijum i kiseonik. Od kojih jednostavnih supstanci se može dobiti kvarc? Koja su dva načina da se dokaže da kvarc sadrži kiseonik i silicijum?

odgovori:

Kvarc sadrži dva elementa - silicijum i kiseonik. Od kojih jednostavnih supstanci se može dobiti kvarc? Koja su dva načina da se dokaže da kvarc sadrži kiseonik i silicijum?Mineral fluorita se sastoji od dva elementa - kalcijuma i fluora. N Njegova tačka topljenja je 1400 °C. Koju strukturu ima ova supstanca - molekularnu ili nemolekularnu? Kojoj klasi (jednostavnoj ili složenoj) supstanci pripada fluorit? Napišite formulu za ovu tvar ako ima 2 atoma fluora na 1 atom kalcija. Dajte fluoritu hemijsko ime Koje fraze govore o jednostavnim, a koje o složenim supstancama: a) molekul sumpora se sastoji od osam atoma sumpora; b) metan se razlaže na ugljenik i vodonik; c) kristal grafita se sastoji od atoma ugljika; d) vodonik sulfid se može dobiti iz vodonika i sumpora; e) magnezijum se može dobiti iz magnezijuma i kiseonika; f) postoje li atomi bakra u čvorovima kristalne rešetke bakra? G Nekoliko supstanci - ugalj, soda, magnezijum, malahitni prah - grijano je odvojeno. U isto vrijeme, soda i malahit su se razložili u nove tvari, a ugalj i magnezij u kombinaciji s kisikom. Kakav zaključak o sastavu proučavanih supstanci se može izvesti iz posmatranja?Šta izražavaju hemijske formule složenih supstanci molekularne i nemolekularne strukture? Šta znače indeksi u hemijskim formulama? Napravite formule za složene supstance, čiji su molekularni modeli prikazani na Sl. 23. Koliki je odnos atoma hemijskih elemenata u sastavu nemolekularnih kompleksnih supstanci: bakar oksid Cu20, kalijum sulfat K2S04, natrijum karbonat (soda) Na2C03? Sastavite nazive sledećih složenih supstanci prema njihovim formulama: FeS, ZnO, ZnS, AlBr3, SiCl4, Cr2S3, CuCl2, K3N, H20 Navedite koji elementi su uključeni u sastav kalcijum nitrida, cink sulfida, kalcijum jodida, natrijum hlorida, fosfor-oksida, zlatnog hlorida, magnezijuma. hemijske formule supstanci prema poznatom omjeru atoma: željezni oksid (na dva atoma Fe - tri O atoma), ugljični sulfid (za jedan C atom - dva S atoma), kalaj hlorid (za jedan atom Sn - četiri C1 atoma) , dušikov oksid (za dva N atoma - pet O atoma).

Bakar i njegova prirodna jedinjenja.

Bakar je element grupe 1B periodnog sistema, gustine 8,9 g cm-3, jedan od prvih metala poznatih čoveku. Vjeruje se da se bakar počeo koristiti oko 5000 godina prije Krista. Bakar se rijetko nalazi u prirodi kao metal. Prvi metalni alati napravljeni su od bakarnih grumenova, moguće uz pomoć kamenih sjekira. Indijanci koji su živjeli na njegovim obalama jezera. Gornja (Sjeverna Amerika), gdje ima vrlo čistog autohtonog bakra, metode hladne obrade bile su poznate prije Kolumbovog vremena. Oko 3500 pne Na Bliskom istoku naučili su vaditi bakar iz ruda, a dobivao se redukcijom uglja. U starom Egiptu postojali su rudnici bakra. Poznato je da su blokovi za čuvenu Keopsovu piramidu obrađeni bakrenim alatom.

Do 3000 pne U Indiji, Mesopotamiji i Grčkoj bakru je dodavan kalaj da bi se topila tvrđa bronca. Otkriće bronze možda se dogodilo slučajno, ali njene prednosti u odnosu na čisti bakar brzo su ovu leguru dovele na prvo mjesto. Tako je počelo „bronzano doba“.

Asirci, Egipćani, Hindusi i drugi narodi antike imali su bronzane proizvode. Međutim, drevni majstori su naučili da lijevaju čvrste bronzane statue tek u 5. stoljeću. BC. Oko 290. pne Chares je stvorio Kolosa sa Rodosa u čast boga sunca Heliosa. Bio je visok 32 m i stajao je iznad ulaza u unutrašnju luku drevne luke ostrva Rodos u istočnom Egejskom moru. Džinovska bronzana statua uništena je u zemljotresu 223. godine.

Preci starih Slovena, koji su živjeli u basenu Dona i području Dnjepra, koristili su bakar za izradu oružja, nakita i predmeta za domaćinstvo. Ruska riječ "bakar", prema nekim istraživačima, dolazi od riječi "mida", koja je među drevnim plemenima koja su naseljavala istočnu Evropu značila metal općenito.

Simbol Cu dolazi od latinskog aes cyproum (kasnije Cuprum), budući da je Kipar bio mjesto rudnika bakra starih Rimljana. Relativni sadržaj bakra u zemljinoj kori iznosi 6,8·10–3%. Prirodni bakar je vrlo rijedak. Obično se element nalazi u obliku sulfida, oksida ili karbonata. Najvažnije rude bakra su halkopirit CuFeS2, za koji se procjenjuje da čini oko 50% svih nalazišta ovog elementa, bakarni sjaj (halkocit) Cu2S, kuprit Cu2O i malahit Cu2CO3(OH)2. Velika nalazišta rude bakra pronađena su u raznim dijelovima Sjeverne i Južne Amerike, u Africi i kod nas. U 18.–19. vijeku. U blizini jezera Onega, samorodni bakar je iskopan i poslat u kovnicu novca u Sankt Peterburgu. Otkriće industrijskih nalazišta bakra na Uralu i Sibiru povezano je sa imenom Nikite Demidova. Upravo je on, dekretom Petra I, počeo kovati bakarni novac 1704. godine.

Bogata nalazišta bakra su dugo bila razvijena. Danas se gotovo sav metal iskopava iz ruda niskog kvaliteta koje ne sadrže više od 1% bakra. Neke rude oksida bakra mogu se reducirati direktno u metal zagrijavanjem koksom. Međutim, većina bakra se proizvodi iz sulfidnih ruda koje sadrže željezo, što zahtijeva složeniju obradu. Ove rude su relativno siromašne, a ekonomski efekat njihove eksploatacije može se postići samo povećanjem obima proizvodnje. Ruda se obično kopa u ogromnim površinskim kopovima bagerima sa kašikama do 25 m3 i kamionima nosivosti do 250 tona.Sirovina se melje i koncentriše (do sadržaja bakra od 15-20%) korišćenjem pjenasta flotacija, sa ozbiljnim problemom odlaganja mnogo miliona tona finog usitnjenog otpada u okoliš. Silicijum se dodaje u koncentrat, a zatim se mešavina zagreva u reverberacionim pećima (visoke peći su nezgodne za fino mlevenu rudu) do temperature od 1400°C, na kojoj se topi. Ukupna jednačina za reakcije koje se dešavaju može se predstaviti kao:

