Vario (II) oksido cheminės savybės
Trumpos vario (II) oksido charakteristikos:
Vario oksidas(II) – juodos spalvos neorganinė medžiaga.
2. vario (II) oksido reakcija su anglimi:
CuO + C → Cu + CO (t = 1200 o C).
anglies.
3.vario oksido reakcija(II) su siera:
CuO + 2S → Cu + S 2 O (t = 150-200 o C).
Reakcija vyksta vakuume. Dėl reakcijos susidaro varis ir oksidas sieros.
4. vario oksido reakcija(II) su aliuminiu:
3CuO + 2Al → 3Cu + Al 2 O 3 (t = 1000-1100 o C).
Dėl reakcijos susidaro varis ir oksidas aliuminio.
5.vario oksido reakcija(II) su variu:
CuO + Cu → Cu 2 O (t = 1000-1200 o C).
Dėl reakcijos susidaro vario (I) oksidas.
6. vario oksido reakcija(II) Su ličio oksidas:
CuO + Li 2 O → Li 2 CuO 2 (t = 800-1000 o C, O 2).
Reakcija vyksta deguonies sraute. Dėl reakcijos susidaro ličio kupratas.
7. vario oksido reakcija(II) su natrio oksidu:
CuO + Na 2 O → Na 2 CuO 2 (t = 800-1000 o C, O 2).
Reakcija vyksta deguonies sraute. Dėl reakcijos susidaro natrio kupratas.
8.vario oksido reakcija(II) su anglies monoksidu:
CuO + CO → Cu + CO 2.
Reakcijos metu susidaro varis ir anglies monoksidas (anglies dioksidas).
9. vario oksido reakcija(II) su oksidu liauka:
CuO + Fe 2 O 3 → CuFe 2 O 4 (t o).
Dėl reakcijos susidaro druska - vario feritas. Reakcija vyksta, kai reakcijos mišinys yra deginamas.
10. vario oksido reakcija(II) su vandenilio fluorido rūgštimi:
CuO + 2HF → CuF 2 + H 2 O.
Dėl cheminės reakcijos gaunama druska - vario fluoridas ir vanduo.
11.vario oksido reakcija(II) su azoto rūgštimi:
CuO + 2HNO 3 → 2Cu(NO 3) 2 + H 2 O.
Dėl cheminės reakcijos gaunama druska - vario nitratas ir vandens .
Vario oksido reakcijos vyksta panašiai.(II) ir su kitomis rūgštimis.
12. vario oksido reakcija(II) su vandenilio bromidu (vandenilio bromidu):
CuO + 2HBr → CuBr 2 + H2O.
Dėl cheminės reakcijos gaunama druska - vario bromidas ir vandens .
13. vario oksido reakcija(II) su vandenilio jodidu:
CuO + 2HI → CuI 2 + H 2 O.
Dėl cheminės reakcijos gaunama druska - vario jodidas ir vandens .
14. vario oksido reakcija(II) Su natrio hidroksidas :
CuO + 2NaOH → Na 2 CuO 2 + H 2 O.
Dėl cheminės reakcijos gaunama druska - natrio kupratas ir vandens .
15.vario oksido reakcija(II) Su kalio hidroksidas :
CuO + 2KOH → K 2 CuO 2 + H 2 O.
Dėl cheminės reakcijos gaunama druska - kalio kupratas ir vandens .
16.vario oksido reakcija(II) su natrio hidroksidu ir vandeniu:
CuO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 2 (t = 100 o C).
Natrio hidroksidas ištirpinamas vandenyje. Natrio hidroksido tirpalas vandenyje 20-30%. Reakcija vyksta virimo temperatūroje. Dėl cheminės reakcijos gaunamas natrio tetrahidroksikupratas.
17.vario oksido reakcija(II) su kalio superoksidu:
2CuO + 2KO 2 → 2KCuO 2 + O 2 (t = 400-500 o C).
Dėl cheminės reakcijos gaunama druska - kalio kupratas (III) ir
§1. Paprastos medžiagos cheminės savybės (st. apytiksliai = 0).
a) Ryšys su deguonimi.
Skirtingai nuo savo pogrupio kaimynų – sidabro ir aukso – varis tiesiogiai reaguoja su deguonimi. Varis nežymiai veikia deguonies atžvilgiu, tačiau drėgname ore palaipsniui oksiduojasi ir pasidengia žalsva plėvele, susidedančia iš bazinių vario karbonatų:
Sausame ore oksidacija vyksta labai lėtai, o ant vario paviršiaus susidaro plonas vario oksido sluoksnis:
Išoriškai varis nesikeičia, nes vario oksidas (I), kaip ir pats varis, yra rausvos spalvos. Be to, oksido sluoksnis yra toks plonas, kad praleidžia šviesą, t.y. šviečia kiaurai. Varis skirtingai oksiduojasi kaitinant, pvz., 600-800 0 C. Pirmomis sekundėmis oksidacija pereina į vario (I) oksidą, kuris nuo paviršiaus virsta juoduoju vario (II) oksidu. Susidaro dviejų sluoksnių oksidinė danga.
Q susidarymas (Cu 2 O) = 84935 kJ.
2 pav. Vario oksido plėvelės struktūra.
b) Sąveika su vandeniu.
Vario pogrupio metalai yra elektrocheminės įtampos serijos pabaigoje, po vandenilio jono. Todėl šie metalai negali išstumti vandenilio iš vandens. Tuo pačiu metu vandenilis ir kiti metalai gali išstumti vario pogrupio metalus iš jų druskų tirpalų, pavyzdžiui:
Ši reakcija yra redoksinė, nes elektronai perduodami:
Molekulinis vandenilis labai sunkiai išstumia vario pogrupio metalus. Tai paaiškinama tuo, kad ryšys tarp vandenilio atomų yra stiprus ir jam nutraukti sunaudojama daug energijos. Reakcija vyksta tik su vandenilio atomais.
Trūkstant deguonies, varis praktiškai nesąveikauja su vandeniu. Esant deguoniui, varis lėtai reaguoja su vandeniu ir pasidengia žalia vario hidroksido ir bazinio karbonato plėvele:
c) Sąveika su rūgštimis.
Būdamas įtampos serijoje po vandenilio, varis jo neišstumia iš rūgščių. Todėl druskos ir praskiesta sieros rūgštis variui įtakos neturi.
Tačiau, esant deguoniui, varis ištirpsta šiose rūgštyse ir susidaro atitinkamos druskos:
Vienintelė išimtis yra jodo rūgštis, kuri reaguoja su variu ir išskiria vandenilį ir sudaro labai stabilų vario (I) kompleksą:
2 Cu + 3 Sveiki → 2 H[ CuI 2 ] + H 2
Varis taip pat reaguoja su oksiduojančiomis rūgštimis, pavyzdžiui, azoto rūgštimi:
Cu + 4HNO 3( konc. .) → Cu(NR 3 ) 2 +2NE 2 +2H 2 O
3Cu + 8HNO 3( skiedžiant .) → 3Cu(NO 3 ) 2 +2NO+4H 2 O
Taip pat su koncentruota šalta sieros rūgštimi:
Cu+H 2 TAIP 4 (konc.) → CuO + SO 2 +H 2 O
Su karšta koncentruota sieros rūgštimi :
Cu+2H 2 TAIP 4( konc. ., karšta ) → CuSO 4 + TAIP 2 + 2H 2 O
Su bevandene sieros rūgštimi 200 0 C temperatūroje susidaro vario (I) sulfatas:
2Cu + 2H 2 TAIP 4( bevandenis .) 200 °C → Cu 2 TAIP 4 ↓+SO 2 + 2H 2 O
d) Ryšys su halogenais ir kai kuriais kitais nemetalais.
Q susidarymas (CuCl) = 134300 kJ
Q susidarymas (CuCl 2) = 111700 kJ
Varis gerai reaguoja su halogenais ir gamina dviejų tipų halogenidus: CuX ir CuX 2 .. Kai kambario temperatūroje veikia halogenai, jokių matomų pakitimų nevyksta, tačiau pirmiausia paviršiuje susidaro adsorbuotų molekulių sluoksnis, o po to plonas halogenidų sluoksnis. . Kaitinant, reakcija su variu vyksta labai audringai. Varinę vielą arba foliją pašildome ir karštą nuleidžiame į chloro indelį – šalia vario atsiras rudi garai, susidedantys iš vario (II) chlorido CuCl 2 su vario (I) chlorido CuCl priedu. Reakcija vyksta spontaniškai dėl išsiskiriančios šilumos. Daugiavalenčiai vario halogenidai gaunami vario metalą reaguojant su vario halogenido tirpalu, pavyzdžiui:
Šiuo atveju monochloridas nusėda iš tirpalo baltų nuosėdų pavidalu vario paviršiuje.
Varis taip pat gana lengvai reaguoja su siera ir selenu kaitinant (300-400 °C):
2Cu +S→Cu 2 S
2Cu +Se→Cu 2 Se
Tačiau varis nereaguoja su vandeniliu, anglimi ir azotu net esant aukštai temperatūrai.
e) Sąveika su nemetalų oksidais
Kaitinamas varis gali išstumti paprastas medžiagas iš kai kurių nemetalų oksidų (pavyzdžiui, sieros (IV) oksido ir azoto oksidų (II, IV)), taip sudarydamas termodinamiškai stabilesnį vario (II) oksidą:
4Cu+SO 2 600-800°C →2CuO + Cu 2 S
4Cu+2NO 2 500-600°C → 4 CuO + N 2
2 Cu+2 NE 500-600° C →2 CuO + N 2
§2. Vienvalenčio vario cheminės savybės (st. ok. = +1)
Vandeniniuose tirpaluose Cu + jonas yra labai nestabilus ir neproporcingas:
Cu + ↔ Cu 0 + Cu 2+
Tačiau varis oksidacijos būsenoje (+1) gali būti stabilizuotas junginiuose, kurių tirpumas labai mažas, arba kompleksuojant.
