как получить медный купорос

ПОЛУЧЕНИЕ МЕДНОГО КУПОРОСА:
Реакция обмена между оксидом меди(II)
и серной кислотой
Практическое занятие 8 класс

Цели. Провести реакцию обмена между оксидом меди(II) и серной кислотой, получить кристаллы медного купороса; закрепить на практике умения правильно обращаться с лабораторным оборудованием, включая обращение с нагревательными приборами; воспитывать у учащихся аккуратность при оформлении работы, бережное отношение к школьному имуществу; развивать самостоятельность, творческую активность, а также логическое мышление, умения анализировать, сравнивать, делать выводы.
Оборудование и реактивы. Схема 1 «Общий вид реакции обмена», схема 2 «Человек–мышка» (примеры реакций обмена), схема 3 «Кристаллы медного купороса», спиртовки, спички, пробиркодержатели, пробирки, штативы для пробирок, стеклянные (аптечные) лопаточки, микроскопы, предметные стекла, стеклянные палочки или пипетки, инструктивные карточки; оксид меди(II), 10%-й раствор серной кислоты.

ХОД УРОКА

Организационный момент.
Сообщение учителем темы, целей и задач урока.
Повторение – мать учения.
Работа со схемами 1, 2. Повторение пройденного материала о реакциях обмена.

Учитель.

Прежде чем приступить к уроку, заранее
Приготовила я сегодня для вас задания.
Посмотрите внимательно на схемы один и два –
С реакциями обмена вы знакомы едва-едва...
Прошу вас: формулами вопросы замените,
Определение вспомнив, примеры приведите.

Схема 1
Общий вид реакции обмена

Учащиеся должны вспомнить определение реакции обмена и привести примеры уравнений химических реакций согласно схеме 2. Например:

HCl + NaOH = NaCl + Н2О.

Схема 2
Человек–мышка
(примеры реакций обмена)

После этого учитель подводит итог по данному этапу урока.

Учитель.

Да, два сложных вещества в реакцию вступают,
В ходе которой свои составные части меняют.
Вот такой процесс взаимозамены
И называется реакцией обмена.

Инструктаж по технике безопасности.
Исполняется под гитару на мотив песни из кинофильма «Свадьба с приданым» – «Хвастать, милая, не стану…».

1-й ученик.

Много говорить не буду,
Но хочу предостеречь:
При работе с кислотою
Нужно глазоньки беречь.
Если попадет на кожу,
То быстрей смывай водой.
Эти правила простые
Должен знать из вас любой.

2-й ученик.

При реакции обмена
Из оксида, кислоты
Мы получим сульфат меди
Плюс немножечко воды.
В руки брать веществ не нужно
(Ведь сульфат, знай, ядовит),
Избежать чтоб отравленья
И здоровью не вредить.

Практическая работа «Получение медного купороса»

Инструкция
(на карточке)
1. В сухую пробирку поместите одну стеклянную (аптечную) лопаточку оксида меди(II).
2. Прилейте к нему 10 капель раствора серной кислоты.
3. Смесь подогрейте в течение 15–30 с, не доводя до кипения (для этого периодически отстраняйте спиртовку или вынимайте пробирку из пламени).
4. Дайте полученной горячей смеси отстояться.
5. Осторожно слейте раствор в чистую пробирку.
6. Одну каплю горячего раствора поместите на предметное стекло. (При остывании из раствора сульфата меди(II) выпадают кристаллы медного купороса.)
7. Полученные кристаллы рассмотрите под микроскопом.
8. Зарисуйте кристаллы медного купороса.
9. Оформите результаты работы и наблюдения в виде таблицы.

Оформление результатов практической работы в тетрадях.

Таблица
Отчет по практической работе
«Получение медного купороса»
Название опыта Исходные вещества Условия задачи Признаки реакции Уравнение реакции Выводы


Подведение итогов урока.

Схема 3
Кристаллы медного купороса
(CuSO4•5H2O)

Учитель.

Сейчас прозвенит долгожданный звонок.
Увы, но к концу подошел наш урок.
Прошу, уберите рабочее место.
Давайте без слов и, пожалуй, без жестов.
Поставьте на место свои реактивы,
Пробирки же все уберите в штативы.
Сгоревшие спички и мусор – в ведро.
И чтоб кабинет после вас – на все 100.
А я благодарность вам всем объявляю,
Проверив работы, в журнал выставляю
Отметки все ваши, надеясь привычно,
Что будут они «хорошо» и «отлично».
Большое спасибо я вам говорю.
Мы цели достигли. Благодарю!

