Медь: описание и свойства металла, сферы применения и месторождения

Что представляет собой

Медь — это розоватый металл с золотистым металлическим блеском. Элемент номер 29 периодической системы Менделеева. Международный номинал — Cu (Cuprum).

Чистый металл мягкий, поэтому его чаще всего используют с примесями. Пластик: расширяется до диаметров микрон.

На воздухе покрывается пленкой, приобретая желтовато-красный оттенок. Тонкие пластинки на свету зеленовато-голубые.

Согласно официальной классификации, он относится к тяжелым цветным металлам. В эту группу также входят свинец, цинк, олово, никель.

История

Медь — один из первых металлов, с которыми человечество столкнулось. Этому способствовали следующие преимущества: высокая распространенность, доступность, относительно низкая температура плавления.

Восемь тысяч лет назад люди оценили достоинства меди.

Медный век начался сразу после каменного века:

• Медные артефакты, раскопанные на территории современной Турции, считаются древнейшими. Это бусинки и декоративные накладки.
• Режущие инструменты и пластины были металлическими.
• История открытия медных рудников в России начинается на Урале за две тысячи лет до новой эры. Потом были Кавказ, Алтай, Сибирь.
• Промышленная обработка бронзы началась в 14 веке. Пушки и колокола были отлиты из лиги.

Царский колокол и Царская пушка отлиты из бронзы.

Считается, что металл назван в честь острова Кипр. Месторождения меди здесь были обнаружены в III веке до нашей эры, и население освоило выплавку меди.

Происхождение русского термина медь из «Этимологического словаря русского языка» М. Фасмера связано с древнегерманским корнем smid — кузнец, металл.

Применение металла: от телеграфа до фейерверков

Широкое распространение меди началось после изобретения телеграфа. Для телеграфных кабелей требовалось огромное количество металла. С того времени наш герой не покидал первых мест в рейтинге электрических металлов.

Использование меди основано на ее свойствах. Электропроводка в старых домах; теперь дорогой металл заменяется дешевым алюминием. Но в приборах медная проводка. Компьютеры оснащены медными радиаторами.

Рекомендовано: РЕНИУМ — последний из стабильных изотопов

Сантехнические системы, холодильные системы, кондиционеры: повсеместно используется цветной металл с его замечательными свойствами.

Суда и лодки гордятся медными трубопроводами (они заполнены жидкостью и газом).

А во многих странах медные трубы используются для водо- и газоснабжения зданий.

Без меди не будет твердой пайки (это «клей» для металлов).

Диоскурид писал: «Припой для золота готовят из мочи детей и кипрской меди».

Япония считает медные трубопроводные трубы устойчивыми к землетрясениям.

Медь используется в качестве лигатуры для золотых сплавов; Чистое золото слишком мягкое и подвержено истиранию.

Оранжевый цветной металл придает пиротехнике голубой цвет.

Срок службы изделий из меди достигает 200 лет и более.

Основные свойства меди

Соединения меди

Медный купорос, медный купорос чаще всего встречаются в природе. Эту голубую пыль хорошо знают дачники и садоводы. Применяется для дезинфекции растений от насекомых.

Ацетат меди — фунгицид и компонент керамической краски.

Париж Верди (Швайнфурт), ацетат арсенида меди. Их до сих пор используют для окраски внешних частей морских судов (чтобы они не зарастали моллюсками и другими морскими обитателями). Фунгицит, инсектицид.

Окислы используются при окраске стекла и эмали.

Нитраты используются для покрытия изделий из меди.

Со временем на них образуется естественная патина — зеленоватая карбонатно-оксидная пленка. Иногда патина накапливается искусственно, стареет, придавая изделию античный вид.

1. Физические свойства.

На воздухе медь приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счет образования оксидной пленки. Тонкие пластинки в полупрозрачном состоянии имеют зеленовато-синий цвет. В чистом виде медь довольно мягкая, вязкая, легко прокатывается и гладится. Примеси могут увеличить его твердость.

Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим ее преимущественное использование. Медь также обладает очень высокой теплопроводностью. Примеси, такие как железо, фосфор, олово, сурьма и мышьяк, влияют на основные свойства и снижают электрическую и теплопроводность. По этим показателям медь уступает только серебру.

Медь имеет высокую плотность, температуру плавления и кипения. Хорошая коррозионная стойкость также является важным свойством. Например, при повышенной влажности железо окисляется намного быстрее.

Медь хорошо поддается обработке: ее сворачивают в медный лист и медную катушку, втягивают в медную проволоку толщиной до тысячных долей миллиметра. Этот металл диамагнитен, то есть намагничен против направления внешнего магнитного поля.

2. Химические свойства.

Медь — металл с относительно низкой активностью. В обычных условиях на сухом воздухе его окисления не происходит. Легко реагирует с галогенами, селеном и серой. Кислоты без окислительных свойств не влияют на медь. Никаких химических реакций с водородом, углеродом и азотом нет. Во влажном воздухе происходит окисление с образованием карбоната меди (II) — верхнего слоя платины.
Медь амфотерная, что означает, что она образует катионы и анионы в земной коре. В зависимости от условий соединения меди проявляют кислотные или основные свойства.

Запасы, добыча

Мировые объемы медной руды оцениваются в миллиарды тонн (разведано). На полпути подтверждено. Ученые считают, что земная кора содержит еще три миллиарда тонн медной руды.

Самородная медь

Страны всех континентов обладают богатыми запасами:

• Америка — Чили, Канада, США.
• Азия — Казахстан, Иран.
• Африка — ЮАР, Замбия, Заир.

На Россию приходится 3% мировых запасов. Месторождения сосредоточены на Урале. Основной производитель — компания «Норильский никель».

Минерал добывается открытым или закрытым способом, в зависимости от глубины залегания.

Мировой годовой объем добычи руды составляет 15-20 миллионов тонн.

Физико-химические параметры

Медь — это металл с типичными внешними характеристиками (блеск, гладкость) и структурой кристаллической решетки. Оборудован высокой электрической и теплопроводностью. По этим физическим свойствам он второй после серебра.

Имя, символ, номерАтомная масса(молярная масса)Электронная конфигурацияРадиус атомаХимические свойстваКовалентный радиусИонный радиусЭлектроотрицательностьЭлектродный потенциалСостояния окисленияИонизированная энергия(первый электрон)Термодинамические свойства простого веществаПлотность (до нет.)Температура плавленияТемпература кипенияУд тепло плавленияУд теплота испаренияМолярная теплоемкостьМолярный объемКристаллическая решетка простого веществаРетикулярная структураПараметры решеткиТемпература ДебаяДругие характеристикиТеплопроводностьКоличество CAS

Медь / Купро (Cu), 29

63,546 (3) в см (г / моль)

Ar 3d10 4s1

128 вечера

117 часов

(+ 2e) 73 (+ 1e) 77 (K = 6) пм

1,90 (шкала Полинга)

+ 0,337 В / + 0,521 В

3, 2, 1, 0

745,0 (7,72) кДж / моль (эВ)

8,92 г / см³

1356,55 К (1083,4 ° С)

2567 ° С

13,01 кДж / моль

304,6 кДж / моль

24,44 Дж / (кмоль)

7,1 см³ / моль

гранецентрированная кубическая

3615 баллов

315 К

(300 К) 401 Вт / (м К)

7440-50-8

Основное химическое свойство металла, оцененное человеком, — отсутствие коррозии. Медь химически неактивна и не окисляется при стандартных условиях.

Кристаллическая решётка меди:

500	Кристаллическая решетка
511	Кристаллическая решетка # 1
512	Ретикулярная структура	Гранецентрированная кубическая
513	Параметры решетки	3615 баллов
514	C / a отчет
515	Температура Дебая	315 К
516	Название группы пространств симметрии	Fm_ 3m
517	Номер пространственной группы симметрии	225

Как выплавить купрум

Способы получения меди:

• пирометаллургический (с его помощью производится 90% металла);
• гидрометаллургический, остальные 10%.

Гидрометаллургия состоит из единственной стадии: обработка минерала (обычно бедного) разбавленной серной кислотой с последующим выделением металлической меди из раствора. В этом случае все сопутствующие вещества из минерала просто исчезают.

Пирометаллургия более сложная, состоит из нескольких этапов:

1. Обогащение путем флотации и окислительного обжига.
2. Матовая плавка при температуре до 1500 градусов. Здесь уже различают необработанный металл, а также сопутствующие ему серебро, золото, никель.
3. Огневое рафинирование — очистка полученного металла от примесей до чистоты 99,5%.
4. Электролитическое рафинирование, доведение чистоты до 99,95%.

