تبلیغات
شیمی - مس (2)
قالب وبلاگ قالب وبلاگ

شیمی
 

به وبلاگ من خوش آمدید
 
نوشته شده در تاریخ دوشنبه 5 اردیبهشت 1390 توسط محمد

 در جدول تناوبی، مس در دوره چهارم و زیر گروه IB ( به همراه نقره و طلا) واقع است و بنابراین دارای خواص فلزات انتقالی است. توزیع 29 الكترون مس بدین صورت است :


.


یونیزه شدن پائین4s1 باعث راحت جدا شدن الكترون از مس و در نتیجه تشكیل یون مس می‌شود. +2 cu از حركت الكترون بعدی ازd3 بوجود می‌آید. وزن اتمی مس546/63 است .
2 ایزوتوپ پایدار مس Cu63 و Cu65 وجود دارد كه همراه با 12 رادیو ایزوتوپ می‌باشند. Cu63 تعداد 29 پروتون و 34 نوترون و Cu65 تعداد 29 پروتون و 36 نوترون دارد. همچنین 9 ایزوتوپ ناپایدار وجود دارد كه اعداد جرمی آنها به ترتیب 68،67، 66،64،62، 61، 60،59 و58 می‌باشد. نیمه عمر آنها به ترتیب 30 دقیقه، 61 ساعت، 1/5 دقیقه، 9/12 ساعت، 9/9 دقیقه، 33/3 ساعت، 24 دقیقه، 81 ثانیه و 2/3 ثانیه می‌باشد.
اكثرایزوتوپهای رادیواكتیو نیمه عمری درحد چند دقیقه یا كمتر دارند و بیشترین طول عمر آن مربوط به Cu64 است كه نیمه عمر آن 7/12 ساعت است كه با دوروش فروپاشی به 2 محصول جداگانه سوق داده می‌شود.
این عنصر دارای حالت های اكسیداسیون 1+ تا 4+ است، تركیبات آن رنگی بوده و یونهای پیچیده تشكیل می دهد. در دماهای نسبتاً پایین، مس Π پایدارترین حالت مس می باشد، در حالیكه در دماهای بالای 800 درجه سانتی گراد مس Ι، كه دارای اهمیت پیرو متالورژیك است، حالت اكسیداسیون 3+ و 4+ اخیراً در برخی تركیبات كوردیناسیونی كشف شده است. از این تركیب مس Ι ) یون +cu با پوسته M كامل 18 الكترون ( شكل می گیرد. مس Π ( یون+2 cu) از شكل الكترونی [Ar]34s2 كه دارای سطح انرژی بیشتری است ، تشكیل می شود. ظرفیت مس و شعاع یون آن شبكه فضایی آلیاژها و تركیبات را تعیین می نماید.
مس دارای خاصیت پارامغناطیس ضعیف است اما مس با درجه خلوص بالا دارای خاصیت دیامغناطیسی وحساسیت جرمی 106 × 085/0 – دمای اتاق می باشد و هدایت حرارتی و الکتریکی بالایی دارد .وابستگی این خاصیت به دما كم است و مقاومت مس با افزایش دما بالا می رود . اگر چه میزان بسیار كمی از آهن می تواند شدیداً خاصیت مغناطیسی مس را متأثر نماید. هر چه فركانس نور كمتر باشد، بازتاب مس بیشتر است. سطح تمیز مس با درجه خلوص بالا به رنگ قرمز روشن می باشد.
تنش سطحی مس مذاب N/cm 103 × 25/11 در دمای C ° 1150 بوده و ویسكوزیته دینامیك آن در دمای 1100 درجه سانتی گراد pa.s 103 × 5/3 است.
كانسارهای مس غنی از سولفید نظیر مس پورفیری، ماسیوسولفیدهای مس و رگه های مس گرمابی در صورتی كه در سطح زمین رخنمون داشته باشند، كانیهای پیریت، كالكوپیریت و بورنیت این كانسارها ضمن اكسیده شدن اكسیدهای آهن در زون اكسیدان بر جای مانده و زون غنی از آهن را تشكیل می دهند. در صورت بالا بودن آهن، به آن كلاهك آهنی یا گوسان گفته می شود كه در اكتشاف كانسارها راهنمای بسیار مناسبی است. چگونگی اكسیده شدن پیریت و كالكوپیریت بدین صورت است:


