Растворите порошок в воде.
Наличие осадка на дне вполне допустимо и не влияет на результат оксидирования.

Кистью нанесите состав на медную деталь.

Не допускайте попадания состава для чернения на поверхность натуральных камней и жемчуга.
Это может привести к изменению структуры камня.

Не больше, чем через минуту, медь и серебро покрываются оксидной пленкой коричнево-фиолетовго цвета.
При повторном нанесении состава медная поверхность темнеет, вплоть до черного.

Отвлечемся от процесса:)
Такой получается оксидная пленка, если раствор серной печени был слишком слабым:

Продолжим... :)
Отшлифуйте деталь в местах, где того требует художественный замысел.

Завиток справа оксидирован с помощью серной печени и отшлифован дремелем.

Особенности хранения состава :

Состав в гранулах
Условия хранения: в сухом и защищенном от прямых солнечных лучей месте
в плотно закрытой емкости при температуре не выше 25 гр. С.
Срок хранения и использования: более 1 года.

Готовый водный раствор
Условия хранения: в плотно закрытой емкости в прохладном месте (к примеру, в холодильнике).
Срок хранения и использования: не более 1-2 дней.

Натуральный метод

1. Отварите 2-4 яйца в кипящей воде 15 минут.

2. Выньте вареные яйца из воды и положите на разделочную доску. Ложкой разомните яйца вместе со скорлупой.

3. Раздавленные яйца переложите в пластиковый пакет с застёжкой-молнией. Пакет должен быть достаточно большим, чтобы в нём поместилось изделие. В качестве альтернативного варианта можно взять большую воздухонепроницаемую ёмкость.

4. Медный предмет поместите в пластиковый пакет и закройте его. Если в пакет вы кладёте больше одного предмета, убедитесь, что они не касаются друг друга, чтобы они оксидировались со всех сторон. Яичные желтки обязательны, потому что в них содержится большое количество серы, окисляющей медь.

5. 20 минут спустя выньте медный предмет из пакета с помощью металлических щипцов. Вы заметите, что поверхность меди потемнела. Если вы хотите более тёмную патину, оставьте изделие в пакете на всю ночь.

6. Выньте изделие из пакета и ополосните слегка тёплой водой, чтобы смыть яйцо.

ПАТИНИРОВАНИЕ и ОКСИДИРОВАНИЕ меди

Для изменения цвета красноватого металла чаще всего пользуются ПАТИНИРОВАНИЕМ серной печенью и сернистым аммонием или ОКСИДИРОВАНИЕМ азотной кислотой.

ПАТИНИРОВАНИЕ серной печенью

В состав серной печени входят поташ и сера. Сера горюча, поэтому требует аккуратности в обращении. Ее пары с воздухом образуют взрывчатые смеси. Хранить серу нужно в сухом месте, изолированном от окислителей (серной кислоты, марганцевокислого калия, бертолетовой соли). Дозы поташа и серы могут быть различными. Чаще всего смешивают 1 часть серы с 2 частями поташа. Ссыпанные вместе, оба порошкообразных вещества тщательно перемешивают, помещают в металлический сосуд с ручкой и ставят нагреваться. Содержимое сосуда рекомендуется помешивать. Сплавление реактивов происходит в течение 15-25 мин. При реакции образуется темная масса серной печени. От высокой температуры сера тлеет сине-зеленым огнем. Это не должно вызывать беспокойства, так как патинирующие свойства серной печени сохранятся. Готовую горячую массу заливают водой, в которой растворяется образовавшийся расплав. Вода приобретает интенсивный черный цвет.

В горячий водный раствор серной печени опускают предварительно обработанные медные изделия. Если лист большой и в сосуд не входит, его поливают сверху раствором или смазывают мягкой кистью.

Медь чернеет очень быстро. От взаимодействия ионов серы с металлом образуется сульфид меди. Эта соль черного цвета, нерастворимая в воде и в разбавленных кислотах.