Области применения меди

Хорошо известно использование меди, а также алюминия, очень схожего с ней по своим свойствам — это производство кабельной продукции. Медные провода и кабели отличаются низким электрическим сопротивлением и особыми магнитными свойствами. Для производства кабельной продукции используются сорта меди, отличающиеся высокой чистотой. Если в его состав добавить даже небольшое количество посторонних металлических примесей, например всего 0,02% алюминия, электропроводность исходного металла снизится на 8-10%.

Небольшой вес меди и ее высокая прочность, а также способность поддаваться различным видам обработки — это свойства, которые позволяют изготавливать из нее трубы, которые успешно используются для транспортировки газа, горячей и холодной воды и Стим. Неслучайно такие трубы используются в составе инженерных коммуникаций жилых и офисных зданий в большинстве европейских стран.

Помимо очень высокой электропроводности, медь отличается способностью хорошо проводить тепло. Благодаря этому свойству успешно применяется в следующих системах:

• тепловые трубы;
• холодильники, используемые для охлаждения элементов персональных компьютеров;
• системы воздушного отопления и охлаждения;
• системы, обеспечивающие перераспределение тепла в различных устройствах (теплообменниках).

Металлоконструкции, в которых используются элементы из меди, отличаются не только малым весом, но и выдающимся декоративным эффектом. Это стало причиной их активного использования в архитектуре, а также для создания различных элементов интерьера.

Медь в природе

В природе были идентифицированы два проявления элемента: самородки и компонент соединений с другими элементами.

Медный самородок

Чаще всего это соединения: оксиды, сульфиды, гидрокарбонаты. Наиболее распространенным сырьем является медный пирит.

Медь придает оттенки темно-синего, голубого, зеленоватого малахита, бирюзы, хризоколлы и других минералов из сегмента ювелирных украшений.

4 Где чаще всего применяются изделия из меди?

Основная область применения алюминия и меди, наверное, всем известна. Из него делают самые разные кабели, в том числе силовые. Этому способствует низкая прочность алюминия и меди, их особые магнитные способности. Медные провода широко используются в обмотках электроприводов и трансформаторов (силовых), которые отличаются уникальной чистотой меди, являющейся исходным сырьем для их производства. Если к этому более чистому сырью добавить всего 0,02 процента алюминия, электропроводность продукта снизится на 8-10 процентов.

Cu, обладающая высокой плотностью и прочностью, а также малым весом, хорошо поддается механической обработке. Это позволяет нам производить отличные медные трубы, демонстрирующие свои высокие характеристики в системах газоснабжения, отопления и водоснабжения. Во многих странах Европы именно медные трубы используются в подавляющем большинстве случаев для устройства внутренних инженерных сетей жилых и административных зданий.

Мы много говорили об электропроводности алюминия и меди. Не будем забывать и о прекрасной теплопроводности последнего. Эта особенность позволяет использовать медь в следующих конструкциях:

• в тепловых трубках;
• в охлаждающих устройствах персональных компьютеров;
• в системах отопления и кондиционирования;
• в теплообменниках и многих других устройствах, отводящих тепло.

Плотность и малый вес медных материалов и сплавов привели к их широкому использованию в архитектуре.

Цены

Мировая цена на медь устанавливается на Лондонской бирже металлов. Это зависит от спроса, который определяется состоянием экономики.

И соответственно колеблется:

• В начале 2008 года психологический предел в 8000 долларов за тонну был превышен.
• Через полгода это уже было + 940 долларов, что стало рекордом за всю историю биржи.
• В начале 2011 года была взята планка в 10 000 долларов.

Потом был спад. На 2021 год одна тонна меди будет продаваться по цене 8 057 долларов. Сказался экономический спад из-за пандемии коронавируса.

Свойства атома меди :

200	Свойства атома
201	Атомная масса (молярная масса)	63,546 (3) а.е.м. (г / моль)
202	Электронная конфигурация	1с2 2с2 2п6 3с2 3п6 3d10 4с1
203	Электронная оболочка	K2 L8 M18 N1 O0 P0 Q0 R0
204	Радиус атома (рассчитанный)	145 вечера
205	Эмпирический радиус атома*	135 вечера
206	Ковалентный радиус*	132 вечера
207	Ионный радиус (кристаллический)	Cu+ 60 (2) вечера, 74 (4) вечера, 91 (6) вечера, Cu2+ 71 (4) вечера, 87 (18) вечера, Cu3 + низкий отжим 68 (6) вечера (в скобках указано координационное число — характеристика, определяющая количество ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)
208	Радиус Ван-дер-Ваальса	140 вечера
209	Электроны, протоны, нейтроны	29 электронов, 29 протонов, 35 нейтронов
210	Семья (блок)	член семьи d
211	Период в периодической таблице	4
212	Группа по периодической таблице	11-я группа (по старой классификации — боковая подгруппа 1-й группы)
213	Спектр излучения

Способы получения

Содержание металлов в минералах не превышает 2%. Поэтому перед слиянием их обогащают. Есть два способа получения меди: пиро- и гидрометаллургический.

