Měď

Vydáno: 16. 12. 2013; Poslední aktualizace: 01. 07. 2022; Autor: Zdeněk Moravec

Měď je načervenalý, kovový prvek, který je znám a používán již od starověku. První známky o využívání mědi člověkem pocházejí z období 5000 – 4000 let př.n.l. V přírodě ji nacházíme např. v malachitu.

Atomové číslo29Počet stabilních izotopů2
Atomová hmotnost63,546Elektronová konfigurace[Ar] 3d10 4s1
Teplota tání [°C]1084,62Teplota varu [°C]2562
Elektronegativita1,90Hustota [g.cm-3]8,94

Velká část mědi se získává recyklací, z přírodních zdrojů se využívají hlavně sulfidické rudy, např. chalkocit (Cu2S) nebo chalkopyrit (CuFeS2). Ty se praží na vzduchu, čímž dochází k částečné oxidaci:

2 Cu2S + O2 → 2 Cu2O + SO2

Oxid je poté redukován sulfidem za vzniku surové mědi, uvolněný oxid siřičitý se využívá při výrobě kyseliny sírové.

2 Cu2O + Cu2S → 6 Cu + SO2

Surová měď se následně čistí elektrolýzou, jako elektrolyt slouží modrá skalice, CuSO4.5H2O.

Využití

Měděné vodiče

Měď je velmi důležitá pro konstrukci vodičů elektrického proudu, využívá se již od 20. let 18. století. V současnosti (2017) se s měděnými kabely můžeme potkat při výrobě elektrické energie, jejím přenosu, v telekomunikační technice, elektronických obvodech a mnoha dalších aplikacích.

Měděný koaxiální kabel
Měděný koaxiální kabel. Zdroj: Averse/commons

Měď má nejvyšší elektrickou vodivost z běžných kovů: 16,78 nΩ·m při 20 °C.

Chemické vlastnosti

Měď se nerozpouští v neoxidujících kyselinách bez přítomnosti vzduchu, jedinou výjimkou je horká koncentrovaná kyselina sírová s níž reaguje podle rovnice:

Cu + 2 H2SO4 → SO2 + CuSO4 + 2 H2O

Měď vytváří sloučeniny v oxidačních číslech 0, I, II, III a IV.

Sloučeniny v oxidačním čísle 0 jsou většinou nestabilní, příkladem může být [Cu2(CO)6], který byl izolován v matrici.[5]

Sloučeniny v oxidačním čísle I, mědné sloučeniny, jsou poměrně běžné a mají značný význam. Ion Cu+ má v nich konfiguraci d10, tzn. že jsou diamagnetické a ve většině případů bezbarvé. Je to měkká kyselina, takže se ochotně váže s měkkými zásadami, např. sírou a fosforem, ale známy jsou i komplexy s kyslíkem a dusíkem jako donorovými atomy.

V oxidačním stavu II má měď konfiguraci d9, z toho důvodu se v měďnatých sloučeninách uplatňuje, v různé míře Jahn-Tellerův efekt. Příkladem může být ion [Cu(bpy)3]2+, kde jsou čtyři vazby Cu-N stejně dlouhé a zbylé, axiální, dvě jsou delší.[6] Měďnatý ion v komplexních sloučeninách má koordinační číslo v rozmezí 4-6.

Struktura komplexů M(bpy)3. Zdroj: Choij/commons

Ve vysokoteplotních supravodičích typu YBCO se setkáváme s mědí v oxidačním čísle III, obecný vzorec je YBa2Cu3O7-x (x = 0-1). Další známé sloučeniny jsou např. Cs3[CuF6], KCuO2.

Oxidační číslo IV nacházíme u mědi vzácně, lze jej dosáhnout např. fluorací CsCuCl3 při 250 °C, která poskytuje červenou sloučeninu Cs2CuF6. Měď má v tomto komplexu konfiguraci d7 a oktaedr je deformován vlivem Jahn-Tellerova efektu.

2 CsCuCl3 + 2 CsF + 5 F2 → 2 Cs2CuF6 + Cl2

Modrá skalice

Jako modrá skalice se označuje pentahydrát síranu měďnatého, CuSO4 . 5 H2O, který krystaluje jako modrá látka. V bezvodém stavu je bílý. Používá se jako herbicid a fungicid.

Dehydratace modré skalice probíhá ve dvou krocích, jak je vidět z termogravimetrické křivky:

Termogravimetrická křivka termického rozkladu modré skalice

Modrou skalici nelze připravit přímou reakcí mědi s kyselinou sírovou. Elektrodový potenciál mědi je kladný (+0,34 V), proto nedokáže vytěsnit vodík z neoxidující kyseliny. Přípravu lze provést reakcí s koncentrovanou kyselinou sírovou za horka. Nejprve dochází k oxidaci a následně ke vzniku síranu:

Cu + H2SO4 → CuO + SO2 + H2O
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Celková rovnice je tedy:

Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O

Alternativní možností je využití kyseliny dusičné k oxidaci:

Cu + 2 HNO3 → CuO + 2 NO + H2O
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Biochemie

Měď je součástí hemocyaninu, bílkoviny, která má u některých měkýšů podobnou funkci jako hemoglobin u savců. Obsahuje dva ionty mědi, v oxidovaném stavu jde o měďnaté ionty, v redukovaném o měďné. Také se nachází v superoxid dismutázách, kde slouží k přeměně toxického superoxidu na méně toxický peroxid, který je následně rozkládán dalšími enzymy.

Hemocynin. Zdroj: Commons

Dospělý člověk má v těle přibližně 1,4-2,1 mg mědi na kilogram hmotnosti, kterou je potřeba doplňovat stravou.

NMR

Standardem je roztok [Cu(CH3CN)4][ClO4].

63Cu NMR

Toto jádro se měří častěji, protože je citlivější než 65Cu, ale poskytuje mírně širší signály.

Spin3/2
Zastoupení v přírodě69,17 %
Jaderný magnetický moment+2,22329
Rozsah chemických posunů-300 až 800 ppm
Relativní citlivost k 1H0,0650
Relativní citlivost k 13C382

65Cu NMR

Méně citlivé jádro než 63Cu, ale poskytuje užší signály.

Spin3/2
Zastoupení v přírodě30,83 %
Jaderný magnetický moment+2,38167
Rozsah chemických posunů-300 až 800 ppm
Relativní citlivost k 1H0,0354
Relativní citlivost k 13C208

Odkazy

  1. Měď na české wikipedii
  2. Měď na anglické wikipedii
  3. Copper NMR
  4. Origin of the Exotic Blue Color of Copper-Containing Historical Pigments
  5. Huber, H.; Kündig, E.P.; Moskovits, M.; Ozin, G.A. J. Am. Chem. Soc. 197497, 2097-2106. DOI: 10.1021/ja00841a017
  6. Wolciechowska, A.; Pietraszko, A.; Bronowska, W.; Staszak, Z.; Jeziersk, J. ; Cieslak-Golonka, M. Polyhedron 201029, 2574-2581. DOI: 10.1016/j.poly.2010.06.003

Navigace

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

3 Replies to “Měď”

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..