Вода оксид меди: Оксид меди (II), свойства, получение, химические реакции

Содержание

Огонь, вода и медные трубы. Кабели в High End Audio. Часть 3-я — Обзоры и статьи

Самый броский конструктивный элемент кабеля — проводник. В подавляющем большинстве изделий он медный или на медной основе. Как проводник тока медь занимает среди металлов 2-е место после серебра, но дешевле его и лучше освоена в массовом производстве.

Более 50 % добываемой меди применяется в электротехнической промышленности. Берется она из руд — халькопирита (медного колчедана) и борнита (пестрой руды), которые представляют собой смесь сульфидов меди и железа. Содержание меди в руде не особо велико, поэтому принято по соседству с рудником строить металлургический завод, сначала выплавляющий так называемый медный концентрат. После чего завод переплавляет концентрат в черновую медь (или растворяет в кислом растворе), а затем методом электролитического осаждения на специальные титановые «уловители», получает очищенную медь (99,99%, ETPC, Electrolytic Tough Pitch Copper). Если электролиз происходит в бескислородной атмосфере, то электролитическая медь именуется бескислородной — OFC, Oxygen Free Copper. Чаще всего она именно такая и есть. Выглядит электролитическая медь как плитки характерного вида — их называют катодами. Их размер примерно метр на метр при толщине 8 мм, вес около 35 кг.

Из катодов методом непрерывного литья и прокатки делается медная катанка — подобие прута толщиной 8 мм. Из катанки, в свою очередь, волочильные станки могут изготовить медную проволоку требуемого диаметра.

Существуют еще способы получения гранулированной меди из вторсырья, на чем специализируются многие китайские плавильные цеха.

5. Кабель как проводник с кристаллической структурой

У обычной электролитической меди кристаллическая структура содержит вкрапления оксидов меди, как бы дробящие ее на индивидуальные острова-кристаллы. Таких набирается примерно 5000 на погонный метр. Для пути электрического тока каждый переход от одного кристалла к другому может быть заменен эквивалентной электрической схемой: со своим сопротивлением, индуктивностью, емкостью и даже диодными свойствами полупроводника (вентильный эффект как раз присущ оксиду меди Cu2O). Очевидно, что чем меньше таких переходов в кабеле, тем меньше он будет влиять на передаваемый сигнал.

В бескислородной меди меньше окислов меди, отвечающих за вентильный эффект на кристаллических переходах, границы кристаллов возникают больше за счет влияния других примесей, поэтому самих кристаллов примерно в 3 раза меньше чем в обычной очищенной электромеди.

Японскими металлургами в 70-е годы прошлого века были разработаны различные способы «медленного» проката, в результате которого получается либо длиннокристаллическая (100 кристаллов на погонный метр, LCC) или даже монокристаллическая медь (кристаллы длиной примерно от 10 до 300 м, OCC). На структуру вкраплений примесей и оксида меди в кристаллической решетке влияют также температурные режимы получения катанки или проволоки, в том числе отжиг — нагрев до температур, близких к температурам плавления.

Следует отметить, что помимо метода производства кабеля на его кристаллическую структуру в течение его постиндустриальной жизни будут влиять механические факторы (сгиб и скручивание легко разрушает длинные кристаллы) и окружающая среда (агрессивные вещества, попадающие из воздуха, также приводят к разрушениям внутри структуры металла и на его поверхности).

Известна и изучена криогенная (жидким азотом) низкотемпературная обработка меди и проводников из нее, которая может способствовать уменьшению числа кристаллов и вообще благоприятно влиять на проводимость, ковкость и прочность металла.

6. Внешние факторы

Описывая многочисленные физические явления, присущие протеканию тока в кабелях, мы можем забыть о том, что кабель подвергается еще и внешним воздействиям. Это радиочастотные помехи (мобильная связь, радио- и телепередатчики), электромагнитные помехи, вибрации (например от звуковых волн), передаваемые через воздух или через пол. Все эти воздействия будут влиять на сигнал, несомый кабелем. Конструкция кабеля может предусматривать защиту от этих воздействий: скажем от радиопомех спасает экранирование кабеля, от вибраций можно частично оградиться увеличив массу кабеля или сделав ему специальную оболочку. От электромагнитных помех защитить кабель на практике невозможно.

