1. Misning umumiy xarakteristikasi. Misning kimyoviy va fizik xossalari Misning o`tkazuvchanligi

MAVZU: MIS VA UNING XOSSALARI

Kirish
1. Misning umumiy xarakteristikasi.
2.Misning kimyoviy va fizik xossalari
3. Misning o`tkazuvchanligi.
4.Eng muhim mis birikmalari
5.Mis plitalarning xususiyatlari.
Xulosa
Foydalanilgan adabiyotlar


Kirish
Oltin, kumush, temir, qalay, qo'rg'oshin va simob bilan birgalikda mis odamlarga qadimdan ma'lum bo'lgan "muhtasham etti" metallardan biridir. Ushbu ettita qadimiy metaldan faqat uchtasi - oltin, kumush va mis Yerda mahalliy holatda topilgan. Ammo oltin va kumush ajdodlarimizga kamdan-kam, mis esa ko'proq, ba'zan esa juda qattiq nuggetlar shaklida bo'lgan [4].
Asboblar, qurol-yarog'lar, uy-ro'zg'or buyumlari uchun material sifatida misning toshga nisbatan afzalliklari shunchalik ravshan bo'lib chiqdiki, qadimgi dehqon, chorvador yoki ovchi ularni payqamay qolmadi. Shunday bo'lsa-da: metall shakli nisbatan oson o'zgargan, uni tekislash, qirralarini o'tkirlash, unda teshik qilish mumkin. Mis toshning o'rnini itarib yubora boshladi va tez orada ibtidoiy odamlarning hayotiga mustahkam kirdi: tosh davri hokimiyatni mis davriga topshirdi.
Mis va uning qotishmalari moddiy madaniyat rivojida muhim rol oʻynagan. Oksidlar va karbonatlarning oson qaytarilishi tufayli mis, ko'rinishidan, rudalar tarkibidagi kislorod birikmalaridan qayta tiklashni o'rgangan birinchi metalldir [6].
Ushbu ishning maqsadi mis va uning muhim sanoat va biologik ahamiyatga ega bo'lgan eng muhim birikmalari haqidagi bilimlarni tizimlashtirish va kengaytirishdir.
Ushbu ishning vazifalari:
Misning kimyoviy va fizik xususiyatlari bilan tanishing.
Misning eng muhim birikmalarining, shuningdek, uning boshqa metallar bilan qotishmalarining sanoat va inson hayotidagi xususiyatlari va ahamiyatini ko'rib chiqing.

1. Misning umumiy xarakteristikasi.
Tabiiy mis ikkita barqaror nukliddan iborat 63 Cu (og'irligi bo'yicha 69,09%) va 65 Cu (30,91%). Neytral mis atomining ikkita tashqi elektron qatlamining konfiguratsiyasi 3s 2 p 6 d 10 4s 1 ga teng . Oksidlanish darajasi +2 (II valentlik) va +1 (valentlik I) da birikmalar hosil qiladi, juda kamdan-kam hollarda +3 va +4 oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Mendeleyev davriy tizimida mis toʻrtinchi davrda joylashgan boʻlib, kumush (Ag) va oltin (Au) kabi olijanob metallarni oʻz ichiga olgan IB guruhiga kiradi. Neytral mis atomining radiusi 0,128 nm, Cu + ionining radiusi 0,060 nm (koordinatsiya raqami 2) dan 0,091 nm (koordinatsiya raqami 6), Cu 2+ ionining radiusi 0,071 nm (koordinatsiya) ga teng. 2 raqami) 0,087 nm gacha (koordinatsion raqami 6). Mis atomining ketma-ket ionlanish energiyasi 7,726; 20,291; 36,8; 58,9 va 82,7 eV. Elektron yaqinligi 1,8 eV. Elektronning ish funktsiyasi 4,36 eV ni tashkil qiladi. Pauling shkalasiga ko'ra, misning elektr manfiyligi 1,9; mis o'tish metallaridan biridir. Standart elektrod potensiali Cu / Cu 2+ 0,339 V. Standart potentsiallar qatorida mis vodorodning (H) o'ng tomonida joylashgan va vodorodni suvdan yoki kislotalardan siqib chiqarmaydi. Oddiy mis moddasi pushti-qizil rangli chiroyli metalldir. Nomi: misning lotincha nomi qadimgi