Пирометаллургический

Многоуровневый процесс, включающий следующие этапы:

• Обогащение. Минералы концентрируются флотационным способом. Частицы меди, взвешенные в воде, «цепляются» за пузырьки воздуха, которые выносят их на поверхность. На выходе получается порошковый концентрат с содержанием меди 12-36.
• Жжение. Методика показана для бедных медных руд (9-24% меди) и сильно «загрязненных» серных концентратов. При прокаливании кислородом доля серы уменьшается вдвое.
• Предохранитель. Куски руды или порошкового концентрата загружают в печи трехкомпонентного или отражательного типа при температуре 1452 ° С. Возьмите медный штейн.
• Удалять. В преобразователях он подвергается воздействию сжатого воздуха. Образуются окисленные, почти чистые (98,51 — 99,51%) пузыри меди с железом и другими микроценными компонентами.
• Утонченность. Неочищенный продукт направляют на очистку — пламенем, затем электролитом. Примеси удаляются газами. После первого этапа металл очищается до 99,51%, после финального — до 99,96%.

Метод применяется к 9/10 добытого сырья.

Гидрометаллургический

Он состоит из обработки сырья растворенной серной кислотой с низкой концентрацией и получения металлической меди.

Метод оптимален для минералов с минимальным процентным содержанием меди. Удаление других компонентов не предполагается.

Температура плавления меди

Материал плавится при определенной температуре, которая зависит от наличия и количества сплавов в составе.

В большинстве случаев процесс происходит при температуре 1085 °. Наличие олова в сплаве дает негерметичность, плавление меди может начаться при 950 °. Цинк в составе также снижает нижний предел до 900°.

Для точных расчетов по времени требуется график плавления меди. На обычном листе бумаги используется график, на котором время указано по горизонтали, а градусы — по вертикали. График должен указывать, в каких точках поддерживается температура во время нагрева в течение всего процесса кристаллизации.

Медеплавильная печь

Свойства солей меди

Одно- и двухвалентная медь может образовывать комплексные соединения, которые отличаются высокой стабильностью. К таким соединениям относятся двойные соли меди и смеси аммиака. Их активно используют в различных отраслях промышленности.
Сульфат меди (II) — CuSO4 в безводном состоянии представляет собой белый порошок. Когда добавляется вода, она становится синей. Поэтому он используется для обнаружения остатков воды в органических жидкостях. Водный раствор медного купороса имеет сине-голубой оттенок. За этот цвет отвечают гидрат-ионы Cu (H2O) 4 2+, поэтому все остальные разбавленные растворы солей меди (II) имеют такой же цвет. Исключение составляют растворы, содержащие окрашенные анионы.
Из водного раствора сульфат меди кристаллизуется с пятью молекулами воды посредством образования прозрачных синих кристаллов сульфата меди. Полученное соединение используется:

• при электролитическом осаждении меди на металлы
• для создания минеральных красок
• в качестве исходного материала для производства других соединений меди.

В сельском хозяйстве очень популярен разбавленный раствор медного купороса для опрыскивания растений и замачивания семян перед посевом, поскольку он уничтожает споры вредоносных грибов.
Хлорид меди (II) — CuCl2. 2H2O. Это темно-зеленое соединение, легко растворимое в воде. Высокая концентрация хлорида меди позволяет получать растворы зеленого цвета, а разбавление приводит к сине-синей окраске.
Нитрат меди (II) — Cu (NO3) 2.3H2O. Его получают растворением меди в азотной кислоте. В процессе нагрева синие кристаллы нитрата меди сначала выделяют воду, после чего они легко разлагаются, выделяя кислород и коричневый диоксид азота, превращаясь в оксид меди (II).
Гидроксикарбонат меди (II) — (CuOH) 2CO3. Это вещество встречается в природе в виде минерала малахита, который имеет красивый изумрудно-зеленый цвет. В лабораторных условиях его можно создать, используя действие Na2CO3 на растворы солей меди (II).
2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (CuOH) 2CO3 + 2Na2SO4 + CO2↑
Кроме того, его используют для получения хлорида меди (II), а также для приготовления синих и зеленых минеральных красок.

