CUPRUL

1. CUPRUL

2. CUPRUL ATOMII DE CUPRU STRUCTURA ATOMULUI Numărul atomic Z = 29 Numărul de masă A = 64 Simbolul chimic: Cu Mol de atomi: 64g C conțin NA = 6,023 * 1023 atomi GENERALITĂȚI Cupru Nucleu Protoni (p+) – 29 Neutroni (n0) - 35 K – 2 L – 8 M – 18 N - 1 Înveliș electronic Electroni (e-) - 29 Cuprul prezintă 29 izotopi. Dintre aceștia, doar izotopii63Cu și 65Cu sunt stabili, toți ceilalți fiind radioactivi POZIȚIA ÎN SISTEMUL PERIODIC.VALENȚA 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) Perioada: 4 Grupa I B Valențe: I, II

3. CUPRUL • Cuprul se găsește atât în stare nativă, cât și în combinații chimice, cum ar fi: • Calcopirită ( CuFeS2 ); • Calcozină ( Cu2S ); • Cuprit ( Cu2O ); • Malachit ( CuCO3*Cu(OH)2 ); • Azurit ( 2 CuCO3*Cu(OH)2 ). STARE NATURALĂ • Compuși în care se găsește cuprul: • Clorură de cupru (II) CuCl2; • Oxid de cupru (II) CuO; • Carbonat de cupru, CuCO3; • Sulfat de cupru, CuSO4; 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.

4. CUPRUL LA SCARĂ INDUSTRIALĂ ÎN LABORATOR Minereurile 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 fierși 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%. OBȚINERE Introdu 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? 2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2 2Cu2O = 4Cu + O2 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.

5. CUPRUL • Cuprul 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) PROPRIETĂȚI FIZICE Obiecte din alamă (stânga) și bronz (dreapta) Tablă și sârmă de cupru 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. Metale colorate: Osmiu(albastru), Aur(galben), și Cupru(brun roșcat)

6. CUPRUL REACȚIA CU ACIZII REACȚIA CU OXIGENUL Deoarece rezultă compuși gazoși toxici, experimentele se vor efectua sub nișă sau în spații foarte bine aerisite! Cu ajutorul unui clește metalic, introdu o plăcuță de cupru în flacăra unui bec de gaz. Ce observi? PROPRIETĂȚI CHIMICE 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? Introdusă în flacără, plăcuța de cupru colorează flacăra în verde. Se formează oxidul de cupru. 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. • 2Cu + O2 = 2CuO REACȚIA CU SĂRURILE DE ARGINT Introdu o sârmă de cupru într-un pahar ce conține nitrat de argint. Ce observi? • 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? Pe sârma de cupru se depune argint, iar soluția din pahar se colorează în albastru, datorită celuilalt produs rezultat, nitratul de cupru. 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 • Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 +2Ag

7. CUPRUL UTILIZĂRI Statui Radiatoare pentru mașini Tablă Vase de aramă Site Monezi Circuite integrate Țevi, tuburi Statui Cabluri și conductor i electrici Robineți Alambicuri

8. CUPRUL Răspunde celor şapte întrebări şi descoperă cuvântul latin şi numele locului de unde provine denumirea cuprului. 1. Numărul total de izotopi pe care îl are cuprul este: DESCOPERĂ a) 2 GREŞIT! b) 27 GREŞIT! CORECT! c) 29 2. Procentul de cupru din oxidul de cupru (I) este: a) 88,88 CORECT! b) 80 GREŞIT! GREŞIT! c) 66,67 3. Dintre compușii Cuprului nu prezintă culoarea albastră: a) Cu(NO3)2 GREŞIT! b) CuSO4 GREŞIT! c) CuCO3 CORECT! 4. La umezeală, cuprul: a) ruginește GREŞIT! b) coclește CORECT! c) pasivează GREŞIT! 5. Când cuprul este atacat de H2SO4 concentrat se degajă: C Y P R I U M CORECT! a) SO2 GREŞIT! b) H2 c) reacția nu are loc GREŞIT! I N S U L A C I P R U 6. La reacția a 0,5 moli Cu cuHCl, cantitatea de CuCl2 obţinută este: 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. a) 67,5g GREŞIT! GREŞIT! b) 135g c) Reacţia nu are loc CORECT! 7. Cuprul nu se foloseşte la fabricarea: GREŞIT! a) bronzului CORECT! b) fontei GREŞIT! c) alamei

9. CUPRUL DIAGRAMĂ 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 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 ______________ . APLICAȚII mare metal electricitate roșiatică bun căldură trei C C A A A L L C C O O Z Z I I N N A A L D C O L L C B A A Z Z Z U U R R I I T T H M C A A D M H N N C P E C T E R M M V C L O O S C S T T I I H H C C A A A L L A A M M R R N C C U U P P R R I I T T C M C N B B F E C L R A S T O C R A A T T I I R R I I P P O O C C L L A A C C ATENȚIE!!! Dacă apeși o literă greșită, vei fi scos din joc! Calcopirita Malachit Azurit Calcozină Cuprit Alama Bronz

10. VĂ MULȚUMESC! BIBLIOGRAFIE: 1. Constantinescu, R., Râpă, M. ”Chimie – manual pentru clasa a VIII-a”, Editura Sigma, București, 2000 2. 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, Realizat de prof. Florin Viu Școala Gimnazială ”Ion Lovinescu” Rădășeni Octombrie 2012