a) vario oksidas (aš) Cu 2 O
Amfoterinis oksidas. Ruda-raudona kristalinė medžiaga. Gamtoje jis randamas kaip mineralas kupritas. Jis gali būti dirbtinai gaunamas kaitinant vario (II) druskos tirpalą su šarmu ir kokiu nors stipriu reduktoriumi, pavyzdžiui, formaldehidu arba gliukoze. Vario(I) oksidas nereaguoja su vandeniu. Vario (I) oksidas perkeliamas į tirpalą su koncentruota druskos rūgštimi, kad susidarytų chlorido kompleksas:
Cu 2 O+4 HCl→2 H[ CuCl2]+ H 2 O
Taip pat tirpsta koncentruotame amoniako ir amonio druskų tirpale:
Cu 2 O+2NH 4 + →2 +
Praskiestoje sieros rūgštyje ji neproporcingai pasiskirsto į dvivalentį varį ir metalinį varį:
Cu 2 O+H 2 TAIP 4 (praskiestas) →CuSO 4 +Cu 0 ↓+H 2 O
Be to, vario (I) oksidas vandeniniuose tirpaluose vyksta į šias reakcijas:
1. Lėtai oksiduojamas deguonimi iki vario(II) hidroksido:
2 Cu 2 O+4 H 2 O+ O 2 →4 Cu(Oi) 2 ↓
2. Reaguoja su praskiestomis vandenilio halogenidinėmis rūgštimis ir sudaro atitinkamus vario (I) halogenidus:
Cu 2 O+2 HГ→2CuГ↓ +H 2 O(G =Cl, Br, J)
3. Redukuotas iki metalinio vario su tipiniais reduktoriais, pavyzdžiui, natrio hidrosulfitu koncentruotame tirpale:
2 Cu 2 O+2 NaSO 3 →4 Cu↓+ Na 2 TAIP 4 + H 2 TAIP 4
Vario (I) oksidas redukuojamas į vario metalą šiose reakcijose:
1. Kaitinamas iki 1800 °C (skilimas):
2 Cu 2 O - 1800° C →2 Cu + O 2
2. Kaitinamas vandenilio, anglies monoksido, aliuminio ir kitų tipiškų reduktorių sraute:
Cu 2 O+H 2 - >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
Be to, esant aukštai temperatūrai, vario (I) oksidas reaguoja:
1. Su amoniaku (susidaro vario(I) nitridas)
3 Cu 2 O + 2 N.H. 3 - 250° C →2 Cu 3 N + 3 H 2 O
2. Su šarminių metalų oksidais:
Cu 2 O+M 2 O- 600-800°C →2 MCuO (M = Li, Na, K)
Tokiu atveju susidaro vario (I) kupratai.
Vario(I) oksidas pastebimai reaguoja su šarmais:
Cu 2 O+2 NaOH (konc.) + H 2 O↔2 Na[ Cu(Oi) 2 ]
b) vario hidroksidas (aš) CuOH
Vario (I) hidroksidas sudaro geltoną medžiagą ir netirpsta vandenyje.
Lengvai suyra kaitinant arba verdant:
2 CuOH → Cu 2 O + H 2 O
c) halogenidaiCuF, CuSUl, CuBrIrCuJ
Visi šie junginiai yra baltos kristalinės medžiagos, blogai tirpios vandenyje, bet gerai tirpios NH 3 pertekliaus, cianido jonų, tiosulfato jonų ir kitų stiprių kompleksuojančių medžiagų. Jodas sudaro tik junginį Cu +1 J. Dujinėje būsenoje susidaro (CuГ) 3 tipo ciklai. Grįžtamai tirpsta atitinkamose vandenilio halogeninėse rūgštyse:
CuG + HG ↔H[ CuG 2 ] (Г=Cl, Br, J)
Vario (I) chloridas ir bromidas yra nestabilūs drėgname ore ir palaipsniui virsta bazinėmis vario (II) druskomis:
4 CuG +2H 2 O + O 2 →4 Cu(Oi)G (G = Cl, Br)
d) Kiti vario junginiai (aš)
1. Vario (I) acetatas (CH 3 COOCu) yra vario junginys, kuris atrodo kaip bespalviai kristalai. Vandenyje lėtai hidrolizuojasi iki Cu 2 O, ore oksiduojasi iki vario acetato; CH 3 COOCu gaunamas redukuojant (CH 3 COO) 2 Cu vandeniliu arba variu, sublimuojant (CH 3 COO) 2 Cu vakuume arba sąveikaujant (NH 3 COO) SO 4 su (CH 3 COO) 2 Cu tirpalas, esant H 3 COONH 3 . Medžiaga yra toksiška.
2. Vario(I) acetilidas – raudonai rudi, kartais juodi kristalai. Išdžiūvę kristalai detonuoja, kai atsitrenkia arba kaitinamas. Stabilus, kai šlapias. Kai detonacija įvyksta nesant deguonies, nesusidaro dujinės medžiagos. Suyra veikiant rūgštims. Susidaro kaip nuosėdos, kai acetilenas patenka į vario (I) druskų amoniako tirpalus:
SU 2 H 2 +2[ Cu(N.H. 3 ) 2 ](Oi) → Cu 2 C 2 ↓ +2 H 2 O+2 N.H. 3
Ši reakcija naudojama kokybiniam acetileno aptikimui.
