Podmanivý prvok Meď

Element Meď

Úvod do prvku Meď

Theprvok meďje kovový prvok, ktorý patrí do skupiny 11 periodickej tabuľky. Je známy svojou tvárnosťou, vodivosťou tepla a elektriny a vysokou ťažnosťou. Tieto vlastnosti z neho robia bežne používaný prvok v priemyselných výrobkoch. Meď sa nachádza v prírode a používa sa už tisíce rokov. Je pomenovaná podľa latinského názvu cuprum.

Meď v periodickej tabuľke

Prvok meď má symbol Cu a atómové číslo 29. Meď je prechodný kov na vrchole skupiny 11 v periodickej tabuľke spolu so striebrom a zlatom. Všetky prvky v skupine 11 však majú celkom odlišné chemické vlastnosti. Rovnako ako striebro a zlato, aj meď má veľmi bohaté chemické zloženie vody.

Meď sa nachádza v d-bloku a jej elektrónová konfigurácia je [Ar]4s¹3d¹⁰. Leží napravo od niklu a naľavo od zinku v periodickej tabuľke.

Zábavné fakty o medi

Meď má antimikrobiálne vlastnosti. Medené povrchy chránia pred prenosom vírusu SARS-CoV-2.

Existuje viac ako 570 zliatin medi; 2 najznámejšie rodiny zliatin medi sú mosadz a bronz.

Slovo "meď" pochádza z jeho pôvodného popisu akoCyprus aes, čo znamená „kov z Cypru“.

Penny boli pôvodne vyrobené z čistej medi; teraz však obsahujú asi 97,5 % zinku len s tenkým medeným povlakom.

Socha slobody získava svoju zelenú farbu vďaka oxidácii medeného povlaku.

Prvok meď má extrémne vysokú vodivosť tepla aj elektriny.

Meď je nevyhnutná pre všetky živé organizmy, pretože je kľúčovou zložkou komplexu respiračných enzýmov

Čistá meď má červeno-oranžovú farbu, jeden z mála kovov nie je strieborný ani sivý

Medený prášok sa dá ľahko vyrobiť pridaním hliníkovej fólie a štipky soli do roztoku síranu meďnatého

Octan meďnatý sa dá ľahko vyrobiť doma pridaním medi do zmesi octu a 3% peroxidu vodíka

V roku 1982 sa centy v USA zmenili z prevažne medi na prevažne zinok.

Antimikrobiálne vlastnosti medi

V roku 2008 Agentúra na ochranu životného prostredia (EPA) označila meď za prvý antimikrobiálny kov. Okrem toho organizácia uviedla 300 medených povrchov ako antimikrobiálnych. Termín "zabíjanie kontaktom" bol vytvorený pre proces inaktivácie mikróbov na medených povrchoch. Podľa profesorky Cassandry D. Salgado k tomu dochádza, keď prvok „interferuje s elektrickým nábojom bunkových membrán organizmov“. Vedci pozorovali, že účinnosť zabíjania kontaktom sa zvyšuje so zvýšeným obsahom medi (v zliatinách), zvýšenou teplotou a zvýšenou relatívnou vlhkosťou.

Aplikácie medi v dnešnom svete

Na čo sa meď používa?

Meď má rôzne priemyselné aplikácie kvôli svojim kovovým vlastnostiam. Niektoré z týchto produktov zahŕňajú tyče a tyče, drôty, rúry a rúrky. Zliatiny medi majú mnoho vlastností, ako je odolnosť proti korózii a odolnosť proti biologickému znečisteniu; vďaka nim je meď vhodná a účinná na mnohé účely, napríklad v morskom prostredí.

Meď je nevyhnutná aj pre ľudský organizmus. Každý deň potrebujeme asi miligram medi. Vo väčšine krajín sa v minciach používa meď

História prvku medi

Povedzme si, kto objavil meď. Meď bola jedným z prvých prvkov používaných človekom, pričom medené artefakty sa datujú do roku 9000 pred Kristom. V ranom veku ľudia používali meď v nástrojoch a na dekoratívne účely kvôli jej kujnosti a trvanlivosti. Aby som bol úprimný, nikto nevie, kto „objavil“ meď.

Prví Rimania nazývali meďAES Cyprus, teda „kov z Cypru“, pretože na Cypre dokázali vo veľkom ťažiť meď. Názov sa nakoniec skrátil naCupriumv latinčine, ktorá sa v angličtine stala „meďou“.

Chémia medi – reakcie a zlúčeniny

Korózia – oxidácia medi

Kovová meď reaguje so vzduchom a vodou (vlhkosť vo vzduchu) za vzniku uhličitanu meďnatého.

