Медь и серебро (стр. 3 )

В разбавленных кислородсодержащих кислотах, не обладающих окислительными свойствами, оксид меди (I) растворяется с диспропорционированием: образуется соль двухвалентной меди и выделяется металлическая медь:

С кислотами, проявляющими сильные окислительные свойства, оксид меди (I) образует соли двухвалентной меди:

Такого же эффекта (окисление Cu2O до солей двухвалентной меди) можно добиться, если к неокисляющей кислоте добавить какой-нибудь окислитель, например пропускать через раствор поток воздуха, обогащенного кислородом:

В связи с тем, что кислотные свойства Cu2O выражены значительно слабее основных, оксид меди (I) взаимодействует только с концентрированными растворами щелочей:

Как видно из приведенного уравнения реакции, растворение в щелочах сопровождается образованием бесцветных комплексных соединений – гидроксокупритов или (что более правильно) гидроксокупратов(I). Также благодаря комплексообразованию оксид меди (I) может растворяться в водном растворе аммиака:

В данном взаимодействии реакции продуктом реакции является уже комплексный аммиакат.

Термически оксид одновалентной меди устойчив. При температуре 1230оС он плавится без разложения, в то время как оксид двухвалентной меди еще до достижения своей температуры плавления начинает разлагаться. Оксид меди (I) – одно из немногих соединений одновалентной меди, которые более устойчивы в сравнении с аналогичными веществами меди (II).

На примере реакций растворения Cu2O в растворах кислот в присутствии кислорода воздуха можно убедиться в том, что оксид меди (I) проявляет слабые восстановительные свойства – под действием сильных окислителей он превращается в соединения двухвалентной меди. Кроме того, оксиду меди (I) присущи слабые окислительные свойства – при незначительном нагревании в присутствии сильных восстановителей (например, водорода или угарного газа) он восстанавливается до металлической меди:

Оксид меди (II) CuO встречается в природе в виде минерала тенорит, окрашенного в черный цвет. В химических лабораториях его обычно получают термическим разложением гидроксида или некоторых кислородсодержащих солей двухвалентной меди (нитрата, гидроксокарбоната и др.):

Оксид двухвалентной меди можно получить и непосредственным взаимодействием простых веществ – прокаливанием порошка меди на открытом воздухе, но в этом случае CuO почти всегда загрязнен некоторым количеством оксида меди (I).

Оксид меди (II) представляет собой черный порошок, практически нерастворимый в воде. По своим химическим свойствам он, как и оксид меди (I), относится к амфотерным оксидам с преобладанием основного характера. Поэтому с щелочами CuO взаимодействует только при сплавлении:

В результате реакции образуются темно-синие соли, содержащие медь в составе аниона, – купраты.

Реакция оксида CuO с кислотами идет значительно легче: он растворяется не только в концентрированных, но и в разбавленных кислотах:

Из-за большой склонности меди к образованию комплексных соединений оксид меди (II) способен растворяться в водном растворе аммиака или цианидов щелочных металлов:

Оксид двухвалентной меди устойчив до 800оС. Выше этой температуры он начинает отщеплять кислород, переходя в оксид одновалентной меди:

Восстановительных свойств CuO не проявляет, зато он обладает слабыми окислительными свойствами. Под действием таких восстановителей, как водород или угарный газ, он превращается в металлическую медь, а при нагревании со спиртами переходит в оксид одновалентной меди:

Последняя реакция применяется в лабораториях органической химии для получения альдегидов.

Оксид меди (III) Cu2O3 образуется в виде красного порошка при окислении гидроксида двухвалентной меди в щелочной среде под действием пероксодисульфата калия:

Это неустойчивое вещество и уже при небольшом нагревании разлагается с выделением кислорода:

Оксиду трехвалентной меди присущи сильные окислительные свойства: например, он выделяет газообразный хлор из соляной кислоты:

С точки зрения кислотно-основного взаимодействия оксид меди (III) принадлежит к группе амфотерных соединений. С концентрированными щелочами он образует нестойкие гидроксильные комплексы:

Реакция с кислотами изучена гораздо меньше в первую очередь из-за неустойчивости Cu2O3 и, во-вторых, из-за его сильных окислительных свойств. Но известно, что в присутствии фторидов щелочных металлов оксид меди (III) соединяется с фтороводородной кислотой. В результате этого взаимодействия образуются не обычные соли трехвалентной меди, а комплексные фторокупраты(III):

Гидроксид меди (I) CuOH – очень неустойчивое соединение. Он существует ничтожный промежуток времени при добавлении щелочей к аммиачным комплексам солей меди (I) и практически мгновенно распадается на оксид меди (I) и воду:

Если в момент добавления щелочи в реакционной системе присутствовал окислитель, например кислород воздуха, то гидроксид одновалентной меди быстро окисляется до соединений двухвалентной меди:

Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 – аморфное нерастворимое в воде вещество синего цвета. Поскольку оксид меди (II) с водой не соединяется, гидроксид приходится получать косвенными методами: добавлением разбавленных щелочей к водным растворам солей двухвалентной меди:

Гидроксид меди (II) легко растворяется в кислотах:

С разбавленными щелочами не взаимодействует, зато реагирует с концентрированными растворами сильных оснований с образованием комплексных соединений:

Следовательно, гидроксид меди (II) является амфотерным соединением с преобладанием основных свойств.

Кроме кислот и концентрированных щелочей, гидроксид двухвалентной меди растворяется в водном растворе аммиака с образованием темно-синего комплексного аммиаката:

Устойчив Cu(OH)2 только при комнатной температуре, уже при небольшом нагревании он разлагается с отщеплением воды:

Эту реакцию можно применять для получения оксида двухвалентной меди, не содержащего примеси оксида меди (I), но в этом случае следует избегать перегрева.

Аналогично оксиду меди (II) гидроксид двухвалентной меди практически никогда не выступает в роли восстановителя, зато он обладает слабо выраженными окислительными свойствами: например, альдегиды под действием Cu(OH)2 окисляются до карбоновых кислот:

Соли меди. В этом разделе речь пойдет о солях, содержащих медь в качестве катиона. Так как для меди характерны два валентных состояния, существует два типа солей: от одновалентной и двухвалентной меди соответственно.

Солей одновалентной меди известно относительно немного: прежде всего, это галогениды (кроме фторида) и сульфид. Все они характеризуются, во-первых, отсутствием окраски (исключение – серо-черный Cu2S) и, во-вторых, нерастворимостью в воде. Зато подавляющее большинство солей одновалентной меди растворяется в водном растворе аммиака или тиосульфата натрия: