в какой цвет окисляется медь
Как отличить медь от других металлов
У большинства из нас знания о меди и ее свойствах ограничиваются школьным курсом химии, что на бытовом уровне вполне достаточно. Однако иногда возникает необходимость достоверно определить, является ли материал чистым элементом, сплавом или даже композитным материалом. Мнение, что эта информация нужна лишь тем, кто занимается приемом или сдачей металлолома, ошибочно: к примеру, на форумах радиолюбителей и очень часто поднимаются темы, как отличить медь в проводах от омедненного алюминия.
Коротко об элементе №29
Чистая медь (Cu) – золотисто-розовый металл, обладающий высокой пластичностью, тепло- и электропроводностью. Химическую инертность в обычной неагрессивной среде обеспечивает тончайшая оксидная пленка, которая придает металлу интенсивный красноватый оттенок.
Главное отличие меди от других металлов – окраска. На самом деле окрашенных металлов не так много: внешне похожи лишь золото, цезий и осмий, а все элементы, входящие в группу цветных металлов (железо, олово, свинец, алюминий, цинк, магний и никель) обладают серым цветом с различной интенсивностью блеска.
Абсолютную гарантию химического состава любого материала можно получить лишь с помощью спектрального анализа. Оборудование для его проведения очень дорогое, и даже многие экспертные лаборатории могут о нем лишь мечтать. Однако, существует немало способов, как отличить медь в домашних условиях с высокой долей вероятности.
1. Определение по цвету
Итак, перед нами кусок неизвестного материала, который необходимо идентифицировать как медь. Упор на термин «материал», а не «металл», сделан специально, так как в последнее время появилось немало композитов, которые по внешним признакам и тактильным ощущениям очень похожи на металлы.
В первую очередь рассматриваем цвет. Это желательно делать при дневном свете или «теплом» светодиодном освещении (под «холодными» светодиодами красноватый оттенок меняется на желто-зеленый). Идеально, если для сравнения есть медная пластинка или проволока – в этом случае ошибка в цветовосприятии практически исключена.
Важно: старые медные изделия могут быть покрыты окислившимся слоем (зеленовато-голубым рыхлым налетом): в этом случае цвет металла нужно смотреть на срезе или спиле.
2. Определение магнитом
Совпадение по цвету – достоверный, но не достаточный способ идентификации. Вторым шагом самостоятельных экспериментов будет проба с магнитом. Химически чистая медь относится к диамагнетикам – т.е. к веществам, не реагирующим на магнитное воздействие. Если исследуемый материал притягивается к магниту, то это – сплав, в котором содержание основного вещества не более 50%. Однако, даже если образец не среагировал на магнит, радоваться рано, поскольку нередко под медным покрытием спрятана алюминиевая основа, которая тоже не магнитится (исключить подобное можно с помощью надпиливания или среза).
3. Определение по реакции на пламя
Еще один способ распознать медь – раскалить образец на открытом огне (газовая плита, зажигалка или обычная спичка). Медная проволока при накаливании сначала потеряет блеск, а затем окрасится в черно-бурый цвет, покрывшись оксидом. Этим способом можно отсечь и композитные материалы, которые при накаливании начинают дымить с образованием газа с резким запахом.
4. Определение посредством химических экспериментов
Показательной является реакция с концентрированной азотной кислоты: если последнюю капнуть на поверхность медного изделия, произойдет окрашивание в зелено-голубой цвет.
Качественной реакцией на медь является растворение в соляной кислоте с последующим воздействием аммиаком. Если медный образец оставить в растворе HCl до полного или частичного растворения, а потом капнуть туда обычный аптечный нашатырный спирт, раствор окрасится в интенсивно синий цвет.
Важно: работа с химическими реактивами требует соблюдения мер предосторожности. Самостоятельные эксперименты нужно проводить в хорошо проветриваемом помещении с применением средств индивидуальной защиты (резиновые перчатки, фартук, очки).
Как различить медь и сплавы на ее основе?