2CuFeS2 + 5O2 + 2SiO2 = 2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2

Cu+1 + 1e– = Cu0 |

Fe+3 + 1e– = Fe+2 | –10 e–

2S-2 – 12e– = 2S+4 |

O2 + 4e– = 2O-2

Većina nastalog blister bakra se pročišćava elektrohemijskom metodom, izlivajući anode iz njega, koje se zatim suspenduju u zakiseljenom rastvoru bakar sulfata CuSO4, a katode se prekrivaju listovima pročišćenog bakra. Tokom procesa elektrolize, čisti bakar se taloži na katodama, a nečistoće se skupljaju u blizini anoda u obliku anodne suspenzije, koja je vrijedan izvor srebra, zlata i drugih plemenitih metala. Otprilike 1/3 upotrijebljenog bakra je reciklirani bakar istopljen iz otpada. Godišnja proizvodnja novog metala je oko 8 miliona tona. Lideri u proizvodnji bakra su Čile (22%), SAD (20%), ZND (9%), Kanada (7,5%), Kina (7,5%) i Zambija ( 5%).

Glavna upotreba metala je kao provodnik električne struje. Osim toga, bakar se koristi u legurama novčića, zbog čega se često naziva "metal za novčić". Takođe se nalazi u tradicionalnim bronzima (legure bakra sa 7-10% kositra) i mesingu (legure bakra i cinka) i specijalnim legurama kao što je Monel (legure nikla i bakra). Alati za obradu metala od legura bakra ne vare i mogu se koristiti u eksplozivnim radionicama. Legure na bazi bakra koriste se za izradu duvačkih instrumenata i zvona.

U obliku jednostavne tvari, bakar ima karakterističnu crvenkastu boju. Metal bakra je mekan i duktilan. U pogledu električne i toplinske provodljivosti, bakar je drugi nakon srebra. Metalni bakar, kao i srebro, ima antibakterijska svojstva.

Bakar je stabilan na čistom, suhom zraku na sobnoj temperaturi, ali stvara okside na vrućim temperaturama. Takođe reaguje sa sumporom i halogenima. U atmosferi koja sadrži spojeve sumpora, bakar postaje prekriven zelenim slojem bazičnog sulfata. U elektrohemijskom nizu napona, bakar se nalazi desno od vodonika, tako da praktički ne stupa u interakciju s neoksidirajućim kiselinama. Metal se otapa u vrućoj koncentrovanoj sumpornoj kiselini, kao i u razblaženoj i koncentrovanoj azotnoj kiselini. Osim toga, bakar se može otopiti djelovanjem vodenih otopina cijanida ili amonijaka:

2Cu + 8NH3 H2O + O2 = 2(OH)2 + 6H2O

Prema položaju bakra u periodnom sistemu, njegovo jedino stabilno oksidaciono stanje bi trebalo da bude (+I), ali to nije slučaj. Bakar je sposoban da prihvati viša oksidaciona stanja, a najstabilnije, posebno u vodenim rastvorima, je oksidaciono stanje (+II). Bakar(III) može biti uključen u biohemijske reakcije prenosa elektrona. Ovo oksidaciono stanje je rijetko i vrlo se lako smanjuje čak i slabim redukcijskim agensima. Poznato je nekoliko jedinjenja bakra(+IV).

Kada se metal zagrije u zraku ili kisiku, nastaju bakreni oksidi: žuti ili crveni Cu2O i crni CuO. Povećanje temperature potiče stvaranje pretežno bakar(I) oksida Cu2O. U laboratoriji se ovaj oksid može lako dobiti redukcijom alkalne otopine soli bakra(II) glukozom, hidrazinom ili hidroksilaminom:

2CuSO4 + 2NH2OH + 4NaOH = Cu2O + N2 + 2Na2SO4 + 5H2O

Ova reakcija je osnova Fehlingovog testa osjetljivosti na šećere i druge redukcijske agense. Ispitivanoj supstanci se dodaje rastvor soli bakra(II) u alkalnom rastvoru. Ako je supstanca redukciono sredstvo, pojavljuje se karakterističan crveni talog.

Budući da je Cu+ kation nestabilan u vodenoj otopini, kada je Cu2O izložen kiselinama, dolazi do dismutacije ili kompleksiranja:

Cu2O + H2SO4 = Cu + CuSO4 + H2O

Cu2O + 4HCl = 2 H + H2O

Cu2O oksid primjetno stupa u interakciju sa alkalijama. Ovo stvara kompleks:

Cu2O + 2NaOH + H2O=2Na

Za dobivanje bakar(II) oksida CuO najbolje je koristiti razlaganje

nitrat ili bazični bakar(II) karbonat:

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

(CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2 + H2O

Bakarni oksidi su nerastvorljivi u vodi i ne reaguju sa njom. Jedini bakar hidroksid, Cu(OH)2, obično se priprema dodavanjem alkalija u vodeni rastvor soli bakra(II). Blijedoplavi precipitat bakar(II) hidroksida, koji pokazuje amfoterna svojstva (sposobnost hemijskih jedinjenja da pokažu bazična ili kisela svojstva), može se rastvoriti ne samo u kiselinama, već iu koncentrisanim alkalijama. U tom slučaju nastaju tamnoplave otopine koje sadrže čestice tipa 2–. Bakar(II) hidroksid se takođe otapa u rastvoru amonijaka:

Cu(OH)2 + 4NH3 H2O = (OH)2 + 4H2O

Bakar(II) hidroksid je termički nestabilan i raspada se pri zagrijavanju:

Cu(OH)2 = CuO + H2O

Postoje informacije o postojanju tamnocrvenog oksida Cu2O3, nastalog djelovanjem K2S2O8 na Cu(OH)2. Snažan je oksidant; kada se zagrije na 400°C, razlaže se na CuO i O2.

Kation bakra(II) je, naprotiv, prilično stabilan u vodenom rastvoru. Soli bakra(II) su uglavnom rastvorljive u vodi. Plava boja njihovih rastvora povezana je sa formiranjem jona 2+. Često kristaliziraju kao hidrati. Vodene otopine su malo podložne hidrolizi i iz njih se često talože bazične soli. Glavni karbonat postoji u prirodi - to je mineral malahit, glavni sulfati i hloridi nastaju tokom atmosferske korozije bakra, a glavni acetat (verdienne) se koristi kao pigment.

Verdigris je poznat još od vremena Plinija Starijeg (23–79 n.e.). Ruske apoteke počele su da ga dobijaju početkom 17. veka. Ovisno o načinu proizvodnje, može biti zelene ili plave boje. Njime su oslikani zidovi kraljevskih odaja u Kolomenskome u Moskvi.