Реакция идет быстрее и ПАТИНИРОВАНИЕ будет качественнее, если пластинку предварительно нагреть. При этом следует пользоваться не открытым огнем, а электроплиткой. Затем пластинку промывают в теплой проточной воде и слегка протирают выпуклые места пемзовым порошком. В углублениях получается черный цвет, на наклонных поверхностях - сероватый, на выпуклостях - блестящая красная медь. Создается имитация под старину.

Водный раствор серной печени может воздействовать и на изделия из серебра или посеребренные. Они также покрываются черным налетом.

Оксидирование и патинирование меди, латуни и бронзы.

Некоторые химические реакции приводят к образованию на поверхности металлов окисей и закисей, т. е. кислородных соединений. Этот процесс называют оксидированием.

Нередко химические элементы, взаимодействуя с металлом или сплавом, способствуют появлению сернистых или хлористых соединений. Процесс образования таких соединений называют патинированием.

Если окунуть металлическое изделие в подготовленный раствор, оно буквально на глазах меняет цвет. Сверкающее металлическое изделие за несколько секунд приобретает облик старинного изделия.

Большинство химических соединений, которые применяют для патинирования и оксидирования металлов, токсичны и опасны для человека. Поэтому хранить их нужно в сосудах с притертыми пробками, а все работы, связанные с выделением ядовитых и горючих паров и газов, следует проводить в вытяжном шкафу. Дверцы шкафа должны быть слегка приоткрыты.

Перед изменением цвета металла необходимо провести некоторые подготовительные операции. Предмет очищают и обезжиривают, хорошо промывают и просушивают в опилках. Металлические художественные изделия и монеты ни в коем случае нельзя протирать полотенцем. Полотенцем стираются непрочные патинирующие пленки, не закрепленные лаком, остается влага в углубленных рельефах, ткань зацепляется за высокие выступы и может погнуть их. Опилки быстро и равномерно оттягивают воду от металлической поверхности.

Патина от серого до черного цвета

Приготовление серной печени:
Чтобы приготовить серную печень, нужно одну часть порошковой серы смешать с двумя частями поташа в жестяной банке и поставить на огонь. Через несколько минут порошок расплавится, потемнеет и начнет спекаться, постепенно приобретая темно-бурый цвет. (Кстати, спекание патинирующей массы и дало в старину название «печень» — от слов «печь», «спекать».)
Во время спекания пары серы могут загореться слабым сине-зеленым пламенем. Не сбивайте пламя — оно не ухудшит качество серной печени. Примерно через 15 минут прекратите спекание. Для продолжительного хранения серную печень растолките в порошок и засыпьте в стеклянную банку с плотной крышкой.

Метод №1
Применяется на:
Медь, стерлинговое серебро, и бронза или латунь (легкий оттенок). Не действует на нейзильбер.
Цвета:
На меди и серебре - разброс оттенков от пурпурного/голубого (трудно получить) до коричнево-серого, серого, черного. На латуни и бронзе - только нежно-золотистый.

Прочная и красивая патина образуется на поверхности меди, обработанной в водном растворе серной печени.

При составлении раствора в 1 л воды всыпьте 10—20 г порошка серной печени. Патина, полученная на металле раствором серной печени, прочная и красивая, глубокого черного цвета. Но не всегда нужна такая интенсивная окраска. Порой, чтобы придать старинный вид изделию из меди, достаточно нанести легкую серую патину. В литр воды насыпьте 2—3 г поваренной соли и 2—3 г серной печени. Опустите в раствор медную пластинку. После появления серого цвета необходимой тональности промойте пластинку чистой водой и высушите.

Метод №2
Для чернения медной вещи готовят насыщенный раствор сернокислой меди, добавляют в него нашатырный спирт до тех пор, пока смесь не примет яркий прозрачный синий цвет. Обрабатываемая медная вещь опускается в этот раствор на несколько минут, затем вынимается и слегка нагревается до тех пор, пока не почернеет.

