Đồng (Cu): tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

I. Định nghĩa

- Đồng là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Cu và số nguyên tử bằng 29. Đồng là kim loại dẻo có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Nó được sử dụng làm chất dẫn nhiệt và điện, vật liệu xây dựng, và thành phần của các hợp kim của nhiều kim loại khác nhau.

- Kí hiệu: Cu

- Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ hay [Ar]3d¹⁰4s¹.

- Số hiệu nguyên tử: 29

- Khối lượng nguyên tử: 64 g/mol

- Vị trí trong bảng tuần hoàn

   + Ô: số 29

   + Nhóm: IB

   + Chu kì: 4

- Đồng vị: ⁶³Cu, ⁶⁴Cu, ⁶⁵Cu.

- Độ âm điện: 1,9

II. Tính chất hóa học

- Là kim loại kém hoạt động, có tính khử yếu.

Tác dụng với phi kim:

- Cu phản ứng với oxi khi đun nóng tạo CuO bảo vệ nên Cu không bị oxi hoá tiếp tục.

- Khi tiếp tục đun nóng tới (800-1000^oC)

- Tác dụng với Cl2, Br2, S...

Tác dụng với axit:

- Cu không tác dụng với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng.

- Khi có mặt oxi, Cu tác dụng với dung dịch HCl, nơi tiếp xúc giữa dung dịch axit với không khí.

2Cu + 4HCl + O₂ → 2CuCl₂ + 2 H₂O

- Với HNO₃, H₂SO₄ đặc :

Cu + 2H₂SO₄ đ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O

Cu + 4HNO₃ đ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃ loãng → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Tác dụng với dung dịch muối:

- Khử được ion kim loại đứng sau nó trong dung dịch muối.

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

III. Tính chất vật lí & nhận biết

1. Tính chất vật lí:

- Là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và tráng mỏng.

- Dẫn điện và nhiệt rất cao (chỉ kém hơn bạc). D = 8,98g/cm³; t⁰nc= 1083^oC

2. Nhận biết

- Đơn chất đồng có màu đỏ, các hợp chất của đồng ở trạng thái dung dịch có màu xanh đặc trưng.

- Hòa tan Cu vào dung dịch HNO₃ loãng, thấy thu được dung dịch có màu xanh lam, thoát ra khí không màu hóa nâu trong không khí (NO).

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

IV. Trạng thái tự nhiên

- Hầu hết đồng được khai thác hoặc chiết tách ở dạng đồng sunfua từ các mỏ đồng. Khai thác lộ thiên chứa từ 0,4 đến 1,0% đồng.

V. Điều chế

- Xuất phát từ việc tinh chế quặng đồng

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

2Cu₂O → 4Cu + O₂

VI. Ứng dụng

- Dựa vào tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt, bền của đồng và hợp kim:

1. Đồng thau : hợp kim Cu-Zn, có tính cứng và bền hơn Cu, dùng chế tạo chi tiết máy.

2. Đồng bạch : hợp kim Cu-Ni, có tính bền, đẹp, không bị ăn mòn trong nước biển, dùng trong công nghiệp tàu thủy.

3. Đồng thanh : hợp kim Cu-Sn, dùng chế tạo máy móc, thiết bị.

4. Hợp kim Cu-Au : dùng để trang trí.

VII. Các hợp chất quan trọng của Đồng

   - Đồng (II) oxit: CuO

   - Đồng(II) hiđroxit: Cu(OH)₂

   - Muối Cu(II): CuCl₂, CuSO₄, Cu(NO₃)₂.....