Najpoznatija jednostavna sol, bakar(II) sulfat pentahidrat CuSO4·5H2O, često se naziva bakar sulfat. Riječ vitriol očigledno dolazi od latinskog Cipri Rosa - ruža Kipra. U Rusiji se bakar sulfat zvao plavi, kiparski, zatim turski. Činjenicu da vitriol sadrži bakar prvi je utvrdio Van Helmont 1644. godine. Godine 1848. R. Glauber je prvi put dobio bakar sulfat iz bakra i sumporne kiseline. Bakar sulfat se široko koristi u elektrolitičkim procesima, prečišćavanju vode i zaštiti biljaka. To je polazni materijal za proizvodnju mnogih drugih jedinjenja bakra.

Tetraamini se lako formiraju dodavanjem amonijaka u vodene otopine bakra(II) dok se početni talog potpuno ne otopi. Tamnoplave otopine bakrenih tetraamina otapaju celulozu, koja se može ponovo istaložiti acidifikacijom, koja se koristi u jednom od procesa za dobijanje viskoze. Dodavanje etanola u otopinu uzrokuje taloženje SO4·H2O. Rekristalizacija tetraamina iz koncentrovanog rastvora amonijaka dovodi do stvaranja ljubičasto-plavih pentaamina, ali se peti molekul, NH3, lako gubi. Heksaamini se mogu pripremiti samo u tečnom amonijaku i čuvaju se u atmosferi amonijaka. Bakar(II) formira kvadratno-planarni kompleks sa makrocikličkim ligandom ftalocijaninom. Njegovi derivati ​​se koriste za proizvodnju niza plavih do zelenih pigmenata koji su stabilni do 500°C i naširoko se koriste u bojama, bojama, plastici, pa čak i obojenim cementima.

Bakar ima važan biološki značaj. Njegove redoks transformacije uključene su u različite biohemijske procese u biljnom i životinjskom svetu.

Više biljke lako podnose relativno veliku količinu jedinjenja bakra iz spoljašnje sredine, dok su niži organizmi, naprotiv, izuzetno osetljivi na ovaj element. Najmanji tragovi jedinjenja bakra ih uništavaju, pa se kao antifungalna sredstva koriste rastvori bakar sulfata ili njihove mešavine sa kalcijum hidroksidom (Bordo mešavina).

Među predstavnicima životinjskog svijeta, najveće količine bakra nalaze se u tijelima hobotnica, ostriga i drugih školjki. U njihovoj krvi igra istu ulogu kao željezo u krvi drugih životinja. Kao dio proteina hemocijanina, uključen je u transport kisika. Neoksidirani hemocijanin je bezbojan, ali u oksidiranom stanju poprima plavkasto-plavu boju. Stoga ne uzalud kažu da hobotnice imaju plavu krv.

Odraslo ljudsko tijelo sadrži oko 100 mg bakra, koncentriranog uglavnom u proteinima, samo je sadržaj željeza i cinka veći. Dnevne ljudske potrebe za bakrom su oko 3-5 mg. Nedostatak bakra dovodi do anemije, ali višak bakra je također opasan po zdravlje.

Bakar je elektropozitivan metal. Relativna stabilnost njegovih jona može se proceniti na osnovu sledećih podataka:

Cu2+ + e → Cu+ E0 = 0,153 V,

Cu+ + e → Cu0 E0 = 0,52 V,

Su2+ + 2e → Su0 E0 = 0,337 V.

Bakar je istisnut iz svojih soli više elektronegativnih elemenata i ne otapa se u kiselinama koje nisu oksidanti. Bakar se otapa u azotnoj kiselini pri čemu nastaje Cu(NO3)2 i dušikovi oksidi, u vrućem konc. H2SO4 - sa stvaranjem CuSO4 i SO2. U zagrijanom razblaženom H2SO4, bakar se rastvara samo kada se kroz rastvor uduva vazduh.

Hemijska aktivnost bakra je niska, na temperaturama ispod 185°C ne reaguje sa suvim vazduhom i kiseonikom. U prisustvu vlage i CO2, na površini bakra se formira zeleni film bazičnog karbonata. Kada se bakar zagrije na zraku, dolazi do površinske oksidacije; Ispod 375°C nastaje CuO, a u rasponu od 375-1100°C, uz nepotpunu oksidaciju bakra, formira se dvoslojni kamenac (CuO + Cu2O). Vlažni hlor reaguje sa bakrom već na sobnoj temperaturi, formirajući bakar(II) hlorid, koji je vrlo rastvorljiv u vodi. Bakar reaguje i sa drugim halogenima.

Bakar ima poseban afinitet za sumpor: gori u sumpornoj pari. Bakar ne reaguje sa vodonikom, azotom ili ugljenikom čak ni na visokim temperaturama. Rastvorljivost vodonika u čvrstom bakru je neznatna i na 400°C iznosi 0,06 g na 100 g bakra. Prisustvo vodika u bakru naglo pogoršava njegova mehanička svojstva (tzv. „vodikova bolest“). Kada se amonijak prođe preko vrućeg bakra, nastaje Cu2N. Već na visokoj temperaturi, bakar je izložen oksidima azota: N2O i NO reaguju da formiraju Cu2O, a NO2 da formiraju CuO. Karbidi Cu2C2 i CuC2 mogu se dobiti djelovanjem acetilena na amonijačne otopine soli bakra. Redox ravnoteže u rastvorima soli bakra u oba oksidaciona stanja su komplikovane lakoćom disproporcionisanja bakra(I) u bakar(0) i bakar(II), tako da se kompleksi bakra(I) obično formiraju samo ako su nerastvorljivi (npr. CuCN i Cul) ili ako je veza metal-ligand kovalentne prirode i prostorni faktori su povoljni.

Bakar(II). Dvostruko nabijeni pozitivni jon bakra je njegovo najčešće stanje. Većina jedinjenja bakra(I) se vrlo lako oksidira u dvovalentna jedinjenja bakra, ali je dalja oksidacija u bakar(III) teška.

Konfiguracija 3d9 čini ion bakra(II) lako deformabilnim, zbog čega stvara jake veze sa reagensima koji sadrže sumpor (DDTC, etil ksantat, rubeonska kiselina, ditizon). Glavni koordinacijski poliedar za dvovalentni bakar je simetrično izdužena kvadratna bipiramida. Tetraedarska koordinacija za bakar(II) je prilično rijetka i očito se ne javlja u spojevima s tiolima.

Većina kompleksa bakra(II) ima oktaedarsku strukturu, u kojoj su četiri koordinacijska mjesta zauzeta ligandima koji se nalaze bliže metalu nego druga dva liganda smještena iznad i ispod metala. Stabilne komplekse bakra(II) obično karakterizira kvadratna ravna ili oktaedarska konfiguracija. U ekstremnim slučajevima deformacije, oktaedarska konfiguracija se pretvara u kvadratnu planarnu konfiguraciju. Kompleksi bakra vanjske sfere imaju veliku analitičku primjenu.

Bakar(II) hidroksid Cu(OH)2 u obliku voluminoznog plavog taloga može se dobiti dejstvom viška vodenog alkalnog rastvora na rastvore soli bakra(II). PR(Cu(OH)-) = 1.31.10-20. Ovaj talog je slabo rastvorljiv u vodi, a kada se zagreje, pretvara se u CuO, odvajajući molekul vode. Bakar(II) hidroksid ima slabo izražena amfoterna svojstva i lako se otapa u vodenom rastvoru amonijaka i formira tamnoplavi talog. Taloženje bakarnog hidroksida dolazi pri pH 5,5.

Uzastopne vrijednosti konstanti hidrolize za jone bakra(II) su jednake: rK1hydr = 7,5; pK2hydr = 7,0; pK3hydr = 12,7; pK4hydr = 13,9. Vrijedan pažnje je neobičan omjer pK1hydr > pK2hydr. Vrijednost pK = 7,0 je sasvim realna, jer je pH potpune precipitacije Cu(OH)2 8-10. Međutim, pH početka taloženja Cu(OH)2 je 5,5, pa je vrijednost pK1gdr = 7,5 očigledno precijenjena

Bakar(III). Dokazano je da bakar(III) sa 3d8 konfiguracijom može postojati u kristalnim jedinjenjima i kompleksima, formirajući kuprat anjone. Kuprati nekih alkalnih i zemnoalkalnih metala mogu se dobiti, na primjer, zagrijavanjem mješavine oksida u atmosferi kisika. KCuO2 je dijamagnetno jedinjenje čelično-plave boje.

Kada fluor deluje na mešavinu KCl i CuCl2, formiraju se svetlozeleni kristali paramagnetnog jedinjenja K3CuF6.

Kada se alkalni rastvori bakra(II) koji sadrže periodate ili telurate oksiduju hipohloritom ili drugim oksidacionim agensima, nastaju dijamagnetske kompleksne soli sastava K77H2O. Ove soli su jaki oksidanti i oslobađaju kisik kada se zakiseli.

Jedinjenja bakra(III). Kada alkoholni rastvor alkalija i vodikovog peroksida reaguje sa alkoholnim rastvorom bakar(II) hlorida ohlađenim na 50°, taloži se smeđe-crni talog bakrenog peroksida CuO2. Ovaj spoj u hidratiziranom obliku može se dobiti djelovanjem vodikovog peroksida na otopinu soli bakar sulfata koja sadrži male količine Na2CO3. Suspenzija Cu(OH)2 u rastvoru KOH reaguje sa hlorom, formirajući crveni talog Cu2O3, koji delimično prelazi u rastvor.

Malahit je jedinjenje bakra; sastav prirodnog malahita je jednostavan: to je bazični bakar karbonat (SuON)2SO3, ili SuSO3·Su(ON)2. Ovo jedinjenje je termički nestabilno i lako se raspada kada se zagreje, čak i ne jako. Ako zagrijete malahit iznad 200°C, on će pocrniti i pretvoriti se u crni prah bakrenog oksida, a istovremeno će se osloboditi vodena para i ugljični dioksid: (CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2 + H2O. Međutim, ponovno dobivanje malahita vrlo je težak zadatak: to se nije moglo učiniti mnogo desetljeća, čak ni nakon uspješne sinteze dijamanta. Nije lako dobiti čak ni spoj istog sastava kao malahit. Ako spojite rastvore bakar sulfata i natrijum karbonata, dobićete rastresiti, voluminozni plavi talog, veoma sličan bakrenom hidroksidu Cu(OH)2; Istovremeno će se oslobađati ugljični dioksid. Ali nakon otprilike nedelju dana, rastresiti plavi sediment će postati veoma gust i poprimiti zelenu boju. Ponavljanje eksperimenta s vrućim otopinama reagensa dovest će do toga da će se iste promjene u sedimentu dogoditi u roku od sat vremena.

Reakciju soli bakra sa karbonatima alkalnih metala proučavali su mnogi kemičari iz različitih zemalja, ali su rezultati analize nastalih taloga varirali među različitim istraživačima, ponekad značajno. Ako uzmete previše karbonata, talog se uopće neće formirati, ali ćete dobiti lijepu plavu otopinu koja sadrži bakar u obliku kompleksnih aniona, na primjer, 2–. Ako uzmete manje karbonata, ispada voluminozni želeasti talog svijetloplave boje, zapjenjen od mjehurića ugljičnog dioksida. Dalje transformacije zavise od omjera reagensa. Sa viškom CuSO4, čak i malim, talog se ne mijenja tokom vremena. Sa viškom natrijevog karbonata, nakon 4 dana plavi talog naglo (6 puta) se smanjuje u volumenu i pretvara se u zelene kristale, koji se mogu filtrirati, osušiti i samljeti u fini prah, koji je po sastavu blizak malahitu. Ako povećate koncentraciju CuSO4 sa 0,067 na 1,073 mol/l (uz blagi višak Na2CO3), tada se vrijeme prijelaza plavog taloga u zelene kristale smanjuje sa 6 dana na 18 sati. Očigledno, u plavoj mliječi, s vremenom se formiraju jezgre kristalne faze, koje postepeno rastu. A zeleni kristali su mnogo bliži malahitu od bezobličnog želea.

Dakle, da biste dobili talog određenog sastava koji odgovara malahitu, potrebno je uzeti 10% viška Na2CO3, visoku koncentraciju reagensa (oko 1 mol/l) i držati plavi talog ispod otopine dok se ne pretvori u zelene kristale. Inače, mješavina dobivena dodavanjem sode bakrenom sulfatu dugo se koristila protiv štetnih insekata u poljoprivredi pod nazivom "burgundska mješavina".

Poznato je da su rastvorljiva jedinjenja bakra otrovna. Bazni karbonat bakra je nerastvorljiv, ali se u želucu pod dejstvom hlorovodonične kiseline lako pretvara u rastvorljivi hlorid: (CuOH)2CO3 + 2HCl = 2CuCl2 + CO2 + H2O. Da li je malahit opasan u ovom slučaju? Nekada se smatralo vrlo opasnim bockati se bakrenom iglom ili ukosnicom čiji je vrh postao zelen, što ukazuje na stvaranje soli bakra - uglavnom bazičnog karbonata pod utjecajem ugljičnog dioksida, kisika i vlage u zraku. Zapravo, toksičnost bazičnog bakrenog karbonata, uključujući i onaj koji se formira u obliku zelene patine na površini bakarnih i bronzanih proizvoda, pomalo je preuveličana. Kako su pokazala specijalna istraživanja, doza bazičnog bakrenog karbonata koja je smrtonosna za polovinu ispitanih pacova iznosi 1,35 g na 1 kg težine za mužjake i 1,5 g za ženke. Maksimalna sigurna pojedinačna doza je 0,67 g po 1 kg. Naravno, osoba nije pacov, ali malahit očito nije kalijum cijanid. I teško je zamisliti da bi neko pojeo pola čaše malahita u prahu. Isto se može reći i za bazični bakreni acetat (istorijski naziv je verdigris), koji se dobija tretiranjem bazičnog karbonata octenom kiselinom i koristi se, posebno, kao pesticid. Mnogo opasniji je drugi pesticid poznat kao "pariški zeleni", koji je mješavina bazičnog bakrenog acetata sa njegovim arsenatom Cu(AsO2)2.

Hemičare je dugo zanimalo pitanje da li ne postoji osnovni, već jednostavan bakar karbonat CuCO3. U tabeli rastvorljivosti soli, umesto CuCO3 nalazi se crtica, što znači jedno od dve stvari: ili je ova supstanca potpuno razložena vodom, ili je uopšte nema. Zaista, čitavo stoljeće niko nije uspio nabaviti ovu tvar, a svi udžbenici pisali su da bakar karbonat ne postoji. Međutim, 1959. godine ova tvar je dobivena, iako pod posebnim uvjetima: na 150 ° C u atmosferi ugljičnog dioksida pod pritiskom od 60-80 atm.

Prirodni malahit uvijek nastaje tamo gdje ima nalazišta bakarnih ruda, ako se te rude nalaze u karbonatnim stijenama - krečnjacima, dolomitima itd. Često su to sulfidne rude, od kojih su najčešći halkocit (drugi naziv je halkokit) Cu2S, halkopirit CuFeS2 , bornit Cu5FeS4 ili 2Cu2S CuS FeS, kovelit CuS. Kada se ruda bakra istroši pod uticajem podzemnih voda, u kojima su rastvoreni kiseonik i ugljen-dioksid, bakar prelazi u rastvor. Ovaj rastvor, koji sadrži ione bakra, polako prodire kroz porozni krečnjak i reaguje sa njim da bi formirao osnovni bakreni karbonat, malahit. Ponekad kapljice otopine, isparavajući u prazninama, stvaraju naslage, nešto poput stalaktita i stalagmita, samo ne kalcita, već malahita. Sve faze formiranja ovog minerala jasno su vidljive na zidovima ogromnog kamenoloma rude bakra do 300-400 m dubine u provinciji Katanga (Zair). Ruda bakra na dnu kamenoloma je veoma bogata - sadrži do 60% bakra (uglavnom u obliku halkocita). Halkocit je mineral tamnog srebra, ali su u gornjem dijelu rudnog sloja svi njegovi kristali postali zeleni, a praznine između njih bile su ispunjene čvrstom zelenom masom - malahitom. To je bilo upravo na onim mjestima gdje je površinska voda prodirala kroz stijene koje sadrže mnogo karbonata. Kada su se susreli s halkocitom, oksidirali su sumpor, a bakar u obliku bazičnog karbonata se taložio upravo tu, pored uništenog kristala halkocita. Ako je u blizini postojala praznina u stijeni, malahit se tu isticao u obliku prekrasnih naslaga.

Dakle, za stvaranje malahita neophodna je blizina krečnjaka i bakrene rude. Da li je moguće koristiti ovaj proces za umjetno dobivanje malahita u prirodnim uvjetima? Teoretski, to nije nemoguće. Na primjer, predloženo je korištenje ove tehnike: sipanje jeftinog krečnjaka u stare podzemne eksploatacije rude bakra. Također neće nedostajati bakra, jer čak i uz najnapredniju rudarsku tehnologiju nemoguće je izbjeći gubitke. Da bi se proces ubrzao, u proizvodnju se mora dopremiti voda. Koliko dugo takav proces može trajati? Obično je prirodno formiranje minerala izuzetno spor proces i traje hiljadama godina. Ali ponekad mineralni kristali brzo rastu. Na primjer, kristali gipsa u prirodnim uslovima mogu rasti brzinom do 8 mikrona dnevno, kvarc - do 300 mikrona (0,3 mm), a mineral željeza hematit (krvavi kamen) može porasti za 5 cm u jednom danu. studije su pokazale da malahit može rasti brzinom do 10 mikrona dnevno. Ovom brzinom, u povoljnim uvjetima, desetcentimetarska kora veličanstvenog dragulja izrast će za tridesetak godina - to nije tako dugo: čak su i šumske plantaže dizajnirane za 50, pa čak i 100 godina ili čak više.

Međutim, postoje slučajevi kada otkrića malahita u prirodi nikome ne odgovaraju. Na primjer, kao rezultat višegodišnjeg tretiranja vinogradskog tla bordoskom mješavinom, ponekad se ispod obradivog sloja formiraju prava malahitna zrna. Ovaj veštački malahit dobija se na isti način kao i prirodni: Bordo mešavina (mešavina bakar sulfata i krečnog mleka) prodire u zemlju i nailazi na naslage kreča ispod nje. Kao rezultat toga, sadržaj bakra u tlu može doseći 0,05%, au pepelu lišća grožđa - više od 1%!

Malahit se formira i na proizvodima od bakra i njegovih legura - mesinga, bronce. Ovaj proces se posebno brzo dešava u velikim gradovima, gde vazduh sadrži okside sumpora i azota. Ovi kiseli agensi, zajedno s kisikom, ugljičnim dioksidom i vlagom, pospješuju koroziju bakra i njegovih legura. U ovom slučaju, boja glavnog bakrenog karbonata formiranog na površini ima zemljanu nijansu.

Malahit u prirodi često prati plavi mineral azurit - bakar azur. Ovo je takođe osnovni bakar karbonat, ali drugačijeg sastava - 2SuSO3·Su(ON)2. Azurit i malahit se često nalaze zajedno; njihove trakaste izrasline nazivaju se azuromalahit. Azurit je manje stabilan i postepeno postaje zelen na vlažnom vazduhu, pretvarajući se u malahit. Dakle, malahit uopće nije rijedak u prirodi. Pokriva čak i drevne bronzane stvari koje su pronađene tokom arheoloških iskopavanja. Štaviše, malahit se često koristi kao ruda bakra: sadrži gotovo 56% bakra. Međutim, ova sićušna zrnca malahita nisu od interesa za tragače za kamenom. Više ili manje krupni kristali ovog minerala nalaze se vrlo rijetko. Tipično, kristali malahita su vrlo tanki - od stotinki do desetinki milimetra i do 10 mm dužine, a samo povremeno, pod povoljnim uslovima, mogu se pojaviti ogromne višetonske naslage guste supstance koje se sastoje od mase naizgled slepljene formiraju se kristali. Upravo te naslage formiraju nakit od malahita, što je vrlo rijetko. Tako se u Katangi za dobijanje 1 kg nakita malahita mora preraditi oko 100 tona rude.

Nekada su bila veoma bogata nalazišta malahita na Uralu; Nažalost, trenutno su praktično iscrpljeni. Uralski malahit je otkriven davne 1635. godine, au 19. veku. Godišnje se tamo iskopavalo do 80 tona malahita nenadmašne kvalitete, a malahit se često nalazio u obliku prilično teških blokova. Najveći od njih, težak 250 tona, otkriven je 1835. godine, a 1913. godine pronađen je blok težak više od 100 tona. Za dekoraciju su korištene čvrste mase gustog malahita, a pojedina zrna raspoređena u stijeni - tzv. malahit, a male nakupine čistog malahita korišćene su za proizvodnju visokokvalitetne zelene boje, „malahit zelene“ (ovu boju ne treba mešati sa „malahit zelenom“, koja je organska boja, i jedino što ima zajedničko sa malahit je njegova boja). Prije revolucije u Jekaterinburgu i Nižnjem Tagilu, krovovi mnogih vila bili su obojeni malahitom u prekrasnoj plavkasto-zelenoj boji. Malahit je takođe privukao uralske topionice bakra. Ali bakar se kopao samo iz minerala koji nije bio od interesa za draguljare i umjetnike. Čvrsti komadi gustog malahita korišteni su samo za dekoraciju.

Svako ko je vidio proizvode od malahita složit će se da je ovo jedno od najljepših kamenja. Svjetlucavi različitih nijansi od plave do tamnozelene, u kombinaciji sa bizarnim uzorkom, daju mineralu jedinstven identitet. Ovisno o kutu upada svjetlosti, neka područja mogu izgledati svjetlije od drugih, a kada se uzorak rotira, uočava se "ukrštanje" svjetlosti - takozvana moiré ili svilenkasta nijansa. Prema klasifikaciji akademika A.E. Fersmana i njemačkog mineraloga M. Bauera, malahit zauzima najvišu prvu kategoriju među poludragim kamenjem, uz gorski kristal, lapis lazuli, jaspis i ahat.

Mineral je dobio ime po grčkom malache - sljez; Listovi ove biljke, poput malahita, su svijetlozeleni. Termin "malahit" uveo je švedski mineralog J.G. Vallerius 1747.

Malahit je poznat još od praistorije. Najstariji poznati proizvod od malahita je privezak iz neolitskog groblja u Iraku, koji je star više od 10,5 hiljada godina. Malahitne perle pronađene u blizini starog Jerihona stare su 9 hiljada godina. U starom Egiptu, malahit pomiješan sa masnoćom koristio se u kozmetičke i higijenske svrhe. Koristili su ga za farbanje kapaka u zeleno: poznato je da bakar ima baktericidna svojstva. Malahit u prahu se koristio za pravljenje obojenog stakla i glazure. Malahit se također koristio u dekorativne svrhe u staroj Kini.

U Rusiji je malahit poznat od 17. veka, ali njegova široka upotreba kao kamena za nakit počela je tek krajem 18. veka, kada su u rudniku Gumeševski pronađeni ogromni monoliti malahita. Od tada je malahit postao ceremonijalni obloženi kamen koji ukrašava interijere palače. Od sredine 19. veka. U te svrhe, desetine tona malahita dovozile su se godišnje sa Urala. Posjetioci Državnog Ermitaža mogu se diviti Malahitskoj dvorani, za čije je ukrašavanje bilo potrebno dvije tone malahita; Tu je i ogromna vaza od malahita. Proizvodi od malahita mogu se vidjeti i u Katarininskoj dvorani Velike Kremljovske palače u Moskvi. No, najistaknutijim proizvodom po ljepoti i veličini mogu se smatrati stupovi na oltaru Isakove katedrale u Sankt Peterburgu, visoki oko 10 m. Neupućenom se čini da su i vaza i stupovi napravljeni od ogromni čvrsti komadi malahita. Zapravo to nije istina. Sami proizvodi su izrađeni od metala, gipsa i drugih materijala, a samo je izvana obložena malahitnim pločicama, izrezanim od odgovarajućeg komada - svojevrsne "malahitne šperploče". Što je veći originalni komad malahita, veća je veličina pločica koje se mogu iz njega izrezati. A da bi se spasio vrijedan kamen, pločice su bile vrlo tanke: njihova debljina ponekad je dosezala 1 mm! Ali to čak nije bio ni glavni trik. Ako jednostavno postavite bilo koju površinu s takvim pločicama, onda od toga neće biti ništa dobro: uostalom, ljepota malahita uvelike je određena njegovim uzorkom. Bilo je potrebno da uzorak svake pločice bude nastavak uzorka prethodne.

Posebnu metodu rezanja malahita doveli su do savršenstva majstori malahita Urala i Peterhofa, pa je zbog toga poznat u cijelom svijetu kao "ruski mozaik". U skladu s ovom metodom, komad malahita se pili okomito na slojevitu strukturu minerala, a rezultirajuće pločice kao da se "razvijaju" u obliku harmonike. U ovom slučaju, uzorak svake sljedeće pločice je nastavak uzorka prethodne. S takvim piljenjem, relativno mali komad minerala može se koristiti za pokrivanje velike površine jednim, kontinuiranim uzorkom. Zatim su pomoću posebne mastike dobivene pločice zalijepljene preko proizvoda, a ovaj rad je također zahtijevao najveću vještinu i umjetnost. Zanatlije su ponekad uspjele "razvući" uzorak malahita kroz prilično veliki proizvod.

1851. Rusija je učestvovala na Svjetskoj izložbi u Londonu. Među ostalim eksponatima bio je, naravno, „ruski mozaik“. Londonci su posebno zapanjeni vratima u ruskom paviljonu. Jedna od lokalnih novina je o tome pisala: „Prijelaz od broša, koji je ukrašen malahitom poput dragog kamena, na kolosalna vrata izgledao je neshvatljivo: ljudi su odbijali vjerovati da su ta vrata napravljena od istog materijala na koji su svi navikli. smatraj draguljem.” Dosta nakita je napravljeno i od uralskog malahita (Bažovljeva malahitna kutija).

Sudbina bilo kojeg velikog nalazišta malahita (a možete ih nabrojati na jednu ruku u svijetu) je ista: prvo se tamo kopaju veliki komadi od kojih se prave vaze, instrumenti za pisanje i kutije; zatim se veličine ovih komada postepeno smanjuju, a koriste se uglavnom za izradu umetaka u privjeske, broševe, prstenje, naušnice i drugi sitni nakit. Na kraju, ležište ukrasnog malahita je potpuno iscrpljeno, kao što se dogodilo sa Uralskim naslagama. Iako su nalazišta malahita trenutno poznata u Africi (Zair, Zambija), Australiji (Kvinslend) i SAD (Tenesi, Arizona), malahit koji se tamo kopa je inferiorniji po boji i lepoti dizajna od Urala. Nije iznenađujuće da su znatni napori uloženi u dobivanje umjetnog malahita. Ali dok je relativno lako sintetizirati osnovni bakreni karbonat, vrlo je teško dobiti pravi malahit - uostalom, talog dobiven u epruveti ili reaktoru, po sastavu odgovara malahitu, i prelijepi dragulj međusobno se ne razlikuju ništa manje. nego neopisiv komad krede od komada snježnobijelog mramora

Činilo se da ovdje neće biti velikih problema: istraživači su već imali dostignuća poput sinteze dijamanta, smaragda, ametista i mnogih drugih dragog kamenja i minerala. Međutim, brojni pokušaji da se dobije prekrasan mineral, a ne samo zeleni prah, nisu doveli do ničega, a nakit i ukrasni malahit dugo su ostali jedan od rijetkih prirodnih dragulja, čija se proizvodnja smatrala gotovo nemogućom.