7. Аудиовоплощение

На практике теоретический «проводник» в кабеле представляет собой одну или несколько жил из металла с высокой проводимостью. Как правило это медь, медь, покрытая оловом или серебром, серебро. Изредка применяются золото, сплавы с участием драгметаллов (иридий, палладий). Уже знакомый нам А.-Й. ван ден Хул иногда применяет неметаллические проводники из углеволокна, которые хоть и имеют высокое сопротивление, зато не подвержены старению, воздействию окружающей среды и состоят из механически прочных длинных кристаллов.

В качестве диэлектрика применяются поливинилхлорид, полиэтилен, фторопласт и некоторые другие пластики. Степень их плотности может быть разной, довольно часто применяются легкие вспененные материалы, в которых часть диэлектрических функций выполняет воздух.

Изоляционные материалы характеризуются диэлектрической постоянной, которая характеризует способность запасать энергию. Как мы уже показали выше, запасенная энергия скорее всего вернется обратно в сигнал и исказит его. Поэтому, чем меньше диэлектрическая постоянная, тем лучше. Диэлектрическая постоянная вакуума равна 1, у ПВХ она равна 6, у фторопласта (тефлона) — 1,5–2, в зависимости от его категории. Вспененные материалы могут иметь более низкую диэлектрическую постоянную, но не следует забывать, что пузырьки воздуха неизбежно приводят к «колебаниям» параметров диэлектрика в разных точках пути сигнала.

Различается и скорость «разряда» диэлектрика: ПХВ отдает заряд дольше всего, а значит его воздействие на полезный сигнал будет длиться дольше.

Имеет ли high-end-кабель право на жизнь?

Изучая теоретические аспекты работы кабеля, особенности материалов и процесса производства, понимаешь, что реализовать такую казалось бы простую вещь как соединительный кабель можно самыми различными способами. Самыми различными будут и итоговые результаты. Причем, как и совершенно объективные искажения, которые кабель вносит в передаваемый сигнал, так и субъективное восприятие этих искажений на слух.

Другое дело, что производителей кабелей, пожалуй, действительно слишком много. И очень похоже, что часть из них даже не задумываются о физике происходящих в их товаре процессов. Ведь в чем-то кабель действительно прост. Сделать его просто и стать разработчиком high-end-кабеля при желании может кто угодно. Ведь нужно только соединить провод и разъемы и устройство готово к работе. Согласитесь, сделать усилитель несколько сложнее.

И все же вернемся к началу. При всем упрямстве неверующих, очевидно, что кабель должен влиять на звук, так как вносит в передаваемый сигнал изменения. Пока не будем затрагивать насколько заметно на слух это влияние и почему не все его слышат. Не коснулись мы и такого элемента кабеля как разъемы. Не описали подробно конструктивные решения наиболее популярных производителей кабелей — они все очень разные. Об этом всем читайте в продолжении…