Метод №3
Медная вещь, подлежащая чернению, очищается сначала тонкой наждачной бумагой, после чего до ее очищенной поверхности стараются не прикасаться пальцами. Затем она или погружается в жидкий раствор хлористой платины, или смачивается им при помощи кисти. Раствор этот, если он не имеет кислой реакции, слегка подкисляется соляной кислотой.

Метод №4
Очень прочное чернение медных изделий получается в том случае, если погрузить их в насыщенный раствор металлической меди в азотной кислоте и затем слегка нагреть.

Патина красно-коричневая

Водный раствор хлористого цинка и медного купороса окрашивает медь в красно-коричневый цвет. Смешайте одну часть медного купороса с одной частью хлористого цинка и разведите в двух частях воды. Достаточно нескольких минут, чтобы медь приобрела красно-коричневый цвет. После промывки и просушки поверхность металла протрите маслом.

Патина от светло-коричневого до черного

Почернение металла наблюдается при патинировании меди сернистым аммонием.
В литре воды разбавляют 20 г сернистого аммония. В полученный раствор опускают изделие или поливают сверху и протирают кистью. Работу осуществляют в вытяжном шкафу. Находящиеся в водном растворе сернистого аммония ионы серы взаимодействуют с ионами меди. Образуется сульфид меди черного цвета.
Интенсивность патинирующего налета на металле может быть различного оттенка, от светло-коричневого до черного. Регулируют цвет, изменяя температуру нагревания пластинки перед патинированием.

Патина светло-коричневая

Грамм на литр:
дихромат натрия - 124
азотная кислота (плотность 1.40 грсм3) - 15,5
соляная кислота (1,192)- 4,65
сульфид аммония 18% раствор - 3-5
наносят кистью сразу после приготовления, через 4-5 часов смыть и повторить после просыхания 2 раза, полировать сухой ветошью.

Патина от темно-коричневой до тепло-черной патины

Грамм на литр:
персульфат аммония - 9,35
едкий натр - 50,0
на 5-25 мин в ванну с раствором, нагретым до 90 -95 градусов. промыть, осушить, повторить 2-3 раза

Патина от оливкового до коричневого цвета

Грамм на литр:
бертолетова соль - 50*70
нитрат меди - 40*50
хлорид аммония - 80*100
на 10-15 мин в ванну с подогретым раствором до 60-70 градусов.
получаемые пленки обладают механической прочностью и стойкостью к коррозии

Патина коричнево-черная

Грамм на литр:
молибдат аммония - 10
аммиак 25% водный раствор - 7
раствор должен быть подогрет до 60 - 70 градусов

Патина золотистого цвета

Грамм на литр:
сульфид меди - 0,6
едкий натр - 180
молочный сахар - 180

Раствор щелочи и лактозы готовят отдельно и только потом сливают вместе, кипятят 15 минут и добавляют сульфид меди.
изделие поместить в подогретый до 90 гр. раствор на 15 мин.

Патина золотисто-коричневого цвета с малиновой побежалостью и умеренным блеском

После очистки медных монет можно создать на них искусственную патину, поместив в раствор 50 г медного купороса и 5 г марганцовокислого калия на 1 литр воды, нагрев его до температуры 70-80С и продержав там до получения нужного цвета.

Патина зеленого цвета

Окрасить в зеленый цвет поверхность медных, латунных или бронзовых изделий можно различными способами.

Метод №1
Поверхность вещей при помощи губки смазывают сначала сильно разведенным раствором азотнокислой меди с добавлением небольшого количества поваренной соли. Затем, когда вещь просохнет, ее точно таким же образом смазывают раствором из 1 части щавелевокислого калия и 5 частей нашатыря в 94 частях слабого уксуса. Снова дают просохнуть и опять смазывают первым раствором; потом, по просыхании, опять вторым раствором и т.д. попеременно до тех пор, пока окрашивание не приобретет надлежащую силу.
Перед смазыванием намоченную в растворе губку следует сильно выжать так, чтобы она была влажной, но не мокрой. По окончании окраски поверхности вещи тщательно растирают жесткими волосяными щетками, особенно в углублениях и щелях. После 8-14 дней работы получается буровато-зеленоватое окрашивание.

