Публикация авторского материала: «Огонь, вода и ... медные трубы». Автор

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 14»

г.Магнитогорска

Тема: «Огонь, вода и… медные трубы»

Автор работы:

Егиазарян Милана

ученица 4 класса МОУ «СОШ №14»

г.Магнитогорска

Научный руководитель:

Алексеева Наталья Владимировна

учитель начальных классов

высшей категории

Магнитогорск,2020г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………………………..3

I. Теоретическая часть.

1.1. Что такое «медь»? ....................................................................................................................5

1.2. Свойства меди и её применение……………………………………………………………..6

1.3. Основные месторождения меди……………………………………………………………..8

1.4. Медь сернокислая и ее особенности……………………………………………………..10

II. Экспериментальная часть.

2.1. Проведение опытов………………………………………………………………………..11

Заключение……………………………………………… ………………………………………13

Используемые источники………………………………………………………………….......14

Приложение……………………………………………………………………………………...15

Введение

«Огонь, вода и… медные трубы» - это не только название известной сказки. Не думаю, что кто-то из нас задумывался над тем, почему именно медь в названии обычной русской народной сказки стоит в одном ряду с водой и огнем? Возможно, это не случайно. Огонь обычно имел либо разрушительный, либо созидательный характер. Важное его свойство – согревать человека своей энергией тепла. Вода, как и огонь, тоже обладает подобными свойствами.

Актуальность работы видится во многом. Следует отметить, что высказывание, которым назван наш проект, стало уже устойчивым. «Прошел огонь, воду и медные трубы" - так мы говорим о человеке, которому выпало на долю много трудностей, тяжелых испытаний. Такому теперь ничего не страшно, у него всё уже было. И огонь, и вода, и медные трубы... Вот только при чем здесь последнее? Это выражение восходит к древнему мифологическому осмыслению огня и воды как очищающих, "испытывающих" стихий.

Даль, например, фиксирует его в своем "Толковом словаре" с кратким примечанием: "прошел огонь и воду и медные трубы, как вино". Так появилась вторичная ассоциация с процессом приготовления хлебного вина - самогонки, при котором смесь воды, солода и прочего кипела на огне, а пары проходили через медную трубу (змеевик) и охлаждались водой. Таким образом, медь по своим свойствам напоминает воду или огонь, может нагреваться или охлаждаться. Кроме того, медь может вступать в реакции с водой и огнем, меняя цвет, образуя кристаллы и пр.

Медь – это пластичный золотисто-розовый металл с характерным металлическим блеском. Медь отжигают при температуре около 550 градусов по Цельсию, когда меди разогрета до темно-красного цвета. После нагрева медь охлаждают в воде или позволяют медленно охлаждаться на воздухе. Скорость охлаждения меди после нагрева при температуре отжига не влияет на степень получаемой «мягкости» этого металла.

Объект исследования – медь и медь сернокислая.

Предмет исследования: химические свойства меди сернокислой.

Цель исследования: изучить химические свойства меди сернокислой в домашних условиях.

Задачи исследования:

1.Изучить литературу и ознакомиться с понятием «медь».

2.Научиться экспериментировать с медью-сернокислой и другими химическими элементами.

4.Выяснить свойства меди сернокислой.

5. Подвести итоги.

Методы исследования:

-работа с источниками информации,

-наблюдение,

-эксперимент,

-фиксирование результатов.

Гипотеза: в домашних условиях можно рассмотреть химические свойства меди

сернокислой.

.

I.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯЧАСТЬ

1.1.Что такое «медь»?

Медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко используется человеком (см. Приложение 1).

В древности медь применялась также в виде сплава с оловом — бронзы — для изготовления оружия и т. п., бронзовый век пришёл на смену медному. Сплав меди с оловом (бронзу) получили впервые за 3000 лет до н. э. на Ближнем Востоке. Бронза привлекала людей прочностью и хорошей ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, посуды, украшений. Все эти предметы находят в археологических раскопках. На смену бронзовому веку относительно орудий труда пришёл железный век.

Первоначально медь добывали из малахитовой руды, а не из сульфидной, так как она не требует предварительного обжига. Для этого смесь руды и угля помещали в глиняный сосуд, сосуд ставили в небольшую яму, а смесь поджигали.

Латинское название меди Cuprum произошло от названия острова Кипр, где было богатое месторождение.