Способы получения медного купороса
Способы получения медного купороса из сернокислого раствора кристаллизацией из растворов. Рассматриваемые методы необходимы для изучения процесса, рассматриваемого в моей работе. На основе подобных методов был разработан метод, которым занимаюсь я.
про кислород: Помню, где-то я читал, что если смешать перекись водорода и аммиачный комплекс меди выделится кислород. И так я взял медный купорос, пищевую соду, аммиычную селитру и перекись водорода.
1. Смешать р-ры медного купороса и пищевой соды: выпадет осадок карбоната меди. Об этом вы писале в журнале "Химия и химики". Уровнение:
2CuSO4+4NaHCO3=(CuOH)2CO3v+3CO2+2Na2SO4+H2O Источник
Однако, в журнале вы говорите о выделении CuCO3. Так что-же получилось: CuCO3 или (CuOH)2CO3?
2. Добавим аммиачную селитру:
(CuOH)2CO3 + 6NH4(+) + 2HCO3(-) -----> 2Cu(NH3)2 (2+) + 2NH3 + 3CO2 + 5H2O Источник

3. Добавим перекись водорода наблюдается очень буоная реакция с выделением газа. Жидкость меняет цвет с ярко-синего (аммиачный компленкс меди) до серо-буро-грязно-... Какая произошла реакция?

про водород:
чегото-непонятно с уровнениями. 1. При смешивании поваренной соли и медного купоросы получается
CuSO4 + 4NaCl -> Na2SO4 + Na2[CuCl4] или
CuSO4 + 4NaCl -> Na2SO4 + CuCl2 ?
2. А с алюминеем так:
Na2[CuCl4]+Al+H2O->AlOHCl2+Cu+1/2H2+2NaCl ?
оказалось, что там негашёная известь и медный купорос в разных покетах. а что можно сделать с оксидом кальция? я знаю, что из него можно получить гидроксид, а его уже использовать для определения углекислого газа.
Переработка медного лома в медный купорос

Е. В. Фесенко, В. С. Масляев

Способы производства медного купороса различают главным образом по видам применяемого сырья:

из медного лома и отходов меди с окислением меди кислородом воздуха, электролизом или раствором хлорной меди;

из окиси меди, получаемой из белого матта;

из окиси меди и сернистого газа;

из окисленных медных руд, содержащих незначительное количество меди;

из колчеданных огарков и других отходов;

из отбросных электролитных растворов медеэлектролитных заводов.

Традиционным является способ производства медного купороса из меди и медного лома с окислением меди кислородом воздуха. Этот процесс имеет следующие стадии:

плавление медного лома;

получение гранулированной меди;

«натравка» и получение медного купороса;

кристаллизация и сушка медного купороса.

Следует отметить положительные характеристики данного метода. В отсутствии окислителей в разбавленной серной кислоте медь практически не растворяется. Она с достаточной скоростью растворяется в горячей концентрированной серной кислоте, но осуществлять этот процесс нерационально, т.к. при этом половина затрачиваемой кислоты восстанавливается до SO2, который необходимо улавливать. С целью экономии серной кислоты, а также во избежание образования вредных выбросов окисление меди производят кислородом воздуха одновременно с процессом «натравки».

Рассмотрим все стадии процесса детально.

Медный лом предварительно переплавляют для рафинирования (очистки от примесей Fe, Zn, Al, Pb и др.) и придания ему формы, удобной для растворения. Примеси летучих металлов и окислов – металлический цинк, трехокиси мышьяка и сурьмы – удаляются при нагревании меди до ее расплавления. Образующиеся в процессе окислы металлов, нерастворимые в меди, переходят в шлак, всплывающий на поверхность металла.

После окисления, ошлакования примесей металлов и удаления шлака производят процесс гранулирования с получением пузыристой и пористой меди, который основан на быстром выделении газов при внезапном охлаждении и затвердевании расплавленной меди.

После получения гранул меди, обладающих большой поверхностью, что ускоряет растворение в кислоте, осуществляют процесс «натравки». При взаимодействии гранул меди с разбавленным раствором серной кислоты, содержащим также сульфат меди, в присутствии воздуха, кислород воздуха растворяется в кислоте, диффундирует к поверхности меди и окисляет ее до закиси меди:

4Cu + O2 = 2Cu2O.

Закись меди растворяется в серной кислоте:

Cu2O + H2SO4 = Cu2SO4 + H2O.

Образующийся сульфат закиси меди легко окисляется в сульфат окиси меди:

2Cu2SO4 + 2H2SO4 + O2 = 4CuSO4 + 2H2O.

