Kovinski baker: opis elementa, lastnosti in uporaba

Zgodovina videza bakra

O tem, kakšen velik pomen je imel ta kemični element v zgodovini človeštva in planeta, lahko že uganemo z imeni zgodovinskih obdobij. Po kamninski dobi je prišel baker in za njim - bron, ki ima tudi neposreden odnos s tem elementom.

Baker je ena od sedmih kovin, ki so v antičnih časih postali znani človeštvu. Če verjamete v zgodovinske podatke, se je znanost starih ljudi s to kovino zgodila pred devet tisoč leti.

Najstarejši izdelki iz tega materiala so našli na območju sodobne Turčije. Arheološka izkopavanja, ki so bila izvedena na mestu velike neolitske naselitve Chatalheyuk, so omogočila iskanje majhnih bakrovih kroglic in bakrenih plošč, s katerimi so starinski ljudje okrasili obleko.

Najdene predmete je datiral s križiščem osmega in sedmega tisočletja pred našim štetjem. Poleg samih proizvodov so bile najdene tudi žlindre na mestu izkopa, kar kaže na taljenje kovin iz rude.

Pridobivanje bakra iz rude je bilo razmeroma dostopno. Zato je kljub visoki talini ta človeška metoda med prvimi hitro in čim bolj obvladala človeštvo.

Metode pridobivanja

V naravnih razmerah ta kemični element obstaja v dveh oblikah:

• povezave;
• Nuggets.

Zanimivo dejstvo je naslednje: bakreni nuggets v naravi naletijo veliko bolj pogosto kot zlato, srebro in železo.

Naravne bakrene spojine so:

• oksidi;
• ogljikove in žveplove komplekse;
• hidrokarbonati;
• sulfidne rude.

Rude, ki so najbolj razširjene, so baker luster in baker pirit. Baker v teh rudah vsebuje samo enega do dva odstotka. Primarni baker se pridobiva na dva načina:

• hidrometalurški;
• pirometalurški.

Delež prve metode je deset odstotkov. Preostala devetdeseta se nanaša na drugo metodo.

Pirometalna metoda vključuje kompleks procesov. Prvič, bakrene rude se obogatijo in odpustijo. Nato se surovina stopi v mat, nato pa se pretvori v pretvornik. Tako nastane grobi baker. Obrnitev v čisto se opravi z rafiniranjem - prvi ogenj, nato elektrolitski. To je zadnja stopnja. Na koncu je čistost nastale kovine skoraj sto odstotkov.

Proces pridobivanja hidrometalurškega bakra se deli na dve stopnji.

1. Na začetku se surovina izpere s šibko raztopino žveplene kisline.
2. Na zadnji stopnji se kovina spusti neposredno iz rešitve, omenjene v prvem odstavku.

Ta metoda se uporablja pri predelavi samo slabih rud, saj je za razliko od prejšnje metode nemogoče izločiti plemenite kovine istočasno. Zato je odstotek te metode tako majhen v primerjavi z drugo metodo.

Malo o imenu

Kemijski element Cuprum, označen s simbolom Cu, je prejel svoje ime v čast ozloglašenega otoka Cipra. Tam je bilo v daljnjem tretjem stoletju pred našim štetjem odkritih velikih bakrenih rud. Lokalni obrtniki, ki so delali v teh rudnikih, so to kovine pobarali.

Fizične lastnosti kovin

Morda je nemogoče razumeti, kaj je kovinski baker, ne da bi razumeli njegove lastnosti, osnovne značilnosti in lastnosti.

Ko pride v stik z zrakom, ta kovina postane rumenkasto roza barve. Ta edinstven zlato roza odtenek je posledica videza oksidnega filma na kovinski površini. Če se ta film odstrani, bo baker dobil ekspresivno rožnato barvo z značilnim svetlim kovinskim sijajem.

Čudovito dejstvo: najboljše bakrene plošče na lumnu sploh niso rožnate, temveč zelenkasto modre ali, z drugimi besedami, morske barve.

V obliki preproste snovi ima baker naslednje lastnosti:

• presenetljiva plastičnost;
• zadostna mehkoba;
• viscidnost.

Čisti baker brez nečistoč je mogoče popolnoma obdelati - ga je mogoče preprosto valjati v palico ali pločevino ali vleči v žico, katere debelina se bo zmanjšala na tisočino milimetra. Dodajanje nečistoč v to kovino povečuje trdoto.

Poleg teh fizikalnih lastnosti ima ta kemični element visoko električno prevodnost. Ta funkcija je v glavnem določala uporabo kovinskega bakra.

Med osnovne lastnosti te kovine je treba omeniti visoko toplotno prevodnost. Glede na električno prevodnost in toplotno prevodnost je baker med vodilnimi kovinami. Edini kazalniki za te parametre so en kovinski srebro.

Ne moremo ignorirati dejstva, da so parametri električne in toplotne prevodnosti bakra med osnovnimi lastnostmi. Ostajajo na visoki ravni le, ko je kovina v čisti obliki. Zmanjšanje teh kazalcev je mogoče z dodajanjem nečistoč:

• arzen;
• železo;
• kositer;
• fosfor;
• antimon.

Vsaka od teh nečistoč v kombinaciji z bakrom ima določen vpliv na to, zaradi česar so vrednosti toplote in električne prevodnosti izrazito zmanjšane.

Med drugim je kovinski baker značilen neverjetno moč, visoko tališče in visoka vrelišče. Podatki so resnično impresivni. Tališče bakra presega tisoč stopinj Celzija! Vrelišče je 2570 stopinj Celzija.

Ta kovina spada v skupino kovin - diamagnetika. To pomeni, da njena magnetizacija, tako kot pri številnih drugih kovinah, ni v nasprotju s smerjo zunanjega magnetnega polja, ampak proti njej.