3. Vario nitridas – neorganinis junginys, kurio formulė Cu 3 N, tamsiai žali kristalai.
Kaitinant suyra:
2 Cu 3 N - 300° C →6 Cu + N 2
Smarkiai reaguoja su rūgštimis:
2 Cu 3 N +6 HCl - 300° C →3 Cu↓ +3 CuCl 2 +2 N.H. 3
§3. Dvivalenčio vario cheminės savybės (st. ok. = +2)
Jam būdingiausia stabiliausia vario oksidacijos būsena.
a) vario oksidas (II) CuO
CuO yra pagrindinis dvivalenčio vario oksidas. Kristalai yra juodos spalvos, normaliomis sąlygomis gana stabilūs ir praktiškai netirpsta vandenyje. Gamtoje jis randamas juodojo mineralo tenorito (melakonito) pavidalu. Vario (II) oksidas reaguoja su rūgštimis, sudarydamas atitinkamas vario (II) druskas ir vandenį:
CuO + 2 HNO 3 → Cu(NE 3 ) 2 + H 2 O
Kai CuO susilieja su šarmais, susidaro vario(II) kupratai:
CuO+2 KOH- t ° → K 2 CuO 2 + H 2 O
Kaitinamas iki 1100 °C, jis suyra:
4CuO- t ° →2 Cu 2 O + O 2
b) Vario (II) hidroksidasCu(Oi) 2
Vario (II) hidroksidas yra mėlyna amorfinė arba kristalinė medžiaga, praktiškai netirpi vandenyje. Kaitinant iki 70-90 °C, Cu(OH)2 milteliai arba jų vandeninės suspensijos skyla į CuO ir H2O:
Cu(Oi) 2 → CuO + H 2 O
Tai amfoterinis hidroksidas. Reaguoja su rūgštimis, sudarydamas vandenį ir atitinkamą vario druską:
Jis nereaguoja su praskiestais šarmų tirpalais, bet ištirpsta koncentruotuose tirpaluose, sudarydamas ryškiai mėlynus tetrahidroksikupratus (II):
Vario (II) hidroksidas sudaro bazines druskas su silpnomis rūgštimis. Labai lengvai ištirpsta amoniako perteklių, sudarydamas varinį amoniaką:
Cu(OH) 2 +4NH 4 OH → (OH) 2 +4H 2 O
Vario amoniakas turi intensyvią mėlynai violetinę spalvą, todėl jis naudojamas analitinės chemijos tyrime, siekiant nustatyti nedidelius Cu 2+ jonų kiekius tirpale.
c) vario druskos (II)
Paprastosios vario (II) druskos yra žinomos daugeliui anijonų, išskyrus cianidą ir jodidą, kurie sąveikaudami su Cu 2+ katijonu sudaro kovalentinius vario (I) junginius, kurie netirpūs vandenyje.
Vario (+2) druskos daugiausia tirpsta vandenyje. Mėlyna jų tirpalų spalva siejama su 2+ jono susidarymu. Jie dažnai kristalizuojasi kaip hidratai. Taigi, iš vandeninio vario (II) chlorido tirpalo žemesnėje nei 15 0 C temperatūroje kristalizuojasi tetrahidratas, 15-26 0 C temperatūroje - trihidratas, virš 26 0 C - dihidratas. Vandeniniuose tirpaluose vario(II) druskos nežymiai hidrolizuojasi, iš jų dažnai nusėda bazinės druskos.
1. Vario (II) sulfato pentahidratas (vario sulfatas)
Didžiausią praktinę reikšmę turi CuSO 4 * 5H 2 O, vadinamas vario sulfatu. Sausa druska yra mėlynos spalvos, tačiau šiek tiek kaitinama (200 0 C) praranda kristalizacijos vandenį. Bevandenė druska yra balta. Toliau kaitinant iki 700 0 C, jis virsta vario oksidu, prarandamas sieros trioksidas:
CuSO 4 -- t ° → CuO+ TAIP 3
Vario sulfatas gaunamas ištirpinant varį koncentruotoje sieros rūgštyje. Ši reakcija aprašyta skyriuje „Paprastos medžiagos cheminės savybės“. Vario sulfatas naudojamas elektrolitinėje vario gamyboje, žemės ūkyje kenkėjams ir augalų ligoms naikinti bei kitiems vario junginiams gaminti.
2. Vario (II) chlorido dihidratas.
Tai tamsiai žali kristalai, lengvai tirpstantys vandenyje. Koncentruoti vario chlorido tirpalai yra žali, o praskiesti - mėlyni. Tai paaiškinama žaliojo chlorido komplekso susidarymu:
Cu 2+ +4 Cl - →[ CuCl 4 ] 2-
Ir tolesnis jo naikinimas bei mėlynojo vandens komplekso susidarymas.
3. Vario(II) nitrato trihidratas.
Mėlyna kristalinė medžiaga. Jis gaunamas ištirpinant varį azoto rūgštyje. Kaitinant, kristalai pirmiausia praranda vandenį, tada suyra, išsiskiriant deguoniui ir azoto dioksidui, virsdami vario (II) oksidu:
2Cu(NR 3 ) 2 -- t° →2CuO+4NO 2 +O 2
4. Hidroksovario (II) karbonatas.
Vario karbonatai yra nestabilūs ir praktiškai nenaudojami. Tik bazinis vario karbonatas Cu 2 (OH) 2 CO 3, kuris gamtoje randamas mineralinio malachito pavidalu, turi tam tikrą reikšmę vario gamybai. Kaitinamas, jis lengvai suyra, išskirdamas vandenį, anglies monoksidą (IV) ir vario oksidą (II):
Cu 2 (OH) 2 CO 3 -- t° →2CuO+H 2 O+CO 2
§4. Trivalenčio vario cheminės savybės (st. ok. = +3)
Ši oksidacijos būsena variui yra mažiausiai stabili, todėl vario (III) junginiai yra išimtis, o ne „taisyklė“. Tačiau yra keletas trivalenčių vario junginių.
a) Vario (III) oksidas Cu 2 O 3
Tai kristalinė medžiaga, tamsios granatinės spalvos. Netirpsta vandenyje.