продолжение…

Допускается использование статей с обязательной активной ссылкой на pult.ru

Закись меди, химические свойства, получение

ВодородВодород

1,008

1s¹

2,2

Бесцветный газ

t°_пл=-259°C

t°_кип=-253°C

ГелийГелий

4,0026

1s²

Бесцветный газ

t°_кип=-269°C

ЛитийЛитий

6,941

2s¹

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=180°C

t°_кип=1317°C

БериллийБериллий

9,0122

2s²

1,57

Светло-серый металл

t°_пл=1278°C

t°_кип=2970°C

БорБор

10,811

2s² 2p¹

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

t°_пл=2300°C

t°_кип=2550°C

УглеродУглерод

12,011

2s² 2p²

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

t°_пл=3550°C

t°_кип=4830°C

АзотАзот

14,007

2s² 2p³

3,04

Бесцветный газ

t°_пл=-210°C

t°_кип=-196°C

КислородКислород

15,999

2s² 2p⁴

3,44

Бесцветный газ

t°_пл=-218°C

t°_кип=-183°C

ФторФтор

18,998

2s² 2p⁵

4,0

Бледно-желтый газ

t°_пл=-220°C

t°_кип=-188°C

НеонНеон

20,180

2s² 2p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-249°C

t°_кип=-246°C

НатрийНатрий

22,990

3s¹

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=98°C

t°_кип=892°C

МагнийМагний

24,305

3s²

1,31

Серебристо-белый металл

t°_пл=649°C

t°_кип=1107°C

АлюминийАлюминий

26,982

3s² 3p¹

1,61

Серебристо-белый металл

t°_пл=660°C

t°_кип=2467°C

КремнийКремний

28,086

3s² 3p²

1,9

Коричневый порошок / минерал

t°_пл=1410°C

t°_кип=2355°C

ФосфорФосфор

30,974

3s² 3p³

2,2

Белый минерал / красный порошок

t°_пл=44°C

t°_кип=280°C

СераСера

32,065

3s² 3p⁴

2,58

Светло-желтый порошок

t°_пл=113°C

t°_кип=445°C

ХлорХлор

35,453

3s² 3p⁵

3,16

Желтовато-зеленый газ

t°_пл=-101°C

t°_кип=-35°C

АргонАргон

39,948

3s² 3p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-189°C

t°_кип=-186°C

КалийКалий

39,098

4s¹

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=64°C

t°_кип=774°C

КальцийКальций

40,078

4s²

1,0

Серебристо-белый металл

t°_пл=839°C

t°_кип=1487°C

СкандийСкандий

44,956

3d¹ 4s²

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

t°_пл=1539°C

t°_кип=2832°C

ТитанТитан

47,867

3d² 4s²

1,54

Серебристо-белый металл

t°_пл=1660°C

t°_кип=3260°C

ВанадийВанадий

50,942

3d³ 4s²

1,63

Серебристо-белый металл

t°_пл=1890°C

t°_кип=3380°C

ХромХром

51,996

3d⁵ 4s¹

1,66

Голубовато-белый металл

t°_пл=1857°C

t°_кип=2482°C

МарганецМарганец

54,938

3d⁵ 4s²

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

t°_пл=1244°C

t°_кип=2097°C

ЖелезоЖелезо

55,845

3d⁶ 4s²

1,83

Серебристо-белый металл

t°_пл=1535°C

t°_кип=2750°C

КобальтКобальт

58,933

3d⁷ 4s²

1,88

Серебристо-белый металл

t°_пл=1495°C

t°_кип=2870°C

НикельНикель

58,693

3d⁸ 4s²

1,91

Серебристо-белый металл

t°_пл=1453°C

t°_кип=2732°C

МедьМедь

63,546

3d¹⁰ 4s¹

1,9

Золотисто-розовый металл

t°_пл=1084°C

t°_кип=2595°C

ЦинкЦинк

65,409

3d¹⁰ 4s²

1,65

Голубовато-белый металл

t°_пл=420°C

t°_кип=907°C

ГаллийГаллий

69,723

4s² 4p¹

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=30°C

t°_кип=2403°C

ГерманийГерманий

72,64

4s² 4p²

2,0

Светло-серый полуметалл

t°_пл=937°C

t°_кип=2830°C

МышьякМышьяк

74,922

4s² 4p³

2,18

Зеленоватый полуметалл

t°_субл=613°C

(сублимация)