Метод №2
Вещи в несколько приемов натирают суконкой, пропитанной неочищенной олеиновой кислотой (продукт, получаемый на стеариновых заводах). На поверхности вещей образуется сначала темно-зеленый слой олеиновокислой меди, которая под влиянием кислорода и влаги воздуха постепенно превращается в более светло-зеленую углекислую медь.
Процесс значительно ускоряется, если олеиновую кислоту предварительно довольно долго настаивать на стружках меди, а вещи после каждого смазывания такой кислотой, после просыхания смазки, слегка (не более нескольких капель!) опрыскивать при помощи пульверизатора водным раствором углекислого аммония.

Безопасность

Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.

Проводите эксперимент на подносе.

Общие правила безопасности

• Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
• Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
• Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
• Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
• Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
• Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
• Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
• Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

• В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
• В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
• В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
• В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

• Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
• Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
• Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
• Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
• Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
• Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Часто задаваемые вопросы

Для чего мы фиксируем пластины?

Фиксируя пластины в пластилине, мы предотвращаем их соприкосновение во время эксперимента, и, следовательно, исключаем возможность короткого замыкания. А ведь оно очень опасно: батарейки перегреются и могут даже взорваться! Да и опыт, что важно, не получится.

Не получился рисунок на пластине. Что делать?

Первым делом проверьте правильность соединения проводков в цепи. Красный крокодил должен крепиться к красному проводу держателя батареек, а чёрный – к чёрному.

Затем осмотрите батарейки: правильно ли они вставлены в держатель? Если полярность батареек соблюдена, попробуйте взять новые.

Также обратите внимание на положение крокодилов: они не должны касаться раствора.

Другие эксперименты

Пошаговая инструкция

Нарисуйте или напишите что-нибудь маркером на медной пластине, не заходя на «ушко».

Закрепите красный крокодил на «ушке» медной пластины.

Возьмите новую медную пластину и закрепите на её «ушке» чёрный крокодил.

Возьмите кусочек тёмного пластилина и хорошо разомните его. Прикрепите пластилин ко дну пластикового стаканчика.

Вылейте весь 0.4М раствор сульфата меди CuSO 4 в пластиковый стаканчик.

Подсоедините свободные концы крокодилов к держателю батареек: чёрный крокодил к чёрному проводу, красный – к красному. Вставьте в держатель 2 батарейки «ААА».

Закрепите медные пластины в пластилине так, чтобы они не соприкасались.

Долейте воды так, чтобы крокодилы не касались раствора. Подождите 30 минут.

Достаньте пластины из раствора.

Промойте водой разрисованную пластину, сотрите маркер салфеткой.

На медной пластине остался вытравленный рисунок!

Утилизация

Твёрдые отходы эксперимента утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте её водой.

Что произошло

Как на медной пластинке возникает барельеф?

Что такое барельеф ? Это вид скульптуры или архитектурный элемент, в котором все части выступают над плоскостью фона не более чем наполовину.

Химия в какой-то степени выделяется среди других естественнонаучных дисциплин тем, что в ней достаточно часто синтезируют вещества, создают новые материалы и только потом изучают их свойства. Хотя в этом опыте не создаётся ни новых веществ, ни новых материалов, он позволяет нам приобщиться к тонкой грани между искусством и наукой, создавая барельеф с помощью электрохимической реакции.

