Медь - один из первых металлов, широко освоенных человекомиз-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температурыплавления. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом - бронзы дляизготовления оружия и т.п. первая медь получена на территории современнойТурции жителями поселения Чатал-Хююк. Золото С золотом человечество столкнулось уже в V тыс. До н.э. вэпоху неолита благодаря его распространению в самородном состоянии. Попредположению археологов, начало системной добычи было положено на БлижнемВостоке, откуда золотые украшения поставлялись, в частности, в Египет. Именно вЕгипте в гробнице королевы Зер и одной из королев Пу-аби Ур в Шумерскойцивилизации были найдены первые золотые украшения, датируемые III тыс. До н.э. в России принято считать началомзолотодобычи 21 мая (1 июня) 1745 г., когда Ерофей Марков, нашедший золото наУрале, объявил о своем открытии в Канцелярии Главного правления заводов вЕкатеринбургеАлюминийВпервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедомв 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкойртути. Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинстваалюминия в этом качестве - легкость, податливость штамповке, коррозионнаястойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминийчрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги впищевой промышленности и для упаковки. ЖелезоЖелезо - один из самых используемых металлов, на негоприходится до 95% мирового металлургического производства. Железо являетсяосновным компонентом сталей и чугунов - важнейших конструкционных материалов. Железоможет входить в состав сплавов на основе других металлов - например, никелевых. Магнитная окись железа (магнетит) - важный материал в производствеустройств долговременной компьютерной памяти: жестких дисков, дискет и т.п. ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих черно-белыхлазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесьодновременно используется черный цвет магнетита и его способность прилипать кнамагниченному валику переноса. Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавовна основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике длямагнитопроводов трансформаторов и электродвигателей. Хлорид железа (III) (хлорноежелезо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат. Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросомиспользуется для борьбы с вредными грибками в садоводстве истроительстве. Железо применяется в качестве анода в железо-никелевыхаккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах. Водные растворы хлоридовдвухвалентного и трехвалентного железа, а также его сульфатов используются вкачестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод наводоподготовке промышленных предприятий.

Методическая разработка к уроку по теме: «Производство меди»

Выполнила преподаватель высшей квалификационной категории ГОУ СПО « Кемеровский профессионально – технический техникум»

Тюнина Надежда Яковлевна.

1 .История происхождения меди.

Медь - один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом - бронзы для изготовления оружия и т. п. (см бронзовый век).

Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где уже в III тысячелетии до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.

У Страбона медь именуется халкосом, от названия город Халкиды на Эвбее. От этого слова произошли многие древнегреческие названия медных и бронзовых предметов, кузнечного ремесла, кузнечных изделий и литья. Второе латинское название меди Aes (санскр, ayas, готское aiz, герм. erz, англ. ore) означает руда или рудник. Сторонники индогерманской теории происхождения европейских языков считают русское слово медь (польск. miedz, чешск. med) родственным древненемецкому smida (металл) и Schmied (кузнец, англ. Smith). От этого слова произошли и родственные названия - медаль, медальон. Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Алхимики именовали медь «венера» (Venus). В более древние времена встречается название «марс» (Mars).

Медь встречается в природе как в соединениях, так и в самородном виде.

Промышленное значение имеют халькопирит CuFeS2, также известный как медный колчедан, халькозин Cu2S и борнит Cu5FeS4. Вместе с ними встречаются и другие минералы меди: ковеллин CuS, куприт Cu2O, азурит Cu3(CO3)2(OH)2, малахит Cu2CO3(OH)2

Сульфиды меди образуются в основном в среднетемпературных гидротермальных жилах. Также нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах - медистые песчаники и сланцы. Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,4 до 1,0 %.

2.Физические свойства

Медь - золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Наряду с , и , медь - один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Этот цветовой оттенок объясняется наличием электронных переходов между заполненной третьей и полупустой четвёртой атомными орбиталями: энергетическая разница между ними соответствует длине волны оранжевого света. Тот же механизм отвечает за характерный цвет золота.