Jis gaunamas oksiduojant vario (II) hidroksidą kalio peroksodisulfatu šarminėje terpėje esant neigiamai temperatūrai:
2Cu(OH) 2 +K 2 S 2 O 8 +2KOH -- -20°C → Cu 2 O 3 ↓+2 tūkst 2 TAIP 4 +3H 2 O
Ši medžiaga skyla 400 0 C temperatūroje:
Cu 2 O 3 -- t ° →2 CuO+ O 2
Vario(III) oksidas yra stiprus oksidatorius. Reaguodamas su vandenilio chloridu, chloras redukuojamas į laisvą chlorą:
Cu 2 O 3 +6 HCl-- t ° →2 CuCl 2 + Cl 2 +3 H 2 O
b) vario kupratai (C)
Tai juodos arba mėlynos medžiagos, nestabilios vandenyje, diamagnetinės, anijonas yra kvadratų juostelė (dsp 2). Susidaro vario (II) hidroksido ir šarminio metalo hipochlorito sąveika šarminėje aplinkoje:
2 Cu(Oi) 2 + MClO + 2 NaOH→ 2 mlnCuO 3 + NaCl +3 H 2 O (M= Na- Cs)
c) Kalio heksafluorkupratas (III)
Žalia medžiaga, paramagnetinė. Aštuonkampė struktūra sp 3 d 2. Vario fluorido kompleksas CuF 3, kuris laisvoje būsenoje suyra esant -60 0 C. Susidaro kaitinant kalio ir vario chloridų mišinį fluoro atmosferoje:
3KCl + CuCl + 3F 2 → K 3 + 2Cl 2
Suskaido vandenį, kad susidarytų laisvas fluoras.
§5. Vario junginiai oksidacijos būsenoje (+4)
Kol kas mokslas žino tik vieną medžiagą, kurioje varis yra oksidacijos būsenoje +4, tai cezio heksafluorokupratas(IV) - Cs 2 Cu +4 F 6 - oranžinė kristalinė medžiaga, stabili stiklinėse ampulėse 0 0 C temperatūroje. Ji reaguoja. smarkiai su vandeniu. Jis gaunamas fluoruojant aukštame slėgyje ir aukštoje temperatūroje cezio ir vario chloridų mišinį:
CuCl 2 +2CsCl +3F 2 -- t ° r → Cs 2 CuF 6 +2Cl 2
Kiekvieno iš jų atstovų yra daug, tačiau pirmaujančią poziciją neabejotinai užima oksidai. Vienas cheminis elementas vienu metu gali turėti kelis skirtingus dvejetainius junginius su deguonimi. Varis taip pat turi šią savybę. Jame yra trys oksidai. Pažvelkime į juos išsamiau.
Vario (I) oksidas
Jo formulė yra Cu 2 O. Kai kuriuose šaltiniuose šis junginys gali būti vadinamas vario oksidu, divario oksidu arba vario oksidu.
Savybės
Tai rudai raudonos spalvos kristalinė medžiaga. Šis oksidas netirpus vandenyje ir etilo alkoholyje. Jis gali ištirpti nesuirdamas esant šiek tiek aukštesnei nei 1240 o C temperatūrai. Ši medžiaga nesąveikauja su vandeniu, bet gali persikelti į tirpalą, jei reakcijos su ja dalyviais yra koncentruota druskos rūgštis, šarmas, azoto rūgštis, amoniako hidratas, amonis druskos, sieros rūgštis .
Vario(I) oksido gavimas
Jį galima gauti kaitinant vario metalą arba aplinkoje, kurioje deguonies koncentracija maža, taip pat tam tikrų azoto oksidų sraute ir kartu su vario (II) oksidu. Be to, jis gali tapti pastarojo terminio skilimo reakcijos produktu. Vario (I) oksidą taip pat galima gauti, jei vario (I) sulfidas kaitinamas deguonies sraute. Yra ir kitų, sudėtingesnių būdų jį gauti (pavyzdžiui, vieno iš vario hidroksidų redukcija, bet kokios vienavalentės vario druskos jonų mainai su šarmu ir kt.), tačiau jie praktikuojami tik laboratorijose.
Taikymas
Reikalingas kaip pigmentas dažant keramiką ir stiklą; dažų komponentas, apsaugantis povandeninę laivo dalį nuo užsiteršimo. Taip pat naudojamas kaip fungicidas. Vario oksido vožtuvai negali išsiversti be jo.
Vario(II) oksidas
Jo formulė yra CuO. Daugelyje šaltinių jį galima rasti pavadinimu vario oksidas.