Медь обозначалась алхимическим символом «♀» — «зеркало Венеры», и иногда сама медь именовалась алхимиками тоже как «венера». Это связано с тем, что богиня красоты Венера (Афродита), являлась богиней Кипра, и из меди делались зеркала.

Следовательно, медь - один из семи металлов, известных с глубокой древности. Общее содержание меди в земной коре сравнительно невелико (0,01 вес %), однако она чаще, чем другие металлы, встречается в самородном состоянии, причём самородки меди достигают значительной величины. Этим, а также сравнительной лёгкостью обработки меди объясняется то, что она ранее других металлов была использована человеком[1].

1.2. Свойства меди и её применение

Изучив литературу, мне удалось выяснить следующее.

Медь и сплавы на ее основе обладают особыми свойствами, к которым относятся: пластичность, высокая электропроводность (уступающая только электропроводности серебра), высокая теплопроводность, хорошее сопротивление коррозии в различных средах (у чистой меди и некоторых бронз, сплавов меди с никелем), хорошая обрабатываемость резанием (медных сплавов со свинцом), высокие упругие свойства, способность к глубокой вытяжке. Медные сплавы специального назначения обладают сверх пластичностью, а также эффектом «памяти» формы.

Медь вместе со свинцом и цинком принадлежит к группе цветных металлов. В англоязычной литературе для их обозначения употребляется термин «основные металлы».

В эту группу включаются медь, свинец, никель, цинк. Металлы этой группы противопоставляются как металлам группы железа, так и, главным образом, драгоценным металлам, таким как золото и серебро.

На основе меди созданы многочисленные сплавы для разных отраслей промышленности:

- микролегирование сплавы меди с повышенной температурой разупрочнения для теплообменных автотракторных агрегатов;

- пружинные медные сплавы;

- жаропрочные сплавы для ракетных двигателей, электродов для сварки, теплостойких контактов, кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок, пресс-форм и теплообменных аппаратов;

- сплавы для коллекторов электрических машин;

- коррозионно-устойчивые сплавы для теплообменных аппаратов электростанций, морских судов и опреснительных установок;

- бронзы для подшипников скольжения;

- высокопрочные свинцовые латуни, обладающие пластичностью в горячем и холодном состоянии и хорошей обрабатываемостью резанием на автоматических линиях и пр. [3]

Промышленность по производству металлопродукции из меди и медных сплавов в России можно условно разделить на две группы предприятий — заводы по обработке цветных металлов и проволочно-кабельные предприятия. Первая группа предприятий выпускает листы, ленты, трубы, прутки, профили и проволоку из меди и медных сплавов, а вторая группа специализируется на производстве проводников тока в основном из меди. На производство кабеля, изолированных и голых проводов используется более половины всей произведенной меди. Плоский и круглый прокат из меди и ее сплавов - это листы, центы, полосы, трубы, прутки, профили и проволока.

1.3. Основные месторождения меди

По объему добычи медь занимает третье место в мире после железа и алюминия.

Огромные масштабы добычи и потребность в меди на рынке необходимо иметь в виду, говоря об истории медных месторождений; освоение и разработка их требуют больших капиталовложений и огромных организационных усилий.

В России ведущим производителем рафинированной меди является ГМК «Норильский никель», расположенный на территории Красноярского края. На долю компании приходится около половины всего производства меди в стране и порядка 3 % мирового объема.

Имеет эта отрасль и свой сырьевой резерв в виде медистых песчаников, которые находятся в Восточной Сибири. Чернову медь на Урале изготавливают такие предприятии, как Среднеуральский, Кировоградский, Красноуральский («Святогор»), Медногорский и Карабашский заводы.

Удивительным оказалось то, что медные руды были известны и добывались на Урале еще в доисторическое время, о чем свидетельствуют остатки древних «чудских» горных работ. Чудские копи (от названия племени чудь) — наиболее древние рудные выработки людей бронзового века, добыча руды в них велась на протяжении сотен лет. Производство меди на Урале начинается уже в IV—III тыс. до н. э.[2].

Немного остановимся о добычи меди на территории Челябинской области.

Государственным балансом запасов на территории Челябинской области учтено 12 месторождений с общими разведанными запасами меди около 3 млн. тонн и цинка около 2 млн. тонн.

АО «Александринская горно-рудная компания» (АГК, Нагайбакский район, Челябинская область, входит в Группу «Русская медная компания») на сегодняшний день занимается добычей медных руд.

