Sulamistemperatuur cu. Vase klassid - omadused, märgistus ja selle dekodeerimine. Raua keemilised omadused

Muistsed kreeklased nimetasid seda elementi chalcos, ladina keeles nimetatakse seda cuprum (Cu) või aes ja keskaegsed alkeemikud nimetasid seda keemilist elementi ainult Marsiks või Veenuseks. Inimkond on vasega juba ammu tuttavaks saanud tänu sellele, et looduslikes tingimustes võis seda leida nugide kujul, mis on sageli väga muljetavaldava suurusega.

Selle elemendi karbonaatide ja oksiidide kerge loetavus aitas kaasa asjaolule, et paljude teadlaste sõnul õppisid meie iidsed esivanemad seda maagi taastumiseks enne kõiki teisi metalle.

Alguses kuumutati vasekivi lihtsalt lahtise tule kohal ja seejärel jahutati järsult. See viis nende lõhenemiseni, mis võimaldas teostada metalli redutseerimist.

Olles omandanud nii lihtsa tehnoloogia, hakkas inimene seda järk-järgult arendama. Inimesed õppisid karusnahkade ja torudega õhku lõkkesse puhuma, mõtlesid siis tule ümber seinu paigaldada. Lõpuks projekteeriti esimene võlliahi.

Arvukad arheoloogilised väljakaevamised on kinnitanud ainulaadse fakti - kõige lihtsamad vasktooted olid olemas juba 10. aastatuhandel eKr! Ja aktiivsemalt hakati vaske kaevandama ja kasutama 8-10 tuhande aasta pärast. Sellest ajast alates on inimkond seda ainulaadset keemilist elementi oma vajaduste rahuldamiseks mitmes mõttes (tihedus, erikaal, magnetilised omadused jne) kasutanud.

Tänapäeval on vase tükid äärmiselt haruldased.  Vase kaevandamisel on mitmesuguseid, mille hulgast saab eristada järgmist:

• sündiit (selles juhtub cuprum kuni 65%);
• vase läige (teise nimega kalkosiin) vase sisaldusega kuni 80%;
• vaskpüriit (teisisõnu - kalkoperiit), mis sisaldab umbes 30% meid huvitavast keemilisest elemendist;
• covellin (selles toimub Cu kuni 64%).

Cuprumi kaevandatakse ka malahhiidist, kupriidist ja muudest oksiidimaakidest ning isegi ilma väikese 20 mineraalita, mis sisaldavad seda erinevates kogustes.

2

Kirjeldatud element on lihtsal kujul roosakas-punane metall, mida iseloomustavad suured plastilised omadused. Naturaalne kupatus sisaldab kahte stabiilse struktuuriga nukliidi.

Positiivselt laetud vaseiooni raadiusel on järgmine tähendus:

• koordinatsiooninäitajaga 6 - kuni 0,091 nm;
• indikaatoriga 2, kuni 0,060 nm.

Elemendi neutraalset aatomit iseloomustab raadius 0,128 nm ja elektronide afiinsus 1,8 eV. Järjestikuses ionisatsioonis on aatomi väärtused vahemikus 7,726 kuni 82,7 eV.

Cuprum on siirdemetall, seetõttu on sellel muutuvad oksüdatsiooniseisundid ja madal elektronegatiivsuse indeks (1,9 ühikut Paulingu skaalal). (koefitsient) võrdub 394 W / (m * K) temperatuurivahemikus 20 kuni 100 ° C. Vase (erinäitaja) elektrijuhtivus on maksimaalselt 58, minimaalselt 55,5 MSm / m. Ainult hõbedat iseloomustab suurem väärtus, teiste metallide, sealhulgas alumiiniumi, elektrijuhtivus on madalam.

Vask ei saa vesinikku happetest ja veest välja tõrjuda, kuna tavalises potentsiaalide reas seisab see vesiniku paremal. Kirjeldatud metalli iseloomustab näokeskne kuupvõre, mille suurusjärk on 0,366150 nm. Vask keeb temperatuuril 2657 kraadi, sulab temperatuuril veidi üle 1083 kraadi ja selle tihedus on 8,92 grammi / kuupsentimeeter (võrdluseks - alumiiniumi tihedus on 2,7).

Vase muud mehaanilised omadused ja olulised füüsikalised näitajad:

• rõhk 1628 ° C juures - 1 mm RT. st .;
• soojuspaisumise väärtus (lineaarne) - 0,00000017 ühikut;
• tõmbetugevus saavutatakse võrdne 22 kgf / mm2;
• vase karedus - 35 kgf / mm2 (Brinelli skaala);
• erikaal - 8,94 g / cm3;
• elastsusmoodul - 132000 Mn / m2;
• pikenemine (suhteline) - 60%.

Vase magnetilised omadused on teatud määral ainulaadsed. Element on täielikult diamagnetiline, selle magnetilise aatomi tundlikkuse indeks on vaid 0,00000527 ühikut. Vase magnetilised omadused (nagu ka kõik selle füüsikalised parameetrid - kaal, tihedus jne) määravad elektrienergia toodete valmistamise vajaduse elemendi järele. Alumiiniumil on umbes samad omadused, seetõttu moodustavad nad kirjeldatud metalliga “magusa paari”, mida kasutatakse juhtivate osade, juhtmete, kaablite tootmiseks.

Vase paljusid mehaanilisi indikaatoreid (näiteks samad magnetilised omadused) on peaaegu võimatu muuta, kuid külmetöötluse abil saab selle elemendi tõmbetugevust parandada. Sel juhul suureneb see umbes kaks korda (kuni 420–450 MN / m2).

3

Mendelejevi süsteemi Cuprum kuulub väärismetallide rühma (IB), see on neljandas perioodis, sellel on 29 seerianumbrit ja sellel on kalduvus keerukamaks muutuda. Vase keemilised omadused ei ole vähem olulised kui selle magnetilised, mehaanilised ja füüsikalised näitajad, olenemata sellest, kas see on selle kaal, tihedus või muu väärtus. Seetõttu räägime neist üksikasjalikult.