(1)


سولفید به سولفات اكسیده می شود و موجب كاهش PH آب می گردد.
غلظت مس محلول در اّب در زون اكسیدان تابع PH است. هر قدر PH آب كمتر باشد به همان مقدار، غلظت مس در آب زیادتر خواهد بود. محدوده پایداری اكسیدها و سولفیدهای مس در تصویر 1 ترسیم شده است.


(2)


مس از زون اكسیدان توسط آب های فرورو حمل و در زیر سطح آبهای زیر زمینی به دلیل كاهش در Eh به صورت مس خالص و سولفید برجای گذاشته می شود . زون احیایی به دلیل افزایش عیار اولیه به زون غنی شده نیز معروف است.
كانیهای مهمی كه در زون اكسیدان یافت می شود عبارتند از :
•اكسیدهای آهن و مقدار جزئی اكسیدهای مس،
•در صورت وجود سنگ كربناته، كانیهای مالاكیت و آزوریت در زون اكسیدان تشكیل خواهند گردید .
•در صورت وجود آپاتیت، فیروزه در زون اكسیدان تشكیل می گردد.
•در صورت بالا بودن غلظت سیلیس در آب، سیلیكات مس در زون اكسیدان تشكیل می شود.
تعداد زیادی از آلیاژهای مس وجود دارند. برنج یك آلیاژ مس- روی است و برنز یك آلیاژ مس- قلع است.
حالات اكسیداسیون معمولی مس شامل:


تصویر 1- نمایش محدوده پایداری ترکیبات مس در نمودار Eh , pH


كربنات مس سبز است و ناشی از ظهور منحصر به فرد گنبدهای پوششی مس در روی بیشتر ساختمانها است. اكسیدهای Cu (مانند اكسیدمس، باریم و ایتریم) از بیشتر ابررساناهای غیر متعارف شكل می‌گیرد.
پتانسیل استاندارد یونیزه شده Cu+2 &#-3922; Cu+1 برابر با 01/0&#-3919; 34/0 ولت در محلول یونیزه نرمال در 25 درجه سانتیگراد است. اكی‌والانت الكتروشیمیایی مس دو ظرفیتی، برابر با 0003294/0 می‌باشد.

رفتار در هوا:
در هوای خشك و در دمای اتاق مس به تدریج اكسید شده و نوار نازك محافظی از اكسید مس Ι روی سطح آن تشكیل می شود. در دماهای بیشتر در حضور اكسیژن، مس در ابتدا به اكسید مس Ι به اكسید مس Π تبدیل می شود كه هر دو سطح فلز را می پوشانند. در جو، پس از گذشت چند سال، سطح مس اكسید شده و به مخلوطی از نمكهای قلیایی سبز رنگ، زنگار كه از سولفات قلیایی و كربناتهای قلیایی تشكیل شده است، تبدیل می شود. در جو دریایی برخی كلریدهای قلیایی نیز تشكیل می شوند و لایه های پوششی فوق الذكر فلز مس را حفاظت می كنند.