Медь образует , F m3m, a = 0,36150 нм, Z = 4.

Медь обладает высокой и (занимает второе место по электропроводности среди металлов после ). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58 /м . Медь имеет относительно большой : 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры.

Существует ряд меди: - с , - с и другими элементами, - с , - со свинцом и другие.

КРИСТАЛЛЫ МЕДИ

3.Получение меди

Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди - , и .

Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, (например ):

Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе ; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:

Раствора :

Самородная медь

4.Соединение меди

Степень окисления II - наиболее стабильная степень окисления меди. Ей соответствует чёрный оксид CuO и голубой гидроксид Cu(OH) 2 , который при стоянии легко отщепляет воду и при этом чернеет:

Гидроксид меди (II) носит преимущественно основный характер и только в концентрированной щелочи частично растворяется с образованием синего гидроксокомплекса. Наибольшее значение имеет реакция гидроксида меди (II) с , про которой образуется так называемый (растворитель ):

Соли меди(II) образуются при растворении меди в кислотах-окислителях (азотной, концентрированной серной). Большинство солей в этой степени окисления имеют синюю или зелёную окраску.

Соединения меди(II) обладают слабыми окислительными свойствами, что используется в анализе (например, использование реактива Фелинга).

Имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди и медных сплавов при взаимодействии оксидной плёнки с воздуха в присутствии воды. при гидратации даёт синие CuSO 4 ∙5H 2 O, используется как .

Оксид меди (II) используются для получения оксида меди (YBa 2 Cu 3 O 7-δ ), который является основой для получения .

МЕДНЫЙ КУПОРОС

5.Способы добычи

Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем , и . Сплав меди с оловом () получили впервые за 3000 лет до н. э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопах.

Первоначально медь добывали из руды, а не из , так как она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали. Выделяющийся восстанавливал малахит до свободной меди:

На территории России и сопредельных стран медные рудники появились за два тысячелетия до н. э. Остатки их находят на Урале (наиболее известное месторождение - ), в Закавказье, на Украине, в Сибири, на Алтае.

В XIII-XIV вв. освоили промышленную выплавку меди. В Москве в XV в. был основан , где отливали из бронзы орудия разных калибров.

Сейчас известно более 170 минералов, содержащих медь, но из них только 14-15 имеют промышленное значение. Это - халькопирит (он же медный колчедан), малахит, встречается и самородная медь. В медных рудах часто в качестве примесей встречаются молибден, никель, свинец, кобальт, реже - золото, серебро. Обычно медные руды обогащаются на фабриках, прежде чем поступают на медеплавильные комбинаты. Богаты медью Казахстан, США, Чили, Канада, африканские страны - Заир, Замбия, Южно-Африканская республика.

Самый большой в мире карьер, в котором добывают медную руду. Расположен в .

6. Информационное обеспечение обучения

Основные источники:

Солнцев, Ю.П. Материаловедение [Текст]: учебник для учрежд.сред.проф.образ. / Ю.П.Солнцев, С.А.Вологжанина. – Москва: ИЦ «Академия», 2009 . – 496с. – [Рекомендовано ФГУ «ФИРО»].

Стуканов,В.А. Материаловедение [Текст]: учебное пособие для учрежд.сред.проф.образ. / В.А.Стуканов. – М.:Форум, 2011 . – 368с. – [Рекомендовано ФГУ «ФИРО»].

Дополнительные источники:

Кузьмин Б.А. Технология металлов и конструкционных материалов [Текст]: учебное пособие для машиностроительных техникумов. - М.Машиностроение, 2008 -251 с.

Материаловедение [Электронный ресурс] : Ч. 1. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика» , 2006. - 1 CD-ROM-диск, 12 см.