Cuprumi keemiline aktiivsus on väike. Kuivas õhus olev vask ei muutu oluliselt (võiks isegi öelda, et see ei muuda palju). Kuid suureneva niiskuse ja süsihappegaasi olemasolu korral keskkonnas moodustub selle pinnale tavaliselt rohekas varjundiga kile. See sisaldab CuCO3 ja Cu (OH) 2, aga ka mitmesuguseid väävelseid vaskühendeid. Viimased moodustuvad tänu sellele, et õhus on peaaegu alati teatav kogus vesiniksulfiidi ja vääveldioksiidi. Täpsustatud rohekat kilet nimetatakse patinaks. See kaitseb metalli hävitamise eest.

Kui vaske kuumutatakse õhus, algab selle pinna oksüdeerimine. Temperatuuri vahemikus 375–1100 kraadi moodustub oksüdeerimise tagajärjel kahekihiline skaala ja temperatuuridel kuni 375 kraadi - vaskoksiid. Tavalisel temperatuuril täheldatakse tavaliselt Cu segu niiske klooriga (selle reaktsiooni tulemus on kloriidi välimus).

Halogeenirühma muude elementidega suhtleb vask ka üsna hõlpsalt. Väävliaurus see süttib, sellel on kõrge selektiivsuse afiinsusaste. Kuid Cu ei ühine süsiniku, lämmastiku ja vesinikuga isegi kõrgemal temperatuuril. Vaseoksiidi kokkupuutel väävelhappega (lahjendatud) saadakse sulfaat ja puhas vask vastavalt joodhappe ja vesinikbromiidhappe, jodiidi ja vaskbromiidiga.

Kui oksiid kombineeritakse kindla leelisega, on keemilise reaktsiooni tulemuseks kupraadi ilmumine. Kuid kõige kuulsamad redutseerijad (vingugaas, ammoniaak, metaan ja teised) suudavad taastada kupatuse vabas olekus.

Praktiliselt pakub huvi selle metalli võime reageerida raudsooladega (lahuse kujul). Sel juhul registreeritakse raua taandamine ja Cu üleminek lahusesse. Seda reaktsiooni kasutatakse dekoratiivtoodetest pritsitud vaskkihi eemaldamiseks.

Mono- ja kahevalentsetes vormides on vask võimeline looma keerukaid ühendeid, millel on kõrge stabiilsusindeks. Nende ühendite hulka kuuluvad ammoniaagisegud (need pakuvad huvi tööstusettevõtetele) ja kaksiksoolad.

4

Ehk alumiiniumi ja vase peamine ulatus on kõigile teada. Nendest valmistatakse mitmesuguseid kaableid, sealhulgas toitekaableid. See aitab kaasa alumiiniumi ja kupri madalale takistusele, nende erilistele magnetvõimetele. Elektriajamite mähistes ja trafodes (võimsus) kasutatakse laialdaselt vasktraate, mida iseloomustab vase ainulaadne puhtus, mis on lähteaine nende vabastamiseks. Kui sellisele puhtale toorainele lisatakse ainult 0,02 protsenti alumiiniumi, väheneb toote elektrijuhtivus 8–10 protsenti.

Cu, millel on suur tihedus ja tugevus, aga ka väike kaal, sobib suurepäraselt mehaaniliseks töötlemiseks. See võimaldab meil toota suurepäraseid vasktorusid, mis demonstreerivad nende kõrget jõudlust gaasi-, kütte- ja veevarustussüsteemides. Paljudes Euroopa riikides kasutatakse enamikul juhtudel vasest torusid elamu- ja haldushoonete sisemiste insenerivõrkude korraldamiseks.

Oleme palju öelnud alumiiniumi ja vase elektrijuhtivuse kohta. Ärge unustage viimase suurepärast soojusjuhtivust. See omadus võimaldab kasutada vaske järgmistes kujundustes:

• soojustorudes;
• personaalarvutite jahutites;
• küttesüsteemides ja õhujahutussüsteemides;
• soojusvahetites ja paljudes teistes seadmetes, mis kuumust eemaldavad.

Vasematerjalide ja sulamite tihedus ja väike kaal tingisid nende laialdase kasutamise arhitektuuris.

5

On selge, et vase tihedus, selle kaal ja kõikvõimalikud keemilised ja magnetilised indikaatorid pakuvad tavainimesele vähe huvi. Kuid paljud inimesed tahavad teada vase raviomadusi.

Muistsed indiaanlased kasutasid vaske nägemisorganite ja naha erinevate vaevuste raviks. Muistsed kreeklased paranesid vaskplaatidega haavandite, tugeva turse, verevalumite ja verevalumite, aga ka tõsisemate haiguste (mandlite põletik, kaasasündinud ja omandatud kurtus) korral. Ja idas kasutati jalgade ja käte purustatud luude parandamiseks vees lahustatud vasepunast pulbrit.

Vase raviomadused olid venelastele hästi teada. Meie esivanemad ravisid selle ainulaadse metalli abil koolerat, epilepsiat, polüartriiti ja radikuliiti. Praegu kasutatakse raviks tavaliselt vaskplaate, mis asetsevad inimkeha spetsiaalsetes punktides. Sellise teraapiaga seotud vase ravivad omadused avalduvad järgmises:

• inimkeha kaitsepotentsiaal suureneb;
• nakkushaigused ei karda neid, keda ravitakse vasega;
• on valu vähenemine ja põletikuliste nähtuste eemaldamine.

Vase ajalugu

Vaske nimetatakse üheks esimeseks metalliks, mille inimene on antiikajal omandanud ja on seda kasutanud tänapäevani. Vase kaevandamine oli taskukohane, kuna maagi tuli sulatada suhteliselt madalal temperatuuril. Esimene maagi, millest vaske kaevandati, oli malahhiidimaak (kaloriteraator). Kiviaja inimkonna ajaloos on täpselt asendatud vaskkui levinumad olid vasest valmistatud majapidamistarbed, tööriistad ja relvad.

Vask on perioodiliste keemiliste elementide süsteemi XI rühma IV element Mendelejevi aatomnumber on 29 ja aatommass on 63.546. Aktsepteeritud nimetus on Cu  (ladina Cuprumist).

Looduses olemine

Vask on laialt esindatud maakoores, settekivimites, mere- ja mageveekogude vetes ning kildades. Seda levitatakse nii ühendite kujul kui ka iseseisvas versioonis.

