CUPRUL

GENERALITĂȚI

Cupru

Protoni (p+) – 29

Neutroni (n0) - 35

Electroni (e-) - 29

K – 2L – 8M – 18 N - 1

ATOMII DE CUPRU

Nucleu

Înveliș electronic

Numărul atomic Z = 29Numărul de masă A = 64Simbolul chimic: Cu

Mol de atomi: 64g C conțin NA = 6,023 * 1023 atomi

Perioada: 4 Grupa I B

Numărul perioadei se stabilește pornind de la numărul de straturi ocupate cu electroni.

Cuprul este poziționat în grupa secundară I B, deoarece completează cu electroni penultimul strat (M)

Prezintă în mod uzual valența I (CuCl) sau II (CuCl2, CuSO4, Cu(OH)2) Valențe: I,

II

STRUCTURA ATOMULUI

POZIȚIA ÎN SISTEMUL PERIODIC.VALENȚA

Cuprul prezintă 29 izotopi. Dintre aceștia, doar izotopii 63Cu și 65Cu sunt stabili,

toți ceilalți fiind radioactivi

CUPRUL

STARE NATURALĂCuprul se găsește atât în stare nativă, cât și în combinații chimice, cum ar fi:o Calcopirită ( CuFeS2 );o Calcozină ( Cu2S );o Cuprit ( Cu2O );o Malachit ( CuCO3*Cu(OH)2 );o Azurit ( 2 CuCO3*Cu(OH)2 ).

CUPRUL

Cariera de la Roșia Poieni – cel mai mare zăcământ de cupru din România

Mina Chuquicamata (Chile), este cea mai mare mină de cupru din lume. Având 850 de metri adâncime, Chuqui este a doua cea mai adâncă mină din lume. De aici s-au extras 29 de milioane de tone de cupru în 2007 și chiar dacă aceasta este exploatată intens de 90 de ani, rămâne una din cele mai mari resurse de cupru din lume.

Compuși în care se găsește cuprul:o Clorură de cupru (II) CuCl2;o Oxid de cupru (II) CuO;o Carbonat de cupru, CuCO3;o Sulfat de cupru, CuSO4;

OBȚINERE CUPRULMinereurile conțin de obicei 2-4%Cu, rareori peste 7%. De aceea, înainte de procedeul de obținere a metalului, este necesară o prăjire parțială, cu aer insuficient. Se obține o zgură formată din sulfură de fier și de cupru, numită mată cuproasă.

Oxidul cupros este transformat în cupru impur prin încălzire:

Cuprul obținut în această reacție are puritatea de 95-98%; Îndepărtarea impurităților se face într-un cuptor cu flacără, sau prin cuprul electrolitic (prin electroliză), obținându-se cupru de puritate aproape maximă, 99,9%.

2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2

2Cu2O = 4Cu + O2

LA SCARĂ INDUSTRIALĂÎN LABORATORIntrodu un cui de fier într-o

eprubetă ce conţine soluţie de sulfat de cupru, cunoscut şi sub denumirea de “piatră vânătă” (CuSO4). Scoate-l apoi după câteva minute.Ce ai observat la suprafaţa cuiului? Repetă apoi experimentul, folosind în locul cuiului o plăcuță de zinc.Ce se observă pe suprafața plăcuței?

Cuiul de fier și plăcuța de zinc s-au acoperit cu un strat roşiatic de cupru (Cu).Ca produși secundari s-au obținut sulfatul de fier (FeSO4), respectiv sulfatul de zinc (ZnSO4).

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu↓Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu↓

O altă metodă de obținere a cuprului este electroliza soluției de sulfat de cupru. Ca

produs final, pe lângă cupru se obține acidul sulfuric.

PROPRIETĂȚI FIZICECuprul prezintă următoarele proprietăţi fizice:

Stare de agregare solidă; Culoare brun – roşiatică, prezintă

luciu metalic; este unul dintre cele trei metale care nu prezintă culoarea gri sau argintiu (alături de aur – galben și osmiu - albastru);

Densitate mare (ρ = 8,96g/cm3 ); Duritate mică (3 pe scara Mohs); Foarte bun conducător termic şi

electric; Maleabil şi ductil; Temperatură de topire mare (1083oC); Formează aliaje (cele mai cunoscute

fiind alama și bronzul)

CUPRUL

Obiecte din alamă (stânga) și bronz (dreapta)

Tablă și sârmă de cupru

Metale colorate: Osmiu(albastru), Aur(galben), și

Cupru(brun roșcat)

Cuprul a fost primul metal folosit de către om la confecționarea uneltelor (perioada eneolitică).Odată cu obținerea bronzului, s-a renunțat la cupru, din cauza durității mici a acestuia.

PROPRIETĂȚI CHIMICE CUPRUL

Adaugă în cinci eprubete ce conțin șpan de cupru în ordine: apă, acid clorhidric diluat, acid clorhidric concentrat, acid sulfuric diluat și acid sulfuric concentrat. Ce observi și ce concluzii poți trage după ce încălzești eprubetele?

REACȚIA CU ACIZII

La rece, în nici una dintre cele 5 eprubete nu are loc o reacție chimică. Înseamnă că acest metal nu înlocuiește hidrogenul din apă sau acizi, reactivitatea sa chimică fiind scăzută.La încălzire, doar acidul sulfuric concentrat atacă cuprul, în urma reacției rezultând sulfat de cupru, dioxid de sulf și apă.