В промышленности широко распространены медные сплавы. За многие годы исследований удалось получить немало материалов с уникальными свойствами: высокой пластичностью, электропроводностью, химической стойкостью, прочностью (все зависит от легирующих добавок). Самыми распространенными являются бронзы (с добавкой олова, алюминия, кремния, марганца, свинца и бериллия), латуни (с добавлением 10-45% цинка), а также медно-никелевые сплавы (нейзильбер, мельхиор, копель, манганин).
Сложность в плане идентификации представляют лишь бронзы и латуни, поскольку медно-никелевые сплавы значительно отличаются цветом из-за низкого содержания меди.
Медь или латунь?
В латуни может содержаться от 10 до 45% цинка – металла серебристо-серого цвета. Естественно, чем больше цинка, тем бледнее сплав. Однако, высокомедные латуни, в которых количество добавок не превышает 10%, мало отличаются по цвету от медного образца. В этом случае остается лишь доверять своим ощущениям: латунь намного тверже, труднее поддается изгибу (для большей достоверности желательно сравнение с эталонным образцом). Можно попробовать снять стружку: медная будет иметь форму завитка, латунная – прямолинейную, игольчатую. При помещении образцов в раствор соляной кислоты реакции с медью не наблюдается, а на поверхности латуни образуется белый налет хлорида цинка.
Медь или бронза?
Можно также поэкспериментировать с горячим солевым раствором (200 г поваренной соли на 1 литр воды). Медный образец через 10-15 минут приобретет более интенсивный оттенок, чем бронзовый.
Для тех, кто знаком с электротехникой
Очень часто в качестве лома цветных металлов сдаются медные жилы от электрических кабелей, и нередки случаи, когда при производстве электротехнической продукции используется медненый алюминий. Этот материал имеет значительно меньшую плотность, но из-за неправильной геометрической формы определить объем для расчета плотности довольно сложно. В этом случае определить медь можно по электрическому сопротивлению (естественно, при наличии соответствующих приборов – вольтметра, амперметра, реостата). Измеряем сечение и длину жилы, снимаем показания приборов, и – закон Ома вам в помощь. Удельное сопротивление – достаточно точная характеристика, по которой можно с высокой долей достоверности идентифицировать любой металл.
Заключение
Точно определить качество медного лома или содержание основного вещества в сплаве можно только после проведения экспертизы: все вышеприведенные методы являются приблизительными. Если рассматривать ценообразование при покупке металлолома, то дороже всего стоит электротехническая медь, самые дешевые – сплавы латунной группы. Окончательную стоимость сделки можно уточнить у менеджеров компаний, занимающихся скупкой лома цветных металлов.
Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно
Как протекает коррозия меди в атмосферных условиях? Чем вызвано образование зеленого налета на медных изделиях после длительного пребывания на воздухе? Чем можно объяснить преобразование зеленого в черный налет после нагревания меди?
Решение задачи
Рассмотрим, как протекает коррозия меди в атмосферных условиях.
В зависимости от состава среды и еще многих факторов на медной поверхности в атмосфере сначала образуется очень тонкая защитная пленка, состоящая с оксидов меди и ее чистой закиси. Время образования этой пленки может достигать нескольких лет. Поверхность немного темнеет, становится коричневатой. Иногда пленка может быть почти черного цвета (во многом зависит от состава коррозионной среды). После образования оксидного слоя на поверхности начинают скапливаться соли меди, имеющие зеленоватый оттенок. Коррозия меди
Образующийся оксид меди и соли называют еще патиной. Цвет патины колеблется от светло-коричневого, до черного и зеленого. Цвет патины зависит от качества обработки поверхности, состава самого металла и среды, времени контакта с коррозионной средой (от внутренних и внешних факторов). Коррозия меди. Закись меди – красно-коричневого цвета, окись – черного. Голубые, зеленые, синие и другие оттенки патины обуславливаются различными медными минералами (сульфаты, карбонаты, хлориды и др.). Патина по отношению к основному металлу нейтральна, т.е. не оказывает на медь вредного влияния (кроме хлористой меди). Соли и оксиды, формирующие патину, нерастворимы в воде и обладают естественными декоративными, защитными свойствами по отношению к поверхности меди. Коррозия меди
В атмосферных условиях, под действием кислорода медь окисляется, в результате чего образуется оксид меди (I) (закись меди):
Цвет этого соединения коричнево-красный.