Savybės
Tai didesnis vario oksidas. Medžiaga atrodo kaip juodi kristalai, kurie beveik netirpsta vandenyje. Jis reaguoja su rūgštimi ir šios reakcijos metu susidaro atitinkama vario druska, taip pat vanduo. Kai jis sulydomas su šarmu, reakcijos produktai yra kupratai. Vario (II) oksido skilimas vyksta maždaug 1100 o C temperatūroje. Amoniakas, anglies monoksidas, vandenilis ir akmens anglis iš šio junginio sugeba išskirti metalinį varį.
Kvitas
Jį galima gauti kaitinant metalinį varį oro aplinkoje esant vienai sąlygai – kaitinimo temperatūra turi būti žemesnė nei 1100 o C. Taip pat vario (II) oksidą galima gauti kaitinant karbonatą, nitratą, dvivalentį vario hidroksidą.
Taikymas
Naudojant šį oksidą, emalis ir stiklas nuspalvinami žalia arba mėlyna spalva, taip pat gaminama pastarojo vario-rubino atmaina. Laboratorijoje šis oksidas naudojamas medžiagų redukuojančiosioms savybėms nustatyti.
Vario(III) oksidas
Jo formulė yra Cu 2 O 3. Jis turi tradicinį pavadinimą, kuris tikriausiai skamba kiek neįprastai – vario oksidas.
Savybės
Tai atrodo kaip raudoni kristalai, kurie netirpsta vandenyje. Šios medžiagos skilimas vyksta 400 o C temperatūroje, šios reakcijos produktai yra vario (II) oksidas ir deguonis.
Kvitas
Jis gali būti pagamintas oksiduojant vario hidroksidą kalio peroksidisulfatu. Būtina reakcijos sąlyga yra šarminė aplinka, kurioje ji turi vykti.
Taikymas
Ši medžiaga pati savaime nenaudojama. Moksle ir pramonėje plačiau naudojami jo skilimo produktai – vario (II) oksidas ir deguonis.
Išvada
Tai visi vario oksidai. Jų yra keletas dėl to, kad varis turi kintamą valentingumą. Yra ir kitų elementų, turinčių kelis oksidus, bet apie juos pakalbėsime kitą kartą.
Pasiūlymas
VARIS IR JO JUNGINIAI
PAMOKA 11 GAMTOS MOKSLŲ KLASĖJE
Siekdami padidinti mokinių pažintinį aktyvumą ir savarankiškumą, pasitelkiame kolektyvinio medžiagos mokymosi pamokas. Tokiose pamokose kiekvienas mokinys (ar mokinių pora) gauna užduotį, apie kurios atlikimą turi atsiskaityti toje pačioje pamokoje, o jo pranešimą likę klasės mokiniai įrašo į sąsiuvinius ir yra turinio elementas. pamokos mokomosios medžiagos. Kiekvienas mokinys prisideda prie klasės mokymosi šia tema.
Pamokos metu mokinių darbo režimas keičiasi iš intraaktyvaus (režimas, kai informacijos srautai yra uždari mokinio viduje, būdingas savarankiškam darbui) į interaktyvųjį (režimas, kai informacijos srautai yra dvipusiai, t. y. informacija srautai iš abiejų studentas ir studentas, keičiamasi informacija). Šiuo atveju mokytojas veikia kaip proceso organizatorius, taiso ir papildo mokinių pateiktą informaciją.
Kolektyvinio medžiagos tyrimo pamokas sudaro šie etapai:
1 etapas – instaliacija, kurioje mokytojas paaiškina pamokos tikslus ir darbo programą (iki 7 min.);
2 etapas – savarankiškas mokinių darbas pagal instrukcijas (iki 15 min.);
3 etapas – apsikeitimas informacija ir pamokos apibendrinimas (užima visą likusį laiką).
Pamoka „Varis ir jo junginiai“ skirta klasėms, kuriose nuodugniai mokomasi chemijos (4 val. chemijos per savaitę), vyksta per dvi akademines valandas, pamokoje atnaujinamos mokinių žinios šiomis temomis: „Bendrosios chemijos savybės metalai“, „Požiūris į metalus koncentruota sieros rūgštimi“ rūgštis, azoto rūgštis“, „Kokybinės reakcijos į aldehidus ir daugiahidroksilius alkoholius“, „Sočiųjų vienahidroksilių alkoholių oksidavimas vario(II) oksidu“, „Sudėtingi junginiai“.
Prieš pamoką mokiniai gauna namų darbus: kartoja išvardytas temas. Išankstinis mokytojo pasiruošimas pamokai susideda iš instrukcijų kortelių mokiniams sudarymo ir rinkinių laboratoriniams eksperimentams paruošimo.
PAMOKOS EIGA
Montavimo etapas
Mokytojas pozuoja mokiniams pamokos tikslas: remiantis turimomis žiniomis apie medžiagų savybes, numatyti, praktiškai patvirtinti, apibendrinti informaciją apie varį ir jo junginius.
Mokiniai sudaro elektroninę vario atomo formulę, išsiaiškina, kokias oksidacijos būsenas varis gali turėti junginiuose, kokias savybes (redokso, rūgščių-šarmų) turės vario junginiai.
Mokinių sąsiuviniuose atsiranda lentelė.
