Mis elementi

2. Misning fizik xossalari. Tibbiyotda va xalq xo'jaligida qo'llanilishi

Mis og'ir pushti-qizil metall bo'lib, yumshoq va egiluvchan, erish nuqtasi 1083 ° C, u elektr toki va issiqlikni ajoyib o'tkazuvchidir, misning elektr o'tkazuvchanligi alyuminiydan 1,7 baravar, temirdan 6 baravar yuqori. .

Mis plastik, pushti-qizil metall bo'lib, metall yorqinligi bilan ajralib turadi; misning yupqa plyonkalari shaffof bo'lganda yashil-ko'k rangga ega. U kimyoviy bog'lanishning metall turiga ega bo'lgan yuz markazli kubik panjarada kristallanadi. U yuqori issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ega, elektr o'tkazuvchanligi bo'yicha kumushdan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Erish nuqtasi 1083 ° S, qaynash nuqtasi 2567 ° S, zichligi 8,92 g / sm ³ .
Havoda mis asosiy karbonatning zich yashil-kulrang plyonkasi bilan qoplangan, bu esa uni keyingi oksidlanishdan himoya qiladi.
Kundalik hayotda biz doimo mis va uning qotishmalari bilan shug'ullanishimiz kerak: biz kompyuterni yoki stol chiroqni yoqamiz - mis simlar orqali oqim oqadi, biz sariq va oq rangli mis qotishmalaridan yasalgan metall pullardan foydalanamiz. . Ba'zi uylar bronza buyumlar bilan bezatilgan, idish-tovoqlar misdan qilingan. Ayni paytda mis tabiatdagi eng keng tarqalgan elementdan uzoqdir: er qobig'idagi mis miqdori 0,01% ni tashkil qiladi, bu esa barcha elementlar orasida faqat 23-o'rinni egallashga imkon beradi.
Metalldan asosiy foydalanish elektr tokining o'tkazgichi sifatida. Bundan tashqari, mis tanga qotishmalarida ishlatiladi, shuning uchun uni ko'pincha "tanga metall" deb atashadi. Shuningdek, u an'anaviy bronza (7-10% qalayli mis qotishmalari) va guruch (mis sink qotishmasi) va monel (nikel mis qotishmasi) kabi maxsus qotishmalarda mavjud. Mis qotishmalaridan yasalgan metallga ishlov berish asboblari uchqun chiqarmaydi va portlovchi ustaxonalarda ishlatilishi mumkin. Mis asosidagi qotishmalar puflama asboblari va qo'ng'iroqlarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
Misning shifobaxsh xususiyatlari juda uzoq vaqtdan beri ma'lum. Qadimgi odamlar misning shifobaxsh ta'siri uning analjezik, antipiretik, antibakterial va yallig'lanishga qarshi xususiyatlari bilan bog'liq deb ishonishgan. Hatto Avitsenna va Galen misni dori sifatida ta'riflagan va Aristotel, misning tanaga umumiy mustahkamlovchi ta'siriga ishora qilib, qo'lida mis to'p bilan uxlashni afzal ko'rgan. Qirolicha Kleopatra eng yupqa mis bilaguzuklarni taqib yurgan, ularni oltin va kumushdan afzal ko'rgan, tibbiyot va kimyoni yaxshi bilgan. Mis zirhlarda qadimgi jangchilar kamroq charchagan va yaralari kamroq yiringlashgan va tezroq tuzalib ketgan. Misning "erkak kuchi" ga ijobiy ta'sir ko'rsatish qobiliyati qadimgi dunyoda sezilgan va keng tarqalgan.
Ko'chmanchi xalqlar kundalik hayotda ularni yuqumli kasalliklardan himoya qiladigan mis idishlardan foydalanganlar, lo'lilar esa xuddi shu maqsadda boshlariga mis halqa taqib yurishgan. Tarixiy fakt: vabo va vabo epidemiyasi mis bilan ishlaydigan yoki mis konlari yaqinida yashovchi odamlarni chetlab o'tdi. Yuqumli bemorlardan sog'lom odamlarga infektsiyani yuqtirishning oldini olish uchun ilgari kasalxonalardagi eshik tutqichlari misdan qilingani bejiz emas.
Misni qo'llashning juda muhim sohasi mis qotishmalarini ishlab chiqarishdir. Ko'pgina metallar bilan mis qattiq eritmalar deb ataladi, ular oddiy eritmalarga o'xshaydi, chunki ularda bir komponent (metall) atomlari boshqasining atomlari orasida teng taqsimlanadi (34-rasm). Ko'pgina mis qotishmalari qattiq eritmalardir.
Qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lgan mis qotishmasi - bronza tarkibida 4-30% qalay (odatda 8-10%) mavjud. Qizig'i shundaki, bronza qattiqligi bo'yicha alohida olingan sof mis va qalaydan ustun turadi. Bronza misga qaraganda ancha eriydi. Qadimgi Misr, Gretsiya, Xitoy ustalarining bronza buyumlari bugungi kungacha saqlanib qolgan. O'rta asrlarda bronzadan asboblar va boshqa ko'plab mahsulotlar quyilgan. Moskva Kremlidagi mashhur Tsar Cannon va Tsar Bell ham mis va qalay qotishmasidan quyiladi.
3. Misning kimyoviy xossalari
Oddiy modda shaklida mis o'ziga xos qizg'ish rangga ega. Mis metall yumshoq va egiluvchan. Elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha mis kumushdan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Metall mis, kumush kabi, antibakterial xususiyatlarga ega.
Mis xona haroratida toza, quruq havoda barqaror, lekin qizil issiqlikda oksidlar hosil qiladi. U oltingugurt va galogenlar bilan ham reaksiyaga kirishadi. Oltingugurt birikmalarini o'z ichiga olgan atmosferada mis asosiy sulfatning yashil plyonkasi bilan qoplangan. Elektrokimyoviy kuchlanish seriyasida mis vodorodning o'ng tomonida joylashgan, shuning uchun u oksidlovchi bo'lmagan kislotalar bilan amalda ta'sir qilmaydi. Metall issiq konsentrlangan sulfat kislotada, shuningdek suyultirilgan va konsentrlangan nitrat kislotada eriydi. Bundan tashqari, mis siyanidlar yoki ammiakning suvli eritmalari ta'sirida eritmaga kiritilishi mumkin:
2Cu + 8NH _{3 Ї} H ₂ O + O ₂ \u003d 2 [Cu (NH ₃ ) ₄ ] (OH) ₂ + 6H ₂ O
Davriy jadvaldagi misning holatiga ko'ra, uning yagona barqaror oksidlanish darajasi (+I) bo'lishi kerak, lekin u emas. Mis yuqori oksidlanish darajalarini olishga qodir va eng barqaror, ayniqsa suvli eritmalarda, oksidlanish darajasi (+ II). Ehtimol, mis (III) elektronlar almashinuvining biokimyoviy reaktsiyalarida ishtirok etadi. Bu oksidlanish darajasi kam uchraydi va hatto zaif qaytaruvchi moddalar ta'sirida juda oson kamayadi. Bir nechta mis (+ IV) birikmalari ma'lum.
Metall havoda yoki kislorodda qizdirilganda mis oksidlari hosil bo'ladi: sariq yoki qizil Cu ₂ O va qora CuO. Haroratning ko'tarilishi asosan mis (I) oksidi Cu ₂ O hosil bo'lishiga yordam beradi. Laboratoriyada bu oksid mis (II) tuzining ishqoriy eritmasini glyukoza, gidrazin yoki gidroksilamin bilan kamaytirish orqali qulay tarzda olinadi:
2CuSO ₄ + 2NH ₂ OH + 4NaOH \u003d Cu ₂ O + N ₂ + 2Na ₂ SO ₄ + 5H ₂ O
Bu reaksiya Felingning shakar va boshqa qaytaruvchi moddalar uchun sezgir testining asosi hisoblanadi. Ishqoriy eritmadagi mis (II) tuzining eritmasi tekshirilayotgan moddaga qo'shiladi. Agar modda qaytaruvchi vosita bo'lsa, xarakterli qizil cho'kma paydo bo'ladi.
Cu ^{+ kationi} suvli eritmada beqaror bo'lganligi sababli, Cu ₂ O ga kislotalar ta'sirida dismutatsiya yoki kompleks hosil bo'ladi:
Cu ₂ O + H ₂ SO ₄ \u003d Cu + CuSO ₄ + H ₂ O
Cu ₂ O + 4HCl \u003d 2 H [CuCl ₂ ] + H ₂ O
Oksid Cu ₂ O ishqorlar bilan sezilarli darajada o'zaro ta'sir qiladi. Bu kompleks hosil qiladi:
Cu ₂ O + 2NaOH + H ₂ O 2Na[Cu(OH) ₂ ]
Mis (II) oksidi CuO ni olish uchun nitrat yoki asosiy mis (II) karbonatning parchalanishidan foydalanish yaxshidir:
(NO ₃ ) ₂ = 2CuO + 4NO ₂ + O ₂
(CuOH) ₂ CO ₃ \u003d 2CuO + CO ₂ + H ₂ O
Mis oksidlari suvda erimaydi va u bilan reaksiyaga kirishmaydi. Yagona mis gidroksid Cu(OH) ₂ odatda mis (II) tuzining suvli eritmasiga ishqor qo‘shish orqali olinadi. Mis (II) gidroksidning amfoter xossalarini (kimyoviy birikmalarning asosiy yoki kislotali xossalarini namoyon qilish qobiliyati) och ko‘k rangli cho‘kmasi nafaqat kislotalarda, balki konsentrlangan ishqorlarda ham eritilishi mumkin. Bunda [Cu(OH) ₄ ] ^{2- tipidagi zarrachalarni o'z ichiga olgan to'q ko'k rangli eritmalar hosil bo'ladi} . Mis (II) gidroksid ammiak eritmasida ham eriydi:
Cu (OH) ₂ + 4NH ₃ ^. H ₂ O \u003d [Cu (NH ₃ ) ₄ ] (OH) ₂ + 4H ₂ O
Mis (II) gidroksid termal jihatdan beqaror va qizdirilganda parchalanadi:
Cu(OH) ₂ \u003d CuO + H ₂ O
Cu(OH) _{2 ga K 2} S ₂ O ₈ taʼsirida hosil boʻlgan toʻq qizil rangli Cu ₂ O ₃ oksidi mavjudligi haqida maʼlumotlar mavjud . Bu kuchli oksidlovchi moddadir, 400 ° C gacha qizdirilganda CuO va O _{2 ga parchalanadi} .
So'nggi yigirma yil ichida mis oksidlari kimyosiga katta qiziqish yuqori haroratli supero'tkazgichlarni ishlab chiqarish bilan bog'liq bo'lib, ulardan YBa ₂ Cu ₃ O _{7 eng yaxshi ma'lum} . 1987 yilda bu birikma suyuq azot haroratida o'ta o'tkazgich ekanligi ko'rsatildi. Uning keng ko'lamli amaliy qo'llanilishiga to'sqinlik qiladigan asosiy muammolar materiallarni qayta ishlash sohasida yotadi. Endi eng istiqbolli yupqa plyonkalar ishlab chiqarishdir.
Ko'pgina mis xalkogenidlari stokiometrik bo'lmagan birikmalardir. Mis (I) sulfid Cu ₂ S misni oltingugurt bug'ida yoki vodorod sulfidli muhitda kuchli qizdirish natijasida hosil bo'ladi. Vodorod sulfidi Cu ^{2+ kationlari bo'lgan} suvli eritmalar orqali o'tkazilganda CuS tarkibidagi kolloid cho'kma ajralib chiqadi. Biroq, CuS oddiy mis (II) birikmasi emas. U S _{2 guruhini o'z ichiga oladi va Cu} ^I ₂ Cu ^II (S ₂ )S formulasi bilan yaxshiroq tavsiflanadi . Mis selenidlari va telluridlari metall xossalarini namoyon qiladi, CuSe ₂ , CuTe ₂ , CuS va CuS ₂ esa past haroratlarda oʻta oʻtkazgich hisoblanadi.
Mis galogenlar bilan qizdirilganda suvsiz diftorid, dixlorid va dibromid sintezlanishi mumkin. Mis (II) galogenidlarning eritmalari metallni, uning oksidi, gidroksid yoki karbonatni mos keladigan gidrogal kislota bilan reaksiyaga kiritish orqali qulayroqdir. Kristalli gidratlar doimo suvli eritmalardan ajratiladi.
Mis (II) yodidni olishga urinishlar mis (I) yodid CuI hosil bo'lishiga olib keladi:
2Cu ²⁺ + 4I ^- = 2CuI + I ₂
Bunda eritma va cho`kma yod borligidan jigarrang rangga aylanadi. Olingan yod tiosulfat ioni ta'sirida olib tashlanishi mumkin:
I ₂ + 2SO ₃ S ^2- \u003d 2I ^- + S ₄ O ₆ ^2-
Biroq, ortiqcha tiosulfat ioni qo'shilsa, mis (I) yodid eriydi:
CuI + 2SO ₃ S ^2- \u003d [Cu (SO ₃ S) ₂ ] ^3- + I ^-
Xuddi shunday, mis (II) siyanidini tayyorlashga urinishlar CuCN hosil bo'lishiga olib keladi. Boshqa tomondan, elektromanfiy ftor bilan mis (I) tuzini olish mumkin emas. Oq erimaydigan birikmalar bo'lgan uchta boshqa mis (I) galogenidlari mis (II) galogenidlarini qaytarish jarayonida suvli eritmalardan cho'kadi.
Suvli eritmalarda rangsiz mis (I) ioni juda beqaror va nomutanosibdir.