Салаватский участок недр расположен на территории Абзелиловского муниципального района. Прогнозные ресурсы медных руд оцениваются в 208,7 млн тонн руды и 992,6 тыс. тонн меди при среднем содержании меди 0,48%.

Михеевское месторождение медно-порфировых руд в Челябинской области – одно из крупнейших медных месторождений в России: международной независимой аналитической консультационной группой CRU «Михеевское» включено в число 50 крупнейших медных месторождений мира. Медно-порфировые руды здесь содержат медь, золото, серебро.

В 1910 году в Карабаше был построен и пущен новый медеплавильный завод, оснащенный передовой по тому времени техникой и технологией. К 1915 году завод выплавлял треть всей меди, производимой в России. На сегодняшний день добыча продолжается.

Горно-обогатительный комбинат «Томинский» (Томинский ГОК) — горно-обогатительный комбинат для переработки медно-порфировых руд месторождения «Томинское» в Челябинской области.

Месторождение расположено в Сосновском районе Челябинской области в окрестностях посёлка Томинский.

Томинское месторождение медно-порфировых руд было открыто в 1957 году[4], и оно является одним из крупнейших медных месторождений России, входит в топ-50 крупнейших медных месторождений мира.

Рудник Новотемирский расположен на левом берегу реки Зингейки в 1 км юго-восточнее одноименного поселка. Выработка обнаружена А.М. Юминовым, М.Н. Анкушевым и М.А. Рассомахиным в 2015 г.

1.4. Медь сернокислая и ее особенности

Медь сернокислая (II) 5-водная или ее также называют медный купорос, сульфат меди — это синий кристаллический порошок, растворимый в воде, разбавленном спирте и концентрированной соляной кислоте, выветривающиеся на воздухе, легко образует основные сульфаты, двойные соли. Нелетучее вещество, не имеет запаха.

В безводном виде — белый порошок, очень гигроскопичный. В виде кристаллогидратов — прозрачные негигроскопичные кристаллы различных оттенков синего цвета с горьковато-металлическим вяжущим вкусом, на воздухе постепенно выветриваются, теряют кристаллизационную воду и бледнеют.

Сульфат меди(II) хорошо растворим в воде. Из водных растворов кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO4•5H2O — медный купоро́с. Токсичность медного купороса для теплокровных животных относительно невысока, в то же время, он высокотоксичен для рыб. Медный купорос обладает дезинфицирующими, антисептическими, вяжущими свойствами.

Медь сернокислая или Медь (II) сульфат пятиводная широко используется:

как протрава при крашении текстильных материалов;

для усиления и тонирования отпечатков в фотографии;

для протравливания семян;

в гальванотехнике.

Медный купорос успешно используется в сельском хозяйстве как средство защиты плодово-ягодных, фруктовых, овощных растений и городских зеленых насаждений, то есть как фунгицид; для приготовления добавок вносимых в почву и кормовых добавок для домашних и сельскохозяйственных животных, премиксов, для приготовления бордосской жидкости и бургундской смеси. Возможно применение медного купороса при обработке зерновых культур в процессе хранения и протравке семян перед посевом для уничтожения спор плесневых грибов и др.

II.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯЧАСТЬ.

2.1. Проведение опытов

В моих опытах используется медь сернокислая.

Опыт № 1. «Цветное перевоплощение меди»

Потребуется: медь сернокислая, две пробирки, подставка для пробирок, поваренная соль.

В пробирку наливаю 6 мл, воды и 3 мерных ложек меди. Взбалтываю раствор до полного растворения.

Вывод: цвет раствора становится ярко-синим, так как медь теперь находится в окружении ионов воды.

Переливаю половину раствора во вторую пробирку. В первую пробирку добавляю соль. Перемешиваю смесь.

Вывод: цвет раствора становится ярко-зеленым, так как медь окружают ионы соли.

Следовательно, соль и вода могут изменить цвет меди (см. Приложение 2).

Опыт № 2. «Добыча металл с помощью тока»

Потребуется: медь сернокислая, графитовые стержни, батарейный блок, чашка Петри, вода.

В чистый стакан наливаю 30 мл, воды и добавляю 6 мерных ложек меди. Перемешиваю до полного растворения. Полученный раствор необходимо вылить в чашку Петри. Беру батарейный блок с графитовыми стержнями и опускаю в воду. Через воду начнем проходить электрический ток. На графитовом стержне начинает образовываться медь.

Вывод: медь с помощью воды может проводить ток. Из-за особого химического воздействия на графитовом стержне может появляться медь (см. Приложение 3).