СеленСелен

78,96

4s² 4p⁴

2,55

Хрупкий черный минерал

t°_пл=217°C

t°_кип=685°C

БромБром

79,904

4s² 4p⁵

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

t°_пл=-7°C

t°_кип=59°C

КриптонКриптон

83,798

4s² 4p⁶

3,0

Бесцветный газ

t°_пл=-157°C

t°_кип=-152°C

РубидийРубидий

85,468

5s¹

0,82

Серебристо-белый металл

t°_пл=39°C

t°_кип=688°C

СтронцийСтронций

87,62

5s²

0,95

Серебристо-белый металл

t°_пл=769°C

t°_кип=1384°C

ИттрийИттрий

88,906

4d¹ 5s²

1,22

Серебристо-белый металл

t°_пл=1523°C

t°_кип=3337°C

ЦирконийЦирконий

91,224

4d² 5s²

1,33

Серебристо-белый металл

t°_пл=1852°C

t°_кип=4377°C

НиобийНиобий

92,906

4d⁴ 5s¹

1,6

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2468°C

t°_кип=4927°C

МолибденМолибден

95,94

4d⁵ 5s¹

2,16

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2617°C

t°_кип=5560°C

ТехнецийТехнеций

98,906

4d⁶ 5s¹

1,9

Синтетический радиоактивный металл

t°_пл=2172°C

t°_кип=5030°C

РутенийРутений

101,07

4d⁷ 5s¹

2,2

Серебристо-белый металл

t°_пл=2310°C

t°_кип=3900°C

РодийРодий

102,91

4d⁸ 5s¹

2,28

Серебристо-белый металл

t°_пл=1966°C

t°_кип=3727°C

ПалладийПалладий

106,42

4d¹⁰

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1552°C

t°_кип=3140°C

СереброСеребро

107,87

4d¹⁰ 5s¹

1,93

Серебристо-белый металл

t°_пл=962°C

t°_кип=2212°C

КадмийКадмий

112,41

4d¹⁰ 5s²

1,69

Серебристо-серый металл

t°_пл=321°C

t°_кип=765°C

ИндийИндий

114,82

5s² 5p¹

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=156°C

t°_кип=2080°C

ОловоОлово

118,71

5s² 5p²

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=232°C

t°_кип=2270°C

СурьмаСурьма

121,76

5s² 5p³

2,05

Серебристо-белый полуметалл

t°_пл=631°C

t°_кип=1750°C

ТеллурТеллур

127,60

5s² 5p⁴

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

t°_пл=450°C

t°_кип=990°C

ИодИод

126,90

5s² 5p⁵

2,66

Черно-серые кристаллы

t°_пл=114°C

t°_кип=184°C

КсенонКсенон

131,29

5s² 5p⁶

2,6

Бесцветный газ

t°_пл=-112°C

t°_кип=-107°C

ЦезийЦезий

132,91

6s¹

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

t°_пл=28°C

t°_кип=690°C

БарийБарий

137,33

6s²

0,89

Серебристо-белый металл

t°_пл=725°C

t°_кип=1640°C

ЛантанЛантан

138,91

5d¹ 6s²

1,1

Серебристый металл

t°_пл=920°C

t°_кип=3454°C

ЦерийЦерий

140,12

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=798°C

t°_кип=3257°C

ПразеодимПразеодим

140,91

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=931°C

t°_кип=3212°C

НеодимНеодим

144,24

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1010°C

t°_кип=3127°C

ПрометийПрометий

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

t°_пл=1080°C

t°_кип=2730°C

СамарийСамарий

150,36

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1072°C

t°_кип=1778°C

ЕвропийЕвропий

151,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=822°C

t°_кип=1597°C

ГадолинийГадолиний

157,25

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1311°C

t°_кип=3233°C

ТербийТербий

158,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1360°C

t°_кип=3041°C

ДиспрозийДиспрозий

162,50

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1409°C

t°_кип=2335°C

ГольмийГольмий

164,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1470°C

t°_кип=2720°C

ЭрбийЭрбий

167,26

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1522°C

t°_кип=2510°C

ТулийТулий

168,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1545°C

t°_кип=1727°C

ИттербийИттербий

173,04

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=824°C

t°_кип=1193°C

ЛютецийЛютеций

174,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1656°C

t°_кип=3315°C

ГафнийГафний

178,49

5d² 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2150°C

t°_кип=5400°C

ТанталТантал

180,95

5d³ 6s²

Серый металл

t°_пл=2996°C

t°_кип=5425°C

ВольфрамВольфрам

183,84

5d⁴ 6s²

2,36

Серый металл

t°_пл=3407°C

t°_кип=5927°C

РенийРений

186,21

5d⁵ 6s²

Серебристо-белый металл

t°_пл=3180°C

t°_кип=5873°C

ОсмийОсмий

190,23

5d⁶ 6s²

Серебристый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=3045°C

t°_кип=5027°C

ИридийИридий

192,22

5d⁷ 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2410°C

t°_кип=4130°C

ПлатинаПлатина

195,08

5d⁹ 6s¹

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1772°C