Vario ir jo junginių savybės
| Metalas | Cu 2 O – bazinis oksidas | CuO – bazinis oksidas |
| Reduktorius | CuOH yra nestabili bazė | Cu(OH) 2 – netirpi bazė |
| CuCl – netirpi druska | CuSO 4 – tirpi druska | |
| Turi redokso dvilypumą | Oksiduojančios medžiagos |
Savarankiško darbo etapas
Prielaidoms patvirtinti ir papildyti mokiniai pagal instrukcijas atlieka laboratorinius eksperimentus ir užsirašo atliktų reakcijų lygtis.
Savarankiško darbo poromis instrukcijos
1. Įkaitinkite varinę vielą liepsnoje. Atkreipkite dėmesį, kaip pasikeitė jo spalva. Įdėkite karštą kalcinuotą varinę vielą į etilo alkoholį. Atkreipkite dėmesį į jo spalvos pasikeitimą. Pakartokite šias manipuliacijas 2-3 kartus.
Patikrinkite, ar nepasikeitė etanolio kvapas.2. Užrašykite dvi reakcijų lygtis, atitinkančias atliktas transformacijas. Kokias vario ir jo oksido savybes patvirtina šios reakcijos?
Į vario (I) oksidą įpilkite druskos rūgšties.3. Ką tu stebi? Užrašykite reakcijų lygtis, atsižvelgdami į tai, kad vario(I) chloridas yra netirpus junginys. Kokias vario(I) savybes patvirtina šios reakcijos?
Ką tu stebi? Užrašykite reakcijų lygtis.4. Kokias vario junginių savybes patvirtina šios reakcijos?
Į vario (II) sulfato tirpalą įdėkite universalaus indikatoriaus juostelę.
Paaiškinkite rezultatą. Užrašykite joninę hidrolizės lygtį I žingsnyje.
Į natrio karbonato tirpalą įpilkite medaus (II) sulfato tirpalo.5.
Ką tu stebi? Užrašykite jungties hidrolizės reakcijos molekuline ir jonine forma lygtį.
Ką tu stebi?
Į susidariusias nuosėdas įpilkite amoniako tirpalo.6. Kokie pokyčiai įvyko? Užrašykite reakcijų lygtis. Kokias vario junginių savybes įrodo šios reakcijos?
Į vario (II) sulfatą įpilkite kalio jodido tirpalo.7. Ką tu stebi? Parašykite reakcijos lygtį.
Kokią vario(II) savybę įrodo ši reakcija?
Į mėgintuvėlį su 1 ml koncentruotos azoto rūgšties įdėkite nedidelį varinės vielos gabalėlį. Mėgintuvėlį uždarykite kamščiu.
Ką tu stebi? (Paimkite mėgintuvėlį po traukimu.) Užrašykite reakcijos lygtį.8. Į kitą mėgintuvėlį įpilkite druskos rūgšties ir įdėkite nedidelį varinės vielos gabalėlį.
Ką tu stebi? Paaiškinkite savo pastebėjimus. Kokias vario savybes patvirtina šios reakcijos?9. Į kitą mėgintuvėlį įpilkite druskos rūgšties ir įdėkite nedidelį varinės vielos gabalėlį.
Ką tu stebi? Užrašykite jungties hidrolizės reakcijos molekuline ir jonine forma lygtį.
Į vario (II) sulfatą įpilkite natrio hidroksido perteklių.
Ką tu stebi? Susidariusias nuosėdas pašildykite. Kas atsitiko? Užrašykite reakcijų lygtis. Kokias vario junginių savybes patvirtina šios reakcijos?10. Į kitą mėgintuvėlį įpilkite druskos rūgšties ir įdėkite nedidelį varinės vielos gabalėlį.
Ką tu stebi? Užrašykite jungties hidrolizės reakcijos molekuline ir jonine forma lygtį.
Į susidariusias nuosėdas įpilkite glicerino tirpalo.
Kokie pokyčiai įvyko? Užrašykite reakcijų lygtis. Kokias vario junginių savybes įrodo šios reakcijos?Į susidariusias nuosėdas įpilkite gliukozės tirpalo ir pakaitinkite.
11. Kas atsitiko? Užrašykite reakcijos lygtį naudodami bendrąją aldehidų formulę gliukozei žymėti
Kokią vario junginio savybę įrodo ši reakcija?
Į vario(II) sulfatą įpilkite: a) amoniako tirpalo; b) natrio fosfato tirpalas.
Ką tu stebi? Užrašykite reakcijų lygtis.
Kokias vario junginių savybes įrodo šios reakcijos?
1. Keitimosi informacija ir apibendrinimo etapas
Mokytojas užduoda klausimą apie konkrečios medžiagos savybes. Atitinkamus eksperimentus atlikę mokiniai praneša apie atliktą eksperimentą ir lentoje užrašo reakcijų lygtis. Tada mokytojas ir mokiniai prideda informaciją apie chemines medžiagos savybes, kurių nepavyko patvirtinti reakcijomis mokyklos laboratorijoje.
Koncentruota ir praskiesta azoto rūgštis:
Cu + 4HNO 3 (konc.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O,
3Cu + 8HNO3 (praskiestas) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;
Koncentruota sieros rūgštis:
Cu + 2H 2 SO 4 (konc.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;
Deguonis:
2Cu + O2 = 2CuO;
Cu + Cl2 = CuCl2;
Vandenilio chlorido rūgštis esant deguoniui:
2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O;
Geležies (III) chloridas:
2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2.
