Tính chất hóa học của Đồng (Cu) - Tính chất vật lí, điều chế, ứng dụng

Tổng hợp các thông tin sơ lược về đồng, tính chất vật lí, hóa học và ứng dụng của đồng trong cuộc sống giúp học tốt môn Hóa học.

Khái quát sơ qua về đồng

-  Đồng đã được ghi chép trong các tư liệu của một số nền văn minh cổ đại, và nó có lịch sử sử dụng ít nhất là 10.000 năm.

-  Việc sử dụng đồng đỏ đã phát triển trong thời đại của các nền văn minh được đặt tên là thời đại đồ đồng hay thời đại đồng đỏ. Thời kỳ quá độ trong các khu vực nhất định giữa thời kỳ đồ đá mới và thời kỳ đồ sắt được đặt tên là thời kỳ đồ đồng, với một số công cụ bằng đồng có độ tinh khiết cao được sử dụng song song với các công cụ bằng đá.

Tính chất vật lý  của Đồng

-  Đồng là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và dát mỏng. đồng có độ dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao (chỉ kém bạc). Độ dẫn điện của đồng giảm nhanh nếu có lẫn tạp chất. khối lượng riêng của đồng là 8,98 g/cm³; nhiệt độ nóng chảy là 1083⁰C.

Tính chất hóa học của đồng

Đồng có tính khử yếu:

Cu → Cu²⁺ + 2e

 Tác dụng với phi kim

- Với oxi tạo màng CuO bảo vệ:

2Cu + O₂ → 2CuO

ở 800 - 1000⁰C:

CuO + Cu → Cu₂O

- Với clo:

Cu + Cl₂ → CuCl₂

- Với lưu huỳnh:

Cu + S → CuS

Tác dụng với axit

+ Với các axit không có tính oxi hoá mạnh (HCl, H₂SO₄ loãng)

- Cu không phản ứng với các axit không có tính oxi hoá mạnh.

- Khi có O2, phản ứng lại xảy ra:

2Cu + 4H⁺ + O₂ → 2Cu²⁺ + 2H₂O

+ Với các axit có tính oxi hoá mạnh (HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng)      

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Tác dụng với dung dịch muối

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Cu + 2Fe³⁺ → Cu²⁺ + 2Fe²⁺

Chú ý với muối nitrat trong môi trường axit:

3Cu + 8H⁺+ 2NO^3- → 3Cu²⁺+2NO + 4H₂O

Cách điều chế đồng

- Xuất phát từ việc tinh chế quặng đồng

2Cu2S + 3O2 →  2Cu2O + SO2

Ôxit đồng được chuyển thành đồng blister theo phản ứng nung:

2Cu2O → 4Cu + O2

Một số ứng dụng của đồng

Với tính chất mềm dẻo, dễ dát mỏng, dễ uốn, khả năng dẫn nhiệt dẫn điện tốt. Đồng đã và đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm xung quanh chúng ta.

Trong lĩnh vực điện công nghiệp: Nhờ khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt mà đồng là kim loại lý tưởng nhất để sử dụng trong ngành điện. Đồng được sử dụng để sản xuất tất cả các vật liệu như: Bo mạch điện tử, Lõi dây điện, Châm điện, Tản nhiệt, Chất bán dẫn, Ống chân không, Điện cực, Kết nối điện tử, Máy tuabin điện.

- Ống đồng là vật liệu tiêu chuẩn cho các công trình xây dựng vì tính mềm dẻo, dễ tạo hình và lắp ráp. Đồng cũng có khả năng chống ăn mòn cao, rất lý tưởng cho vận chuyển nước uống. Một phần cũng do đồng có tính chất ức chế sự phát triển của các vi khuẩn, virus trong nước. Một số ứng dụng trong việc này như làm ống thủy lợi và hệ thống phun nước trong nông nghiệp; ống dẫn dầu khí tự nhiên và hóa lỏng, ống dẫn khí nhiên liệu; ống dẫn nước biển.

- Đồng cũng được sử dụng dùng trong kiến trúc, để trang trí thẩm mỹ như làm các cửa, mái lợp nhà, mái vòm, ngọn tháp. Sử dụng đồng trong các vật dụng trang trí nội thất như tay nắm cửa, khóa, các ly đồng để bàn thờ, đèn, bản lề…

- Trong ngành giao thông vận tải: người ta sử dụng hợp kim của đồng và ứng dụng để sản xuất các chi tiết lõi máy bay, ô tô, tàu hỏa… Chẳng hản các dây cho hệ thống kính, dây chuyền thủy lực, phụ kiện ốc vít, đinh vít, bộ dây cho cửa sổ, gương điều khiển tự động…

- Bên cạnh các ứng dụng này có thể thấy hợp kim của đồng và ứng dụng của nó trong chế tạo các dụng cụ nấu nướng nhờ ứng dụng nhiệt, trong các tác phẩm nghệ thuật tượng, đồng hồ cơ khí, tiền xu, các loại nhạc cụ như còi, kèn… đều sử dụng rất nhiều hợp kim của đồng.