đồng Trong Hóa Học

Đồng là một nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học. Trong chương trình hóa phổ thông, đồng là nguyên tố mà các em gặp thường xuyên trong các bài tập, đề thi. Hiểu rõ đồng cũng là cách để giúp các em giải bài tập và làm đề thi tốt hơn. Tìm hiểu kỹ hơn về nguyên tố đồng trong bảng tuần hoàn hóa học với thông tin được Admin chia sẻ trong bài viết dưới đây nhé!

Nguyên tố đồng là gì?

Đồng (Cu) có tên gọi tiếng Anh là Copper là nguyên tố thứ 29 trong bảng tuần hoàn hóa học. Đồng là một kim loại có tính dẻo, khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Đồng có màu cam đỏ đặc trưng. Đồng và hợp kim của đồng đã được con người phát triển từ cách đây hàng nghìn năm. Nó được đưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống.

Nguyên tố đồng là gì?

Thông tin chi tiết về nguyên tố đồng (Cu):

• Ký hiệu hóa học: Cu
• Tên Latin: Cuprum
• Số hiệu nguyên tử: 29
• Chu kỳ: 4
• Nhóm nguyên tố: IB (Kim loại chuyển tiếp)
• Nguyên tử khối tương đối: 63,546 (~64)
• Số oxi hóa: 1, 2, 3
• Độ âm điện: 1,9
• Cấu hình electron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
• Trạng thái tự nhiên: Rắn
• Khối lượng riêng: 8,96 g/cm3
• Nhiệt độ sôi: 2567 0C
• Nhiệt độ nóng chảy: 1084,5 0C
• Bán kính nguyên tử: 145 pm
• Bán kính cộng hóa trị: 138 pm
• Nhiệt dung riêng: 0,385 J K-1g-1
• Độ dẫn điện: 401 W m-1K-1
• Thời điểm khám phá: Từ thời cổ đại
• Độ cứng theo thang Mohs: 3,0
• Điện dẫn suất: 6,07.107
• Điện trở suất: 0,0169.10-6Ω.m
• Mô đun Young: 130 GPa
• Mô đun cắt: 48 GPa
• Đồng vị bền: 2
• Đồng vị không bền: 9
• Năng lượng ion hóa bậc 1: 7,7264 eV
• Năng lượng ion hóa bậc 2: 20,292 eV
• Năng lượng ion hóa bậc 3: 36,83 eV

Hóa trị của đồng là bao nhiêu?

Hóa trị của đồng (Cu) thường là +2 và +1. Hóa trị +2 phổ biến hơn trong hợp chất với Monkim, trong khi hóa trị +1 phổ biến hơn trong các hợp chất hữu cơ của đồng, chẳng hạn như CupriClorua (CuCl2). Tuy nhiên, đồng cũng có thể có các hóa trị khác như +3 và +4 trong một số hợp chất không phổ biến.

Các tính chất của đồng (Cu)

Các tính chất vật lý, hóa học của Đồng (Cu) chi tiết như sau:

Các tính chất của đồng (Cu)

Tính chất vật lý của đồng

Đồng là một kim loại có tính chất đặc trưng. Nó có màu đỏ, dẻo và có khả năng kéo dãn thành sợi mỏng. Đồng là một trong những kim loại dẻo nhất, và nó cũng là một chất dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, chỉ sau bạc. Với khối lượng riêng là 8,98 g/cm3 và điểm nóng chảy là 1083 0C, đồng có những tính chất vật lý đáng chú ý.

Khi đồng bị tạp chất pha trộn, khả năng dẫn điện của nó sẽ giảm dần. Tuy nhiên, các hợp kim của đồng thường có độ ổn định khá tốt.

Khi đồng tiếp xúc với không khí, nó sẽ có màu đỏ cam và sau đó chuyển sang màu lam ngọc. Màu sắc đặc trưng của kim loại đồng xuất hiện do sự chuyển tiếp của các electron giữa các phân lớp 3d và 4s.

Lưu huỳnh, đồng và vàng là ba trong số các nguyên tố hóa học có màu sắc tự nhiên, khác với màu xám hoặc bạc, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hóa học trong cuộc sống hàng ngày.

Các tính chất hóa học của đồng

Kim loại đồng có tính khử yếu hơn so với nhiều kim loại khác như: Sắt, Mangan,… Cu tác dụng được với phi kim, axit và cả dung dịch muối. Chi tiết như sau:

Các tính chất hóa học của đồng

Đồng tác dụng với phi kim

• Khi Đồng tác dụng với Oxi với điều kiện đun nóng, nó sẽ tạo ra Đồng Oxit để bảo vệ Cu không bị oxi hóa.

2Cu + O2 → CuO

• Tiếp tục đun nóng Đồng lên nhiệt độ từ 800 – 1000 0C sẽ tạo ra Đồng II oxit có màu đỏ.

