Курсовая работа (т): Малахіт та мідь

·              У Японії мідним трубопроводам для газу в будинках присвоєно статус «сейсмостійких».

·              Інструменти, виготовлені з міді і її сплавів, не утворюють іскор при ударах, а тому застосовуються там, де існують особливі вимоги безпеки (вогненебезпечні, вибухонебезпечні виробництва).

·              Польські вчені встановили, що в тих водоймах, де присутня мідь, коропи відрізняються великими розмірами. У ставках чи озерах, де міді немає, швидко розвивається грибок, який вражає коропів.

10. Ресурси міді в Україні

Розвідані родовища м/р в Україні невідомі. Перспективні та прогнозні ресурси мідних руд оцінені: у Волинському регіоні (в утвореннях трапової формації рифей-венду); на Донбасі і в Дніпровсько-Донецькій западині (в утвореннях теригенної червоно-кольорової формації пермі; в межах Українського щита в Середньо-Придніпровському та Волинському регіонах та ін.

Мідисті пісковики Бахмутської улоговини (Донбас) розроблялися в епоху бронзи (ІІ тис. до н. е., зокрема копальня «Картамиш»). Прогнозні ресурси міді в цьому регіоні складають бл. 2 млн т; в Карпатському регіоні (у метаморфізованих вулканітах Рахівського масиву).

Найбільший інтерес являють ресурси самородної міді в трапах Волині (Луківсько-Ратнівська зона). Тут мінералізація самородної міді встановлена в смузі шириною 3-6 км і довжиною до 120 км. Зруденіння локалізується у верхніх мигдалекам'яних частинах базальтових лав.

11. Малахіт. Загальні властивості

Малахі́т (рос. малахит, англ. malachite, green copper, mountain green; нім. Malachit m) - поширений мінерал класу карбонатів, основний карбонат міді острівної будови.

Сингонія моноклінна. Призматичний вид. Спайність досконала. Утворює суцільні дрібнозернисті виділення, іноді сталактити, кірки і нальоти, а також ниркоподібні (зелена скляна голова) і променисто-жилкуваті агрегати.

Кристали рідкісні. Габітус їх призматичний, голчастий до волокнистого.

Густина 3,9-4,15. Твердість 3,5-4,05.

Колір зелений. Блиск скляний, шовковистий до алмазного. Напівпрозорий до непрозорого.

Трапляється в зонах окиснення мідних родовищ, де утворює псевдоморфози по самородній міді, куприту, церуситу, азуриту.

Великі родовища малахіту: Гумешівське і Міднорудянське (Урал, РФ), Чок-Пакське (Казахстан); Колвезі (Конго), Бісбі (шт. Арізона, США) та ін.

Малахіт - цінне виробне каміння, сировина для виготовлення фарб.

Від грецьк. «малахе» - мальва.

12. Походження

Малахіт - екзогенний мінерал, утворюється в зонах окислення скарнових і стратиформних мідно-сульфідних родовищ.

Утворюється він найчастіше там, де мідні руди виходять на земну поверхню. Особливо великі поклади малахіту утворюються там, де мідна руда залягає серед вапняків.

(Тоді ґрунтові води, розмиваючи поклади сульфідів міді і окислюючи їх, поступово насичуються сульфатними і мідними іонами. Ці активні розчини, потрапляючи потім у вапняки, легко розчиняють їх. А карбонатні іони частково переходять в той же розчин.) Як тільки концентрація міді і вуглекислоти стає достатньою, в тріщинах, пустотах і маленьких печерах, що виникають при розчиненні, відкладається новий мінерал міді, її водний карбонат - мідна зелень, в тому числі її благородний різновид - малахіт.

Зазвичай в кожній порожнечі сферолітів безліч. Тіснившись, здавлюючи один одного, наповзаючи один на інший, вони зливаються в примхливі гроновидні та ниркоподібні зростки. Мідні розчини, що живлять зростаючі нирки, містять міді то трохи більше, то трохи менше. Часом між шарами малахіту кристалізуються інші, вторинні мінерали, і кожен з наростаючих шарів стає то темнішим, то світлішим. Волокна у таких нирках часто і не видно, набагато помітніша є їхня концентрично-зональна будова.

Батьківщина кращого в світі виробництва малахіту - Урал. Відомі родовища малахіту на Уралі - Міднорудне і Гумішевське - практично виснажені. Відкрито великі родовища в Африці (Колвезі в Заїрі), в Південній Австралії і в США, однак за кольором і красою візерунків малахіт закордонних родовищ не може зрівнятися з уральським. У зв'язку з цим малахіт з Уралу вважається найціннішим на світовому ринку.

Там цей зелений самоцвіт теж виникає поблизу покладів мідної руди. Але буває, що малахіт виглядає бляклим зеленим порошком. Порошковатий малахіт покриває самородки міді спершу легким нальотом, потім тонкою «сорочкою», а потім і зовсім заміщає їх.

Також був відкритий рудник «Покровка-2» у Рудному Алтаї.

Відомі появи малахіту в Казахстані (Чокпак). Також дрібні прояви малахіту відомі в Угорщині, Чилі, ПАР, Зімбабве, Намібії (Цумеб).