Итак, в этом опыте есть два проводящих электричество тела – две медные пластинки – и раствор сульфата меди, в который они погружены. Сам раствор тоже способен проводить электричество, которое по определению является упорядоченным движением заряженных частиц. В растворе сульфат меди полностью диссоциирует , то есть распадается на ионы:

CuSO 4 ↔ Cu 2+ + SO 4 2–

Через все части нашей установки может проходить электричество, которое является движущей силой всех изменений, протекающих во время опыта. Суть этих изменений достаточно проста: атомы меди «перескакивают» с пластинки с нанесённым рисунком на чистую пластинку под действием электричества. Это происходит не напрямую, а путём двух электрохимических реакций:

Cu 0 – 2e – → Cu 2+

Cu 2+ + 2e – → Cu 0

Пластинка с рисунком под действием электричества имеет на себе избыточный положительный заряд. Поэтому атомы меди могут переходить с поверхности пластинки в раствор, превращаясь в ионы меди (первая реакция).

В то же время на пластинке без рисунка под действием электричества образуется избыточный отрицательный заряд. Ионы меди из раствора приближаются к нему, получают пару электронов и остаются на пластинке в виде металлической меди (вторая реакция).

Растворение меди на первой пластинке происходит по всей поверхности, погружённой в раствор сульфата меди. Исключение составляют лишь участки с рисунком: маркер не даёт атомам меди контактировать с раствором. Таким образом и возникает барельеф: пластинка «тает» везде, кроме закрашенного участка. Можно сказать, что для создания этого барельефа мы использовали электрохимическую резьбу, удалив тонкий слой меди с его плоского фона.

Как без ножниц разрезать металл?

Как уже упоминалось в основной части, барельеф на поверхности пластинки был практически «вырезан», ведь с его фона удалялась медь. Этот же подход можно использовать и для того, чтобы сделать в медной пластинке сквозную дыру! В таком случае необходимо будет обклеить пластину скотчем со всех сторон, оставив один край для прикрепления «крокодила» и проделав в липкой ленте одно небольшое отверстие. Затем продолжим опыт в той же последовательности, что и в инструкции, но теперь оставим на реакцию не 30 минут, а 5 или более часов. Тогда «растворение» меди будет происходить только через это отверстие, что и приведёт к возникновению сквозной дыры в самой пластине.

На заре человечества люди пытались освоить создание различных элементов из металлов. Такие вещи были более изящные, тонкие и долговечные. Одним из первых была «покорена» медь. Наличие руды требовало расплавления материала и отделения от шлака. Это выполнялось в раскаленных углях на земле. Температуру нагнетали мехами, создающими жар. Процесс был горячим и трудоемким, но позволял получать необычные украшения, посуду и орудия труда. Отдельным направлением стало изготовление оружия для охоты, которое могло служить долгое время. Температура плавления меди относительно невысока, что позволяет и сегодня плавить ее в бытовой обстановке и производить предметы, необходимые для ремонта механизмов или электрического оборудования. Какая температура плавки у меди и ее сплавов? Чем можно выполнить эту процедуру в домашних условиях?

В таблице Менделеева этот материал получил название Cuprum. Ему присвоен атомный номер 29. Это пластичный материал, отлично обрабатывающийся в твердом виде шлифовальным и резным оборудованием. Хорошая проводимость напряжения позволяет активно использовать медь в электрике и промышленном оборудовании.

В земной коре материал находится в виде сульфидной руды. Часто встречаемые залежи обнаруживаются в Южной Америке, Казахстане, России. Это медный колчедан и медный блеск. Они образовываются при средней температуре, как геотермальные тоненькие пласты. Находят и чистые самородки, которые не нуждаются в отделении шлака, но требуют плавления для добавки других металлов, т. к. в чистом виде медь обычно не используется.

Красновато-желтый оттенок металл имеет благодаря оксидной пленке, покрывающей поверхность сразу, при взаимодействии с кислородом. Оксид не только придает красивый цвет, но и содействует более высоким антикоррозийным свойствам. Материал без оксидной пленки имеет светло-желтый цвет.

