Метален бакар: опис на елементот, својствата и примена

Историја на појавата на бакар

За тоа какво големо значење има овој хемиски елемент во историјата на човештвото и планетата, веќе може да се претпостави со имињата на историските епохи. По Каменото време дојде бакар, а по него - бронза, исто така, има директна врска со овој елемент.

Бакар е еден од седумте метали кои во античко време им се познати на човештвото. Ако верувате во историските податоци, познаникот на древните луѓе со овој метал се појави пред девет илјади години.

Најстарите производи од овој материјал беа пронајдени на територијата на модерната Турција. Археолошки истражувања врши на местото на голема неолитска населба наречена Chatalheyuk дозволено да се најде мал бакар монистра, монистра и бакарни плочи, кои древните луѓе ги красат нејзината облека.

Пронајдените предмети биле датирани од раскрсницата на осмиот и седмиот милениум п.н.е. Во прилог на самите производи, на местото на ископувањето е пронајдена згура, што укажува на топење метал произведено од рудата.

Добивањето на бакар од руда беше релативно прифатлива. Затоа, и покрај високиот степен на топење, овој метал брзо и широко го совлада човештвото меѓу првите.

Методи на екстракција

Во природни услови, овој хемиски елемент постои во две форми:

• врски;
• грутки.

А љубопитен факт е следното: бакарни грутки во природата се среќаваат многу почесто од злато, сребро и железо.

Природни бакарни соединенија се:

• оксиди;
• карбонски и сулфурни комплекси;
• хидрокарбонати;
• сулфидни руди.

Руди кои се најраспространети, се бакар сјај и бакар пирит. Бакар во овие руди содржи само еден до два проценти. Примарниот бакар се извлекува на два главни начини:

• хидрометалургичен;
• пирометалургија.

Уделот на првиот метод е десет проценти. Останатите деведесеттина се однесуваат на вториот метод.

Пирометалниот метод вклучува комплекс на процеси. Прво, бакарната руда е збогатена и отпуштена. Тогаш суровината се топи во мат, а потоа се разнесува во конверторот. Така, се создава груб бакар. Вклучувајќи го во чиста, се врши со рафинирање - прв оган, потоа електролитски. Ова е последната фаза. На крајот, чистотата на добиениот метал е скоро сто проценти.

Процесот на добивање на хидрометалуршки бакар е поделен во две фази.

1. Првично, суровината е исцедена со слаб раствор на сулфурна киселина.
2. Во завршна фаза, металот се ослободува директно од решението споменато во првиот пасус.

Овој метод се користи при обработка на само сиромашни руди, бидејќи, за разлика од претходниот метод, невозможно е да се извлечат благородни метали во исто време. Затоа процентот на овој метод е толку мал во споредба со другиот метод.

Малку за името

Хемискиот елемент Cuprum, означен со симболот Cu, го доби своето име во чест на озлогласениот остров Кипар. Тоа беше таму дека во далечниот третиот век пред новата ера се откриени големи депозити на бакарната руда. Локалните занаетчии кои работеле на овие рудници го топиле овој метал.

Физички својства на метал

Можеби, невозможно е да се разбере што е метален бакар, без разбирање на неговите својства, основни карактеристики и карактеристики.

По контакт со воздух, овој метал станува жолтеникаво розево во боја. Оваа уникатна златно-розова сенка е предизвикана од појавата на оксид филм на металната површина. Ако овој филм е отстранет, бакар ќе се здобие со експресивна розова боја со карактеристичен светла метален сјај.

Неверојатен факт: најдобрите бакарни плочи на луменот воопшто не се розеви, туку зеленикаво-сини или, со други зборови, морска боја.

Во форма на едноставна супстанција, бакар ги има следните карактеристики:

• изненадувачка пластичност;
• доволна мекост;
• визуелизација.

Чист бакар без присуство на сите нечистотии совршено може да се лекува - тоа може да биде лесно да се завиткани во лист или прачка или повлече во жица, дебелината на која е намалена до илјадити дел од милиметарот. Додавањето нечистотии на овој метал ја зголемува својата цврстина.

Покрај овие физички карактеристики, овој хемиски елемент има висока електрична спроводливост. Оваа функција главно ја определува употребата на метален бакар.

Меѓу основните својства на овој метал вреди да се забележи неговата висока топлинска спроводливост. Во однос на електричната спроводливост и топлинска спроводливост, бакар е еден од лидерите меѓу металите. Единствените показатели за овие параметри се еден метал - сребро.

Не може да се игнорира фактот дека параметрите за електрична и топлинска спроводливост на бакар се меѓу основните својства. Тие остануваат на високо ниво само додека металот е во чиста форма. Намалување на овие индикатори е можно со додавање на нечистотии:

• арсен;
• железо;
• калај;
• фосфор;
• антимон.

Секоја од овие нечистотии во комбинација со бакар има одредено влијание врз него, поради што значително се намалуваат вредностите на топлината и електричната спроводливост.

Меѓу другото, металниот бакар се карактеризира со неверојатна сила, висока точка на топење и висока точка на вриење. Податоците се навистина импресивни. Точката на топење на бакар надминува илјада степени Целзиусови! А точка на вриење е 2570 степени Целзиусови.

Овој метал спаѓа во групата на метали - дијамагнетика. Ова значи дека нејзината магнетизација, како и во голем број други метали, не се појавува против насоката на надворешното магнетно поле, туку против неа.

Друга важна карактеристика е одличниот отпор на овој метал за корозија. Во услови на висока влажност, оксидацијата на железо, на пример, се јавува неколку пати побрзо од оксидацијата на бакар.

Хемиски својства на елементот

Овој елемент е неактивен. Кога се изложува на сув воздух под нормални услови, бакар не почнува да оксидира. Спротивно на тоа, влажниот воздух предизвикува процес на оксидација, во кој се формира бакар карбонат (II), кој е горниот слој на патината. Речиси веднаш овој елемент реагира со супстанции како што се:

• сулфур;
• селен;
• халогени.

Киселини кои немаат оксидативни својства не се способни да влијаат врз бакар. Покрај тоа, не реагира на кој било начин со контакт со такви хемиски елементи како што се:

• азот;
• јаглерод;
• водород.

Во прилог на веќе забележаните хемиски својства, бакар се карактеризира со амфотеричност. Ова значи дека во земјината кора е способен да формира катјони и анјони. Соединенијата на овој метал може да покажат и киселински својства и основни - директно зависи од специфичните услови.

Полиња и карактеристики на апликацијата

Во античките времиња, метални бакар се користел за да се направат различни работи. Умешната примена на овој материјал им овозможи на древните луѓе да стекнат:

• скапи јадења;
• орнаменти;
• алатки кои имаат тенок нож.

Бакарни легури

Зборувајќи за употребата на бакар, не можеме да ја спомнеме неговата важност во производството на разни легури, кои се базираат токму на овој метал. Ваквите легури вклучуваат:

• бронза;
• месинг.

Две од овие сорти се главни видови на бакарни легури. Првата бронзена легура е создадена на исток три илјади години пред нашата ера. Бронзата со право може да се смета за едно од најголемите достигнувања на металурзите од антиката. Всушност, бронзата е комбинација на бакар со други елементи. Во повеќето случаи, калајот дејствува како втора компонента. Но, без оглед на тоа кои елементи се вклучени во легура, главната компонента е секогаш бакар. Формулата на месинг главно содржи бакар и цинк, но исто така има и можни дополнувања во форма на други хемиски елементи.

Во прилог на бронза и месинг, овој хемиски елемент е вклучен во создавањето на легури со други метали, како што се алуминиум, злато, никел, лим, сребро, титаниум и цинк. Бакарни легури со неметали, како што се кислород, сулфур и фосфор, се користат многу поретко.

Индустрии

Вредни својства на бакарни легури и чисти супстанции придонесоа за нивна употреба во индустрии како што се:

• електротехниката;
• електрична машинска зграда;
• изработка на инструменти;
• радиоелектроника.

Но, се разбира, ова не се сите области на примена на овој метал. Тоа е високо еколошки материјал. Затоа се користи за изградба на куќи. На пример, покривот на покривот изработен од метален бакар, поради неговата висока отпорност на корозија, има работен век повеќе од сто години, без потреба од посебна грижа и сликање.

Друга област на употреба на овој метал е накит индустријата. Тоа главно се користи во форма на легури со злато. Производи изработени од легура на бакар-злато се карактеризираат со зголемена сила, висок отпор. Таквите производи за долго време не се деформирани и не се одвратни.

Соединенија на метален бакар се одликува со висока биолошка активност. Во светот на флората, овој метал е важен, бидејќи учествува во синтезата на хлорофилот. Учеството на овој елемент во овој процес овозможува да се најде меѓу компонентите на минералните ѓубрива за растенијата.

Улога во човечкото тело

Недостатокот на овој елемент во човечкото тело може да има негативен ефект врз составот на крвта, имено, да се влоши. Подобрување на дефицитот на оваа супстанција може да биде со специјално избрана храна. Бакар се наоѓа во многу прехранбени производи, така што е лесно да се направи здрава исхрана. На пример, еден од производите што го содржат овој елемент е обичниот млеко.

Но, измислувајќи го менито заситено со овој елемент, не треба да заборавиме дека преоптовареноста на неговите соединенија може да доведе до труење на телото. Затоа, заситување на телото со оваа корисна супстанција, многу е важно да не се претера. И тоа не се однесува само на количината на потрошени производи.

На пример, труење со храна може да предизвика употреба на бакарни садови. Подготовката на храна во вакви јадења е многу обесхрабрена, па дури и забранета. Ова се должи на фактот дека за време на процесот на вриење значителна количина на овој елемент влегува во храната, што може да доведе до труење.

Постои една забелешка во забраната за бакарни прибор. Употребата на такви прибор не е опасна ако неговата внатрешна површина има калај слој. Само кога оваа состојба е исполнета, употребата на бакарни садови не ја носи заканата од труење со храна.

Во прилог на сите горенаведени апликации, ширењето на овој елемент не го заобиколи медицината. Во областа на лекување и здравствено одржување се користи како адстрингентен и антисептик. Овој хемиски елемент е дел од капките за очи, кои се користат во третманот на болеста како што е конјуктивитисот. Покрај тоа, бакар е важна компонента на различни решенија од изгореници.