2 Cu + O₂+ CO₂ + H₂O → CuCO₃+ Cu(OH)₂

Čo sa tu teda deje? V priebehu času kov medi oxiduje na vzduchu a stráca svoj lesk. Meď tvorí oxid meďnatý (I) a potom oxid meďnatý (II), ktorý sa potom mení na zásaditý uhličitan meďnatý. Táto zelenkastá vrstva sa nazýva apatina, a najlepšie je to vidieť na soche slobody. Tu je pekné vysvetlenie. Ak je vo vzduchu znečistenie (napr. oxid siričitý), potom sa ako súčasť patiny vytvorí aj sulfid meďnatý a zásaditý síran meďnatý.

Meď + kyslík

Zahriata kovová meď pri vysokých teplotách môže reagovať s kyslíkom za vzniku oxidu meďnatého (CuO). Potom môže oxid meďnatý reagovať s plynným vodíkom pri vysokých teplotách za vzniku medi a vody.

2 Cu + O₂→ 2CuO

CuO + H₂→ Cu + H₂O

Oxid meďnatý (II)., čierny prášok, môže tiež vzniknúť rozkladom dusičnanu, uhličitanu alebo hydroxidu meďnatého (II). Keď je čerstvo vyrobený, ľahko reaguje s kyselinami za vzniku zodpovedajúcej medenej (II) soli.

Oxid meďnatý

Oxid meďnatý (I)., Cu₂O je žltá alebo červená, v závislosti od veľkosti častíc. V prírode sa vyskytuje ako minerál cuprit. Môže sa vytvoriť pomalou oxidáciou medi alebo redukciou roztoku medi (II) miernym redukčným činidlom. Oxid meďný je produktom Fehlingovho testu a Benediktovho testu, ktoré testujú redukujúce cukry. Redukciou cukrov sa zredukuje zásaditý roztok medenej (II) soli, čím sa vytvorí jasne červená zrazenina Cu₂O.

Meď + voda a kyseliny

Prvok meď nereaguje s vodou; vďaka tomu je vhodný na použitie v priemyselných výrobkoch, ako sú potrubia. Meď viditeľne nereaguje s kyselinou chlorovodíkovou, sírovou alebo octovou. Pridanie peroxidu vodíka však spôsobí reakciu medi, pričom sa často vytvorí zmes medi(I) a medi(II).

Meď prudko reaguje s koncentrovanou kyselinou dusičnou a vytvára jedovatý oxid dusičitý. So zriedenou kyselinou dusičnou vzniká tým menej toxický NO.

Halogenidy medi

Fluór: Cu + F₂→ CuF₂

Chlór: Cu + Cl₂→ CuCl₂

Bróm: Cu + Br₂→ CuBr₂

Jodid meďný (II) nie je stabilný a namiesto toho sa zvyčajne vyrába kombinácia elementárnej medi a bieleho jodidu meďného (I). Ostatné halogenidy medi sú stabilnejšie.

Zlúčeniny medi

Meď zvyčajne tvorí zlúčeniny známe ako meďnaté soli, ktoré majú v roztoku modrozelenú farbu. Tieto soli sú tiež rozpustné vo vode a vo veľkých množstvách môžu byť jedovaté. Mnohé živé organizmy majú stopové množstvá zlúčenín ako základné živiny. Modrá farba medi vo vodnom roztoku je spôsobená tvorbou iónu hexaaquacopper(II), Cu(H₂O)₆²⁺.

Síran meďnatý

Síran meďnatý je anorganická zlúčenina so vzorcom CuSO₄. Vo svojej pentahydrátovej forme je zlúčenina svetlomodrá soľ, ktorá sa rozpúšťa vo vode pri exotermickej reakcii a pred roztavením sa rozkladá na bezvodú formu.

Bezvodý síran meďnatý (II) je biela pevná látka, ktorá vzniká dehydratáciou pentahydrátu síranu meďnatého. Mnoho testov tiež používa síran meďnatý ako analytické činidlo.

Izolácia medi

Pridanie reaktívnejšieho kovu do roztoku zlúčeniny medi môže ľahko izolovať meď. Môžete si napríklad vyrobiť medený prášok z hliníkovej fólie alebo medené kryštály z kúska zinku. Vo videu nižšie vyrábame medený prášok

Okrem toho boli nanočastice medi syntetizované pomocou prístupu chemickej redukcie. V experimente sa roztok pentahydrátu síranu meďnatého, škrob, kyselina askorbová a roztok hydroxidu sodného spoja a zahrievajú. Akonáhle sa ochladí, výskumníci odfiltrujú zrazeniny z konečného roztoku.