13. Форми перебування у природі

Кристали малахіту зустрічаються досить рідко. У природі цей мінерал звичайний в вигляді натічних утворень осадового походження, подібних тим, які утворюються в карстових і інших порожнинах: у вигляді нирок, грон, щільних і землистих мас, корок, нальотів і інших виділень.

Походження гіпергенне: у зоні окислення мідних сульфідних рудовищ, а також в міднистих піщанниках. Мінерали-супутники - азурит, купрій, тенорит, лімоніт, кальцит, хальцедон, хрізоколла, церусит та ін. сульфіди міді. На поверхні стійкий, дуже рідко заміщається азуритом і купритом. Часто утворює псевдоморфози з купритом, азуритом, халькопіритом, піритом та ін.

14. Хімічні властивості

Малахіт - один з головних мінералів міді, містить 57,4% чистого металу. Крім міді, в його склад входять кисень, вуглець і вода.

Великі ниркоподібні і гроновидні утворення, іноді сталактити, характеризуються концентрично-зональною будовою. Власне кристали малахіту - це дуже тонкі голочки. Вони-то і утворюють суцільні кулі - сфероліти. Грона таких сферолітів зростаються в малахітові нирки.

У перетині натічні утворення малахіту часто мають радіально-променисті, смугасті й концентричні текстурні візерунки.

«Шовковистість» малахіту, яка надихала майстрів-каменерізів на створення чудових прикрас і шедеврів російської мозаїки, обумовлена будовою мінералу з сферолітів. Кожен сфероліт складається з найтонших кристалічних волокон, що розходяться в різних напрямках по радіусах від одного центру. У перетині сферолітів можна бачити концентричні візерунки, якими і складається мереживний малюнок малахіту. Іноді сфероліт складається з окремих, не зрощених між собою голочок і нагадує їжака.

Розкладається при нагріванні:

Розкладається гарячою водою:

Реагує з кислотами:

Реагує з солями амонію:

Реагує з ціаністим калієм:

Реагує з оксидом карбону (lV):

Розчиняється в надлишку карбонату натрію:

15. Застосування

Малахіт відноситься до мінералів, в яких з'єдналися користь від практичного використання та природна краса.

Цінний виробний декоративний камінь. Найбільш ефектний щільний малахіт зональної структури, при поліруванні дає красивий малюнок. Мідна зелень - важлива пошукова ознака на родовищах міді.

Краса і міцність каменю зробили його одним з найважливіших матеріалів в мистецтві. З малахіту виготовлялися брошки. Виключно красиві стільниці, особливо мозаїчні. У колекції виробів з каменю Ермітажу одне з перших місць належить предметів з малахіту - близько 200 ваз, стільниць, торшерів і інших творів каменерізного мистецтва.

В Ермітажі декоративні вази, чаші, торшери і канделябри з малахіту та іншого кольорового каменю розміщені в Галереї стародавнього живопису, в залі італійської школи, на майданчику Радянських сходів, в Фельдмаршальському й Георгіївському залах. Найбільш художньо цінні побутові речі з малахіту виставлені в Малахітовій залі. У його оздобленні широко використаний малахіт. Уздовж довгих сторін залу встановлено 8 малахітових колон, розташованих попарно, вздовж коротких сторін - 8 пілястрів з капітелями на білих мармурових постаментах. Під величезними дзеркалами у дерев'яних позолочених рамах вправлені великі малахітові каміни. У центрі паркетної підлоги, звідки розходяться дерев'яні промені, стоїть малахітова ваза на триніжці із позолоченої бронзи з крилатими жіночими фігурами і козячими ногами. Уздовж стін та вікон стоять вкриті малахітової мозаїкою столи, торшери і вази. У чотирьох вітринах виставлені різноманітні вироби з малахіту - настільні прикраси, прес-пап'є, письмові прилади, шкатулки та коробочки для паперів і ін.

Крім чаш, ваз, канделябрів та побутових виробів в Ермітажі зберігається пам'ятник мистецтва минулого століття - «Малахітовий храм», виконаний у вигляді античного храму-ротонди. У ньому малахіт застосований в обробці колон.

В даний час вироби з малахіту - намиста, брошки, персні, кулони - цінуються нарівні з напівдорогоцінним камінням і користуються великим попитом.

. Цікаві факти

Міфи, легенди, повір'я, фольклор

В якості каменю здатного зберігати маленьких дітей від всіляких напастей, з давніх часів деякі використовують малахіт. А от за дивним уральським повір'ями, малахіт - «радісний камінь»; він приносить успіх і щастя, особливо добрим людям.

Найвідоміші оповіді про уральський малахіт написав у 1939 році Павло Бажов. Однак оповіді і перекази про малахіт існували задовго до цього.

Існує одна стара легенда про чудодійні властивості малахіту. Вона говорить, що жили на світі мати і син. Одного разу мати захворіла, і лікар сказав, що врятувати її можна, тільки приклавши до її грудей непрозорий зелений камінь з красивими візерунками. Камінь цей добували в горах далеко на півночі, і син не встигав з'їздити за ним, так як матері швидко ставало гірше. Приїжджий чоловік сказав, що за 2 дні шляху звідси хан будує новий палац і там багато гарного зеленого каменю, яким обробляють парадний вхід.