Моряков, О.С. Материаловедение (по техническим специальностям) [Текст]:учебник для образ. учрежд. сред. проф. образ. / О.С.Моряков. – Москва: Издательский центр «Академия», 2010. – 240 с. – [Рекомендовано ФГУ «ФИРО»]

Никифоров, В.М. Технология металлов и других конструкционных материалов [Текст]: учебник для учащ. техникумов, лицеев, студ. вузов, инженеров и техников всех технических специальностей. – В.М. Никифоров. – 10-е изд,- СПб,:Политехника,2010. - 382 с.

Топливно-энергетический комплекс в регионах Сибирского федерального округа [Электронный ресурс]: статистический сборник / Росстат, Территор. орган Федер. службы гос. статистики по Иркут. обл. – Иркутск: Иркутскстат, 2006. – 1 CD-ROM-диск, 12 см.

Интернет-ресурсы

Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук (ВИНИТИ РАН) [Электронный ресурс] . – Режим доступа: http:// www 2. viniti . ru , свободный. - Загл. с экрана

Портал нормативно-технической документации http // www . pntdoc . ru

Техническая литература [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http // www . tehlit . ru , свободный. – Загл. с экрана

Электронно-библиотечная система «КнигаФонд» http://www.knigafund.ru/, абонемент. - Загл. с экрана

Электронно-библиотечная система издательства «Лань» [Электронный ресурс] . - Режим доступа: http://lanbook.com/ebs.php , абонемент. - Загл. с экрана

Электронно-библиотечная система IGlib [ Электронный ресурс] . - Режим доступа: http://www.iqlib.ru/ , абонемент. - Загл. с экрана

Медь является одним из главных химических элементов. В чистом виде медь представляет собой красновато-оранжевый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Она применяется для производства широкого ряда изделий, включая электрические провода, кухонную посуду, трубы, автомобильные радиаторы и многое другое. Медь также используется в качестве пигмента и консерванта для красок, бумаги, тканей и дерева. Совместно с цинком медь применяется для производства латуни, а с оловом - для производства бронзы.

Медь была впервые использована еще 10 тысяч лет назад. Кулон из меди, изготовленный около 8700 г. до нашей эры, был найден на севере современного Ирака. Существует доказательство того, что к 6400 г. до нашей эры медь выплавляли и отливали из нее изделия в районе, известном ныне как Турция. К 4500 г. до нашей эры эта технология появилась в Египте. Основная часть меди, использовавшейся до 4000 г. до нашей эры, происходила от случайного открытия отдельных россыпей самородной меди или металла из метеоритов, упавших на Землю. Первое упоминание о систематической добыче и обработке медной руды относится примерно к 3800 г. до н.э. - египетский источник описывает горные работы на Синайском полуострове.

Около 3000 г. до нашей эры большие месторождения медных руд были открыты на острове Кипр в Средиземном море. Когда римляне завоевали Кипр, они дали металлу латинское название aes cyprium, которое обычно сокращалось до cyprium. Позднее оно перешло в cuprum, от которого произошли английское слово copper и химический символ Cu.

В Южной Америке предметы из меди производились вдоль северного побережья Перу примерно в 500-х годах до н.э. Разработка месторождений меди и развитие металлургии меди шло полным ходом вплоть до завоевания империи инков испанскими солдатами в 1500-х годах.

В Соединенных Штатах первая шахта по добыче меди была открыта в Брэнби, штат Коннектикут, в 1705 году, после чего еще одна начала работать в Ланкастере, штат Пенсильвания, в 1732 году. Несмотря на столь раннее начало производства, основная часть используемой меди импортировалась в Соединенные Штаты из Чили до 1844 года, когда началась добыча высококачественных медных руд из крупных месторождений на озере Верхнее. Изобретение в конце 1800-х годов более эффективных методов обработки позволило добывать обедненные медные руды из огромных открытых карьеров в западной части Соединенных Штатов.

Все обо всем. Том 5 Ликум Аркадий

Когда впервые была применена медь?