Füüsilised ja keemilised omadused

Vask on plastiline, nn siirdemetall, värvus on kuldne roosa. Kokkupuutel õhuga moodustub vase pinnale oksiidkile, mis annab metallile kollakaspunase tooni. Peamised vasesulamid on teada - tsingiga (messing), tinaga (pronks), nikliga (cupronickel).

Päevane vasevajadus

Vasevajadus täiskasvanu jaoks on 2 mg päevas (umbes 0,035 mg / 1 kg kehakaalu kohta).

Vask on keha jaoks üks olulisemaid mikroelemente, seetõttu peaksid vaserikkad toidud olema kõigi toidus. See:

• pähklid, teraviljad,
• kala,
• teravili (eriti ja),
• piimatooted
•   marjad ja

Vasepuuduse märgid

Vase puudulikkuse tunnused kehas on järgmised: aneemia ja halb hingamine, isutus, seedehäired, närvilisus, depressioon, väsimus, naha ja juuste pigmentatsioon, rabedus ja juuste väljalangemine, nahalööbed, sagedased infektsioonid. Võimalik sisemine verejooks.

Vase liigsuse märgid

Vase liigset kogust iseloomustab unetus, häiritud ajutegevus, epilepsia, menstruaaltsükli probleemid.

Koostoimed teistega

Eeldatakse, et vask ja konkureerivad üksteisega seedetrakti assimilatsiooniprotsessis, mistõttu ühe nende elementide sisaldus toidus võib põhjustada teise elemendi puuduse.

Vasel on rahvamajanduses suur tähtsus, selle peamiseks rakenduseks on elektrotehnika, kuid metalli kasutatakse laialdaselt müntide vermimiseks, sageli kunstiteostes. Vaske kasutatakse ka meditsiinis, arhitektuuris ja ehituses.

Vase kasulikud omadused ja selle mõju kehale

On vaja muuta keha hemoglobiiniks. See võimaldab kasutada aminohapet türosiini, võimaldades sel näidata selle mõju juuste ja naha pigmentatsioonifaktorina. Pärast vase imendumist soolestikku transporditakse see albumiini abil maksa. Vask osaleb ka kasvu- ja paljunemisprotsessides. See osaleb kollageeni ja elastiini moodustamises ning endorfiinide - "õnnehormoonide" - sünteesis.

Inimese tutvus vaskega ulatub tuhandete aastate taha, kus otseseks konkurendiks saab olla vaid kuld, millel on õnnestunud väärismetalli staatus omandada.

Vase omadused ja koht inimese elus

Puhas olekus on perioodilise tabeli element, mida nimetatakse Cu, äärmiselt haruldane. See on plastiline metall, heleroosa varjundiga. Mehele on ta tuttav erineva värviga: kollakaspunane, sagedamini pruunpunane. Selle põhjuseks on aine kõrge oksüdeerumisvõime. Õhku sattudes kaetakse vask õhukese oksiidkilega, mis muudab metalli värvuse punasele lähemale.

Inimese ürgne vase iha põhines plastilisusel, mis võimaldab sellel metallil lihtsa töötlemise abil soovitud kuju anda. Vaske on lihtne graveerida, keermestada, jäädes samas piisavalt tugevaks. Vase kui metalli kaasaegne väärtus on selle kõrge juhtivus: elektriline ja soojuslik. Selline teave võimaldab teil esile tuua selle värvilise metalli otsimise peamised suunad jäätmete ja jääkide kujul.

Vase erikaal on ümardatud kuni 8,9 g / cm 3, ja see on kasulik ka vanametalli kogujale. Teades kogutud vanametalli kogust, eriti juhtmeid, südamikke, on selle eeldatavat kaalu lihtne arvutada.

Vasesulamid

Lisaks suhteliselt puhtale vormile, mida iseloomustab ebaoluline lisandite sisaldus, on vask ka paljude sulamite lahutamatu element, millest kõige kuulsamad on:

• messing;

Messing - vasesulam

• pronks;

• cupronickel.

Cupronickel - viitab rohkem hõbedale kui vasele

Eraldi tasub esile tõsta niklisisaldusega vasesulamit, mida nimetatakse nikli hõbedaks. Laiale publikule on ta tuntud nõukogude aja müntide ostmiseks, alates 10 kopikast ja ka söögiriistade kinkekomplektidest, kuid on nõudluse poolest kahest esimesest oluliselt madalam.

Inimvajaduste jaoks jäävad kõige paljulubavamad: messing ja pronks. Kollast vaske, nagu nad nimetavad seda messingiks, kasutatakse laialdaselt sanitaartehnikas majapidamise tasandil. Need, kes seisavad silmitsi kraani või segisti valikuga, teavad seda hästi. Keemiline koostis eristab:

• kahekordne messing - vasesulam tsingiga;

• mitmekomponentne, milles Zn jääb peamiseks legeerivaks elemendiks.

Tsingi protsent, isegi topelt messingis, on väga erinev. Sulamiteks, milles Zn fraktsioon ei ületa 20%, nimetatakse tompac.

Messingisegu saab kindlaks määrata märgistuse järgi: topeltsulamite korral märgitakse tähe L järel vase protsent, näiteks L60. Mitmekomponentsete sulamite märgistus on konstrueeritud sarnaselt, ainult L-tähega järgnevad nende kontsentratsiooniga lisandid. Seega tähendab masinaosade, mutrite, poltide ja liitmike tootmisel kasutatava kaubamärgi LMts58-2 mitmekomponendiline messing vasesisaldust 58%, tsinki 40%, mangaani 2%.

Pronks - tavamõistes on tinaga vasesulam, kuid praktikas on see ka väga varieeruva koostisega. Tegelikult mõistetakse pronksi tavaliselt mis tahes vasesulamina, kus nikkel ja tsink ei ole peamised legeerimiselemendid. Väärib märkimist, et tinapronksi on üsna keeruline leida. Laiemalt levinud on selle roostevabad sordid.

Vask ja selle sulamid värvilise sekundaarse metalli allikana

Kaaludes "puhast" metalli ja selle sulameid vanametalli tarnimise tasuvuse skaaladel, võime öelda, et esimese ja poole maksumus - kaks korda suurem. Kuid vase massisisaldus metallkonstruktsioonides on sageli madalam kui selle sulamite väljund.