davrlarda mis rudasi qazib olingan Kipr (Cuprus) oroli nomidan kelib chiqqan; rus tilida bu so'zning kelib chiqishi haqida aniq tushuntirish yo'q. 2. Fizikaviy va kimyoviy xossalari: Metall misning kristall panjarasi yuz markazlashtirilgan kub, panjara parametri a = 0,36150 nm. Zichlik 8,92 g / sm 3 , erish nuqtasi 1083,4 ° S, qaynash nuqtasi 2567 ° S. Boshqa barcha metallar orasida mis eng yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va eng past elektr qarshiliklaridan biriga ega (20 ° C da, qarshilik 1,68 10-3 ohm m). Quruq atmosferada mis deyarli o'zgarmaydi. Nam havoda karbonat angidrid ishtirokida mis yuzasida Cu(OH) 2 ·CuCO 3 tarkibidagi yashil rangli plyonka hosil bo'ladi . Havoda oltingugurt dioksidi va vodorod sulfidining izlari doimo mavjud bo'lganligi sababli, metall misning sirt plyonkasi odatda mis sulfid birikmalarini o'z ichiga oladi. Vaqt o'tishi bilan mis va uning qotishmalaridan tayyorlangan mahsulotlarda paydo bo'ladigan bunday filmga patina deyiladi. Patina metallni keyingi yo'q qilishdan himoya qiladi. San'at buyumlarida "qadimiylik parchasini" yaratish uchun ularga mis qatlami qo'llaniladi, keyinchalik u maxsus patinlanadi. Havoda qizdirilganda mis xiralashadi va oxir-oqibat sirtda oksidli qatlam hosil bo'lishi sababli qora rangga aylanadi. Avval Cu 2 O oksidi, keyin CuO oksidi hosil bo'ladi. Qizil-jigarrang mis oksidi (I) Cu 2 O, bromo- va gidroiyod kislotalarda eritilganda, mos ravishda, mis bromidi (I) CuBr va mis yodidi (I) CuI hosil qiladi. Cu 2 O suyultirilgan sulfat kislota bilan o'zaro ta'sirlashganda, mis va mis sulfat paydo bo'ladi: Cu 2 O + H 2 SO 4 \u003d Cu + CuSO 4 + H 2 O. Havoda yoki kislorodda qizdirilganda Cu 2 O CuO ga oksidlanadi, vodorod oqimida qizdirilganda u erkin metallga aylanadi. CuO + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + H 2 O Ishqorlar bilan birlashganda CuO kupratlarni hosil qiladi, masalan: CuO + 2NaOH \u003d Na 2 CuO 2 + H 2 O Cu 2 O ni inert atmosferada isitish nomutanosiblik reaktsiyasiga olib keladi: Cu 2 O \u003d CuO + Cu. Vodorod, metan, ammiak, uglerod oksidi (II) va boshqalar kabi qaytaruvchi moddalar CuO ni erkin misga kamaytiradi, masalan: CuO + CO \u003d Cu + CO 2 . Mis oksidlari Cu 2 O va CuO dan tashqari , kuchli oksidlovchi xususiyatlarga ega bo'lgan quyuq qizil mis oksidi (III) Cu 2 O 3 ham olingan. Mis galogenlar bilan reaksiyaga kirishadi, masalan, qizdirilganda xlor mis bilan reaksiyaga kirishib, quyuq jigarrang dixlorid CuCl 2 ni hosil qiladi . Bundan tashqari, mis diftorid CuF 2 va mis dibromid CuBr 2 mavjud , ammo mis diiodid yo'q. CuCl 2 ham , CuBr 2 ham suvda yaxshi eriydi, mis ionlari esa gidratlanadi va ko'k rangli eritmalar hosil qiladi. CuCl 2 metall mis kukuni bilan reaksiyaga kirishganda rangsiz, suvda erimaydigan mis xlorid (I) CuCl hosil bo'ladi. Bu tuz konsentrlangan xlorid kislotada oson eriydi va murakkab anionlar [CuCl 2 ] - , [CuCl 3 ] 2– va [SuCl 4 ] 3– , masalan, jarayon tufayli: CuCl + NCl \u003d H [CuCl 2 ] Misni oltingugurt bilan eritganda suvda erimaydigan Cu 2 S sulfidi hosil bo'ladi.Mis (II) sulfid CuS cho'kadi, masalan, mis (II) tuzi eritmasidan vodorod sulfidi o'tkazilganda: H 2 S + CuSO 4 \u003d