Если не считать золота, то медь начала использоваться человеком раньше всех других металлов. На заре истории человек каменного века уже пользовался ею. Одной из причин раннего употребления меди является то, что ее можно найти в виде слитков чистого металла. Древний человек собирал эти слитки меди только потому, что они были привлекательны. Позже человек обнаружил, что этим красным камням из металла можно придавать любую форму. Поэтому начали изготовлять ножи и оружие из меди, что было легче, чем обрабатывать для этого камень. А потом, много позже, человек обнаружил, что расплавленной меди можно придать любую форму, например, чаши или сосуда.

Медь стала очень нужна, поэтому человек начал добывать ее и изготавливать из нее всякую домашнюю утварь. Медь была единственным доступным для человека металлом в течение тысячелетий. Золото не подходило для этого, потому что оно было священным, а также слишком мягким для практического использования.

Ученые полагают, что при строительстве египетских пирамид использовались медные орудия труда. Обнаружены кусочки медной трубы, которой египтяне пользовались более 5 тысячелетий назад. И она досих пор все еще в хорошем состоянии. Использование чистой меди прекратилось с появлением железа. Медь стали применять в сплавах с другими металлами: бронза - это сплав меди с оловом, а латунь - сплав меди с цинком. Таким образом, наряду с железом и алюминием медь - это тот металл, которым и сегодня очень широко пользуются.

Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора

Как впервые была получена резина? В 1737 году французский астроном, геодезист и путешественник Шарль Кондамин (1701–1774) представил Парижской академии наук привезенные им из Южной Америки образцы каучука. В течение следующих ста лет каучук получил в Европе и США широкое

Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий Павлович

Где и когда танки впервые появились на поле боя? Во время Первой мировой войны 15 сентября 1916 года в сражении на реке Сомма (на севере Франции) впервые были применены 32 английских танка. Эти боевые машины имели корпус в виде стальной клепаной коробки ромбовидной формы с

автора Ликум Аркадий

Когда впервые появились книги? Книги в том виде, в каком мы их знаем, появились только в средние века. Папирус, свернутый в трубочки, заменял их. Листы папируса склеивались вместе и свертывались в свитки. Жители Рима называли их «волюмен»: отсюда и пошло английское слово

Из книги Все обо всем. Том 1 автора Ликум Аркадий

Когда впервые был испечен хлеб? В каждой стране, в любом уголке мира есть блюдо, которое едят только там. Но есть один продукт, который едят люди независимо от того, где они живут. Это - хлеб.Так получилось потому, что человек понял ценность злаков в своем рационе в самые

Из книги Все обо всем. Том 1 автора Ликум Аркадий

Когда была одомашнена корова? Многих горожан смущают названия, данные крупному рогатому скоту. Давайте сразу разберемся в этом. Молодой самец зовется теленком, а вырастая, становится бычком. Самка из теленка вырастает в телку и через 2–3 года становится коровой.Вол - это

автора Ситников Виталий Павлович

Когда впервые появились книги? Книги в том виде, в каком мы их знаем, появились только в Средние века. До того их заменял папирус, свернутый в трубочки. Листы папируса склеивались вместе и свертывались в свитки. Жители Рима называли их «волюмен»: отсюда и пошло английское

Из книги Кто есть кто в мире открытий и изобретений автора Ситников Виталий Павлович

Когда было впервые изготовлено мыло? В древние времена вода была единственным веществом, с помощью которого человек мог поддерживать чистоту. Это было очень трудно, поскольку человеческая кожа всегда покрыта тонким слоем жира. Вот почему еще в древнем Риме люди стали

Из книги Кто есть кто в мире открытий и изобретений автора Ситников Виталий Павлович

Из книги Кто есть кто в мире открытий и изобретений автора Ситников Виталий Павлович