Плавится чистая медь при достижении 1080 градусов. Это относительно невысокая цифра позволяет работать с металлом как в производственных условиях, так и дома. Другие физические свойства материала следующие:

• Плотность меди в чистом виде составляет 8,94 х 103 кг/м квадратный.
• Отличается металл и хорошей электропроводностью, которая при средней температуре в 20 градусов является 55,5 S .
• Медь хорошо передает тепло, и этот показатель составляет 390 Дж/кг.
• Выделение углерода при кипении жидкого материала начинается от 2595 градусов.
• Электрическое сопротивление (удельное) в температурном диапазоне от 20 до 100 градусов - 1,78 х 10 Ом/м.

Плавление металла и его сплавов

График плавления меди имеет пять ступеней процесса:

1. При температуре 20-100 градусов металл находится в твердом состоянии. Последующий нагрев содействует изменению цвета, что происходит при удалении верхнего оксида.
2. При достижении отметки температуры в 1083 градуса, материал переходит в жидкое состояние, а его цвет становится абсолютно белым. В этот момент разрушается кристаллическая решетка металла. На небольшой период рост температуры прекращается, а после достижения полностью жидкой стадии, возобновляется.
3. Закипает материал при 2595 градусах. Это схоже с кипением густой жидкости, где также происходит выделение углерода.
4. Когда источник тепла выключается, то пиковая температура начинает понижаться. При кристаллизации происходит замедление снижения температуры.
5. После обретения твердой стадии, металл остывает окончательно.

Температура плавления бронзы немного ниже из-за наличия в составе олова. Разрушение кристаллической решетки этого сплава происходит при достижении 950-1100 градусов. Медный сплав с цинком, известный как латунь, способен плавиться от 900°C. Это позволяет работать с материалами при несложном оборудовании.

Плавление в бытовых условиях

Плавка меди в домашних условиях возможна несколькими способами. Для этого понадобиться ряд приспособлений. Сложность процесса зависит от использования конкретного вида оборудования.

Самым простым способом для плавления меди дома является муфельная печь. У мастеров по металлу найдется такое устройство, которым можно будет воспользоваться. Кусочки металла ложатся в специальную емкость - тигель. Он устанавливается в печь, на которой выставляется требуемая температура. Через смотровое окно можно заметить процесс перехода в жидкое состояние, и открыв дверцу удалить оксидную пленку. Делать это необходимо стальным крюком и в защитной перчатке. Жар от печи довольно сильный, поэтому действовать необходимо аккуратно.

Еще одним способом плавки меди в домашних условиях является пропан-кислородное пламя. Оно хорошо подходит и для сплавов металла с цинком или оловом. В качестве рабочего инструмента в руках мастера может быть горелка или резак. Ацетилен-кислородное пламя тоже подойдет, но погреть материал придется немного подольше. Кусочки сплава помещают в тигель, устанавливаемый на жаропрочное основание. Горелкой выполняют произвольные движения по всему корпусу емкости. Быстрый эффект можно получить, если следить чтобы факел пламени касался поверхности тигеля кончиком синего цвета. Там наибольшая температура.

Еще одним способом является мощная микроволновка. Но чтобы повысить теплосберегающие свойства и защитить внутренние детали техники от перегрева, необходимо поместить тигель в жаропрочный материал и накрыть его сверху. Это могут быть специальные виды кирпича.

Самым простым в экономическом плане способом служит слой древесного угля, на который устанавливается горн с медью. Усилить жар можно при помощи пылесоса, работающего на выдув. Кончик шланга направленный на угли должен быть металлическим, а сопло иметь плоскую форму для усиления потока воздуха.

Изготовление деталей и других элементов из меди, путем ее плавки в домашних условиях, возможно благодаря относительно низкой температуре разрушения кристаллической решетки в материале. Используя описанные выше приспособления и ознакомившись с видео, у большинства получится реализовать эту цель.