Ацетат меди (II) — Cu (CH3COO) 2.H2O. Это соединение можно получить обработкой металлической меди или оксида меди (II) раствором уксусной кислоты. Чаще всего это смесь основных солей разного состава и цвета (от зеленого до сине-зеленого).
Помните, что все соли меди без исключения ядовиты. По этой причине, чтобы избежать образования солей меди, всю медную посуду необходимо внутри лужить.

Методы добычи

Медь добывают открытым и закрытым способами. Первый актуален, если минерал имеет толщину до 500 метров. Для более глубоких месторождений строятся специальные подземные рудники. Чистую медь получают в основном пирометаллургическим способом, реже — гидрометаллургическим.

Пирометаллургический метод условно делится на две фазы, и в качестве сырья используется халькопирит (сульфат меди). Первый этап — флотационный или окислительный обжиг. Цель этой технологии — улучшить медную руду, в которой повышена концентрация серы. В процессе обработки сера удаляется до 1%, остальные металлы, содержащиеся в минерале, превращаются в оксидные соединения.

Химические формулы процесса:

• ZnS + 1.5O2 = ZnO + SO2 + Q — реакция протекает при температуре выше +800 градусов;
• ZnS + 2O2 = ZnSO2 + Q — оптимальная температура колеблется в пределах + 600 / + 700 градусов.

Далее обогащенный минерал плавится в шахтных печах при температуре + 14 500 градусов, превращаясь в сплав, состоящий из сульфидов железа и меди (непрозрачный). Для повышения качества продувка преобразователя осуществляется без подачи топлива. Содержание меди в этом сплаве составляет около 91%. Второй этап — рафинирование, после которого содержание меди увеличивается до 99,9%.

Гидрометаллургический метод основан на выщелачивании. Для этого минерал измельчают на мелкие кусочки и заливают растворителями:

• NH4OH;
• H2SO4;
• Fe (SO4).

В результате получается раствор, в котором осаждается медь и другие металлы. Формулы процесса:

• CuO + H2SO4> CuSO4 + H2O — выщелачивание серной кислоты;
• CuSO4 + 2Fe2SO4> 4FeSO4 + 2CuSO + S — использование сульфата железа;
• Cu2S + 2 Fe2 (SO4) 3> 2 СuSO4 + 4 FeSO4 + S — выщелачивание сульфатом железа.

Полученный раствор дополнительно обрабатывают для извлечения металла. Например, можно использовать технику цементации: CuSО4 + Fe> FeSО4 + Cu. Здесь в состав добавляют кусочки железа, заменяя медный компонент в сульфатных солях.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Здравствуйте, CIM Ref1.1

Струнц (8-е издание)	1 / A.01-10
Никель-Струнц (10-е издание)	1.ГГ.05
Дана (7-е издание)	1.1.1.3
Дана (8-е издание)	1.1.1.3

Сплавы

Номенклатура медных сплавов с другими компонентами насчитывает десятки позиций.

Медные сплавы и их применение

Их используют чаще, чем чистый металл, потому что они уменьшают присущие чистому металлу недостатки. То есть делают продукт крепче, стабильнее и дешевле.

Медные соединения делятся на две группы:

1. Бронза — с оловом.
2. Латунь — с цинком.

Помимо этих основных легирующих компонентов, в состав соединения входят алюминий, никель, висмут, титан, серебро, золото и неметаллические элементы.

Биологическая роль

Метаболизм меди у человека. Вход в энтероцит через транспортер CMT1, перенос через ATOX1 в сеть транс-Гольджи, с повышенной концентрацией — высвобождение через ATP-asi ATP7A в воротной вене. Попадание в гепатоцит, где ATP7B загружает белок церулоплазмин ионами меди и выводит избыток с желчью.

Медь является важным элементом для всех высших растений и животных. В кровотоке медь в основном транспортируется с помощью белка церулоплазмина. После того, как медь всасывается из кишечника, она транспортируется в печень с помощью альбумина. Медь содержится в большом количестве ферментов, таких как цитохром-с-оксидаза, фермент супероксиддисмутаза меди и цинка и переносящий кислород белок гемоцианин. В крови большинства моллюсков и членистоногих медь используется вместо железа для переноса кислорода.

Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом за всасывание в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать дефицит другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо 0,9 мг меди в день.