Процесс значительно ускоряется, когда в растворе уже присутствует медный купорос. В результате деполяризации CuSO4 восстанавливается медью до Cu2SO4, а затем Cu2SO4 вновь окисляется растворенным кислородом до CuSO4. Таким образом, медный купорос играет роль переносчика кислорода. Растворение меди также ускоряется в присутствии в растворе ионов железа вследствие деполяризации:

4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,

2Cu + 4Fe3+ = 2Cu2+ + 4Fe2+.

Ионы Fe2+ вновь окисляются в Fe3+ и служат, таким образом, катализатором процесса. При этом происходит постепенное накопление сульфата железа в маточном растворе.

При рассмотрении процесса «натравки» следует отметить такие недостатки, как большие эксплуатационные затраты, т.к. на 1 тонну готовой продукции необходимо подать большое количество орошающей жидкости, а отработанный раствор, выводимый из цикла необходимо перерабатывать. Также общая скорость процесса очень мала и лимитируется наиболее медленной его стадией – окислением меди до закиси меди. Это объясняется малой растворимостью кислорода и медленной его диффузией к поверхности гранул меди. Причем скорость растворения меди составляет 129.8 г/(м2•час) при содержании в растворе CuSO4•5H2O – 100.0 г/л, H2SO4 – 111.3 г/л, FeSO4 – 20.8 г/л и 116.2 г/(м2•час) при содержании в растворе CuSO4•5H2O – 500.0 г/л, H2SO4 – 111.3 г/л, FeSO4 – 20.8 г/л.

Дальнейшей стадией процесса является кристаллизация. Вытекающий из натравочной башни горячий щелок подается насосом во вращающийся кристаллизатор непрерывного действия с воздушным охлаждением раствора. Основное внимание на данной стадии следует уделить совместной растворимости в системе FeSO4 – CuSO4 – H2SO4, равновесные соотношения которой можно посмотреть по литературным данным. Как уже отмечалось, ионы железа попадают в циркулирующий раствор при растворении меди с серной кислотой, образуя FeSO4. Содержание сульфатов железа в растворе непрерывно возрастает и достигает иногда критических значений. Вследствие этого при кристаллизации медного купороса выделяется также и сульфат железа, загрязняющий продукт. Поэтому, когда концентрация железа в растворе становится столь большой, что создается опасность получения нестандартного по содержанию железа медного купороса, раствор полностью выводят из обращения. Если бы маточный раствор, циркулирующий в цикле производства, представлял собой слабый раствор медного купороса, была бы возможна его переработка, например, цементацией меди из раствора:

FeSO4 + CuSO4 + Fe = 2FeSO4 + Cu.

Однако в реальных условиях этот процесс проводить нецелесообразно, т.к. теряется часть готовой продукции. Это является еще одним недостатком данного метода.

Завершающими стадиями процесса являются центрифугирование и сушка медного купороса. Смесь кристаллов с маточным раствором поступает в центрифугу, где кристаллы, отжатые от маточного раствора, промываются водой. Отфугованный продукт высушивают в барабанной сушилке воздухом при 90 – 100 o.

Таким образом, на основе выше изложенного следует вывод о том, что необходимо искать другой более эффективный окислитель.
Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта
Ну не знаю, как то страшно с этим медным купоросом возится.
Я помню лет семь назад я вытравливала ним грибок на потолке и стенах (жили мы тогда на пятом этаже в старенькой хрущевке). Честно скажу: возилась долго, а месяца через три плесень опять пошла да еще и по новым клееным обоям.
БЫЛО ОБИДНО И ЖАЛКО ВРЕМЕНИ И УСИЛИЙ :((
Знаю что сейчас есть масса антисептиков для очистки бассейнов, стен и потолков, даже изделий из дерева (бани, сауны).
Они без хлора и очень просты в применении.
Это соединение называется: четрертичное аммонийное соединение: типа Тетранил, Аквад (используются для предотвращения образования слизи или ингибирования водорослей, бактерий и грибов).
Препарат не вызывает аллергических реакций, практически без запаха, легок в применении. Расход препарата небольшой, а действие его просто супер. У моей знакомой есть бассейн она использует это средство очистки и довольна!
что произойдёт?
Думаю, что:
1)медный купорос и гидроксид кальция, входящие в состав этой смеся, прореагируют и получится гидроксид меди и сульфат кальция
2)серная кислота прореагирует с гидроксидом меди с образованием воды и медного купороса.
Вопрос: сульфат кальция не нерастворим, а малорастворим. не будут ли его примиси значительны?

Книги по нумерологии, Математический 
гороскоп Ковалайф, нумерология, 
тайна чисел, секреты цифр, мысли древних, пророчества и современная наука на сайте kovalife.ru

 
 

Администрация сайта не несет ответственности за содержание сайта. Все материалы взяты из открытых источников в интернет.   

Пользовательског 086; поиска