CuS + H 2 SO 4 Mis vodorod, azot, grafit, kremniy bilan reaksiyaga kirishmaydi. Vodorod bilan aloqa qilganda, mis bu metallda vodorodning erishi tufayli mo'rt bo'ladi (misning "vodorod kasalligi" deb ataladi). Oksidlovchi moddalar, birinchi navbatda kislorod, mis xlorid kislotasi va suyultirilgan sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishishi mumkin, ammo vodorod ajralib chiqmaydi: 2Cu + 4HCl + O 2 \u003d 2CuCl 2 + 2H 2 O. Har xil konsentratsiyadagi azot kislotasi bilan mis juda faol reaksiyaga kirishadi, mis (II) nitrat va turli azot oksidi hosil bo'lishi bilan ajralib turadi. Masalan, 30% nitrat kislota bilan misning reaktsiyasi quyidagicha davom etadi: 3Cu + 8HNO 3 \u003d 3Cu (NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O. Konsentrlangan sulfat kislota bilan mis kuchli isitish bilan reaksiyaga kirishadi: Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O. 2FeCl 3 + Cu \u003d CuCl 2 + 2FeCl 2 Misni temir (III) xlorid bilan ishqalash jarayoni, xususan, kerak bo'lganda, ma'lum joylarda plastmassa ustiga purkalgan mis qatlamini olib tashlash uchun ishlatiladi. Mis ionlari Cu 2+ ammiak bilan oson komplekslar hosil qiladi, masalan, [Cu(NH 3 )] 2+. Asetilen C 2 H 2 mis tuzlarining ammiak eritmalari orqali o'tkazilganda, mis karbid (aniqrog'i, asetilenid) CuC 2 cho'kadi . Mis gidroksidi Cu (OH) 2 asosiy xususiyatlarning ustunligi bilan tavsiflanadi. U kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, tuz va suv hosil qiladi, masalan: Su (OH) 2 + 2HNO 3 \u003d Cu (NO 3 ) 2 + 2H 2 O. Ammo Cu (OH) 2 konsentrlangan gidroksidi eritmalar bilan ham reaksiyaga kirishadi va tegishli kupratlar hosil bo'ladi, masalan: Su (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 [Cu (OH) 4 ] Agar tsellyuloza Su (OH) 2 yoki asosiy mis sulfatni ammiakda eritib olingan mis ammiak eritmasiga joylashtirilsa, tsellyuloza eriydi va tsellyulozaning mis ammiak kompleksining eritmasi hosil bo'ladi. Ushbu eritmadan zig'ir trikotaj va turli matolar ishlab chiqarishda ishlatiladigan mis-ammiakli tolalar tayyorlanishi mumkin. 3. Tabiatda bo‘lish Yer qobig'ida mis miqdori og'irligi bo'yicha taxminan 5 10-3% ni tashkil qiladi. Juda kamdan-kam hollarda mis mahalliy shaklda topiladi (420 tonnalik eng katta nugget Shimoliy Amerikada topilgan). Rudalardan sulfidli rudalar keng tarqalgan: xalkopirit yoki mis piritlari, CuFeS 2 (30% mis), kovellit CuS (64,4% mis), xalkotsit yoki mis yaltiroq, Cu 2 S (79,8% mis), bornit Cu 5 FeS 4 (52-65% mis). Shuningdek, mis oksidi rudalari ko'p, masalan: kuprit Cu 2 O, (81,8% mis), malaxit CuCO 3 Cu (OH) 2 (57,4% mis) va boshqalar. 170 ta mis o'z ichiga olgan minerallar ma'lum bo'lib, ulardan 17 tasi sanoat miqyosida qo'llaniladi. Turli xil mis rudalari ko'p, lekin yer sharida boy konlar kam, bundan tashqari, mis rudalari ko'p yuz yillar davomida qazib olingan, shuning uchun ba'zi konlar butunlay tugagan. Ko'pincha misning manbai polimetall rudalar bo'lib, ular tarkibida misdan tashqari temir (Fe), sink (Zn), qo'rg'oshin (Pb) va boshqa metallar mavjud. Nopokliklar sifatida mis rudalari odatda iz elementlarini (kadmiy, selen, tellur, galiy, germaniy va boshqalar), shuningdek kumush va ba'zan oltinni o'z ichiga oladi. Sanoat rivojlanishi uchun mis miqdori og'irligi bo'yicha 1% dan bir oz ko'proq yoki undan kam bo'lgan rudalar ishlatiladi. Dengiz suvida taxminan 1 10-8% mis mavjud. 