Чистая медь
Чистая медь(Cu) - металл красного цвета, имеет высокую пластичность, то есть способность деформироваться, при этом не ломаясь. Чистая медь – отличный проводник тока. По проводимости она занимает третье место после золота и серебра.
Медь отлично проводит тепло. При контакте с горячей поверхностью очень быстро нагревается, поэтому не рекомендуется её использовать для переноса горячих предметов.
Чистая медь хорошо окисляется. При длительном пребывании в воде на её поверхности образуется зеленоватый налёт, - это гидроксид меди Cu(OH)2 и карбонат меди CuCO3.
Чистая медь на воздухе быстро покрывается тонкой плёнкой тёмного оксида меди CuO, которая предохраняет её от дальнейшего разрушения. Разбавленная серная кислота и медь практически не реагируют, но концентрированная серная кислота и медь легко взаимодействуют друг с другом с образованием голубого раствора медного купороса CuSO4 (используем для напыления деревьев), ядовитого сернистого газа SO2 и воды.
При нагревании меди на воздухе происходит интенсивное окисление. Изделие из меди чернеют, покрываясь слоем оксида меди (II) CuО. При нагреве медных изделий до температуры свыше 1000 °С образуется другой оксид — Cu2О.
Находясь долгое время на воздухе, чистая медь покрывается плёнкой малахита, образующегося по химической реакции
2Cu+О2+Н2О+СО2=(CuОН)2СО3. Именно этому веществу обязаны своим цветом бронзовые памятники и старые крыши городов Западной Европы.
Все соли меди ядовиты. Поэтому не рекомендуется использовать её при приготовлении или употреблении пищи. Азотная кислота и медь реагируют постепенно: сначала чистая медь окисляется до окисла меди, а после реагирует, образуя двуокись азота (NO2), нитрат меди Cu(NO3)2 – голубоватый раствор и воду. Двуокись азота (NO2) – ещё знакомо это вещество под названием “бурый газ”. Соляная кислота и чистая медь реагируют только при нагревании. Сначала чистая медь окисляется до оксида меди, а дальше образуется зеленоватый хлорид меди CuCl2 и вода.
С медным купоросом Вам приходилось сталкиваться и в домашних условиях: он представляет собой кристаллики синего цвета, хорошо растворимые в воде. Сама молекула медного купороса уже содержит воду (5 молекул воды соединены с 1 молекулой медного купороса). Если нагреть синие кристаллики, то вскоре мы увидим, что они теряют свою форму и цвет, превращаясь в рыхлую белую безводную массу (безводный сульфат меди CuSO4).
Медь влияет на цвет и окраску некоторых минералов, таких как малахит (от светло-голубого до тёмно-зелёного цвета), диоптаз (изумрудно-зелёный) и др.
Чистое железо
Чистое железо (Fe): серебристый металл белого цвета, проявляющий амфотерные свойства (то есть может вступать в реакцию с кислотами и щелочами). Железо - металл тяжёлый (1 м3 весит 7800 кг), имеет высокую пластичность и прочность (прочнее меди). Чистое железо - металл с содержанием чистого железа по массе около 99,995%, - практически не применяется. Говоря о железе, обычно подразумевают его сплавы с углеродом и другими элементами: до 2,14% углерода – это стали, более 2,14% – чугуны. При наличии других элементов и изменении их концентрации в железном сплаве (стали) резко меняются физико-механические свойства сплава.
Если концентрация углерода в сплаве железа превысит 6,67%, то углерод вступит в химическую реакциюс железом, образовав уже не сплав, а химическое соединение - карбид железа FeC2.
Чистое железо плавится при температуре 1540°С, пластично, легко поддаётся намагничиванию. При нагревании до 768°С железо теряет свои магнитные свойства. Чистое железо - химически активный элемент. Железо и соляная кислота легко реагирует друг с другом, образуя хлорид железа FeCl2. Чистое железо легко окисляется даже во влажном воздухе, образуя триокись железа Fe2 O3*nH2O, по-другому называемая ржавчиной. Железо и серная кислота реагирует с образованием сульфата железа Fe(SO4)2, - прозрачного зеленоватого раствора. Если оставить раствор на воздухе, то можно заметить через некоторое время образование бурого осадка,- это сульфат железа соединился с кислородом воздуха, образовав рыхлую бурую массу нового соединения железа: Fe(SO4)3
Азотная кислота и чистое железо реагируют с образованием нитрата железа Fe(NO3)2, окиси азота NO или аммиачной селитры NH4NO3 (вещество ещё известное в качестве аммиачного удобрения) и воды. Так реагируют разбавленные кислоты с железом. Концентрированная азотная и серная кислоты на чистое железо не действуют (при комнатной температуре), благодаря наличию образующейся оксидной плёнки.
Железо легко вытесняет медь в химической реакции замещения, если в раствор медного купороса опустить металлическое изделие. Мы будем наблюдать на поверхности железа образование микроскопических кристаллов химически чистой меди красно-бурого цвета. При этом голубой раствор медного купороса постепенно бледнеет и приобретает зеленоватый окрас, происходит образование железного купороса FeSO4x5H2O. Но это способ не эффективен для прочного медного покрытия. Для более качественного нанесения медного покрытия используют электричество. Таким способом (реакцией замещения) можно покрыть медью любой металл, стоящий левее меди в ряду напряжений. Но необходимо помнить, что в случае образования глубоких царапин по поверхности покрытия, могут образовываться (если система находится в электролите) гальванические элементы, что приводит к разрушению металлов.
Чистое железо придаёт окрас некоторым минералам: гематит (от серого до тёмного тона окраски), топаз (бесцветный, синий голубой, жёлтый, оранжевый).
Наиболее важными химическими соединениями железа являются:
FeSO4x5H2O - железный купорос - применяется в сельском хозяйстве как яд для борьбы с вредителями;
Fe2(SO4)3x9H2O - водный сульфат железа применяется для очистки воды;
FeCl3 - также применяется для очистки воды, а также для травления меди (электроника)
Fe(NO3)2x9H2O - водный нитрат железа - применяется в текстильной промышленности для обработки и покраски ткани
Что касается чистого железа, то оно используется, в основном, как катализатор в химических реакциях.
Определить наличие ионов железа (2-х или 3-х валентного) можно с помощью Качественной реакции
Железо образует 3 различных оксида железа, отличающихся степенью окисления железа и цветом химического соединения и его активностью.