Когда впервые были использованы кирпичи? Если бы вас попросили назвать долговечный строительный материал, изготовленный человеком, то, скорее всего, вы назвали бы кирпич. Кажется, так оно и есть: кирпич способен пережить гранит, известняк и даже железо!Кирпич – вполне

Из книги Странности нашего тела – 2 автора Джуан Стивен

Когда впервые возникают сновидения? Существуют свидетельства того, что даже плод в утробе матери видит сновидения. Ученые считают, что сны появляются примерно через 23 недели после зачатия, или за 15 недель до рождения

Из книги Все обо всем. Том 2 автора Ликум Аркадий

Когда впервые была применена хирургия? Имея современные больницы и хирургов, которые способны выполнять любую операцию на теле, мы полагаем, что хирургия - явление современное. На самом деле хирургией занимались с древнейших веков. Древние люди по всему миру

Из книги Все обо всем. Том 3 автора Ликум Аркадий

Когда впервые появилась мебель? К мебели относятся те предметы, на которых люди сидят, спят или едят. Поэтому та волчья шкура, на которой в своей пещере спал первобытный человек, может называться его мебелью. Когда человек изготовил первый грубый ящик, в котором он хранил

Из книги Все обо всем. Том 4 автора Ликум Аркадий

Когда впервые появилось вино? Вино - перебродивший сок винограда. Тысячи летчеловек наслаждался его вкусом. Возможно, первыми, кто начал делать вино, были персидские крестьяне, жившие у Каспийского моря. Египтяне переняли от них искусство делать вино в 3000 году до нашей

автора Ликум Аркадий

Когда впервые в Великобритании была проведена перепись населения? С древних времен правительства проводили официальный подсчет населения встране. В XI веке Вильгельм Завоеватель приказал измерить все земли Англии, их стоимость и значение, а также произвести перепись их

Из книги Все обо всем. Том 5 автора Ликум Аркадий

Когда впервые был изготовлен ключ? Древние египтяне были первыми, кто начал пользоваться для запирания дверей чем-то вроде ключа. Двери они запирали на деревянный засов, вставленный в паз. Подвижный деревянный штифт, известный как тумблер, укреплялся сверху паза. Когда

Из книги Все обо всем. Том 5 автора Ликум Аркадий

Когда впервые стали делать надгробия? Первые надгробия обнаружены у бушменов и других доисторических племен Африки. Они считали, что злые духи живут в телах умерших и надеялись, что тяжелые камни, установленные на могилах, не позволят злым духам подняться из могил.

Ответ оставил Гость

Медь - один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. В древности применялась в основном в виде сплава с оловом - бронзы для изготовления оружия и т. п. первая медь получена на территории современной Турции жителями поселения Чатал-Хююк.
Золото.С золотом человечество столкнулось уже в V тыс. до н. э. в эпоху неолита благодаря его распространению в самородном состоянии. По предположению археологов, начало системной добычи было положено на Ближнем Востоке, откуда золотые украшения поставлялись, в частности, в Египет. Именно в Египте в гробнице королевы Зер и одной из королев Пу-аби Ур в Шумерской цивилизации были найдены первые золотые украшения, датируемые III тыс. до н. э. В России принято считать началом золотодобычи 21 мая (1 июня) 1745 г., когда Ерофей Марков, нашедший золото на Урале, объявил о своем открытии в Канцелярии Главного правления заводов в Екатеринбурге.
Алюминий Впервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути.Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве - лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной плёнкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, не ядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.
Железо. Железо - один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.Железо является основным компонентом сталей и чугунов - важнейших конструкционных материалов.Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов - например, никелевых.Магнитная окись железа (магнетит) - важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих черно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесь одновременно используется чёрный цвет магнетита и его способность прилипать к намагниченному валику переноса.Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.Хлорид железа(III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат. Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.Железо применяется в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах.Водные растворы хлоридов двухвалентного и трёхвалентного железа, а также его сульфатов используются в качестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий.