Đồng: Tính Chất Hóa Học và Ứng Dụng

Đồng (Cu) là một kim loại chuyển tiếp thuộc nhóm IB trong bảng tuần hoàn. Có số hiệu nguyên tử là 29. Nổi bật với tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và tính chất hóa học phong phú cho nên đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực.

1. Tính Chất Hóa Học Của Đồng

Đồng là một kim loại có độ hoạt động hóa học trung bình, phản ứng với một số chất trong điều kiện nhất định.

1.1. Phản Ứng Với Oxi

Ở nhiệt độ thường, đồng không bị oxi hóa trong không khí khô. Tuy nhiên, trong môi trường ẩm, đồng phản ứng chậm với oxi và hơi nước, tạo lớp gỉ xanh đồng(II) hydroxit cacbonat (Cu2(OH)2CO3).

Phương trình

2Cu + H2O + CO2 + O2 → Cu2(OH)2CO3

Khi đun nóng, đồng phản ứng với oxi tạo thành oxit đồng(II) (CuO) có màu đen.

Phương trình

2Cu + O2 → 2CuO (nhiệt độ cao)

1.2. Phản Ứng Với Axit

Với axit không có tính oxi hóa mạnh (như HCl, H2SO4 loãng): Đồng không phản ứng vì không đẩy được hydro ra khỏi axit.

Với axit có tính oxi hóa mạnh (như HNO3, H2SO4 đặc): Đồng bị oxi hóa, tạo ra muối đồng(II) và giải phóng khí NO2 hoặc SO2.

Ví dụ 1: Phản ứng với axit nitric (HNO3)

Dung dịch loãng

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Dung dịch đặc

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Ví dụ 2: Phản ứng với axit sulfuric đặc (H2SO4)

Cu + 2H2SO4 (đặc) → CuSO4 + SO2 + 2H2O

1.3. Phản Ứng Với Phi Kim

Đồng phản ứng với phi kim như clo, lưu huỳnh khi được đun nóng, tạo ra các hợp chất đồng(II).

Ví dụ

Cu + Cl2 → CuCl2 (nhiệt độ cao)

Cu + S → CuS (nhiệt độ cao)

1.4. Phản Ứng Với Dung Dịch Muối

Đồng có thể đẩy kim loại yếu hơn (như bạc) ra khỏi dung dịch muối của chúng.

Ví dụ

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag

2. Tính Chất Vật Lý Của Đồng

• Màu sắc: Đồng có màu đỏ cam, ánh kim.
• Tính dẻo: Đồng rất dẻo nên khá dễ kéo sợi và dát mỏng.
• Độ dẫn điện và dẫn nhiệt: Đồng là một trong những kim loại dẫn điện và dẫn nhiệt tốt nhất, chỉ sau bạc.

3. Ứng Dụng Của Đồng

3.1. Trong Công Nghiệp

• Dẫn điện: Đồng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất dây điện, cáp điện, và các linh kiện điện tử.
• Hợp kim: Đồng tạo thành các hợp kim quan trọng như đồng thau (đồng và kẽm), đồng thanh (đồng và thiếc) dùng trong sản xuất máy móc, đồ gia dụng và nghệ thuật.

3.2. Trong Xây Dựng

• Làm ống dẫn nước, mái lợp và các vật liệu chịu thời tiết do khả năng chống ăn mòn tốt.

3.3. Trong Hóa Học và Y Học

• Sản xuất hợp chất đồng dùng trong thuốc trừ sâu, diệt nấm và chất diệt khuẩn.
• Hợp chất đồng(II) sulfat (CuSO4) được sử dụng trong kiểm tra độ cứng của nước và làm chất xúc tác trong nhiều phản ứng hóa học.

3.4. Trong Đời Sống

• Làm đồ trang trí, vật liệu nghệ thuật, tiền xu nhờ độ bền và vẻ ngoài sáng bóng.

4. Tính Chất Nổi Bật So Với Các Kim Loại Khác

Tính chất	Đồng (Cu)	Sắt (Fe)	Nhôm (Al)
Phản ứng với axit thường	Không phản ứng	Phản ứng, giải phóng H2	Phản ứng, giải phóng H2
Dẫn điện và dẫn nhiệt	Tốt, đứng thứ hai sau bạc	Trung bình	Tốt nhưng kém hơn đồng
Phản ứng với phi kim	Dễ phản ứng khi đun nóng	Phản ứng mạnh	Phản ứng dễ dàng
Khả năng chống ăn mòn	Tốt (hình thành lớp bảo vệ oxit)	Trung bình (dễ bị gỉ sét)	Tốt (lớp oxit bền bảo vệ bề mặt)

Đồng là một kim loại quan trọng với nhiều tính chất hóa học và vật lý đặc biệt, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng trong công nghiệp, xây dựng, và đời sống. Nắm rõ các tính chất hóa học của đồng giúp khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên này.