2Cu ^I Cu ^II + Cu(p)
Ehtimol, buning sababi atomning kattaligidir. Cu ^II ioni Cu ^I dan kichikroq va ikki marta zaryadga ega bo'lib, suv bilan ancha kuchli ta'sir qiladi (gidratlanish issiqligi mos ravishda ~2100 va ~580 kJ mol ^-1 ). Farqi muhim, chunki u mis uchun ikkinchi ionlanish energiyasidan ustundir. Bu Cu ^{II ionini suvli eritmada (va ionli qattiq moddalarda) Cu I ga} qaraganda barqarorroq qiladi, garchi uning barqaror d ^{10 konfiguratsiyasiga qaramay.} Biroq, Cu ^I eruvchanligi juda past bo'lgan birikmalarda yoki kompleks hosil qilish orqali barqarorlashishi mumkin. Komplekslar Cu ₂ O ning mos keladigan ligandlar bilan o'zaro ta'sirida suvli eritmada osongina hosil bo'ladi . Suvli eritmalarda mis (I) xloro- va amin komplekslari atmosfera kislorodi ta'sirida sekin oksidlanib, tegishli mis (II) birikmalariga aylanadi.
Mis (II) kationi esa suvli eritmada ancha barqaror. Mis (II) tuzlari asosan suvda eriydi. Ularning eritmalarining ko'k rangi [Cu(H ₂ O) ₄ ] ^{2+ ionining hosil bo'lishi bilan bog'liq} . Ular ko'pincha gidratlar sifatida kristallanadi. Suvli eritmalar ozgina gidrolizlanadi va ko'pincha ulardan asosiy tuzlar cho'kadi. Asosiy karbonat tabiatda uchraydi - bu mineral malaxit, asosiy sulfatlar va xloridlar misning atmosfera korroziyasida hosil bo'ladi va asosiy asetat (verdigris) pigment sifatida ishlatiladi.
Yar-verdigris Pliniy Elder davridan beri ma'lum (eramizning 23-79 yillari). Rossiya dorixonalarida ular uni 17-asrning boshlarida olishni boshladilar. Qabul qilish usuliga qarab, u yashil yoki ko'k bo'lishi mumkin. U Moskvadagi Kolomenskoyedagi qirollik xonalarining devorlarini chizgan.
Eng mashhur oddiy tuz - mis (II) sulfat pentahidrat CuSO ₄ Ї5H ₂ O - ko'pincha mis sulfat deb ataladi. Ko'rinishidan, vitriol so'zi lotincha Cipri Rosa - Kipr atirgulidan kelib chiqqan. Rossiyada mis sulfat ko'k, kipr, keyin turkcha deb nomlangan. Vitriol tarkibida mis borligi birinchi marta 1644 yilda Van Helmont tomonidan aniqlangan. 1848 yilda R. Glauber birinchi marta mis va sulfat kislotadan mis sulfat oldi. Mis sulfat elektrolitik jarayonlarda, suvni tozalashda va o'simliklarni himoya qilishda keng qo'llaniladi. Bu boshqa ko'plab mis birikmalari uchun boshlang'ich materialdir.
Tetraamminlar mis (II) ning suvli eritmalariga ammiakni dastlabki choʻkma toʻliq erimaguncha qoʻshib oson hosil boʻladi. Mis tetraamminlarining to'q ko'k eritmalari tsellyulozani eritib yuboradi, uni kislotalash yo'li bilan cho'ktirish mumkin, bu viskoza olish jarayonlaridan birida qo'llaniladi. Etanolning eritmaga qo'shilishi [Cu(NH ₃ ) ₄ ]SO ₄ ЇH ₂ O ning cho'kishiga olib keladi. Ammiakning konsentrlangan eritmasidan tetraamminlarning qayta kristallanishi binafsha-ko'k pentaamminlarning hosil bo'lishiga olib keladi, ammo beshinchi NH _{3 molekulasi} osongina yo'qoladi. Geksaamminlarni faqat suyuq ammiakda olish mumkin va ular ammiak atmosferasida saqlanadi.
Mis (II) makrosiklik ligand ftalosiyanin bilan kvadrat tekis kompleks hosil qiladi. Uning hosilalari 500 ° C gacha barqaror bo'lgan va siyoh, bo'yoq, plastmassa va hatto rangli tsementlarda keng qo'llaniladigan ko'kdan yashil ranggacha pigmentlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Adabiyotlar ro'yxati

1. Azimov A. Kimyoning qisqacha tarixi. Sankt-Peterburg, Amfora, 2002 yil

2. Vanyukov A.V., Utkin M.I. Mis va nikel xomashyosini kompleks qayta ishlash. Chelyabinsk, 1988 yil
3. Mis eritish ishlab chiqarish - rivojlanishi va istiqbollari. Olma-Ota, 1978 yil
4. Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Uyda o'qish uchun kimyo kitob. M., Kimyo, 1994 yil
5. Kimyo va hayot (Salter Kimyosi). 1-qism. Kimyo haqidagi tushunchalar. M.: Rossiya kimyo-texnika universiteti nashriyoti im. D.I.Mendeleeva, 1997 yil