4. Kvitansiya Misni sanoat ishlab chiqarish murakkab ko'p bosqichli jarayondir. Qazib olingan ruda maydalanadi va boʻsh jinsni ajratish uchun qoida tariqasida flotatsion boyitish usuli qoʻllaniladi. Olingan kontsentrat (tarkibida 18-45% og‘irlikdagi mis bor) havo portlatish pechida pishiriladi. Qovurish natijasida shlak hosil bo'ladi - misdan tashqari, boshqa metallarning aralashmalarini ham o'z ichiga olgan qattiq modda. Shlakli o'choqli pechlarda yoki elektr pechlarida eritiladi. Ushbu erishdan so'ng, cürufga qo'shimcha ravishda, mis miqdori 40-50% gacha bo'lgan mat deb ataladigan narsa hosil bo'ladi. Keyinchalik, mat konvertatsiya qilinadi - kislorod bilan boyitilgan siqilgan havo eritilgan mat orqali puflanadi. Matga kvarts oqimi qo'shiladi (qum SiO 2). Konvertatsiya qilish jarayonida kiruvchi aralashma sifatida mat tarkibidagi temir sulfid FeS shlakga o'tadi va oltingugurt dioksidi SO 2 shaklida chiqariladi : 2FeS + 3O 2 + 2SiO 2 = 2FeSiO 3 + 2SO 2 Shu bilan birga, mis (I) sulfid Cu2S oksidlanadi: 2Cu 2 S + 3O 2 \u003d 2Cu 2 O + 2SO 2 Ushbu bosqichda hosil bo'lgan Cu 2 O Cu 2 S bilan keyingi reaksiyaga kirishadi : 2Cu 2 O + Cu 2 S \u003d 6Cu + SO 2 Natijada misning o'zi og'irligi bo'yicha 98,5-99,3% ni tashkil etadigan blister mis deb ataladi. Keyinchalik, blister mis qayta ishlanadi. Birinchi bosqichda tozalash yong'in bo'lib, u blister mis eritiladi va kislorod eritma orqali o'tadi. Blister mis tarkibidagi faolroq metallarning aralashmalari kislorod bilan faol reaksiyaga kirishadi va oksidli shlaklarga o'tadi. Yakuniy bosqichda mis sulfat kislota eritmasida elektrokimyoviy tozalashga duchor bo'ladi, blister mis anod bo'lib xizmat qiladi va katodda tozalangan mis cho'kadi. Bunday tozalash bilan blister misda mavjud bo'lgan kamroq faol metallarning aralashmalari loy shaklida cho'kadi va elektrolitda faolroq metallarning aralashmalari qoladi. Tozalangan (katodli) misning tozaligi 99,9% yoki undan ko'proqqa etadi. 5. Ilova 20-asrdan boshlab misning asosiy ishlatilishi uning yuqori elektr o'tkazuvchanligi bilan bog'liq. Qazib olingan misning yarmidan ko'pi elektrotexnikada turli simlar, kabellar, elektr jihozlarining o'tkazuvchi qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli mis turli xil issiqlik almashinuvchilari va sovutish uskunalari uchun ajralmas materialdir. Mis elektrokaplamada keng qo'llaniladi - mis qoplamalarini qo'llashda, murakkab shakldagi yupqa devorli mahsulotlarni olishda, bosmaxonada klişe tayyorlashda va hokazo. Mis qotishmalari - guruch (asosiy qo'shimchasi sink (Zn)), bronza (turli elementlarga ega qotishmalar, asosan metallar - qalay (Sn), alyuminiy (Al), berilliy (Be), qo'rg'oshin (Pb), kadmiy katta ahamiyatga ega. (Cd ) va boshqalar, sink (Zn) va nikel (Ni)) va mis-nikel qotishmalari, shu jumladan kupronikel va nikel kumushdan tashqari. Brendga (tarkibiga) qarab, qotishmalar texnologiyaning turli sohalarida konstruktiv, korroziyaga qarshi, korroziyaga chidamli materiallar, shuningdek, berilgan elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan materiallar sifatida qo'llaniladi. alyuminiy (Al) va nikelli mis (Ni)) tangalar zarb qilish uchun ishlatiladi - "mis" va "kumush"; ammo mis haqiqiy kumush va tanga oltinning bir qismidir. 6.Biologik roli Mis barcha organizmlarda mavjud bo'lib, ularning normal rivojlanishi uchun zarur bo'lgan mikroelementlar soniga kiradi (qarang. "Ozuqa moddalari"). O'simliklar va hayvonlarda mis miqdori 10-15 dan 10-3% gacha o'zgarib turadi. Inson mushak to'qimasida 1 10-3% mis, suyak to'qimasi - (1-26) 10-4%, qonda 1,01 mg / l mis mavjud. Umuman olganda, o'rtacha odamning tanasida (tana vazni 70 kg) 72 mg mis mavjud. O'simlik va hayvon to'qimalarida misning asosiy roli fermentativ katalizda ishtirok etishdir. Mis bir qator reaksiyalarning faollashtiruvchisi bo'lib xizmat qiladi va mis o'z ichiga olgan fermentlarning, birinchi navbatda, biologik oksidlanish reaktsiyalarini katalizlovchi oksidazlarning bir qismidir. Mis o'z ichiga olgan plastotsiyanin oqsili fotosintez jarayonida ishtirok etadi. Boshqa mis o'z ichiga olgan protein gemosiyanin ba'zi umurtqasiz hayvonlarda gemoglobin vazifasini bajaradi. Mis zaharli bo'lgani uchun, hayvon organizmida u bog'langan holatda bo'ladi. Uning muhim qismi jigarda hosil bo'lgan seruloplazmin oqsilining bir qismi bo'lib, u qon oqimi bilan aylanadi va misni boshqa mis o'z ichiga olgan oqsillarni sintez qilish joylariga etkazib beradi. Ceruloptum ham katalitik faollikka ega va oksidlanish reaksiyalarida ishtirok etadi. Mis tananing turli funktsiyalarini - nafas olish, gematopoez (temirning so'rilishini va gemoglobin sintezini rag'batlantiradi), uglevodlar va minerallarning metabolizmini amalga oshirish uchun zarurdir. Mis etishmovchiligi o'simliklar, hayvonlar va odamlarda kasalliklarni keltirib chiqaradi. Oziq-ovqat bilan bir kishi kuniga 0,5-6 mg mis oladi. Ceruloptum ham katalitik faollikka ega va oksidlanish reaksiyalarida ishtirok etadi. Mis tananing turli funktsiyalarini - nafas olish, gematopoez (temirning so'rilishini va gemoglobin sintezini rag'batlantiradi), uglevodlar va minerallarning metabolizmini amalga oshirish uchun zarurdir. Mis etishmovchiligi o'simliklar, hayvonlar va odamlarda kasalliklarni keltirib chiqaradi. Oziq-ovqat bilan bir kishi kuniga 0,5-6 mg mis oladi. Ceruloptum ham katalitik faollikka ega va oksidlanish reaksiyalarida ishtirok etadi. Mis tananing turli funktsiyalarini - nafas olish, gematopoez (temirning so'rilishini va gemoglobin sintezini rag'batlantiradi), uglevodlar va minerallarning metabolizmini amalga oshirish uchun zarurdir. Mis etishmovchiligi o'simliklar, hayvonlar va odamlarda kasalliklarni keltirib chiqaradi. Oziq-ovqat bilan bir kishi kuniga 0,5-6 mg mis oladi. Mis sulfat va boshqa mis birikmalari qishloq xoʻjaligida mikrooʻgʻitlar sifatida va turli oʻsimliklar zararkunandalariga qarshi kurashda qoʻllaniladi. Biroq, mis birikmalaridan foydalanganda, ular bilan ishlashda ularning zaharli ekanligini hisobga olish kerak. Mis tuzlarini tanaga kiritish insonning turli kasalliklariga olib keladi. Mis aerozollari uchun MPC 1 mg / m3 ni tashkil qiladi, ichimlik suvi uchun mis miqdori 1,0 mg / l dan oshmasligi kerak.