Deoarece rezultă compuși gazoși toxici, experimentele se vor efectua sub nișă sau în

spații foarte bine aerisite!

Cu + H2SO4(conc.) = CuSO4 + SO2 ↑ + H2O

Adaugă, în două eprubete ce conțin cupru în ordine: acid nitric diluat și acid nitric concentrat. Ce observi? Ce se întâmplă dacă încălzești prima eprubetă?

Acidul nitric concentrat din a doua eprubetă atacă cuprul la rece, cu formare de nitrat de cupru, dioxid de azot și apă. Acidul diluat din prima eprubetă atacă cuprul doar la încălzire, formând aceiași produși de reacție

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 +2NO↑ +4H2O

REACȚIA CU OXIGENULCu ajutorul unui clește metalic,

introdu o plăcuță de cupru în flacăra unui bec de gaz. Ce observi?

Introdusă în flacără, plăcuța de cupru colorează flacăra în verde. Se formează oxidul de cupru.

2Cu + O2 = 2CuO

REACȚIA CU SĂRURILE DE ARGINTIntrodu o sârmă de cupru într-un

pahar ce conține nitrat de argint. Ce observi?Pe sârma de cupru se depune argint, iar soluția din pahar se colorează în albastru, datorită celuilalt produs rezultat, nitratul de cupru.

Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 +2Ag

UTILIZĂRI

Statui

CUPRUL

Cabluri și conductor i electrici

MoneziȚevi, tuburi

Radiatoare pentru mașini

Alambicuri

Site

Vase de aramă

Robineți

Tablă

Circuite integrate

Statui

DESCOPERĂ CUPRUL1. Numărul total de izotopi pe care îl are cuprul este:

c) 29b) 27CORECT

!a) 2

GREŞIT!

b) 80a) 88,88 c) 66,67

c) CuCO3

b) CuSO4

a) Cu(NO3)2

a) ruginește

c) pasivează

b) coclește

a) SO2 b) H2c) reacția nu are loc

a) 67,5g c) Reacţia nu are locb) 135g

a) bronzului

c) alamei

b) fontei

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

GREŞIT!

CORECT!

CORECT!

CORECT!

CORECT!

CORECT!

CORECT!

2. Procentul de cupru din oxidul de cupru (I) este:

3. Dintre compușii Cuprului nu prezintă culoarea albastră:

4. La umezeală, cuprul:

5. Când cuprul este atacat de H2SO4 concentrat se degajă:

6. La reacția a 0,5 moli Cu cu HCl, cantitatea de CuCl2 obţinută este:

7. Cuprul nu se foloseşte la fabricarea:

Răspunde celor şapte întrebări şi descoperă cuvântul latin şi numele locului de unde provine denumirea cuprului.

I N S U L A C I P R U

C Y P R UI M

Începând cu anul 1500 î. Hr. grecii și romanii extrăgeau cupru din această insulă situată în Mara Mediterană. Ei au dat metalului roșiatic numele acestei insule.

APLICAȚII CUPRUL

C A L C O Z I N A L

C O L C B A Z U R I

H M C A D M H N C P

C T E R M V C L O S

S T I H C A L A M R

C U P R I T C M C N

F E C L R A S T O C

A T I R I P O C L A

D

T

E

C

N

B

R

C

A

L

A

M

A

A Z U R I T

A T I R I P O C L A C

Z

N

O

R

BC U P R I T

T I H C A L A M

BronzAlama

Calcozină

Calcopirita

Cuprit

AzuritMalachit

Analizează literele înscrise în diagramă și găsește numele a cinci compuși ai cuprului și a două aliaje. Pentru a confirma apasă pe prima literă a denumirii

C A L C O Z I N A

DIAGRAMĂ

ATENȚIE!!! Dacă apeși o literă greșită, vei fi scos din joc!

Citește textul și alege cuvintele potrivite:

Cuprul este un ___________ de culoare

_____________, și prezintă duritatea

___________ pe scara Mohs. Densitatea

cuprului este mai ____________ decât cea a

fierului.

Este un metal ____________ conducător

____________ și ______________ .

metalroșiatic

ă

trei

mare

bun căldură

electricitate

BIBLIOGRAFIE:1. Constantinescu, R., Râpă, M. ”Chimie – manual pentru clasa a VIII-a”, Editura Sigma, București, 20002. Gheorghiu, C., Panait, C., ”Chimie – manual pentru clasa a VIII-a”, EdituraDidactică și Pedagogică, București, 1995

La realizarea materialului s-au folosit imagini de pe site-urile: www.sciencephoto.com, www.wikipedia.org, www.photo-dictionary.com, www.rocas6.tripod.com, www.minerale.home.ro, www.semipretios.ro, www.adevarul.ro, www.mineritinlume.org, www.gensale.ro, www.luanar.wordpress.com, www.kightleys.photoshelter.com, www.robintel.ro, www.agrovingrup.moldagro.md, www.okazii.ro,

VĂ MULȚUMESC!

Realizat de prof. Florin ViuȘcoala Gimnazială ”Ion Lovinescu” RădășeniOctombrie 2012