При дальнейшей оксидации образуется чёрный оксид меди (II):
Коррозия меди. Электроны двигаются от меди к кислороду.
Вывод: происходит окисление меди и на поверхности изделия образуется оксидная пленка.
Эти соединения защищают металл, но лишь в том случае, если оксидная плёнка не повреждена другими включениями. При этом оксид меди (II) является наиболее устойчивым.
Влажность и углекислый газ после длительного пребывания на воздухе вызывают образование зеленого налета на медных изделиях – карбаната меди и гидрооксида меди (смесь их называется малахитом):
После нагревания меди преобразование зеленого в черный налет обусловлено разложением малахита (зеленый) и получением оксида меди (II) (черный):
Чем обработать медь от окисления: эффективные средства + способы защиты
Отправим материал на почту
Области техники, связанные с электроэнергией, не обходятся сегодня без применения меди. Этот металл характеризуется низким удельным сопротивлением, что привело к её использованию в изготовлении двигателей и проводов. Меди нашли и бытовое применение. Из неё производят высококачественную посуду и элементы декора.
Почему медь окисляется
Цвет металла, которого не коснулся процесс окисления, варьируется от золотисто-розового до красно-золотистого. С течением времени медные изделия покрываются налетом зеленого цвета разной степени яркости.
Причины появления оксидной пленки:
Влияние воды
Жидкость способна разрушать металл, поэтому медь также подвержена коррозии вследствие влияния воды. Кислород, содержащийся в жидкости, ускоряет разрушительный процесс. Количество кислорода прямо пропорционально скорости появления коррозии. Вода с низким уровнем кислотности и наличие ионов хлора провоцируют разрушение меди, которое может протекать точечно или ударно.
Металл защищается от коррозии оксидной пленкой, которая не допускает разъедание структуры меди. Патина сохраняет поверхность от разрушения. Оксидная пленка проявляется спустя 2 месяца непрерывного контакта с жидкостью. Такое покрытие бывает:
Медь широко применяется при изготовлении трубопроводов. Наличие примесей цинка, алюминия и железа в жидкости, имеющей контакт с медными трубами, ускоряет процесс разрушения. Сохранить целостность металла поможет нанесение слоя олова на медную поверхность.
Основные правила ухода за изделиями из меди
Как защитить медь от окисления
Характерный золотисто-красный оттенок меди сохранится только в случае нанесения защитного слоя в виде лака.
Кислород провоцирует окислительные процессы, в результате которых металл обретает коричневый оттенок. Патина зеленоватого тона подлежит растворению, поскольку под этим слоем скрывается медь.
Медные фасады на зданиях теряют внешний вид из-за осадков. Растворимые соли меди, которые все чаще встречаются в окружающей среде, выпадают с дождями и снегом. Предотвратить загрязнение фасадов можно путем нанесения консервирующего состава с соблюдением предварительной очистки.
Соляная кислота в виде 10%-ого спиртового раствора используется для очищения медных изделий. Жидкость наносят на поверхность, тщательно полируют мягкой тканью до появления металлического блеска и смывают остатки кислоты водой.
При работе с соляной кислотой следует соблюдать правила безопасности:
Видео описание
Простой и эффективный способ очистки меди.
После обработки кислотой металл просушивают и покрывают защитным материалом. Двухкомпонентный акриловый лак, применяемый автомобилистами, отлично подходит в качестве защитного слоя. Бесцветную жидкость применяют в пропорции с растворителем 3:1 или 2:1 в зависимости от вида. Добавление 10-15%-ого разбавителя обеспечит хорошее нанесение на металл. Недостатком такой обработки считается высокая стоимость лака. «Замедленный» отвердитель увеличит скорость высыхания защитного покрытия.
Однокомпонентные акриловые лаки не отличаются высокой стойкостью. Для внутренних работ применяют комбинированный нитролак. Хорошо зарекомендовал себя производитель «Zapon». Использование лака на искусственных смолах недопустимо при работе с данным металлом, так как в результате обработки вырабатывается соль зеленого цвета. Лаковое покрытие прослужит дольше, если наносить на поверхность не менее трех слоев. Каждое нанесение сопровождается сушкой предыдущего слоя в течение одного дня.
Как очистить медь от зеленого, черного и белого налета?
Придать металлу характерный цвет можно с помощью подручных средств либо специальных растворов. Существуют следующие способы:
Народные средства
Продукты, которые найдутся в любом доме, могут использоваться для придания медным изделиям первоначального вида.
Чистка меди нашатырным спиртом
Меловая крошка и бесцветная жидкость с резким запахом помогут придать медной посуде и украшениям былой блеск. Мел полирует и устраняет загрязнения. После очистки достаточно удалить остатки эмульсии с поверхности.
Вазелиновое масло
Вещество подойдет для очищения предметов небольшого размера. Для этого необходимо нагреть вазелиновое масло на плите, довести до состояния кипения и оставить на небольшом огне. В кипящую жидкость окунают, например, медную монету и кипятят. Под воздействием высоких температур оксидная пленка, ржавчина и потемнения растворятся. Снять остатки масла с изделия поможет этиловый спирт.
Видео описание
Как очистить медь: простой и дешёвый способ.
Содовый раствор
Изделия из меди можно очищать при помощи раствора пищевой соды. Смесь готовят, соединяя 5 столовых ложек воды с 2 столовыми ложками соды, и наносят приготовленную кашицу на медные изделия. Очистка происходит в емкости, в которую полностью погружены предметы. Длительность процесса зависит от степени загрязнения и может достигать двух недель. Воздействие щетки ускорит очищение поверхности меди. После окончания процедуры вещи промываются водой и просушиваются.
Сушка предметов может происходить в специальном сушильном шкафу при температуре близкой к 100°С. В домашних условиях для просушки медных предметов используют бумажные полотенца. Мягкая структура полотенец не нанесет царапины на поверхность старинных изделий, а сложенная в несколько слоев подложка сверху и снизу обеспечит одновременное впитывание влаги. Чтобы исключить образование оксидной пленки на поверхности меди, применяют натирание изделий газетными листами с черно-белой печатью.
«Кока-Кола»
Оригинальный способ очистки для ценителей медных украшений может предложить известный напиток. Газированная шипучка с ортофосфорной кислотой в составе легко справляется с любым налетом. Для удаления пятен стеклянную емкость наполняют «Кока-Колой» и погружают в нее необходимый предмет. Через несколько дней загрязнения исчезнут, а медное изделие приобретет прежний вид. Ускорить процесс очищения можно воздействием небольших температур. В качестве источника тепла можно использовать батарею.
Чистка меди ортофосфорной кислотой
Устранить результат окисления металла поможет раствор ортофосфорной кислоты. 15-30%-ой жидкостью намазывают изделие при помощи кисти, пульверизатора либо полностью опускают в кислоту. Через несколько минут следы ржавчины исчезнут. При необходимости процедуру повторяют, а остатки раствора и загрязнений снимают мягкой тканью.
Цитрусовые
Пятна и оксидный налет можно устранить натиранием мякотью цитрусового фрукта. По окончании процесса достаточно промыть изделие под проточной водой.
Лимонный сок
Тряпка, смоченная в соке лимона – отличный способ очистки меди привычными в быту средствами.
Чистка кетчупом
Томаты содержат в составе достаточное количество кислот, способных устранить пятна на медных предметах и вернуть им характерный цвет. Чтобы избавиться от темного налета на поверхности, достаточно нанести томатную пасту или кетчуп на металлическое изделие. Через час можно удалить остатки грязи хлопковой тканью.