Син поскакав за каменем. Доскакав до місця, він дочекався, поки майстри підуть, і забрав плитку завбільшки з дві долоні, поклав за пазуху і попрямував назад до свого коня. Це було страшне діло - вкрасти у хана. Він знав, що якщо попросити камінь для хворої матері, то його кинуть у в'язницю, оскільки хан своїм майном ні з ким не ділився.

Раптом стражник побачив злодія, який пригнув в сідло і помчав у гори. За ним організували погоню. Втікач не встигав дістатися до печер і вголос вимовив: «Що ж робити?» Раптом він почув, що йому хтось відповідає. З ним говорив його кінь. «Поклади камінь мені на спину і вприся в нього руками, тоді він зробить нас невидимими», - відповів кінь. Так вони і зробили. Стражники проскакали повз, не помітивши їх. Син привіз камінь матері. Зелений камінь прив'язали до грудей хворої, і його мати стала швидко видужувати.

Легенди та перекази приписували малахіту дві властивості, якими не володіли інші мінерали. Перша: малахіт міг зробити людину невидимою, а друга: камінь допомагав розуміти мову тварин. Для цього треба було випити з малахітової чаші або притиснути камінь до тіла так, щоб його омив піт.

Малахіт пов'язаний із сузір'ям Козерога, і вважається, що він добрий талісман, перш за все для народжених під цим знаком. Малахіт посилить дух Козерога, підніме настрій і принесе здоров'я і успіх у справaх.

Але він добрий не лише до них. Міфи, легенди, оповіді та перекази стверджують, що малахіт здатний допомагати всім людям, правда, в певних ситуаціях. Він пробуджує духовні і творчі сили людини, і носити його корисно тим, хто має відношення до творчості, точніше до творчої праці.

Експериментальна частина

Методи синтезуметод:

Взаємодія хлориду купруму та карбонату натрію

Хід роботи:

1)   Приготувати насичений розчин мідного купоросу;

2)      Приготувати розчин харчової соди;

)        Додавати розчин соди по краплі, дотримуючись пропорції;

)        Залишити на певний час для виділення осаду;

)        Відфільтрувати.

Важливо! Треба дотримуватись певних розрахунків. Якщо це порушити, замість порошку малахіту може випасти в осад порошок азуриту.метод:

Взаємодія мідного купоросу та карбонату натрію

1) Розрахунок вихідних мас речовин

(мал) ===0.022 моль

(CuSO4) =2 ·  (мал) =0.044 моль

м(CuSO4) = (CuSO4) · М(CuSO4) = 0,044 - 250 = 11 г.

(NaHCO3) = 4 · (мал) = 4 · 0,022 = 0,088 моль

м (NaHCO3) = (NaHCO3) · М (NaHCO3) = 0,088 · 84 = 7,39 г.

) Прилади і реактиви.

Реактиви:

• Na₂CO - 4,77 г.

• CuSO∙5H₂O - 11,25 г.

Прилади:

• Фарфорова ступка з товкачиком - 1.

• Термічний склянка - 250 мл.

• Штатив.

• Азбестова сітка - 1.

• Скляна паличка - 2.

• Воронка Бюхнера - 1.

• Колба Бунзана - 1.

• Фільтрувальний папір

• Пробірка.

ХІД РОБОТИ

У фарфоровій ступці змішали 11,25 г. сухої солі CuSO∙5H₂O з 4,77 г. карбонату натрію.

У склянці нагріли до кипіння 100 мл. води. Суміш висипали невеликими порціями в киплячу воду, швидко перемішуючи. При цьому спостерігається спінювання. Наступну порцію суміші вносили після припинення спінювання. Вміст склянки кип'ятили 10-15 хв для видалення з розчину CO. У результаті реакції утворюються гідроксокарбонат міді:

Осаду дали відстоятись, потім промили декантацією гарячої води, відмиваючи від іона SO₄^2-; робили пробу на повноту промивання (4 рази). Основну сіль відсмоктали на воронці Бюхнера і сушили між листям фільтрувального паперу, а потім висушували в ексикаторі при кімнатній температурі.

Висновок

. Опрацьовано літературу з теми курсової роботи.

. Знайдено декілька методик виконання синтезу. Обрано найоптимальніший.

. Після проведення синтезу отримано малахіт світлозеленого кольору у вигляді порошку

. Маса продукту - 4,95 г. Вихід продукту становить 90%.

Список літератури

1.   Подчайнова В.Н. Аналитическая химия меди/ Подчайнова В.Н., Симонова Л.Н. - М.: Наука, 1990. - 7,8-12 с.

2.      Лидин Р.А. Свойства неорганических веществ/ Лидин Р.А., Молочко В.А. - М.:Химия, 1997. - 289 с.

.        Аксёнова М. Камни мира/ АксёноваМ., Храмов Г., Володин В. - М.: Аванта +, 2001. - 76,159 с.