t°_кип=3827°C

ЗолотоЗолото

196,97

5d¹⁰ 6s¹

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

t°_пл=1064°C

t°_кип=2940°C

РтутьРтуть

200,59

5d¹⁰ 6s²

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

t°_пл=-39°C

t°_кип=357°C

ТаллийТаллий

204,38

6s² 6p¹

Серебристый металл

t°_пл=304°C

t°_кип=1457°C

СвинецСвинец

207,2

6s² 6p²

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

t°_пл=328°C

t°_кип=1740°C

ВисмутВисмут

208,98

6s² 6p³

Блестящий серебристый металл

t°_пл=271°C

t°_кип=1560°C

ПолонийПолоний

208,98

6s² 6p⁴

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=254°C

t°_кип=962°C

АстатАстат

209,98

6s² 6p⁵

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=302°C

t°_кип=337°C

РадонРадон

222,02

6s² 6p⁶

2,2

Радиоактивный газ

t°_пл=-71°C

t°_кип=-62°C

ФранцийФранций

223,02

7s¹

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=27°C

t°_кип=677°C

РадийРадий

226,03

7s²

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=700°C

t°_кип=1140°C

АктинийАктиний

227,03

6d¹ 7s²

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=1047°C

t°_кип=3197°C

ТорийТорий

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

ПротактинийПротактиний

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

УранУран

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

t°_пл=1132°C

t°_кип=3818°C

НептунийНептуний

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

ПлутонийПлутоний

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

АмерицийАмериций

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

КюрийКюрий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

БерклийБерклий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

КалифорнийКалифорний

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

ЭйнштейнийЭйнштейний

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

ФермийФермий

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

МенделевийМенделевий

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

НобелийНобелий

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

ЛоуренсийЛоуренсий

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

РезерфордийРезерфордий

267

6d² 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

ДубнийДубний

268

6d³ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

СиборгийСиборгий

269

6d⁴ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

БорийБорий

270

6d⁵ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

ХассийХассий

277

6d⁶ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

МейтнерийМейтнерий

278

6d⁷ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

ДармштадтийДармштадтий

281

6d⁹ 7s¹

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Взаимодействие оксида меди(II) с серной кислотой | Эксперимент

В этом эксперименте учащиеся реагируют нерастворимым оксидом металла с разбавленной кислотой с образованием растворимой соли. Реагируя оксид меди (II), черное твердое вещество, с бесцветной разбавленной серной кислотой, они производят сульфат меди (II) с характерным синим цветом. Затем учащиеся могут получить голубые кристаллы пентагидрата сульфата меди(II)

Используя описанную ниже процедуру, приготовление отфильтрованного солевого раствора займет не более 30 минут.

Экспериментальные работы могут быть начаты без промедления, если разбавленная серная кислота и порошок оксида меди(II) будут предоставлены в готовых дозированных количествах (см. Примечания по охране труда и технике безопасности).

Эту процедуру могут использовать студенты. Демонстрация с помощью учащихся может быть более разумной, если есть реальные сомнения в безопасном поведении или адекватных манипулятивных навыках.

Оборудование

Аппарат

Защита глаз
Стеклянный стакан, 100 см ³
Коническая колба, 100 см ³
Шпатель
Стеклянная палочка для перемешивания
Воронка с фильтром (примечание 1)
Фильтровальная бумага (примечание 2)
Горелка Бунзена
Штатив
Марля
Термостойкий мат
pH или лакмусовая бумага

Примечания к аппарату

Полиэтиленовые фильтрующие воронки безопаснее и дешевле, чем стеклянные. Важен диаметр воронки фильтра — слишком большая воронка делает фильтрующую установку нестабильной.
Размер фильтровальной бумаги в сложенном виде должен соответствовать размеру воронки. Подойдет фильтровальная бумага студенческого класса.