Токсичность

Некоторые соединения меди могут быть токсичными при превышении максимально допустимой концентрации в пище и воде. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 2 мг / л (среднее значение за период 14 дней), однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сформулировала это правило в 1998 году следующим образом: «Риски для здоровья человека из-за недостатка меди в организме во много раз выше, чем риски из-за избытка меди».

В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела предыдущие оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта 5 .

Были опасения, что гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона-Коновалова) сопровождается накоплением меди в организме, так как она не выводится печенью с желчью. Это заболевание вызывает поражение мозга и печени. Однако причинно-следственная связь между началом заболевания и потреблением меди не подтверждена 5. Установлена ​​только повышенная чувствительность людей с диагнозом этого заболевания к повышенному содержанию меди в пище и воде. Общее количество людей, пораженных болезнью, например, в США составляет ок. 35 тысяч человек, или 0,01% всех водопользователей. источник не указан 226 дней

Бактерицидность

Бактерицидные свойства меди и ее сплавов известны человеку давно. В 2008 году, после обширных исследований, Федеральное агентство по охране окружающей среды США (US EPA) официально обозначило медь и несколько медных сплавов с бактерицидным состоянием поверхности 6 (агентство указывает, что использование меди в качестве бактерицидного агента может быть дополнительным , но не должны заменять стандартную практику инфекционного контроля). Бактерицидный эффект поверхностей из меди (и ее сплавов) особенно выражен против метициллин-устойчивого штамма Staphylococcus aureus, известного как «супермикроб» MRSA. Летом 2009 года была установлена ​​роль меди и медных сплавов в инактивации вируса гриппа A / H1N1 (так называемого «свиного гриппа»)

Органолептические свойства

Ионы меди придают отчетливый «металлический привкус» избытку меди в воде. У разных людей порог органолептического определения меди в воде составляет около 2-10 мг / л. Естественная способность обнаруживать это высокое содержание меди в воде является естественным защитным механизмом от употребления воды с чрезмерным содержанием меди.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Маленький медный самородок

Самородная медь обычно образуется в зоне окисления некоторых месторождений сульфида меди в сочетании с кальцитом, самородным серебром, купритом, малахитом, азуритом, брошантитом и другими минералами. Масса отдельных скоплений самородной меди достигает 400 тонн. Крупные промышленные месторождения самородной меди, наряду с другими медьсодержащими минералами, образуются, когда вулканические породы (диабаз, мелафири) подвергаются воздействию гидротермальных растворов, вулканических паров и газов, обогащенных летучими соединениями меди (например, месторождение Верхнее озеро, США АМЕРИКА).
Самородная медь также содержится в осадочных породах, в основном в медистых песчаниках и сланцах.
Наиболее известные коренные месторождения меди — рудники Турина (Урал), Джезказганское (Казахстан), в США (на полуострове Кивино, в штатах Аризона и Юта).

Расчет веса с использованием значений удельного веса

Не будем далеко ходить и воспользуемся примером, описанным выше. Рассчитываем общее содержание меди в 25 листах. Изменим условие и предположим, что листы изготовлены из медного сплава. Поэтому удельный вес меди берем из таблицы и он равен 8,93 г / см3. Толщина листа — 5мм, площадь (1000мм * 2000мм) — 2000000мм, соответственно объем будет 10000000мм3 или 10000см3. Теперь умножаем удельный вес на объем и получаем 89 кг и 300 грамм. Общее количество меди, содержащейся в этих листах, мы рассчитали без учета веса самих примесей, т.е значение общего веса может быть больше.

Теперь умножаем рассчитанный результат на 25 листов и получаем 2235 кг. Такие расчеты целесообразно использовать при обработке медных деталей, так как они позволяют узнать, сколько меди содержится в исходных объектах. Таким же образом можно рассчитать и медные слитки. Площадь сечения провода умножается на его длину, откуда получаем объем стержня, а затем по аналогии с примером выше.