Амидосерная кислота
Едкая жидкость, нанесенная на тряпку, способна бороться с черным налетом на медных предметах. Процесс очистки сопровождается натиранием поверхности до момента полного устранения пятен.
Механические способы чистки
Стойкие загрязнения могут потребовать применения контролируемого механического вмешательства.
Для этого способа очистки соблюдают следующие шаги:
Сода и соль в качестве абразивов используются для удаления трудных загрязнений. Натирание проходит с применением хлопчатобумажной ткани.
Заключение
Придать медным изделиям металлический блеск можно при помощи веществ, которые присутствуют в каждом доме. Своевременная очистка и соблюдение условий хранения сохранят внешний вид предметов.
Причины коррозии меди.
Коррозия меди — это процесс спонтанного разрушения данного металла в результате различных видов воздействия окружающей среды. Здесь нельзя применить такое понятие, как ржавление, которое привычно для описания данного процесса с железом. Причиной коррозии любых металлов служит термодинамическая неустойчивость материала к воздействию активных веществ, находящихся в воздухе. Скорость коррозии меди напрямую зависит от изменения температуры. При увеличении температуры на 100 °С темпы протекания реакции возрастают в несколько раз.
Свойства меди
Медь — это переходный элемент с ярко выраженными пластическими свойствами. Имеет золотистый цвет, а при отсутствии оксидной пленки — с добавлением розового. Это первый металл, который начал использовать человек. Латинское наименование элемента Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где в древности медь добывалась. Второе название — Aes, в переводе с латыни означает «руда» или «рудник».
Коррозионные свойства
Поскольку материал не является химически активным элементом, коррозия меди практически не происходит при взаимодействии с воздухом, пресной и морской водой.
В сухом воздухе образуется тонкая оксидная пленка, толщина которой составляет около 50 нм. В пресной воде скорость коррозии металла составляет 0,05–0,25 мм/год. Однако при содержании в жидкости аммиака, сероводорода, хлоридов и некоторых других примесей интенсивность коррозионного процесса возрастает.
В морской воде коррозия меди незначительна, и интенсивность ее соизмерима с разрушением в пресной. Однако при увеличении скорости движения среды возникает ударная коррозия, что приводит к повышению скорости процесса. Коррозия меди существенно зависит от температуры, и при возрастании последней скорость разрушения увеличивается.
Медь является единственным материалом, который не подвержен обрастанию водорослями, так как ее ионы губительно действуют на них. В почве, насыщенной микроорганизмами, скорость коррозионных процессов заметно возрастает. Интенсивность их протекания напрямую зависит от pH грунта. Чем больше отклонение значения показателя от нейтрального, тем быстрее происходит коррозия металла. Влияние микроорганизмов на процесс разрушения обуславливается выделением сероводорода в результате их жизнедеятельности.
Продукты почвенной коррозии элемента отличаются от атмосферной, имеют более сложный состав и структуру.
При очень длительном нахождении медных предметов в почве они превращаются в рыхлую массу светло-зеленого цвета, при непродолжительном — покрываются незначительным слоем патины, которая легко удаляется при очистке.
Коррозия меди, покрытой слоем олова (луженой), практически отсутствует. При качественном лужении она прекрасно служит под воздействием града и снега, становится нечувствительной к перепаду температур. Срок службы таких материалов составляет около 100 лет. При этом не теряются первоначальные свойства. Со временем цвет не изменяется, а остается первоначальным — серебристо-металлическим. Луженая медь прекрасно показала себя в качестве кровельного материала. Ведь не зря купола многих храмов покрывают именно этим материалом.
Из-за высокой коррозионной устойчивости к воздействию многих агрессивных сред медь нашла широкое применение в химической промышленности.
В гальванической паре она является катодом для большинства металлов и сплавов и в результате электрохимических процессов при контакте с ними вызывает их ускоренную коррозию.