Druga pomembna značilnost je odlična odpornost kovine na korozijo. V pogojih visoke vlažnosti se oksidacija železa, na primer, zgodi večkrat hitreje kot oksidacija bakra.

Kemijske lastnosti elementa

Ta element je neaktiven. Baker, ko je izpostavljen suhem zraku pod normalnimi pogoji, ne začne oksidirati. Nasprotno, vlažen zrak sproži proces oksidacije, v katerem nastane bakrov karbonat (II), ki je zgornja plast patine. Skoraj takoj ta element reagira s takšnimi snovmi, kot so:

• žveplo;
• selen;
• halogeni.

Kisline, ki nimajo oksidativnih lastnosti, ne morejo vplivati ​​na baker. Poleg tega ne reagira na kakršen koli način v stik s kemičnimi elementi, kot so:

• dušik;
• ogljik;
• vodik.

Poleg že omenjenih kemičnih lastnosti je baker značilen amfoteričnost. To pomeni, da je v zemeljski skorji sposoben tvoriti katione in anione. Spojine te kovine lahko kažejo kisline in bazične lastnosti - neposredno je odvisno od posebnih pogojev.

Področja in značilnosti uporabe

V starih časih je bil kovinski baker uporabljen za izdelavo različnih stvari. Vestna uporaba tega materiala je omogočila pridobivanje starih ljudi:

• drage posode;
• okraski;
• orodja, ki imajo tanko rezilo.

Bakrene zlitine

Govorimo o uporabi bakra, ne smemo zanemariti njegovega pomena pri proizvodnji različnih zlitin, ki temeljijo ravno na tem kovinskem. Takšne zlitine vključujejo:

• bronasta;
• medenina.

Dve od teh sort so glavne vrste bakrovih zlitin. Prva bronasta zlitina je nastala na vzhodu tri tisoč let pred našo dobo. Bron se lahko upravičeno šteje za enega največjih dosežkov metalurških iz antike. Dejansko je bronasta kombinacija bakra z drugimi elementi. V večini primerov kositer deluje kot druga komponenta. Toda ne glede na to, kateri elementi so vključeni v zlitino, je glavni sestavni del vedno baker. Formula medenine vsebuje večinoma baker in cink, vendar pa jih je mogoče dopolniti tudi v obliki drugih kemičnih elementov.

Poleg bronaste in medenine je ta kemični element vključen v izdelavo zlitin z drugimi kovinami, vključno z aluminijem, zlatom, niklom, kositrom, srebrom, titanom, cinkom. Bakrene zlitine z nekovinami, kot so kisik, žveplo in fosfor, se uporabljajo veliko manj pogosto.

Industrije

Dragocene lastnosti bakrovih zlitin in čiste snovi so prispevale k njihovi uporabi v panogah, kot so:

• elektrotehnika;
• električna strojna oprema;
• izdelava instrumentov;
• radioelektronika.

Seveda pa to niso vsa področja uporabe tega kovine. Je zelo okolju prijazen material. Zato se uporablja pri gradnji hiš. Na primer, strešna kritina, izdelana iz kovinskega bakra, zaradi svoje visoke odpornosti proti koroziji ima življenjsko dobo več kot sto let, brez potrebe po posebni negi in barvi.

Drugo področje uporabe te kovine je nakitna industrija. Uporablja se predvsem v obliki zlitin z zlatom. Za izdelke iz zlitine bakra in zlata je značilna povečana trdnost, visoka odpornost. Takšni proizvodi za dolgo časa niso deformirani in se ne obrabijo.

Sestavine kovinskega bakra se odlikujejo po visoki biološki aktivnosti. V svetu flore je ta kovina pomembna, saj sodeluje pri sintezi klorofila. Sodelovanje tega elementa v tem procesu omogoča, da ga najdemo med sestavinami mineralnih gnojil za rastline.

Vloga v človeškem telesu

Pomanjkanje tega elementa v človeškem telesu lahko negativno vpliva na sestavo krvi, in sicer ga poslabša. Nadomestilo primanjkljaja te snovi je lahko pri posebej izbrani hrani. Baker se nahaja v številnih prehrambenih izdelkih, zato je enostavno narediti zdravo prehrano. Na primer, eden od izdelkov, ki vsebujejo ta element, je navadno mleko.

Ampak sestavljanje menija, nasičenega s tem elementom, ne smemo pozabiti, da lahko prekomernost njegovih spojin vodi do zastrupitve telesa. Zato, s tem koristnim substancem nasitimo telo, je zelo pomembno, da ga ne pretiravamo. In to ne zadeva samo količine porabljenih izdelkov.

Na primer, zastrupitev s hrano lahko povzroči uporabo bakrenih jedi. Priprava hrane v takih jedeh je zelo odvrača in celo prepovedana. To je posledica dejstva, da med vrenjem precejšen del tega elementa vstopi v hrano, kar lahko privede do zastrupitve.

V prepovedi bakrenega pribora je ena opozorila. Uporaba takih pripomočkov ni nevarna, če ima notranja površina kositrno prevleko. Le ko je ta pogoj izpolnjen, uporaba bakrenih loncev ne predstavlja nevarnosti zastrupitve s hrano.

Poleg vseh zgoraj naštetih aplikacij razširitev tega elementa ni zaobšla zdravila. Na področju zdravljenja in vzdrževanja zdravja Uporablja se kot mrzlica in antiseptik. Ta kemični element je del kapljic za oči, ki se uporabljajo pri zdravljenju bolezni, kot je konjunktivitis. Poleg tega je baker pomembna sestavina raznih rešitev iz opeklin.