Благодаря тому, что температура плавления меди достаточно невысокая, этот металл стал одним из первых, которые древние люди начали использовать для изготовления различных инструментов, посуды, украшений и оружия. Самородки меди или медную руду можно было расплавить на костре, что, собственно, и делали наши далекие предки.

Несмотря на активное применение человечеством с древних времен, медь не является самым распространенным природным металлом. В этом отношении она значительно уступает остальным элементам и занимает в их ряду только 23-е место.

Как плавили медь наши предки

Благодаря невысокой температуре , составляющей 1083 градуса Цельсия, наши далекие предки не только успешно получали из руды чистый металл, но и изготавливали различные сплавы на его основе. Чтобы получить такие сплавы, медь нагревали и доводили до жидкого расплавленного состояния. Затем в такой расплав просто добавляли олово или выполняли его восстановление на поверхности расплавленной меди, для чего использовалась оловосодержащая руда (касситерит). По такой технологии получали бронзу – сплав, обладающий высокой прочностью, который использовали для изготовления оружия.

Какие процессы происходят при плавлении меди

Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При , имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.

Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.

При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.

Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.

Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.

Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.

Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.

ГРАФИЧЕСКИЕ ТЕСТЫ
ПО ХИМИИ

Окончание. Начало см. в № 37/2004

18. На рисунке представлены изменения количества веществ (, моль) реагентов и продуктов реакции получения оксида серы(VI) из оксида серы(IV) по мере достижения равновесия. Веществами А, Б и В являются соответственно:

1) SO 3 , SO 2 и О 2 ;
2) SO 2 , О 2 и SO 3 ;
3) SO 3 , О 2 и SO 2 ;
4) O 2 , SО 2 и SO 3 .

Ответ . 1).

19. Температура кипения гидрида германия GeH 4 равна –90 °С. Изобразите на графике примерную зависимость температуры кипения t кип гидридов элементов IVa группы периодической системы – СН 4 , SiН 4 , GeН 4 и SnН 4 – от молярной массы M соединений.
Ответ . Значения температур кипения и молярных масс гидридов (см. табл.) позволяют точно построить график зависимости t кип от М .

20. Прочность соединений в ряду

Н 2 О – Н 2 S – Н 2 Sе – Н 2 Те

изменяется, как показано на графике. Укажите верный вариант ответа.

Ответ. 4).

21. Зная, что температура кипения воды при атмосферном давлении равна 100 °С, а теллуроводорода –2 °С, покажите на графике, как примерно будет зависеть t кип гидридов элементов VIa группы – H 2 O, H 2 S, H 2 Se и H 2 Te – от их молярной массы М .
Ответ. Используя точные значения t кип из таблицы, построим заданный график.

22. Изучите представленные на рисунке зависимости растворимости веществ А, Б, В, Г от температуры. Наибольшую растворимость при 30 °С имеет вещество:

1) А;
2) Б;
3) В;
4) Г.

Ответ . 2).

23. Используя приведенный график зависимости выхода SO 3 от температуры, можно определить, что окисление SО 2 в SО 3 будет идти с выходом 60% при температуре... °С.

Ответ . Примерно 680 °С.

24. График показывает зависимость скорости коррозии цинка от рН среды. Наиболее устойчив металлический цинк к коррозии в области значений рН:

1) 2–4;
2) 6–8;
3) 10–12;
4) 12–14.

Ответ . 3). В области значений рН = 10–12 цинк в наименьшей cтепени подвергается коррозии.

25. Медную пластинку внесли в нагретую до температуры красного каления печь. Изменение массы пластинки во времени при окислении меди до оксида меди(II) отражает график (см. с. 6 ):

Ответ . 3). (2Сu + О 2 = 2СuО).

26. Силикатные стекла представляют собой:
а) кристаллические тела;
б) аморфные тела.
Изменению их объема V от температуры t в процессе нагревания соответствует график:

Ответ . б); 2).