CuO + Cu → Cu2O (đỏ)

• Ngoài ra, Đồng cũng tác dụng với hầu hết các phi kim khác như: Cl2, Br2, S,…

Cu + Cl2 → CuCl2

Cu + S → CuS

Đồng tác dụng với axit

Đồng (Cu) sẽ không xảy ra phản ứng với các dung dịch axit HCl, hoặc H2SO4 là dạng loãng. Khi có thêm oxy, Đồng có thể tác dụng với dung dịch axit HCl.

2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2H2O

Đồng tác dụng với các axit HNO3, H2SO4 đặc với phản ứng như sau:

Cu + 2H2SO4 (đặc) → CuSO4 + SO2 + H2O

Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Đồng tác dụng với dung dịch muối

Đồng có thể khử được các ion kim loại đứng sau khi trong dung dịch muối để tạo ra muối đồng II và kim loại mới.

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag

Trạng thái tự nhiên của đồng

Trạng thái tự nhiên của đồng (Cu) thường được tìm thấy dưới dạng kim loại nguyên chất. Đồng là một kim loại khá phổ biến và có sẵn trong nhiều khoáng sản khác nhau trên khắp thế giới. Đồng tự nhiên thường xuất hiện dưới dạng khoáng chất như chalcopyrit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), và malachit (Cu2CO3(OH)2), cũng như dưới dạng nguyên tố Đồng trong các mạch đá, đất và cát. Trong trạng thái tự nhiên, Đồng có màu đỏ cam đặc trưng và có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

Cách điều chế và phân loại đồng (Cu) hiện nay

Cách điều chế

Để điều chế đồng, ta có thể thực hiện quá trình nung các vật liệu chalcocit (Cu2S) và chalcopyrit (CuFeS2) với silica trong phương pháp flash smelting. Quá trình này sẽ dẫn đến hình thành xỉ sắt.

Trong quá trình nung, sunfua sẽ chuyển đổi thành dạng oxit và sau đó oxit sẽ phản ứng với silic tạo thành silicat. Công thức phản ứng là:

2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2

Sau đó, oxit đồng sẽ được chuyển đổi thành đồng blister, có công thức phản ứng:

2Cu2O → 4Cu + O2

Cách điều chế đồng

Phân loại đồng (Cu) hiện nay

Người ta phân loại Đồng thành Đồng đỏ và hợp kim của Đồng. Cụ thể như sau:

• Đồng đỏ: Đồng đỏ là một loại đồng có màu đỏ đặc trưng. Để sản xuất đồng đỏ, người ta thường sử dụng phương pháp nhiệt phân để luyện đồng, đảm bảo chất lượng gần như 100%. Đồng đỏ có độ bền trung bình và khả năng chống ăn mòn của kim loại. Ngoài ra, nó còn được đánh giá cao về mặt thẩm mỹ.
• Hợp kim đồng: Hợp kim đồng được chia thành hai loại chính là hợp kim latông và hợp kim brong. Cả hai loại này đều được tạo thành từ sự kết hợp giữa đồng và các kim loại khác như kẽm (Zn), nhôm (Al), chì (Pb) và nhiều kim loại khác. Hợp kim đồng được sử dụng rộng rãi trong công nghệ và có tính thẩm mỹ cao. Ngoài ra, hợp kim đồng cũng có độ bền cao, làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng.

Nếu dựa vào công nghệ chế tạo, người ta chia đồng thành đồng đúc và đồng biến dạng. Còn nếu dựa vào quá trình nhiệt luyện hóa bền thì đồng chia thành đồng nhiệt luyện hóa bền và đồng nhiệt liệt không hóa bền. Ngoài ra thì đồng còn được phân chia dựa vào công dụng của nó.

Một số hợp chất của đồng (Cu)

Đồng (Cu) có 2 hợp chất là: Đồng(II) hiđroxit và Đồng (II) oxit. Cụ thể như sau:

Một số hợp chất của đồng (Cu)

Đồng(II) hiđroxit (Cu(OH)2)

• Tính chất vật lý: Cu(OH)2 là một chất rắn, có màu xanh lơ và không tan trong nước. Nó có thể được nhận biết bằng cách phản ứng với axit clohidric (HCl) để tạo thành dung dịch có màu xanh lam.
• Tính chất hóa học: Cu(OH)2 có các tính chất hóa học sau:
• Tác dụng với axit: Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O
• Phản ứng nhiệt phân: Cu(OH)2 → CuO + H2O
• Hòa tan trong dung dịch amoniac: Cu(OH)2 + NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-. Hòa tan trong andehit và tạo thành phản ứng màu biure khi tác dụng với các peptit trong môi trường kiềm.

Đồng (II) oxit (CuO)

• Tính chất vật lý: CuO tồn tại tự nhiên dưới dạng bột và có màu đen.
• Tính chất hóa học: CuO có thể phản ứng với các chất sau:
• Tác dụng với axit: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
• Tác dụng với oxit axit: 3CuO + P2O5 → Cu3(PO4)2
• Tác dụng với chất khử: H2 + CuO → Cu + H2O

Ứng dụng của đồng và hợp kim đồng trong đời sống, sản xuất

Đồng (Cu) có rất nhiều các ứng dụng khác nhau trong nhiều lĩnh vực sản xuất, đời sống. Chi tiết như sau:

Ứng dụng của đồng và hợp kim đồng trong đời sống, sản xuất

• Điện và điện tử: Đồng là một chất dẫn điện tốt, do đó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện và điện tử. Nó được sử dụng trong dây điện, cáp điện, ống dẫn nhiệt, mạch in, bộ phận điện tử, máy tính, điện thoại di động và các thiết bị điện tử khác.
• Xây dựng và kiến trúc: Đồng có tính năng chống ăn mòn tốt và có tính thẩm mỹ cao, nên được sử dụng trong việc làm ống nước, đường ống, ống thoát nước, ống nhiệt, mái đồng, tấm đồng và các phụ kiện trang trí trong kiến trúc.
• Gia dụng: Đồng được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm gia dụng như nồi chảo, nồi cơm điện, ấm đun nước, ống hút, vòi sen và các sản phẩm nấu ăn khác. Đồng cũng được sử dụng trong các bộ phận của máy lạnh và máy sưởi.
• Ngành ô tô: Đồng được sử dụng trong việc sản xuất bộ phận đồng hồ đo, ống dẫn nhiệt, bộ phận làm mát, mạch điện và các bộ phận khác trong ngành ô tô.
• Mỹ thuật và trang sức: Đồng được sử dụng trong nghệ thuật điêu khắc, trang trí nội thất, tượng và các sản phẩm trang sức như vòng cổ, vòng tay, bông tai và đồng hồ.
• Y tế: Đồng có tính chống khuẩn tự nhiên, do đó được sử dụng trong sản xuất dụng cụ y tế, băng vệ sinh, mặt nạ và các sản phẩm y tế khác.
• Năng lượng: Đồng được sử dụng trong việc sản xuất các bộ phận của hệ thống điện mặt trời, pin năng lượng mặt trời và các thiết bị lưu trữ năng lượng.

Công dụng của đồng với sức khỏe con người

Đối với vấn đề sức khỏe con người, đồng có rất nhiều công dụng tuyệt vời như:

Ứng dụng của đồng và hợp kim đồng trong đời sống, sản xuất

• Hỗ trợ hệ tiêu hóa: Đồng tham gia vào quá trình tiêu hóa và hấp thụ chất béo, protein và carbohydrate trong cơ thể. Nó đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của các enzym tiêu hóa, giúp cải thiện quá trình trao đổi chất.
• Hỗ trợ hệ cơ: Đồng là một thành phần của các enzym chất xúc tác quan trọng trong việc sản xuất năng lượng và hoạt động cơ bản của các tế bào cơ. Nó có vai trò quan trọng trong sự phát triển và chức năng của hệ cơ, bao gồm cả cơ tim.
• Hỗ trợ hệ miễn dịch: Đồng có khả năng tăng cường chức năng miễn dịch của cơ thể. Nó tham gia vào quá trình tạo ra tế bào miễn dịch, quá trình viêm và cung cấp sức khỏe cho hệ thống miễn dịch.
• Chống oxy hóa: Đồng có tính chất chống oxy hóa, giúp bảo vệ tế bào khỏi sự tổn thương do các gốc tự do. Nó có khả năng tương tác với các chất oxy hóa và giúp duy trì cân bằng oxi hóa trong cơ thể.
• Hỗ trợ hấp thụ sắt: Đồng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hấp thụ và sử dụng sắt trong cơ thể. Nó tương tác với sắt và giúp cải thiện quá trình hấp thụ sắt từ thực phẩm và sử dụng sắt trong các quá trình sinh tổng hợp tế bào.
• Tăng cường sức khỏe da: Đồng có tính năng chống vi khuẩn và chống viêm, giúp làm dịu các vấn đề da như viêm nhiễm và mụn. Nó cũng có khả năng thúc đẩy quá trình tái tạo da và duy trì làn da khỏe mạnh.

Như vậy, toàn bộ các kiến thức trong bài viết trên được Admin cung cấp đã giúp các em hiểu rõ hơn về nguyên tố đồng (Cu) trong bảng tuần hoàn hóa học. Các em nắm rõ về tình chất của đồng và nhiều thông tin hữu ích khác để học hóa tốt hơn. Tận dụng bảng tuần hoàn hóa học Online trên FQA để học hóa và các tính năng khác của nền tảng này để giải bài tập hóa dễ dàng hơn nhé!