2. Kokias savybes turi vario (I) oksidas ir chloridas?
Atkreipiamas dėmesys į pagrindines savybes, gebėjimą sudaryti kompleksus ir redokso dvilypumą Vario (I) oksido reakcijų lygtys:
Druskos rūgštis, kol susidarys CuCl:
Cu 2O + 2HCl = 2CuCl + H2O;
HCl perteklius:
CuCl + HCl = H;
Cu 2 O redukcijos ir oksidacijos reakcijos:
Cu 2 O + H 2 = 2 Cu + H 2 O,
2Cu2O + O2 = 4CuO;
Disproporcija kaitinant:
Cu 2 O = Cu + CuO,
2CuCl = Cu + CuCl 2 .
3. Kokias savybes turi vario(II) oksidas?
Atkreipiamas dėmesys į pagrindines ir oksidacines savybes Vario(II) oksido reakcijų lygtys:
Rūgštis:
CuO + 2H+ = Cu 2+ + H2O;
Etanolis:
C 2 H 5 OH + CuO = CH 3 CHO + Cu + H 2 O;
Vandenilis:
CuO + H2 = Cu + H2O;
Aliuminis:
3CuO + 2Al = 3Cu + Al2O3.
4. Kokias savybes turi vario (II) hidroksidas?
Atkreipiamas dėmesys į oksidacines, bazines savybes, gebėjimą sudaryti kompleksus su organiniais ir neorganiniais junginiais.
Aldehidas:
RCHO + 2Cu(OH) 2 = RCOOH + Cu 2 O + 2H 2 O;
Rūgštis:
Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O;
Amoniakas:
Cu(OH)2 + 4NH3 = (OH)2;
Glicerinas:
Skilimo reakcijos lygtis:
Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O.
5. Kokias savybes turi vario(II) druskos?
Atkreipiamas dėmesys į jonų mainų, hidrolizės, oksidacinių savybių ir komplekso susidarymo reakcijas. Vario sulfato reakcijų su lygtys:
Natrio hidroksidas:
Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2 ;
Natrio fosfatas:
3Cu 2+ + 2= Cu 3 (PO 4) 2;
Cu 2+ + Zn = Cu + Zn 2+ ;
Kalio jodidas:
2CuSO 4 + 4KI = 2CuI + I 2 + 2K 2 SO 4;
Amoniakas:
Cu 2+ + 4NH3 = 2+;
ir reakcijų lygtis:
Hidrolizė:
Cu 2+ + HOH = CuOH + + H +;
Bendra hidrolizė su natrio karbonatu, kad susidarytų malachitas:
2Cu 2+ + 2 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2.
Be to, galite papasakoti studentams apie vario (II) oksido ir hidroksido sąveiką su šarmais, o tai įrodo jų amfoteriškumą:
Cu(OH) 2 + 2NaOH (konc.) = Na 2,
Cu + Cl 2 = CuCl 2,
Cu + HgCl 2 = CuCl 2 + Hg,
2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl2 + 2H 2O,
CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O,
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O,
CuBr 2 + Cl 2 = CuCl 2 + Br 2,
(CuOH) 2 CO 3 + 4HCl = 2CuCl 2 + 3H 2 O + CO 2,
2CuCl + Cl2 = 2CuCl2,
2CuCl = CuCl 2 + Cu,
CuSO 4 + BaCl 2 = CuCl 2 + BaSO 4.)
3 pratimas. Sudarykite transformacijų grandines, atitinkančias šias schemas, ir jas atlikite:
1 užduotis.
Vario ir aliuminio lydinys iš pradžių buvo apdorojamas šarmų pertekliumi, o paskui praskiestos azoto rūgšties pertekliumi.
.
(Apskaičiuokite metalų masės dalis lydinyje, jei žinoma, kad abiejų reakcijų metu (esant toms pačioms sąlygoms) išsiskiriančių dujų tūriai yra vienodi Atsakymas
. vario masės dalis – 84 proc.) 2 užduotis.
(Iškaitinus 6,05 g vario(II) nitrato kristalinio hidrato, gauta 2 g liekanos. Nustatykite pradinės druskos formulę. Atsakymas.
Cu(NO3)23H2O.) 3 užduotis.
(Iškaitinus 6,05 g vario(II) nitrato kristalinio hidrato, gauta 2 g liekanos. Nustatykite pradinės druskos formulę. Vario plokštelė, sverianti 13,2 g, buvo panardinta į 300 g geležies (III) nitrato tirpalą, kurio druskos masės dalis yra 0,112. Ją išėmus paaiškėjo, kad geležies(III) nitrato masės dalis tapo lygi susidariusios vario(II) druskos masės daliai. Išėmus iš tirpalo, nustatykite plokštelės masę.
10 metų) Namų darbai.
Išmok į sąsiuvinį įrašytą medžiagą. Sudarykite vario junginių transformacijų grandinę, kurioje būtų bent dešimt reakcijų, ir ją atlikite.
1. LITERATŪRA Puzakovas S.A., Popkovas V.A.
2. Chemijos vadovas stojantiesiems į universitetus. Programos. Klausimai, pratimai, užduotys. Egzamino darbų pavyzdžiai. M.: Aukštoji mokykla, 1999, 575 p. Kuzmenko N.E., Ereminas V.V.