27. На приведенном далее графике показаны температуры кипения четырех соединений.
Температура кипения воды значительно отличается от температур кипения других приведенных водородных соединений, т.к.:
1) в молекуле воды между атомами ковалентная связь;
2) в молекуле воды между атомами ионная связь;
3) между молекулами воды возникает водородная связь;
4) между молекулами воды действуют вандерваальсовы силы притяжения.

Ответ. 3).

28. График показывает растворимость вещества X в воде в зависимости от температуры.
Вещество X массой 50 г растворили в 100 г воды при 100 °С, после чего приготовленный раствор стали охлаждать. Раствор становится насыщенным при температуре (°С):

1) 30;
2) 50;
3) 60;
4) 70.

Ответ. 4). Растворимость 50 г вещества в 100 г воды на основании графика отвечает температуре 70 °С.

29. На рисунке показаны энергетические диаграммы двух различных механизмов одной и той же реакции. Энергия активации реакции, идущей в присутствии катализатора, имеет значение, соответствующее:

1) А;
2) Б;
3) В;
4) Г.

Ответ. 2).

30. При взаимодействии 1 моль газообразного водорода с 1 моль кристаллического йода затрачивается примерно 50 кДж теплоты. Представьте графически зависимость изменения энергии замкнутой системы от времени реакции Н 2 с I 2 в случаях:
1) при отсутствии катализатора;
2) в присутствии катализатора.

Ответ .

31. Взаимодействие газообразных водорода и йода описывается уравнением

Н 2 (г.) + I 2 (г.) + Q = 2НI (г.)

и отражено на приведенном далее рисунке в виде зависимостей концентраций с реагирующих и образующегося компонентов от времени . Через 2 мин после начала реакции в системе произошло изменение (укажите какое):
1) повысилось давление;
2) повысилась температура;
3) в реакционную систему добавлен водород;
4) в реакционную систему добавлен йод.

Ответ. 4).

32. Школьник провел следующий опыт. В прибор для измерения электрической проводимости растворов он налил 30 мл децимолярного раствора хлорида бария. Затем он включил прибор в сеть и из бюретки по каплям стал добавлять раствор сульфата натрия такой же концентрации. По мере прибавления сульфата натрия лампочка прибора светила все более тускло, а через некоторое время совсем погасла. При дальнейшем прибавлении раствора сульфата натрия лампочка снова стала светить ярче. Школьник аккуратно фиксировал данные наблюдения в рабочий журнал и получил графическую зависимость. Нарисуйте этот график в виде зависимости электрической проводимости от объема раствора Na 2 SO 4 в см 3 .

Ответ . BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaCl;
далее при избытке электролита Na 2 SO 4:

Na 2 SO 4 = 2Na + + .

33. Бертолетову соль сильно нагревают в открытой кварцевой трубке до тех пор, пока она полностью не разложится. Правильно показывает изменение массы m вещества в реакционной трубке во времени график:

Ответ . 1).

По уравнению реакции при термическом разложении 1 моль бертолетовой соли масса остатка становится меньше исходной массы почти в полтора раза (122,5/74,5 = 1,64). Газообразный кислород улетает. Таким образом, если на графике отложить исходную массу бертолетовой соли m 1 и массу оставшегося после разложения остатка m 2 , то при нагревании в течение некоторого времени () будет происходить разложение, сопровождающееся уменьшением массы. После полного разложения бертолетовой соли масса остатка не будет меняться, т.к. образовавшийся в результате реакции хлорид калия при нагревании не разлагается.

34. Навеску перманганата калия массой 30 г внесли в печь, нагретую до температуры разложения перманганата. Постройте график, отражающий изменение массы навески m в зависимости от времени прокаливания .
Ответ . Уравнение реакции разложения перманганата калия:

Масса навески уменьшится на массу выделившегося при разложении кислорода, а именно:

Отсюда х = 30 32/316 = 3,0 г.

Строим график, отражающий изменение массы навески m в зависимости от времени
прокаливания .