Химикаты

Разбавленная серная кислота, 0,5 М (РАЗДРАЖАЮЩЕЕ), 20 см ³
Оксид меди(II) (ВРЕДЕН, ОПАСЕН ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ), около 1 г

Примечания по охране труда и технике безопасности

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда и технике безопасности.
Всегда используйте защитные очки.
Будьте очень осторожны, чтобы не ударить штатив, когда на нем находится стакан. Подумайте о том, чтобы зажать стакан.
При нагревании оксида меди(II) и разбавленной серной кислоты избегайте выкипания воды и появления сульфата меди, который затем разлагается при чрезмерном нагревании – это небезопасно. Газы двуокиси серы токсичны и могут вызвать затруднение дыхания.
На заключительном (дополнительном) этапе процедуры не пытайтесь выпарить кислоту для получения кристаллов путем нагревания с помощью горелки Бунзена после фильтрации. Это действие наполнило бы лабораторию ядовитыми парами.
Предоставьте реагенты в готовых количествах, чтобы сократить количество отходов и помочь в организации урока. Все контейнеры должны быть четко промаркированы.
Оксид меди(II), CuO(s), (ВРЕДЕН, ОПАСЕН ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) – см. карточку опасности CLEAPSS HC026. Порошок оксида меди(II) может поставляться в количестве примерно 1 г в маркированных пробирках для образцов или пластиковых лодочках для взвешивания.
Разбавленная серная кислота, H ₂ SO ₄ (водный), (РАЗДРАЖАЮЩЕЕ средство в используемой концентрации) – см. CLEAPSS Hazcard HC098а. 20 см ³ разбавленной серной кислоты должны поставляться в маленьких маркированных бутылках.
Сульфат меди(II), CuSO ₄ (s), (ВРЕДЕН, ОПАСЕН ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) – см. карточку опасности CLEAPSS HC027c.

Процедура

Стадия 1

Добавьте 20 см ³ 0,5 М серной кислоты в 100 см ³ химический стакан. Осторожно нагрейте на штативе с нежным голубым пламенем почти до кипения. (Будьте очень осторожны, чтобы не ударить штатив, когда на нем находится стакан. Попробуйте зажать стакан.)

Источник: Королевское химическое общество

Аппарат для нагревания оксида меди(II) и разбавленной серной кислоты.

Когда кислота станет достаточно горячей (перед тем, как она начнет кипеть), используйте шпатель, чтобы добавить в химический стакан небольшие порции оксида меди(II). Аккуратно перемешивайте смесь в течение полуминуты после каждого добавления. (При добавлении твердого вещества в стакан будьте осторожны, чтобы не ударить стакан.)
Когда весь оксид меди(II) будет добавлен, продолжайте осторожно нагревать в течение 1–2 минут, чтобы убедиться, что реакция завершена. Затем выключите горелку Бунзена. Может быть целесообразно проверить (используя рН или лакмусовую бумагу), чтобы не осталось кислоты. Если кислота была недостаточно горячей, избыток кислоты может сосуществовать с оксидом меди. (Кипячение воды с образованием сульфата меди, который затем разлагается при чрезмерном нагревании, небезопасно. Газообразный диоксид серы ядовит и может вызвать затруднение дыхания.)
Дайте стакану немного остыть, пока вы настраиваете этап 2.

Источник: Королевское химическое общество

Устройство, необходимое для фильтрации нагретого раствора сульфата меди(II) с удалением непрореагировавшего оксида меди(II).

Стадия 2

Поместите воронку с фильтром в горлышко конической колбы.
Сложите фильтровальную бумагу, чтобы она подошла к фильтрующей воронке, и поместите ее в воронку.
Убедитесь, что стакан достаточно остыл, чтобы его можно было держать наверху. Содержимое должно быть еще горячим.
Осторожно встряхните содержимое, чтобы перемешать, а затем вылейте на фильтровальную бумагу в воронке. Разрешить фильтровать.
В колбе должен собраться прозрачный голубой раствор. Если раствор не прозрачен и в нем остался черный порошок, фильтрацию нужно будет повторить.

