МІДЬ

Загальний вміст міді в земній корі порівняно невеликий (0,01 вага %), проте вона частіша, ніж інші метали, зустрічається в самоpодном стані, причому самородки міді досягають значної величини. Цим, а також порівняльною легкістю обробки міді пояснюється те, що вона раніше інших металів була використана людиною.

В даний час мідь здобувають з руд. Останні, залежно від характеру вхідних в їх склад з'єднань, підрозділяють на оксидні і сульфідні. Сульфідні руди мають найбільше значення, оскільки з них виплавляється 80% всієї міді, що здобувається.

Найважливішими мінералами, що входять до складу мідних руд, є: халькозін або мідний блиск - Cu2S; халькопиpит або мідний колчедан - CuFeS2; малахіт - (CuOH)2CO3.

Мідні руди, як правило містять велику кількість порожньої породи, так що непосpедст-венозне отримання з них міді економічно невигідне. Тому в металургії міді особливо важ-ную роль грає збагачення (звично флотационний метод), що дозволяє використовувати руди з не-великим зміст міді.

Виплавка міді їх її сульфідних руд або концентратів представляє собою складний про-цесс. Звичайно він складається з наступних операцій:

В ході випалення велика частина сульфідів домішкових елементів перетворюється на оксиди. Так, головна домішка більшості мідних руд, пірит - FeS2 - перетворюється в Fe2O3. Гази, що відходять при випаленні, містять SO2 і використовуються для отримання сірчаної кислоти.

Оксиди заліза, цинку і інших домішок, що виходять в ході випалення, відділяються у вигляді шлаку при плавці. Основний же продукт плавки - рідкий штейн (Cu2S з домішкою FeS) поступає в конвертор, де через нього продувають повітря. В ході конвертації виділяється діоксид сірки і утворюється чорнова або сира мідь.

Для витягання цінних супутників (Au, Ag, Te і др.) і для видалення шкідливих домішок чорнова мідь піддається вогняному, а потім електролітичному рафінуванню. В ході вогняного pафи-ниpования рідка мідь насищається киснем. При цьому домішки заліза, цинку, кобальту окисля-ются, переходять в шлак і віддаляються. Мідь же розливають у форми. Відливання, що виходять, служать анодами при електролітичному рафінуванні.

Чиста мідь — тягучий в'язкий метал світло-рожевого кольору, легко прокатуваний в тонкі листи. Вона дуже добре проводить тепло і електричний струм, поступаючись в цьому відношенні тільки сріблу. У сухому повітрі мідь майже не змінюється, оскільки якнайтонша плівка оксидів, що утворюється на її поверхні, додає міді темніший колір і також служить хорошим захистом від подальшого окислення. Але у присутності вологи і діоксиду вуглецю поверхня міді покривається зеленуватим нальотом гидpоксокаpбоната міді - (CuOH) 2CO3. При нагріванні на повітрі в інтервалі темпеpатуp 200-375oC міді окислюється до чорного оксиду міді(II) CuO. При вищих температурах на її поверхні утворюється двошарова окалина: поверхневий шар є оксидом міді(II), а внутрішній - червоний оксид міді(I) - Cu2O.

Мідь широко використовується в промисловості через :

Близько 40% міді йде на виготовлення різних електричних дротів і кабелів. Широке застосування в машинобудівній промисловості і електротехніці знайшли різні сплави міді з іншими речовинами. Hаиболее важливі з них є латунь (сплав міді з цинком), мед-ноникелівиє сплави і бронза.

Латунь містить до 45% цинку. Розрізняють просту латунь і спеціальні. До складу последніх, окрім міді і цинку, входять інші елементи, наприклад, залізо, алюміній, олово, кремній. Латунь знаходить різноманітне застосування - з неї виготовляють труби для конденсаторів і pадиаторів, деталі механізмів, зокрема - вартових. Дещо спеціальна латунь володіють високою корозійною стійкістю в морській воді і застосовуються в суднобудуванні. Латунь з високим содеpжани-ем міді - томпак - завдяки своїй зовнішній схожості із золотом використовується для ювелірних і декоративних виробів.

Медноникелівиє сплави і бронза також підрозділяються на несськолько різних груп — по складу інших речовин, що містяться в домішках. І в завісимоті від хімічних і фізичних властивостей знаходять різне застосування.

Всі мідні сплави володіють високою стійкістю проти атмосферної корозії.

У хімічному відношенні мідь — малоактивний метал. Проте з галогенами вона реагує вже при кімнатній температурі. Hапpимеp, з вологим хлором вона утворює хлорид - CuCl2. При нагріванні мідь взаємодіє і з сіркою, утворюючи сульфід - Cu2S.

Знаходячись у ряді напруги після водню, мідь не витісняє його з кислот. Тому соляна і pазбавлена сірчана кислоти на мідь не діють. Проте у присутності кисню мідь розчиняється в цих кислотах з утворенням відповідних солей:

2Cu + 4HCl + O2 —> 2CuCl2 + 2H2O

Летючі з'єднання міді офарблюють полум'я газового пальника, що не світиться, в синьо-зелений колір.

З'єднання міді(I) загалом менш стійкі, ніж з'єднання міді(II), оксид Cu2O3 і його похідні вельми нестійкі. У парі з металевою міддю Cu2O застосовується в купоросних випрямлячах змінного струму.

Оксид міді(II) (окисел міді) - CuO - чорна речовина, що зустрічається в природі (наприклад у вигляді мінералу тенеpита). Його легко можна одержить прожаренням гидpоксокаpбоната міді(II) (CuOH)2CO3 або нітрату міді(II) - Cu(NO3)2. При нагріванні з різними органічними речовини-мі CuO окисляє їх, перетворюючи вуглець на діоксид вуглецю, а водpод -- у воду і відновлюючись при цьому в металеву мідь. Цією реакцією користуються при елементарному аналізі органічних речовин для визначення вмісту в них вуглецю і водню.

Гидpоксокаpбонат мідь(II) - (CuOH) 2CO3 - зустрічається в природі у вигляді мінералу малахіту, що має красивий смарагдово-зелений колір. Застосовується для отримання хлориду міді(II), для приготування синіх і зелених мінеральних фарб, а також в піротехніці.

Сульфат міді(II) - CuSO4 - в безводому стані є білим порошком, який при поглинанні води синіє. Тому