Опыт № 3. «Окрашивание кристаллов дыханием»

Потребуется: медь сернокислая, пробирка, держатель для пробирок, сухое горючее, чашка для выпаривания, лист бумаги, спички.

В пробирку насыпаю 2 ложечки меди. Аккуратно поджигаю сухое горючее. Грею пробирку до тех пор, пока не изменится цвет и на стенках начнем медленно образовываться влага. Кладу белый лист бумаги на стол. Высыпаю на бумагу кристаллы и выравниваю их до однородной массы. Медленно дышу на них (медленный дуновение).

Вывод: кристаллы становятся светло-голубыми, так как в выдыхаемого человеком воздухе содержится влага (см. Приложение 4).

Опыт № 4. «Металлы меняются силой»

Потребуется: медь сернокислая, пробирка, подставка для пробирки, вода, железная скрепка, пипетка Пастера.

Добавляю в пробирку 6 мерных ложек меди сернокислой и 4 мл, воды, перемешиваю все компоненты. Затем в пробирку кладу железную скрепку на 20 секунд. Скрепка покроется тонким слоем меди. В результате образовалась металлическая медь с содержанием соли в воде, потому что железо является более активным металлом.

Вывод: железо способствует образованию меди (см. Приложение 5).

Опыт № 5. «Изобретаем фейерверк»

Потребуется: медь сернокислая, трубочка прямая, чашка Петри, сухое горючее, чашка для выпаривания, соль, зажигалка.

Закрепляю стеклянную трубку в держатель. Сухое горючее кладу в чашку для выпаривания и поджигаю зажигалкой. Затем в стеклянную трубочку помещаю кристаллик меди и подношу к огню. Образуется огонь зеленого цвета. Такая же реакция происходит с медной проволокой. Если в трубочку положить кристалл соли, то пламя окрасится в желтый цвет.

Вывод: подобным способом можно определить наличие металлов в неизвестных соединениях (см. Приложение 6).

Опыт № 6. «Выращивание кристалла чистого металла»

Потребуется: мерный стакан, медь сернокислая, тряпочка, пробирка, подставка для пробирок, пипетка Пастера, вода, поваренная соль, железная скрепка.

В пробирку наливаем воду и добавляем соль. Тщательно перемешиваем компоненты. В стакан кладем медь и соль, перемешивая, после чего добавляем воду. Накрываем стакан тряпочкой. Сверху кладем скрепку. Добавляем в стакан поверх тряпочки соленый раствор из пробирки. Через три дня на скрепке образуются кристаллы меди.

Вывод: из меди возможно вырастить кристаллы (см. Приложение 6).

Заключение

Медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). C давних пор широко используется человеком.

В ходе работы я пришла к следующим выводам:

1.Соль и вода могут изменить цвет меди сернокислой.

2. Медь сернокислая с помощью воды может проводить электрический ток.

3.Железо способствует образованию меди.

4.Благодаря небольшому эксперименту можно определить наличие металлов в неизвестных соединениях.

5.Из меди сернокислой возможно вырастить кристаллы.

Таким образом, я достигла поставленной цели: научилась самостоятельно изучать химические свойства меди сернокислой.

Гипотеза исследования полностью подтвердилась: в домашних условиях можно изучить химические свойства меди сернокислой.

Результаты проекта:

Я научилась работать с источниками информации из Интернета.

Смогла

самостоятельно рассмотреть

свойства

меди

и меди сернокислой

, используя металл в различных экспериментах, проводимых в домашних условиях.

Поделилас

ь со

своими одноклассниками с

результатами

своей

работы

.

Используемые источники

1.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D1%8C

2.https://cu-prum.ru/med.html

3.http://uran.ru/node/4749

4.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%B0%D1%88%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D1%8C

5.В. М. Кузнецов. История Южного Урала. – Русское слово, 2019, - 245 с.

Приложение № 1

«Медь сернокислая»

Приложение № 2

Опыт № 1. «Цветное перевоплощение меди»

Приложение № 3

Опыт № 2. «Добыча металл с помощью тока»

Приложение № 4

Опыт № 3. «Окрашивание кристаллов дыханием»

Приложение № 5

Опыт № 4. «Металлы меняются силой»

Приложение № 6

Опыт № 5. «Изобретаем фейерверк»

Приложение № 7

Опыт № 6. «Выращивание кристалла чистого металла»