Химические свойства.
Медь — электроположительный металл. Относительную устойчивость ее ионов можно оценить на основании следующих данных:
Cu2+ + e → Cu+ E0 = 0,153 B,
Сu+ + е → Сu0 E0 = 0,52 В,
Сu2+ + 2е → Сu0 E0 = 0,337 В.
Медь вытесняется из своих солей более электроотрицательными элементами и не растворяется в кислотах, не являющихся окислителями. Медь растворяется в азотной кислоте с образованием Cu(NO3)2 и оксидов азота, в горячей конц. H2SO4 — с образованием CuSO4 и SO2. В нагретой разбавленной H2SO4 медь растворяется только при продувании через раствор воздуха.
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы ионов меди в водных растворах по отношению к водородному электроду при 25° С приведены в табл. 2.
Таблица 2.
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы ионов меди.
|
Уравнение полуреакции |
EL В |
|
HCuO2- + ЗН+ + е = Сu+ + 2Н2О |
1,73 |
|
CuO22- + 4Н+ + е = Сu+ + 2Н2О |
2,51 |
|
HCuO2- + ЗН+ + 2е = Сu0 + 2Н2О |
1,13 |
|
СuО22- + 4Н+ + 2е = Сu0 + 2Н2О |
1,52 |
|
2Сu2+ + Н2О + 2е = Сu2О + 2Н+ |
0,20 |
|
2НСuО2- + 4Н+ + 2е = Сu2О + ЗН2О |
1,78 |
|
2CuO22- + 6Н+ +2е = Сu2О + ЗН2О |
2,56 |
|
СuО + 2Н+ + е = Сu+ + Н20 |
0,62 |
|
Сu2+ + Вr - + е = СuВr |
0,64 |
|
Сu2+ + Сl- + е = CuCl |
0,54 |
|
Сu2+ + I- + е = CuI |
0,86 |
|
Cu(NH3)42+ + е = Cu(NH3)2+ + 2NH3 |
-0,01 |
|
Cu(NH3)2+ + е = Сu0 + 2NH3 |
-0,12 |
|
Cu(NH3)42+ + 2e = Cu0 + 4NH3 |
-0,07 |
Химическая активность меди невелика, при температурах ниже 185°С с сухим воздухом и кислородом не реагирует. В присутствии влаги и СО2 на поверхности меди образуется зеленая пленка основного карбоната. При нагревании меди на воздухе идет поверхностное окисление; ниже 375°С образуется СuО, а в интервале 375—1100°С при неполном окислении меди — двухслойная окалина (СuО + Сu2О). Влажный хлор взаимодействует с медью уже при комнатной температуре, образуя хлорид меди(II), хорошо растворимый в воде. Медь реагирует и с другими галогенами.
Особое сродство проявляет медь к сере: в парах серы она горит. С водородом, азотом, углеродом медь не реагирует даже при высоких температурах. Растворимость водорода в твердой меди незначительна и при 400°С составляет 0,06 г в 100 г меди. Присутствие водорода в меди резко ухудшает ее механические свойства (так называемая "водородная болезнь"). При пропускании аммиака над раскаленной медью образуется Cu2N. Уже при температуре каления медь подвергается воздействию оксидов азота: N2O и NO взаимодействуют с образованием Сu2О, a NO2 — с образованием СuО. Карбиды Сu2С2 и СuС2 могут быть получены действием ацетилена на аммиачные растворы солей меди. Окислительно-восстановительные равновесия в растворах солей меди в обеих степенях окисления осложняются легкостью диспропорционирования меди(I) в медь(0) и медь(II), поэтому комплексы меди(I) обычно образуются только в том случае, если они нерастворимы (например, CuCN и Cul) или если связь металл—лиганд имеет ковалентный характер, а пространственные факторы благоприятны.