Niisiis, vasesulameid võib leida lagunenud sanitaartehniliste toodete hulgas: veekraanid, ventiilid, dušivoolikud ja torud. Paljud vanad lambid ja uksetarvikud on valmistatud ka vasesulamitest, kuid kütteradiaatorid hõivavad pjedestaali ülaosa kaalu järgi.

Otseselt tuleks vaske otsida kodumasinate hulgast, eelistatavalt juba oma tööressurss on välja töötatud:

• toru-TV - 1,5 kg;

• pooljuht-TV-vastuvõtja - 0,5 kg;

• kompressioonikülmik - mootoris umbes kilogramm, sama kogus võib sisaldada radiaatoritorusid;

•   - keskmine kilogramm võimsuse kilovati kohta;

Teenimatult tähelepanuta jäetud magnetilised starterid, ehkki lisaks mähisele sisaldavad seadmed rehvides ka vaske. Väike, alla kilogrammi metallisisaldus toob kaasa autode starterid ja generaatorid, fluorestsentstorude õhuklapid, trafod, releed, kompressorid.

Primaarvask, ettevalmistamine ja kasutamine

Sõltuvalt metalli puhtusest eristatakse järgmisi klasse:

• M0 - 99,95%;

• M1 - 99,9%;

• M2 - 99,7%;

• M3 - 99,5%;

• M4 -99%.

Üks metallitootmise tooraineallikaid on vasejäägid, mida töödeldakse vastavalt tulekahju rafineerimise tehnoloogiale.

Metalli loodusressurssideks on looduslikud vase- ja sulfiidimaagid, eriti püriit ja läige. Maagist metalli tootmiseks on kaks metallurgilist meetodit. Põhimeetod, pürometallurgiline, moodustab 90% primaarsest metallist, ülejäänud 10% moodustab hüdrometallurgilise tehnoloogia tulemus.

Vasemaak

Vase füüsikalised omadused ei saanud tööstuses märkamata jätta. Selle kõrge elektrijuhtivus võimaldab metalli kasutada elektroodide, juhtmete, eriti toitekaablite tootmisel (kaubamärk M0). Vase suhteline keemiline inertsus on leidnud kasutamist tuleohtlike ainetega töötamiseks mõeldud seadmete metallkomponentides.

Metallist kõrget soojusjuhtivust koos korrosioonikindlusega kasutatakse torustiku konstruktsioonide, komponentide, aga ka katusematerjalide valmistamisel. Praegu on vask asendatud muude odavamate materjalidega.

Vase kasutamise üsna lai turg on sulamite tootmine. Messingust ja pronksist, kus põhikomponent on Cu, on juba varem räägitud. Laialdaselt kasutatakse teist sulamit, kus vase sisaldus ulatub 5% -ni.

Vase omadusi, mida looduses leidub üsna suurte tükide kujul, on inimesed uurinud iidsetest aegadest, kui sellest metallist ja selle sulamitest valmistati riistu, relvi, ehteid ja mitmesuguseid majapidamistarbeid. Selle metalli aktiivne kasutamine aastate jooksul on tingitud mitte ainult selle erilistest omadustest, vaid ka töötlemise lihtsusest. Vase, mis leidub maagis karbonaatide ja oksiidide kujul, on kergesti taastatav, mida meie esivanemad õppisid tegema.

Algselt nägi selle metalli taaskasutamisprotsess väga primitiivne: vaskmaaki kuumutati lihtsalt lõketel ja seejärel jahutati kiiresti, mille tagajärjel maagitükid lõhenesid, millest vaske oli juba võimalik ekstraheerida. Selle tehnoloogia edasine arendamine viis tõsiasja, et tulekahjudesse puhuti õhku: see tõstis maagi kuumutamise temperatuuri. Seejärel kuumutati maagi erikujunduses, millest said esimesed võlliahjude prototüübid.

Seda, et inimkond on vaske kasutanud iidsetest aegadest, tõendavad arheoloogilised leiud, mille tulemusel leiti sellest metallist tooteid. Ajaloolased on kindlaks teinud, et esimesed vasktooted ilmusid juba 10. aastatuhandel eKr ning kõige aktiivsemalt hakati seda kaevandama, töötlema ja kasutama pärast 8-10 tuhat aastat. Looduslikult ei olnud selle metalli sellise aktiivse kasutamise eeltingimusteks mitte ainult selle maakist valmistamise suhteline lihtsus, vaid ka selle ainulaadsed omadused: erikaal, tihedus, magnetilised omadused, elektrilised, aga ka erijuhtivus jne.

Tänapäeval on nugade näol juba keeruline leida, see kaevandatakse tavaliselt maaagist, mis jaguneb järgmisteks tüüpideks.

• Borniit - sellises maagis võib vaske sisaldada kuni 65%.
• Kalkosiin, mida nimetatakse ka vase läigiks. Selline vaskmaak võib sisaldada kuni 80%.
• Vaskpüriit, mida nimetatakse ka halkopüriidiks (sisaldus kuni 30%).
• Covellin (sisaldus kuni 64%).

Vase saab ekstraheerida ka paljudest muudest mineraalidest (malahhiit, kuprits jne). Nad sisaldavad seda erinevates kogustes.

Füüsikalised omadused

Puhas vask on metall, mille värvus võib varieeruda roosast punaseks.

Positiivse laenguga vaseioonide raadius võib olla järgmine:

• kui koordinatsiooninäitaja vastab 6 - kuni 0,091 nm;
• kui see indikaator vastab 2 - kuni 0,06 nm.

Vase aatomi raadius on 0,128 nm ja seda iseloomustab ka elektronide afiinsus 1,8 eV. Aatomi ionisatsiooni ajal võib see väärtus saada väärtus vahemikus 7,726 kuni 82,7 eV.

Vask on siirdemetall, mille elektronegatiivsuse indeks on Paulingu skaalal 1,9 ühikut. Lisaks võib selle oksüdatsiooni olek omandada mitmesuguseid tähendusi. Temperatuurivahemikus 20–100 kraadi on selle soojusjuhtivus 394 W / m * K. Vase elektrijuhtivus, mis ületab ainult hõbedat, on vahemikus 55,5–58 MSm / m.

Kuna potentsiaalses reas olev vask asub vesinikust paremal, ei saa see tõrjuda seda elementi veest ja erinevatest hapetest. Selle kristallvõres on kuupmeetrine näokeskne tüüp, selle väärtus on 0,366150 nm. Vask sulab temperatuuril 1083 kraadi ja selle keemistemperatuur on 26570. Vase füüsikalised omadused määrab ka selle tihedus, mis on 8,92 g / cm3.

Oma mehaaniliste omaduste ja füüsikaliste näitajate poolest väärib märkimist ka järgmine:

• termiline lineaarne laienemine - 0,00000017 ühikut;
• tõmbetugevus, millele vasest tooted vastavad venitamisel, on 22 kgf / mm2;
• vase Brinelli kõvadus vastab väärtusele 35 kgf / mm2;
• erikaal 8,94 g / cm3;
• elastsusmoodul on 132 000 Mn / m2;
• venivus on 60%.

Selle metalli magnetilisi omadusi, mis on täielikult diamagneetilised, võib pidada täiesti ainulaadseteks. Just need omadused koos füüsikaliste parameetritega: erikaal, erijuhtivus ja muud selgitavad täielikult selle metalli suurt nõudlust elektritoodete valmistamisel. Sarnaseid omadusi omab alumiinium, mida kasutatakse edukalt ka mitmesuguste elektritoodete: juhtmete, kaablite jms tootmisel.

Vase omaduste põhiosa on peaaegu võimatu muuta, välja arvatud ülim tugevus. Seda tehnoloogilist toimingut, näiteks neetimist, saab seda omadust peaaegu kaks korda parandada (kuni 420–450 MN / m2).

Keemilised omadused

Vase keemilised omadused määratakse kindlaks selle järgi, millist positsiooni ta perioodilises tabelis hõivab, kus selle järjekorranumber on 29 ja see asub neljandal perioodil. Mis on tähelepanuväärne, see kuulub väärismetallidega samasse rühma. See kinnitab veel kord selle keemiliste omaduste unikaalsust, mida tuleks üksikasjalikumalt arutada.

Madala õhuniiskuse tingimustes vase keemiline aktiivsus praktiliselt puudub. Kõik muutub, kui toodet asetatakse tingimustesse, mida iseloomustab kõrge õhuniiskus ja kõrge süsinikdioksiidi sisaldus. Sellistes tingimustes algab vase aktiivne oksüdeerimine: selle pinnale moodustub rohekas kile, mis koosneb CuCO3, Cu (OH) 2 ja mitmesugustest väävliühenditest. Selline film, mida nimetatakse patinaks, täidab olulist funktsiooni, kaitstes metalli edasise hävitamise eest.

Oksüdeerumine hakkab aktiivselt toimuma siis, kui toode puutub kokku kuumusega. Kui metalli kuumutatakse temperatuurini 375 kraadi, moodustub selle pinnale vaskoksiid, kui see on kõrgem (375-1100 kraadi), siis kahekihiline skaala.

Vask reageerib üsna kergesti halogeenirühma kuuluvate elementidega. Kui metall pannakse väävliaurudesse, süttib see. Ta näitab seleeni kõrget sugulust. Vask ei reageeri lämmastiku, süsiniku ja vesinikuga isegi kõrgetel temperatuuridel.

Tähelepanu väärib vaskoksiidi koostoime erinevate ainetega. Niisiis, kui see interakteerub väävelhappega, moodustuvad sulfaat ja puhas vask, vesinikbromiid- ja joodhappe - vaskbromiidi ja jodiidiga.

Vastasel korral ilmnevad vaskoksiidi reaktsioonid leelistega, mille tulemusel moodustub kupaat. Vase tootmiseks, milles metall taastatakse vabas olekus, kasutatakse vingugaasi, ammoniaaki, metaani ja muid materjale.

Raua soolade lahusega suheldes läheb vask lahusesse, raud aga redutseerub. Seda reaktsiooni kasutatakse erinevate toodete pihustatud vaskkihi eemaldamiseks.

Monovalentne ja kahevalentne vask on võimeline looma keerukaid ühendeid, mida iseloomustab kõrge stabiilsus. Sellised ühendid on vase ja ammoniaagi segude kaksiksoolad. Nii see kui teised leidsid laialdast rakendust erinevates tööstusharudes.

Vaserakendused

Vase, aga ka alumiiniumi kasutamine, mis on selle omaduste poolest kõige sarnasem, on hästi teada - see on kaabeltoodete tootmine. Vasktraate ja -kaableid iseloomustab madal elektritakistus ja erilised magnetilised omadused. Kaabeltoodete tootmiseks kasutatakse vasktüüpe, mida iseloomustab kõrge puhtusaste. Kui selle koostisse lisatakse isegi väike kogus võõrmetalli lisandeid, näiteks ainult 0,02% alumiiniumi, väheneb lähtemetalli elektrijuhtivus 8–10%.

Madal ja selle kõrge tugevus, aga ka võime järele anda erinevat tüüpi töötlusele - need on omadused, mis võimaldavad sellest valmistada torusid, mida kasutatakse edukalt gaasi, kuuma ja külma vee, auru transportimiseks. Pole juhus, et enamikus Euroopa riikides kasutatakse selliseid torusid elu- ja büroohoonetes kommunaalteenuste osana.

Lisaks väga kõrgele elektrijuhtivusele iseloomustab vaske ka võime soojust hästi juhtida. Selle omaduse tõttu kasutatakse seda edukalt järgmistes süsteemides.

§1. Lihtsaine (st. Umbes \u003d 0) keemilised omadused.

a) suhtumine hapnikku.

Erinevalt alamrühma naabritest - hõbe ja kuld - reageerib vask hapnikuga otseselt. Vase aktiivsus hapniku suhtes on ebaoluline, kuid niiskes õhus oksüdeerub see järk-järgult ja kaetud rohelise kilega, mis koosneb põhilistest vaskkarbonaatidest:

Kuiva õhu käes on oksüdatsioon väga aeglane, vase pinnale moodustub väga õhuke vaskoksiidi kiht:

Väliselt vask ei muutu, kuna vaskoksiid (I), nagu ka vask ise, on roosa. Lisaks on oksiidikiht nii õhuke, et see edastab valgust, s.o. paistab läbi. Muul viisil oksüdeerub vask, kui seda kuumutatakse näiteks temperatuuril 600–800 0 C. Esimestel sekunditel läheb oksüdatsioon vaskoksiidiks (I), mis pinnalt läheb musta vask (II) oksiidiks. Moodustatakse kahekihiline oksiidkate.

Q moodustumine (Cu20) \u003d 84 935 kJ.

Joonis 2. Vase oksiidkile struktuur.

b) Koostoime veega.

Vase alarühma metallid on pärast vesinikuiooni ioonide elektrokeemiliste seeriate lõpus. Seetõttu ei saa need metallid vesinikku veest välja tõrjuda. Samal ajal võivad vesinik ja muud metallid tõrjuda vase alarühma metalle nende soolade lahustest, näiteks:

See reaktsioon on redoksne, kuna toimub elektronide üleminek:

Molekulaarne vesinik tõrjub vase alarühma metalle suurte raskustega. Seda seletatakse asjaoluga, et side vesinikuaatomite vahel on tugev ja selle purustamiseks kulub palju energiat. Reaktsioon toimub ainult vesinikuaatomitega.

Hapniku puudumisel vask praktiliselt veega ei suhtle. Hapniku juuresolekul reageerib vask aeglaselt veega ja kaetakse vaskhüdroksiidi ja aluselise karbonaadi rohelise kilega:

c) Reaktsioon hapetega.

Olles pärast vesinikku mitmetes pingetes, ei tõrju vask seda hapetest välja. Seetõttu ei mõjuta vesinikkloriidhape ja lahjendatud väävelhape vaske.

Hapniku juuresolekul lahustub vask nendes hapetes vastavateks sooladeks:

Ainus erand on joodhape, mis reageerib vasega vesiniku tootmiseks ja moodustab väga stabiilse vask (I) kompleksi:

2 Cu + 3 Tere → 2 H[ Cui 2 ] + H 2

Vask reageerib ka hapetega - oksüdeerivate ainetega, näiteks lämmastikuga:

Cu + 4HNO 3( konts .) → Cu (EI 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

3Cu + 8HNO 3( lahjendada .) → 3Cu (EI 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O

Ja ka kontsentreeritud külma väävelhappega:

Cu + H 2 Nii 4 (konts.)   → CuO + SO 2   + H 2 O

Kuuma kontsentreeritud väävelhappega :

Cu + 2H 2 Nii 4( konts ., kuum )   → CuSO 4   + SO 2   + 2H 2 O

Veevaba väävelhappega temperatuuril 200 ° C moodustub vask (I) sulfaat:

2Cu + 2H 2 Nii 4( veevaba .) 200 ° C → Cu 2 Nii 4 ↓ + SO 2   + 2H 2 O

d) Suhtumine halogeenidesse ja mõnedesse teistesse mittemetallidesse.

Q moodustumine (CuCl) \u003d 134300 kJ

Q moodustumine (CuCl2) \u003d 111700 kJ

Vask reageerib hästi halogeenidega, andes kahte tüüpi halogeniide: CuX ja CuX 2. Halogeenide toimel toatemperatuuril nähtavaid muutusi ei toimu, kuid kõigepealt moodustub pinnale adsorbeeritud molekulide kiht ja seejärel väga õhuke halogeniidide kiht. Kuumutamisel toimub reaktsioon vasega väga kiiresti. Kuumutame vasktraati või -fooliumi ja tilgutame selle kuumalt kloori purki - vase lähedal tekivad pruunid aurud, mis koosnevad vask (II) CuCl2 kloriidist ja vask (I) CuCl kloriidist. Reaktsioon toimub eraldunud kuumuse tõttu spontaanselt. Monovalentsed vaskhalogeniidid saadakse metallilise vase interaktsioonil kahevalentse vaskhalogeniidi lahusega, näiteks:

Sel juhul sadestub monokloriid lahusest vase pinnale valge sademena.

Vask reageerib kuumutamisel (300–400 ° C) ka piisavalt väävli ja seleeniga:

2Cu + S → Cu 2 S

2Cu + Se → Cu 2 Se

Kuid vask ei reageeri vesiniku, süsiniku ja lämmastikuga isegi kõrgetel temperatuuridel.

e) Koostoimed mittemetallioksiididega

Kuumutamisel võib vask tõrjuda teatud mittemetallioksiididest (näiteks vääveloksiidist (IV) ja lämmastikoksiididest (II, IV)) lihtsad ained, moodustades termodünaamiliselt stabiilsema vask (II) oksiidi:

4Cu + SO 2 600-800 ° C   → 2CuO + Cu 2 S

4Cu + 2NO 2 500-600 ° C   → 4CuO + N 2

2 Cu+2 EI 500-600 ° C →2 CuO + N 2

§2. Monovalentse vase keemilised omadused (st.ok \u003d +1)

Vesilahustes on Cu + ioon väga ebastabiilne ja ebaproportsionaalne:

Cu + ↔ Cu 0 + Cu 2+

Oksüdeerunud olekus (+1) olev vask võib aga stabiliseerida ühendites, mille lahustuvus on väga madal või mis on tingitud kompleksi moodustumisest.

a) vaskoksiid (Mina) Cu 2 O

Amfoteerse oksiid. Kristalne aine on pruunikaspunane. Looduses leidub seda cuprite-mineraalina. Kunstlikult saab seda saada vask (II) soola lahuse kuumutamisel leelise ja mõne tugeva redutseerija, näiteks formaliini või glükoosiga. Vase (I) oksiid ei reageeri veega. Vaseoksiid (I) muundatakse kontsentreeritud soolhappega lahuseks, moodustades kloriidikompleksi:

Cu 2 O+4 Hcl→2 H[ CuCl2]+ H 2 O

Lahustub ka ammoniaagi ja ammooniumsoolade kontsentreeritud lahuses:

Cu 2 O + 2NH 4 + →2 +

Lahjendatud väävelhappes on see kahevalentse vase ja metallilise vase suhtes ebaproportsionaalne:

Cu 2 O + h 2 Nii 4 (lahjendatud) → CuSO 4 + Cu 0 + + H 2 O

Vase (I) oksiid siseneb vesilahustena järgmistesse lahustesse:

1. Hapniku poolt aeglaselt oksüdeerunud vask (II) hüdroksiidiks:

2 Cu 2 O+4 H 2 O+ O 2 →4 Cu(OH) 2 ↓

2. Reageerib lahjendatud vesinikhalogenhapetega, saades vastavad vask (I) halogeniidid:

Cu 2 O+2 HG → 2Cu↓ +H 2 O   (R \u003dKl, Br, J)