Стадия 3 (дополнительно)

Промойте химический стакан и снова налейте в него прозрачный синий раствор. Напишите на стакане свое имя (имена). Оставьте стакан в теплом месте, где его никто не потревожит, примерно на неделю. Это позволит большей части воды испариться. (Не пытайтесь испарить кислоту путем нагревания с помощью горелки Бунзена после фильтрации. Лаборатория наполнится токсичными парами.)
Прежде чем вся вода испарится, на дне стакана должны образоваться кристаллы. Отфильтруйте раствор. Соберите кристаллы с фильтровальной бумаги на бумажное полотенце.

Учебные заметки

Практические советы

Предупреждения о безопасности на этапе 1 процедуры особенно важны для младших или неопытных учащихся.

Помните о проблемах, связанных с тем, что младшие или неопытные учащиеся нагревают мензурки, установленные на штативах, и поднимают горячую стеклянную посуду с раскаленного штатива после нагревания.

Для подъема горячей мензурки хорошим решением является наличие щипцов для мензурок подходящего размера. Но во многих школах их нет. Не поддавайтесь искушению использовать обычные щипцы. Если есть сомнения в безопасности этого шага, учитель должен поднять каждую мензурку на термостойкий коврик.

Примечания по химии

Большинство оксидов металлов реагируют с разбавленными кислотами. Растворимые оксиды и гидроксиды металлов называются щелочами и реагируют с кислотами в растворе. Большинство оксидов металлов представляют собой нерастворимые твердые вещества. Реакция между нерастворимым оксидом металла и разбавленной кислотой часто протекает довольно медленно, поэтому можно наблюдать за ходом реакции по мере исчезновения твердого реагента и образования растворимого продукта.

На этапе 1 учащиеся должны уметь наблюдать изменение цвета от бесцветного до синего одновременно с исчезновением черного пороха. Синий цвет усиливается по мере использования большего количества черного пороха.

На этапах 2 и 3 младшие школьники должны быть в состоянии использовать свой предыдущий опыт работы с синими растворами/кристаллами, чтобы узнать знакомый цвет сульфата меди. Затем это можно использовать в качестве отправной точки для обучения реакциям кислота + оксид металла → соль + вода.

Старшие школьники, уже знакомые с кислотно-щелочными реакциями, должны быть в состоянии предсказать идентичность образовавшегося соединения, используя изменение цвета в качестве подтверждения этого предсказания.

Символьное уравнение реакции:

CuO(т) + H ₂ SO ₄ (водн.) → CuSO ₄ (водн.) + H ₂ O(л)

, иначе простого уравнения слова будет достаточно.

Обратите внимание, что нет простого способа продемонстрировать, что вода является другим продуктом.

Дополнительная информация

Это ресурс проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Эта коллекция из более чем 200 практических заданий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое задание содержит исчерпывающую информацию для учителей и техников, включая полные технические примечания и пошаговые инструкции. Практические занятия по химии сопровождают практические занятия по физике и практической биологии.

Проверка безопасности и охраны труда, 2016 г.

Синхронное разделение нефти и воды и очистка сточных вод на сетке с покрытием из оксида меди

Яхуа
Лю, ^и

Пэн
Сюй, ^и

Венна
Ге, ^и

Чэньгуан
Лу, ^и

Юньлай
Ли, ^и

Шичао
Ниу, ^б

Цзюньцю
Чжан ^б
а также

Шайл
Фэн
* ^и

Принадлежности автора

Соответствующие авторы

^и

Ключевая лаборатория точных и нетрадиционных технологий обработки Министерства образования, Даляньский технологический университет, Далянь 116024, Китай

Электронная почта:
fengshile@dlut. edu.cn

^б

Ключевая лаборатория бионической инженерии, Министерство образования, Цзилиньский университет, Чанчунь 130022, Китай

Аннотация

Несмотря на заметный прогресс в разделении нефти и воды и очистке сточных вод, синхронное выполнение этих двух процессов остается затруднительным. Здесь было предложено синхронное разделение нефти и воды и очистка сточных вод на сетчатых поверхностях, покрытых частицами оксида меди, обладающими суперсмачивающими и каталитическими свойствами. Характеристики суперсмачивания создают дополнительное давление для достижения селективности проницаемости разработанной сетки, на которой масляная фаза избирательно отталкивается, в то время как водная фаза проходит, хотя и легко.