Общие сведения:

100	Общая информация
101	Имя	Медь
102	Прежнее название
103	Латинское название	Cuprum
104	Английское имя	Медь
105	Условное обозначение	Cu
106	Атомный номер (номер в таблице)	29
107	Вид	Металл
108	Группа	Переходные металлы, тяжелые, цветные
109	Открытым	Известный с древних времен
110	Год открытия	9000 г до н.э
111	Внешний вид и др.	Пластиковый металл золотисто-розового цвета (или розовый при отсутствии оксидной пленки)
112	Источник	Натуральный материал
113	Изменения
114	Аллотропные модификации
115	Температурные и другие условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116	Конденсат Бозе-Эйнштейна
117	2D материалы
118	Содержание в атмосфере и воздухе (по весу)	0 %
119	Содержится в земной коре (по массе)	0,0068 %
120	Содержится в морях и океанах (по массе)	3,0 10-7 %
121	Содержится во вселенной и пространстве (по массе)	6,0 10-6 %
122	Содержание в Солнце (по массе)	0,00007 %
123	Содержание метеорита (по массе)	0,011 %
124	Содержание в организме человека (по весу)	0,0001 %

Химические свойства

Химические свойства меди определяются ее положением в периодической таблице, где она имеет порядковый номер 29 и находится в четвертом периоде. Удивительно, но он находится в одной группе с драгоценными металлами. Это еще раз подтверждает уникальность его химических свойств, о которых стоит поговорить более подробно.

Оттенки медных сплавов

В условиях низкой влажности медь практически не проявляет химической активности. Все меняется, когда продукт помещается в среду с высокой влажностью и высоким содержанием углекислого газа. В этих условиях начинается активное окисление меди: на ее поверхности образуется зеленоватая пленка, состоящая из CuCO3, Cu (OH) 2 и различных соединений серы. Эта пленка, называемая патиной, выполняет важную функцию защиты металла от дальнейшего разрушения.

Окисление начинает активно происходить при нагревании продукта. Если металл нагревается до температуры 375 градусов, то на его поверхности образуется оксид меди, если выше (375-1100 градусов), то лестница двухслойная.

Медь довольно легко реагирует с элементами, входящими в группу галогенов. Если металл поместить в пары серы, он воспламенится. Он также показывает высокую степень родства селеном. Медь не реагирует с азотом, углеродом и водородом даже при высоких температурах.

Заслуживает внимания взаимодействие оксида меди с различными веществами. Так, при взаимодействии с серной кислотой образуется сульфат и чистая медь, с бромистоводородной и йодистой кислотами — бромид и йодид меди.

По-другому кажутся реакции оксида меди со щелочами, в результате чего образуется купрат. Производство меди, в которой металл восстанавливается до свободного состояния, осуществляется с использованием окиси углерода, аммиака, метана и других материалов.

Медь, взаимодействуя с раствором солей железа, переходит в раствор, а железо восстанавливается. Эта реакция используется для удаления напыленного слоя меди с различных продуктов.

Одно- и двухвалентная медь способна создавать высокостабильные комплексные соединения. Такие соединения представляют собой двойные соли меди и смеси аммиака. И те, и другие нашли широкое применение в различных сферах.

Катушки из медной проволоки

Медь — свойства, характеристики свойства

Медь — это ковкий металл розово-золотистого цвета с характерным металлическим блеском. В периодической системе DI

Латинское название Cuprum происходит от названия острова Кипр. Известно, что в III веке до нашей эры на Кипре были медные рудники и что медь выплавляли местные ремесленники. Купить медь вы можете в компании «КУПРУМ».

По мнению историков, знания общества о меди насчитывают около девяти тысячелетий. Самые старые медные предметы были найдены во время археологических раскопок на территории современной Турции. Археологи обнаружили небольшие медные бусинки и бляшки для украшения одежды. Находки датируются концом VIII — VII тысячелетием до нашей эры. В древности из меди с тонким лезвием изготавливали украшения, дорогую посуду и различные инструменты.

Большим успехом древних металлургов можно назвать производство сплава на основе меди — бронзы.

Сферы применения

Свойства металла привели к его использованию в различных областях. Основной потребитель — производственный комплекс.

Промышленность

Металлы и сплавы сортируются по следующим отраслям:

• Электротехника, радиоэлектроника. Кабели (силовые, прочие), провода. Обмотка в трансформаторах. Теплообменники (радиаторы отопления, кондиционеры, компьютерные кулеры, тепловые трубки для ноутбуков).
• Машиностроение и приборостроение. Сплавы меди с цинком, оловом, алюминием используются для изготовления деталей и узлов машин. Без него невозможно создание гальванических элементов и батарей.
• Трубы. Для перевозки пара, воды, газа. В энергетике, в судостроении, для бытовых нужд.

Система охлаждения с медными тепловыми трубками в ноутбуке

В Японии медные трубопроводы признаны сейсмостойкими, что очень важно для этой страны.

Медные трубы

Строительство

Кровли из медного листа экологически чистые, их не нужно красить, так как не страшны влага, погодные катаклизмы. Срок службы — до 100 лет.

Медицина

Лекарство востребовано по характеристикам металла как антисептическое и вяжущее средство.

он входит в состав глазных капель и смесей для лечения ожогов.

Медные дверные ручки и другие поверхности — атрибут больниц.

Соединения меди подавляют вирус свиного гриппа.

Ювелирное дело

Ювелиры используют сплавы на основе меди.

Медное кольцо

Красное или розовое золото — это конгломерат благородных металлов с медью.

Его количество в составе определяет окончательный оттенок:

• 25% — розовый;
• 50% красный.

Эти виды золота наиболее любимы ювелирами. Медь делает изделия прочнее, снижая при этом стоимость.

Второй по популярности ювелирный сплав — мельхиор (медь + никель).

Другие отрасли

• Оксид меди является основой купрата, используемого в сверхпроводниках.
• Из латуни делают винтовочные и артиллерийские гильзы.
• Монеты чеканят из мельхиора, создают предметы интерьера и столовые приборы.
• Медь участвует в синтезе хлорофилла. Его всегда добавляют в минеральные удобрения для растений.

Состав и структура

Медь — это соединение огромного количества кристаллов серебра, кальция, золота, свинца, никеля. Металлы, входящие в состав меди, отличаются простотой обработки и относительной пластичностью.

Элементарная ячейка структурной решетки кубическая. Каждая из ячеек представляет собой соединение из 4 атомов.

Во время добычи минерал насыщается огромным количеством примесей. Они влияют на технические характеристики расплавленного металла, его структуру. Общие примеси:

1. Кислород — примесь, содержание которой в составе может достигать 0,008%. При воздействии высоких температур содержание кислорода быстро снижается.
2. Висмут — компонент, негативно влияющий на технические характеристики готового металла. Допустимое количество в составе — до 0,001%.
3. Марганец — практически не влияет на свойства меди.
4. Никель: снижает теплопроводность.
5. Мышьяк: не влияет на свойства переплавленного металла. Мышьяк нейтрализует негативное воздействие висмута, кислорода, сурьмы на конечный материал.
6. Олово: улучшает теплопроводность.
7. Сурьма: снижает тепло- и электропроводность. Допустимое содержание в составе — до 0,05%.
8. Сера, селен — снижают показатель пластичности, если их количество в составе превышает 0,001%.
9. Цинк — практически не влияет на физические и химические свойства.
10. Фосфор — главный раскислитель. Улучшить механические свойства.

Процент примесей в производстве может уменьшаться или увеличиваться.

Медная руда (Фото: Instagram / alex_tango1910)

Значение для человека

Медь изначально входит в состав человеческого тела:

• Участвует в образовании красных кровяных телец, коллагена, эластина.
• Активизирует эндокринную систему, замедляет старение организма.
• Его недостаток чреват замедлением белкового обмена. Это приводит к патологиям развития скелета и состава крови.

Он содержится во многих продуктах. Медью богаты говяжья печень, устрицы, семена кунжута, какао-порошок, черный перец, гречка. А также сухофрукты (фундук, грецкие орехи, кешью, арахис, миндаль).

Шкала твердости по Моосу для оценки твердости металлов.

Вот список факторов твердости некоторых металлов, с которыми каждый может столкнуться в повседневной жизни, особенно при контакте с ювелирными изделиями:

• Олово: 1,5
• Цинк: 2,5
• Золото: 2,5-3
• Серебро: 2,5-3
• Алюминий: 2,5-3
• Медь: 3
• Медь: 3
• Бронза: 3
• Никель: 4
• Платина: 4-4,5
• Сталь: 4-4,5
• Утюг: 4,5
• Палладий: 4,75
• Родий: 6
• Титан: 6
• Армированная сталь: 7-8
• Вольфрам: 7,5
• Карбид вольфрама: 8,5-9

Предостережение

В металле есть изотопы: два стабильных плюс два десятка нестабильных. Хотя период полураспада «долгой печени» составляет менее 2,5 дней, материал токсичен.

Поэтому использование меди контролируется.

В России на федеральном уровне (национальное правило, Федеральный свод правил) регулируются:

• Производство и использование медных труб для воды, пара и газа.
• Количество меди в питьевой воде.

в 1 литре питьевой воды не должно быть более 1 мг меди.

Избыток компонентов меди вызывает отравление организма. Медные сковороды не подходят для приготовления пищи.

Карьер, где открыто добывали медную руду, становится источником токсичных соединений.