3. Tüüpiliste redutseerijate abil, näiteks naatriumhüdrosulfit kontsentreeritud lahuses, taandatakse metalliliseks vaseks:

2 Cu 2 O+2 NaSO 3 →4 Cu↓+ Ei 2 Nii 4 + H 2 Nii 4

Vaseoksiid (I) redutseeritakse metalliliseks vaseks järgmistes reaktsioonides:

1. Kuumutamisel temperatuurini 1800 ° C (laguneb):

2 Cu 2 O - 1800 ° C →2 Cu + O 2

2. Vesiniku, süsinikmonooksiidi, kuumutamisel alumiiniumi ja muude tüüpiliste redutseerivate ainetega:

Cu 2 O + h 2 - \u003e 250 ° C → 2Cu + H 2 O

Cu 2 O + CO - 250-300 ° C → 2Cu + CO 2

3 Cu 2 O + 2 Al - 1000 ° C →6 Cu + Al 2 O 3

Samuti reageerib kõrgel temperatuuril vask (I) oksiid:

1. Ammoniaagiga (moodustub vask (I) nitriid)

3 Cu 2 O + 2 NH 3 - 250 ° C →2 Cu 3 N + 3 H 2 O

2. Leelismetalloksiididega:

Cu 2 O + m 2 O- 600-800 ° C →2 MCuO (M \u003d Li, Na, K)

Sel juhul moodustuvad vask (I) kupraadid.

Vase (I) oksiid reageerib märgatavalt leelistega:

Cu 2 O+2 NaOH (konts.) + H 2 O↔2 Ei[ Cu(OH) 2 ]

b) vaskhüdroksiid (Mina) Kuuuu

Vasehüdroksiid (I) moodustab kollase aine, ei lahustu vees.

Laguneb kergesti kuumutamisel või keetmisel:

2 Kuuuu → Cu 2 O + H 2 O

c) halogeniididCuf, CuKUIl, CuBr  jaCuj

Kõik need ühendid on valged kristalsed ained, vees halvasti lahustuvad, kuid kergesti lahustuvad NH3, tsüaniidiioonide, tiosulfaatioonide ja muude tugevate kompleksi moodustavate ainete liias. Jood moodustab ainult ühendi Cu +1 J. Gaasilises olekus moodustuvad tüüpi (CuГ) 3 tsüklid. Pöörduvalt lahustuv vastavates vesinikhalihapetes:

CuG + HG ↔H[ CuG 2 ] (G \u003dKl, Br, J)

Vase (I) kloriid ja bromiid on niiskes õhus ebastabiilsed ja muutuvad järk-järgult vase (II) aluseliseks soolaks:

4 CuG +2H 2 O + O 2 →4 Cu(OH) Г (Г \u003d Cl, Br)

g) muud vaseühendid (Mina)

1. Vase (I) atsetaat (CH 3 COOCu) - vaskühend, värvitute kristallide kujul. Vees hüdrolüüsub see aeglaselt Cu20-ks, õhus oksüdeerub kahevalentseks vaseatsetaadiks; CH 3 COOCu saadakse (CH 3 COO) 2 Cu redutseerimisel vesiniku või vasega, (CH 3 COO) 2 Cu sublimeerimisega vaakumis või (NH 3 OH) SO4 reageerimisel (CH 3 COO) 2 Cu lahusega H juuresolekul. 3 KOON 3. Aine on mürgine.

2. Vase atsetüüliid (I) - punakaspruunid, mõnikord mustad kristallid. Kuivades plahvatavad kristallid löögi või kuumutamisel. Niiskena vastupidav. Detonatsiooni ajal hapniku puudumisel ei moodustu gaasilisi aineid. Hapete mõjul laguneb. Moodustunud sade, kui atsetüleen viidi vase (I) soolade ammoniaagilahustesse:

KUI 2 H 2 +2[ Cu(NH 3 ) 2 ](OH) → Cu 2 C 2 ↓ +2 H 2 O+2 NH 3

Seda reaktsiooni kasutatakse atsetüleeni kvalitatiivseks tuvastamiseks.

3. Vase nitriid on anorgaaniline ühend valemiga Cu 3 N, tumerohelised kristallid.

Laguneb kuumutamisel:

2 Cu 3 N - 300 ° C →6 Cu + N 2

Reageerib ägedalt hapetega:

2 Cu 3 N +6 Hcl - 300 ° C →3 Cu↓ +3 CuCl 2 +2 NH 3

§3. Kahevalentse vase keemilised omadused (st.ok \u003d +2)

Kõige stabiilsem oksüdatsiooni olek vases ja sellele kõige iseloomulikum.

a) vaskoksiid (II) CuO

CuO on kahevalentse vase põhioksiid. Mustad kristallid on normaaltingimustes üsna stabiilsed, vees praktiliselt lahustumatud. Looduses leidub seda musta värvi mineraaltenoriidi (melakoniit) kujul. Vase (II) oksiid reageerib hapetega, moodustades vask (II) ja vee vastavad soolad:

CuO + 2 Hno 3 → Cu(EI 3 ) 2 + H 2 O

CuO sulatamisel leelistega moodustuvad vask (II) kupraadid:

CuO+2 Koh- t ° → K 2 CuO 2 + H 2 O

Kuumutamisel temperatuurini 1100 ° C laguneb see:

4CuO- t ° →2 Cu 2 O + O 2

b) vask (II) hüdroksiidCu(OH) 2

Vase (II) hüdroksiid on sinine amorfne või kristalne aine, mis on vees praktiliselt lahustumatu. Kuumutamisel temperatuurini 70-90 ° C laguneb Cu (OH) 2 pulber või selle vesisuspensioonid CuO ja H20:

Cu(OH) 2 → CuO + H 2 O

See on amfoteerne hüdroksiid. Reageerib koos hapetega, moodustades vee ja vastava vasesoola:

See ei reageeri lahjendatud leeliselahustega, see lahustub kontsentreeritud lahustes, moodustades helesinised tetrahüdroksokupraadid (II):

Nõrkade hapetega vask (II) hüdroksiid moodustab aluselised soolad. Vase-ammoniaagi moodustamiseks on see kergesti lahustuv ammoniaagi liias:

Cu (OH) 2 + 4NH 4 OH → (OH) 2 + 4H 2 O

Vase ammooniumil on intensiivne sinakasviolett värvus, seetõttu kasutatakse seda analüütilises keemias väikeste koguste Cu 2+ ioonide määramiseks lahuses.

c) vasksoolad (II)

Enamiku anioonide jaoks on teada lihtsad vask (II) soolad, välja arvatud tsüaniid ja jodiid, mis reageerimisel Cu2 + katiooniga moodustavad vees lahustumatud kovalentsed vask (I) ühendid.

Vasesoolad (+2) lahustuvad peamiselt vees. Nende lahuste sinist värvi seostatakse 2+ iooni moodustumisega. Need kristalliseeruvad sageli hüdraatidena. Nii kristalliseerub tetrahüdraat vask (II) kloriidi vesilahusest alla 15 0 С, trihüdraadil temperatuuril 15-26 0 С, dihüdraadil üle 26 0 С. Vesilahustes on vask (II) soolad kergelt hüdrolüüsitavad ja neist sageli sadestuvad aluselised soolad.

1. vask (II) sulfaatpentahüdraat (vasksulfaat)

Suurim praktiline tähtsus on CuSO 4 * 5H 2 O, mida nimetatakse vasksulfaadiks. Kuival soolal on sinine värv, kuid nõrga kuumutamisega (200 0 С) kaotab see kristallimisvee. Veevaba valge sool. Edasisel kuumutamisel temperatuurini 700 ° C muutub see vaskoksiidiks, kaotades vääveltrioksiidi:

CuSO 4 ­-- t ° → CuO+ Nii 3

Vasksulfaat valmistatakse vase lahustamisel kontsentreeritud väävelhappes. Seda reaktsiooni on kirjeldatud lihtsa aine keemilistes omadustes. Vasksulfaati kasutatakse vase elektrolüütilisel tootmisel, põllumajanduses kahjurite ja taimehaiguste tõrjeks, muude vaseühendite saamiseks.

2. Vask (II) kloriidi dihüdraat.

Need on tumerohelised kristallid, vees kergesti lahustuvad. Vaskkloriidi kontsentreeritud lahused on rohelised ja lahjendatud - sinised. Selle põhjuseks on rohelise kloriidi kompleksi moodustumine:

Cu 2+ +4 Kl - →[ CuCl 4 ] 2-

Ja selle edasine hävitamine ja sinise vesikompleksi moodustumine.

3. Vask (II) nitraattrihüdraat.

Kristalne aine on sinine. See saadakse vase lahustamisel lämmastikhappes. Kuumutamisel kaotavad kristallid kõigepealt vett, lagunevad seejärel hapniku ja lämmastikdioksiidi eraldumisega, sattudes vask (II) oksiidiks:

2Cu (EI 3 ) 2 -- t ° → 2CuO + 4NO 2 + O 2

4. Karbonaathüdroksümediaat (II).

Vasekarbonaadid on ebastabiilsed ja neid ei kasutata praktikas peaaegu kunagi. Vase tootmisel on teatav tähendus ainult aluselisel vaskkarbonaadil Cu 2 (OH) 2 CO 3, mis esineb looduslikult malahhiitmineraalina. Kuumutamisel laguneb see kergesti veega, süsinikmonooksiidi (IV) ja vaskoksiidi (II) eraldumisega:

Cu 2 (OH) 2 CO 3 -- t ° → 2CuO + H 2 O + CO 2

§4. Kolmevalentse vase keemilised omadused (st.ok \u003d +3)

See oksüdatsiooni olek on vase puhul kõige vähem stabiilne ja seetõttu on vask (III) ühendid pigem erand kui “reeglid”. Mõned trivalentsed vaseühendid on siiski olemas.

a) vask (III) oksiid Cu 2 O 3

See on kristalne aine, tume granaat värv. Ei lahustu vees.

See saadakse vask (II) hüdroksiidi oksüdeerimisel kaaliumperoksodisulfaadiga aluselises keskkonnas negatiivsetel temperatuuridel:

2Cu (OH) 2   + K 2 S 2 O 8 + 2KOH - -20 ° C → Cu 2 O 3 ↓ + 2K 2 Nii 4 + 3H 2 O

Aine laguneb temperatuuril 400 0 C:

Cu 2 O 3 -- t ° →2 CuO+ O 2

Vase (III) oksiid on tugev oksüdeeriv aine. Vesinikkloriidiga koostoimel redutseeritakse kloor vabaks klooriks:

Cu 2 O 3 +6 Hcl-- t ° →2 CuCl 2 + Kl 2 +3 H 2 O

b) vaskkupraadid (W)

Need on mustad või sinised ained, ei ole vees stabiilsed, diamagnetilised ja anioon on ruutude lint (dsp 2). Moodustatud vask (II) hüdroksiidi ja leelismetalli hüpokloriidi interaktsioonil aluselises keskkonnas:

2 Cu(OH) 2   + MClo + 2 NaOH→ 2MCuO 3 + NaCl +3 H 2 O (M= Ei- Cs)

c) kaaliumheksafluorokupraat (III)

Roheline aine, paramagnetiline. Sp 3 d 2 oktaedriline struktuur. Vasefluoriidi CuF 3 kompleks, mis laguneb vabas olekus temperatuuril -60 0 С. See moodustub kaaliumkloriidi ja vase segu kuumutamisel fluori keskkonnas:

3KCl + CuCl + 3F 2   → K 3   + 2Cl 2

See lagundab vett, moodustades vaba fluori.

§5. Vaseühendid oksüdatsiooni olekus (+4)

Siiani teab teadus ainult ühte ainet, kus vask on oksüdeerimisseisundis +4, see on tseesiumheksafluorokupraat (IV) - Cs 2 Cu +4 F 6 - oranž kristalne aine, stabiilne klaasampullides temperatuuril 0 0 С. See reageerib ägedalt veega. See saadakse tseesiumkloriidi ja vase segu kõrgel rõhul ja temperatuuril fluoreerimisel:

CuCl 2   + 2CsCl + 3F 2 -- t ° lk → Cs 2 Cuf 6   + 2Cl 2