U principu, postoji nekoliko načina za dobivanje umjetnih minerala. Jedan od njih je stvaranje kompozitnih materijala sinterovanjem prirodnog mineralnog praha u prisustvu inertnog veziva pod visokim pritiskom. U ovom slučaju dolazi do mnogih procesa, a glavni su zbijanje i rekristalizacija tvari. Ova metoda je postala široko rasprostranjena u SAD-u za proizvodnju umjetnog tirkiza. Dobijano je i žadeit, lapis lazuli i drugo poludrago kamenje. U našoj zemlji kompoziti su se dobijali cementiranjem sitnih fragmenata prirodnog malahita veličine od 2 do 5 mm pomoću organskih učvršćivača (poput epoksidnih smola) uz dodatak boja odgovarajuće boje i finog praha istog minerala kao punila. Radna masa, sastavljena od navedenih komponenti u određenom procentu, podvrgnuta je kompresiji pri pritiscima do 1 GPa (10.000 atm.) uz istovremeno zagrijavanje iznad 100°C. Kao rezultat različitih fizičko-hemijskih procesa, sve komponente su bile čvrsto cementiran u čvrstu masu, koja je dobro polirana. U jednom radnom ciklusu dobijaju se četiri ploče sa stranicom od 50 mm i debljinom od 7 mm. Istina, prilično ih je lako razlikovati od prirodnog malahita.

Druga moguća metoda je hidrotermalna sinteza, tj. dobijanje kristalnih neorganskih jedinjenja u uslovima koji simuliraju procese stvaranja minerala u crevima zemlje. Zasnovan je na sposobnosti vode da se otapa na visokim temperaturama (do 500°C) i pritiscima do 3000 atm. tvari koje su u normalnim uvjetima praktično nerastvorljive - oksidi, silikati, sulfidi. Svake godine se ovom metodom dobijaju stotine tona rubina i safira, a uspješno se sintetiziraju kvarc i njegove vrste, na primjer, ametist. Na taj način se dobija malahit, koji se gotovo ne razlikuje od prirodnog. U ovom slučaju kristalizacija se vrši u blažim uslovima - iz blago alkalnih rastvora na temperaturi od oko 180°C i atmosferskom pritisku.

Poteškoća u dobivanju malahita bila je u tome što za ovaj mineral nije glavna stvar kemijska čistoća i prozirnost, što je važno za kamenje poput dijamanta ili smaragda, već njegove nijanse boja i tekstura - jedinstveni uzorak na površini poliranog uzorka. Ova svojstva kamena određena su veličinom, oblikom i međusobnom orijentacijom pojedinačnih kristala od kojih se sastoji. Jedan malahitni "pupoljak" formiran je nizom koncentričnih slojeva različite debljine - od frakcija milimetra do 1,5 cm u različitim nijansama zelene. Svaki sloj se sastoji od mnogo radijalnih vlakana („iglica“), čvrsto prislonjenih jedno uz drugo i ponekad se ne razlikuju golim okom. Intenzitet boje zavisi od debljine vlakana. Na primjer, finokristalni malahit je primjetno lakši od grubokristalnog malahita, stoga pojava malahita, kako prirodnog tako i umjetnog, ovisi o brzini nukleacije novih kristalizacijskih centara tijekom njegovog formiranja. Vrlo je teško regulisati takve procese; Zbog toga ovaj mineral dugo nije bio podložan sintezi.

Tri grupe ruskih istraživača uspele su da dobiju veštački malahit, koji nije inferioran od prirodnog malahita - u Istraživačkom institutu za sintezu mineralnih sirovina (grad Aleksandrov, Vladimirska oblast), na Institutu za eksperimentalnu mineralogiju Ruske akademije nauka (Černogolovka, Moskovska oblast) i na Državnom univerzitetu u Sankt Peterburgu. U skladu s tim, razvijeno je nekoliko metoda za sintezu malahita, što je omogućilo da se u umjetnim uvjetima dobiju gotovo sve teksturne varijante karakteristične za prirodni kamen - trakaste, nabrane, bubrežaste. Umjetni malahit od prirodnog bilo je moguće razlikovati samo metodama kemijske analize: umjetni malahit nije sadržavao nečistoće cinka, željeza, kalcija, fosfora, karakteristične za prirodni kamen. Razvoj metoda za umjetnu proizvodnju malahita smatra se jednim od najznačajnijih dostignuća u području sinteze prirodnih analoga dragog i ukrasnog kamenja. Tako se u muzeju pomenutog instituta u Aleksandrovu nalazi velika vaza napravljena od ovde sintetizovanog malahita. Institut je naučio ne samo da sintetiše malahit, već i da programira njegov uzorak: saten, tirkiz, zvezdasti, pliš... Sintetički malahit po svim svojim svojstvima može da zameni prirodni kamen u nakitu i kamenorezanju. Može se koristiti za oblaganje arhitektonskih detalja unutar i izvan zgrada.

Umjetni malahit s prekrasnim tankoslojnim uzorkom također se proizvodi u Kanadi i u nizu drugih zemalja.

Bakar je sastavni dio više od 198 minerala, od kojih je samo 17 važnih za industriju, uglavnom sulfidi, fosfati, silikati, karbonati i sulfati. Glavni rudni minerali su halkopirit

CuFeS, kovelit CuS, bornit CuFeS, halkocit CuS.

Oksidi: tenorit, kuprit

Karbonati: malahit, azurit

Sulfati: halkantit, brohantit

Sulfidi: kovelit, halkocit, halkopirit, bornit

Čisti bakar je viskozan, viskozan metal crvene boje; kada se razbije, ružičast je; u vrlo tankim slojevima, kada je izložen svjetlosti, bakar izgleda zelenkasto-plave boje. Ove iste boje karakteristične su i za mnoga jedinjenja bakra, kako u čvrstom stanju, tako iu rastvorima.

Karbonati se odlikuju plavom i zelenom bojom kada sadrže vodu, što predstavlja zanimljivu praktičnu indikaciju za traženje.

Od praktičnog značaja su: samorodni bakar, sulfidi, sulfosoli i karbonati (silikati).

S.S. Smirnov karakterizira paragenetsku seriju bakra na sljedeći način:

tokom oksidacije, sulfid - kuprit + limonit (ruda bakra od cigle)

melakonit (smola bakrena ruda) - malahit + krizokola.

Bakar sulfid – Cu2S se u prirodi javlja u obliku ortorombnih kristala bakrenog sjaja; njegova specifična težina je 5,785, tačka topljenja je 1130 0C. Iz taline, Cu2S se učvršćuje u kubične kristale. Cu2S provodi struju prilično dobro, ali lošije od bakarnog sulfida (2)

Bakar oksid (I) Cu2O se u prirodi javlja u obliku minerala kuprita - guste mase boje od crvene do crno-smeđe; ponekad ima kristale pravilnog kubnog oblika. Kada jake alkalije stupe u interakciju sa solima bakra(I), nastaje žuti talog, koji se zagrijavanjem pretvara u crveni talog, naizgled Cu2O. Bakar(I) hidroksid ima slaba bazična svojstva i donekle je rastvorljiv u koncentrisanim alkalnim rastvorima. Vještački, Cu2O se dobija dodavanjem natrijum alkalije i ne previše jakog redukcionog sredstva, kao što je grožđani šećer, hidrazin ili hidroksilamin, u rastvor bakar-sulfita (2) ili u feling tečnost.