رفتار در مقابل مواد مختلف:
بیشتر مواد در شرایط خشك بندرت با مس واكنش می دهند و سرعت واكنش با افزایش رطوبت، بالا می رود. مس گرایش بالایی نسبت به هالوژنهای آزاد، گوگرد مذاب یا سولفید هیدروژن دارد.
بنابراین، مس اساساً با اسیدهای غیر اكسید كننده مانند اسید سولفوریك رقیق، اسید هیدروكلریك، اسید فسفریك یا اسید استیك و سایر اسیدهای آلی واكنش نمی دهد.
انحلال مس با اكسیداسیون و یا تشكیل یونهای كمپلكس مس مقدور می باشد. بدین ترتیب مس در اسیدهای اكسید كننده مانند اسید نیتریك، اسید سولفوریك گرم و غلیظ و اسید كرومیك و یا در اسیدهای غیر اكسید كننده حاوی عامل اكسید كننده مانند پروكسیدهیدروژن با اكسیژن، محلول می باشد. بعنوان مثال اسید استیك در حضور اكسیژن اتمسفری با مس واكنش داده و verdigris (زنگار) كه یك رنگیزه سبز یا آبی سبز نام است تشكیل می دهد. در آزمایشات هیدرومتالورژیك، تركیبات فلزی مانند سولفات آهن Ш، كلرید آهن Ш و كلرید مس Π، عوامل اكسید كننده مناسبی می باشند.
روش دیگر حل نمودن مس، تشكیل یونهای كمپلكس است. بهترین عامل جهت این هدف محلولهای آمونیاك، نمكهای آمونیاك و یا سیانیدهای فلزات قلیایی است. مس اساساً با محلولهای هیدروكسید فلزات قلیایی واكنش نمی دهد.
آب شیرین، موجب خوردگی مس نمی شود و آب دریا تنها خوردگی كمی ایجاد می كند، در حالی كه آب فاضلاب حاوی تركیبات گوگرد دار آلی می تواند با مس واكنش دهد.

خوردگی:
M. J. N. Pourbaix دیاگرامهای پتانسیل تعادل PH را برای فلزات در محلولهای آبكی رقیق توسعه داد. این نمودارها، امكان پذیری واكنش های الكتروشیمیایی را نشان می دهند.

گازها و مس:
دانش دقیق در مورد رفتار مس جامد و مایع در مقابل گازها، جهت تولید و استفاده از این فلز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به استثنای هیدروژن، انحلال پذیری گازها در مس مذاب از قانون هندی تبعیت می كند: انحلال پذیری متناسب با فشار جزئی.
اكسیژن بصورت اكسید مس Ι در مس مذاب تا حد 6/12% Cu2O انحلال می یابد. اكسید مس Ι در مس جامد یك فاز جامد مجزا تشكیل می دهد. دی اكسید گوگرد در مس مذاب حل شده و با آن واكنش می دهد.
هیدروژن به میزان قابل توجهی در مس مایع، قابل حل است و پس از انجماد باقی مانده های هیدروژن در فلز جامد حل می شود، اگر چه مس، هیدرید تشكیل نمی دهد. انحلال پذیری از قانون سیورت تبعیت كرده و با جذر دوم فشار جزیی متناسب است، بدین دلیل كه هنگام انحلال مولكولهای H2 به اتمهای هیدروژن تجزیه می شوند. بدلیل حجم اتمی شدیداً كوچك، هیدروژن از انتشار پذیری بالایی برخوردار است. هیدروژنی كه در مس حاوی اكسیژن حل شده، در دماهای بالا با اكسید مس Ι واكنش داده و بخار آب تشكیل می دهد. بخار آب در مس محلول نیست، بنابراین یا از آن خارج می شود و یا منافذ كوچكی تشكیل می دهد.
نیتروژن، منواكسید كربن در مس جامد یا مایع غیر قابل حل می باشد. هیدرو كربن ها، عمدتاً با مس واكنش نمی دهند. واكنش استیلن با مس یك استثناء است كه در دمای اتاق صورت گرفته و در طی آن استیلید مس قابل انفجار تشكیل می شود، از این رو نباید به همراه سیلندرهای استیلن گازی از ابزارهای مسی استفاده نمود.





.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
قالب وبلاگقالب وبلاگ