Bakar (I) oksid je praktično nerastvorljiv u vodi. Međutim, lako se otapa u vodenoj otopini amonijaka i u koncentriranim otopinama halogenovodičnih kiselina uz stvaranje bezbojnih kompleksnih spojeva OH i, prema tome, H (gdje je X halogen).

U alkalnim rastvorima, bakar (I) oksid je primetno rastvorljiv. Pod uticajem razrijeđenih halogenovodoničnih kiselina, bakar (I) oksid se pretvara u bakar (I) halid, koji je također nerastvorljiv u vodi. U kiselini razblaženog kiseonika, kao što je sumporna kiselina, bakar (I) oksid se rastvara, ali se istovremeno raspada na bakrenu (II) so i metal: Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + H2O + Cu.

Takođe u prirodi postoje jedinjenja bakra (I) kao što su: Cu2O, u prirodi nazvana berzelijanit (Umangit). Koja se umjetno dobiva interakcijom pare Se ili H2Se sa Cu ili njegovim solima na visokim temperaturama.

Bakar(II) oksid CuO se prirodno javlja kao crni, zemljani proizvod rude bakra (melakonit). U lavi Vezuva pronađen je kristaliziran u obliku crnih triklinskih ploča (tenorit). Umjetno se oksid bakra dobiva zagrijavanjem bakra u obliku strugotine ili žice na zraku na vrućoj temperaturi ili kalciniranjem nitrata ili karbonata. Ovako dobijen bakrov oksid je amorfan i ima izraženu sposobnost adsorbovanja gasova.

Pronađena su i sledeća jedinjenja: bakar dihidroksikarbonat (planinsko zelenilo) Cu2(OH)2CO3 tamnozeleni kristali. Nastaje u zoni oksidacije naslaga bakra.

Sinteza 2CO3

1) Instrumenti i reagensi.

reagensi:

NaHCO3 – 8,13 g.

CuSO4 5H2O – 11 g.

Porculanski malter i tučak – 1.

Termo staklo – 250 ml.

Azbestna mreža – 1.

2CuSO4 + 4NaHCO3 = CuCO3 Cu(OH)2 + 2Na2SO4+3CO2 + H2O

Talog je ostavljen da se slegne, a zatim je ispran dekantacijom sa toplom vodom, ispirući jon SO42-; Testirali smo kompletnost ispiranja (4 puta). Osnovna sol je odsisana pomoću Buchnerovog lijevka i osušena između listova filter papira, a zatim osušena u eksikatoru na sobnoj temperaturi.

Dobili smo datu supstancu i naučili da koristimo prateću literaturu.

Praktičan prinos – 94%

1. Podchainova V.N., Bakar, (M., Sverdlovsk: Metalurgizdat, 1991. – 249 str.);

2. Smirnov V.I., Metalurgija bakra i nikla, (M., Sverdlovsk, 1950. – 234 str.);

3. Ghazaryan L. M., Pirometalurgija bakra, (M., 1960. – 189 str.);

Metalurški vodič za obojene metale, urednik N.

N. Muracha, (2. izd., tom 1, M., 1953, tom 2, M., 1947. – 211s

Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Knjiga o hemiji za kućno čitanje. M., Hemija, 1994.

Karyakin Yu.V., Angelov I.I. “Čiste hemikalije”, Izdavačka kuća Khimiya, Moskva, 1974.

Remi G. “Kurs neorganske hemije” tom 1. Izdavačka kuća “Hemija”, Moskva 1967.

G. Smith. Gems. M., "Mir", 1980

Zdorik T.B., Feldman L.G. Minerali i stijene, tom 1. M, "ABF", 1998

Za pripremu ovog rada korišteni su materijali sa stranice

Hemijska reakcija- ovo je "transformacija" jedne ili više supstanci u drugu supstancu, drugačije strukture i hemijskog sastava. Rezultirajuća tvar ili tvari nazivaju se "proizvodi reakcije". Tokom hemijskih reakcija, jezgra i elektroni formiraju nova jedinjenja (preraspodijeljena), ali se njihova količina ne mijenja, a izotopski sastav hemijskih elemenata ostaje isti.

Sve hemijske reakcije se dele na jednostavne i složene.

Na osnovu broja i sastava polaznih i rezultirajućih supstanci, jednostavne hemijske reakcije mogu se podijeliti u nekoliko glavnih tipova.

Reakcije razgradnje su reakcije u kojima se iz jedne složene tvari dobiva nekoliko drugih tvari. U isto vrijeme, formirane tvari mogu biti i jednostavne i složene. U pravilu, da bi došlo do kemijske reakcije raspadanja, potrebno je zagrijavanje (ovo je endotermni proces, apsorpcija topline).

Na primjer, kada se malahitni prah zagrije, formiraju se tri nove tvari: bakreni oksid, voda i ugljični dioksid:

Cu 2 CH 2 O 5 = 2CuO + H 2 O + CO 2

malahit → bakrov oksid + voda + ugljični dioksid

Kada bi se u prirodi dešavale samo reakcije raspadanja, tada bi se sve složene supstance koje se mogu razgraditi raspadale i hemijski fenomeni se više ne bi mogli javljati. Ali ima i drugih reakcija.

U složenim reakcijama nekoliko jednostavnih ili složenih supstanci proizvodi jednu složenu supstancu. Ispostavilo se da su reakcije spojeva obrnute od reakcija razgradnje.

Na primjer, kada se bakar zagrije na zraku, on postaje prekriven crnim premazom. Bakar se pretvara u bakrov oksid:

2Cu + O 2 = 2CuO

bakar + kiseonik → bakar oksid

Hemijske reakcije između jednostavne i složene tvari, u kojima atomi koji čine jednostavnu tvar zamjenjuju atome jednog od elemenata složene tvari, nazivaju se reakcije supstitucije.

Na primjer, ako umočite željezni ekser u otopinu bakrenog klorida (CuCl 2), on (nokat) će početi da se prekriva bakrom koji se oslobađa na njegovoj površini. I do kraja reakcije, otopina postaje plava u zelenkastu: umjesto bakrenog klorida sada sadrži željezni klorid:

Fe + CuCl 2 = Cu + FeCl 2

Gvožđe + bakar hlorid → bakar + gvožđe hlorid

Atomi bakra u bakrovom hloridu zamijenjeni su atomima željeza.

Reakcija izmjene je reakcija u kojoj dvije složene supstance izmjenjuju svoje sastavne dijelove. Najčešće se takve reakcije javljaju u vodenim otopinama.

U reakcijama metalnih oksida s kiselinama, dvije složene tvari - oksid i kiselina - zamjenjuju svoje sastavne dijelove: atomi kisika za kisele ostatke, a atomi vodika za atome metala.

Na primjer, ako se bakrov oksid (CuO) spoji sa sumpornom kiselinom H 2 SO 4 i zagrije, dobije se otopina iz koje se može izolirati bakar sulfat:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

bakar oksid + sumporna kiselina → bakar sulfat + voda

web stranicu, kada kopirate materijal u cijelosti ili djelomično, link na izvor je obavezan.