The měď je přechodný kov, který patří do skupiny 11 periodické tabulky a je reprezentován chemickým symbolem Cu. Vyznačuje se a vyznačuje se tím, že je červenooranžový kov, velmi tvárný a tvárný, a také skvělý vodič elektřiny a tepla..
Ve své kovové formě se vyskytuje jako primární minerál v čedičových horninách. Mezitím se oxiduje ve sloučeninách síry (sloučeniny s větším těžebním využitím), arsenidech, chloridech a uhličitanech; tj. obrovská kategorie minerálů.
Z minerálů, které ho obsahují, můžeme zmínit chalcocit, chalkopyrit, bornit, kuprit, malachit a azurit. Měď je také přítomna v popelu řas, mořských korálů a členovců.
Tento kov má hojnost 80 ppm v zemské kůře a průměrnou koncentraci v mořské vodě 2,5 × 10-4 mg / l V přírodě se vyskytuje jako dva přírodní izotopy: 63Cu, s hojností 69,15%, a 65Cu, s hojností 30,85%.
Existují důkazy, že měď byla tavena v roce 8000 před naším letopočtem. C. a legované cínem za vzniku bronzu v roce 4000 př. C. Předpokládá se, že pouze meteorické železo a zlato předcházejí jako první kovy používané člověkem. Je tedy synonymem archaické a oranžové záře současně..
Měď se používá hlavně při výrobě kabelů pro vedení elektřiny v elektromotorech. Takové kabely, malé i velké, tvoří stroje nebo zařízení v průmyslu i v každodenním životě..
Měď je zapojena do elektronického transportního řetězce, který umožňuje syntézu ATP; hlavní energetická sloučenina živých bytostí. Je to kofaktor superoxiddismutázy: enzymu, který degraduje superoxidový iont, vysoce toxickou sloučeninu pro živé bytosti.
Měď navíc hraje roli v hemocyaninu v transportu kyslíku u některých pavoukovců, korýšů a měkkýšů, což je podobné jako u železa v hemoglobinu.
Přes všechny své prospěšné účinky pro člověka, když se měď hromadí v lidském těle, jako je tomu u Wilsonovy choroby, může mimo jiné způsobit cirhózu jater, poruchy mozku a poškození očí..
Rejstřík článků
Z nativní mědi se vyráběly artefakty jako náhrada kamene v neolitu, pravděpodobně v letech 9000 až 8000 před naším letopočtem. C. Měď je jedním z prvních kovů používaných člověkem po přítomnosti železa v meteoritech a ve zlatě..
Existují důkazy o využití těžby při získávání mědi v roce 5 000 před naším letopočtem. C. Již pro předchozí datum byly vyrobeny předměty z mědi; takový je případ náušnice vyrobené v Iráku, která se odhaduje na 8700 před naším letopočtem. C.
Na druhé straně se věří, že metalurgie se zrodila v Mezopotámii (nyní Irák) v roce 4000 před naším letopočtem. C., kdy bylo možné snížit obsah minerálů pomocí ohně a uhlí. Později byla měď záměrně legována cínem za vzniku bronzu (4000 př. N. L.).
Někteří historici poukazují na měděný věk, který by byl chronologicky umístěn mezi neolitem a dobou bronzovou. Později doba železná nahradila dobu bronzovou v letech 2000 až 1000 před naším letopočtem. C.
Doba bronzová začala 4000 let po tavení mědi. Bronzové předměty z kultury Vinca sahají až do roku 4500 před naším letopočtem. C.; zatímco na Sumérii a v Egyptě jsou bronzové předměty vyrobené 3000 let před naším letopočtem. C.
Použití radioaktivního uhlíku prokázalo existenci těžby mědi v Alderley Edge, Cheshire a ve Velké Británii v letech 2280 až 1890 před naším letopočtem. C.
Je možné poznamenat, že Ötzi, „Iceman“ s odhadovaným datem mezi 3300 a 3200 před naším letopočtem. C., měl sekeru s hlavou z čisté mědi.
Římané ze 6. století před naším letopočtem. Jako měnu používali kousky mědi. Julius Caesar používal mince z mosazi, mědi a slitin zinku. Octavioovy mince byly navíc vyrobeny ze slitiny mědi, olova a cínu..
Produkce mědi v Římské říši dosáhla 150 000 tun ročně, což je číslo, které bylo překonáno pouze během průmyslové revoluce. Římané přinesli měď z Kypru, věděli ji jako aes Cyprium („kov z Kypru“).
Později se termín zvrhl na měď: název používaný k označení mědi až do roku 1530, kdy byl zaveden anglický kořenový termín „měď“, označoval kov..
Velká měděná hora ve Švédsku, která fungovala od 10. století do roku 1992, pokrývala v 17. století 60% evropské spotřeby. Závod La Norddeutsche Affinerie v Hamburku (1876) byl prvním moderním závodem na galvanické pokovování, který používal měď.
Měď je lesklý oranžově červený kov, zatímco většina původních kovů je šedá nebo stříbrná.
29
63 546 u
1 084,62 ° C
Běžné plyny, jako je kyslík, dusík, oxid uhličitý a oxid siřičitý, jsou rozpustné v roztavené mědi a ovlivňují mechanické a elektrické vlastnosti kovu, když ztuhne..
2 562 ° C
- 8,96 g / ml při teplotě místnosti.
- 8,02 g / ml při teplotě tání (kapalina).
Všimněte si, že nedochází k výraznému snížení hustoty mezi pevnou a kapalnou fází; oba představují velmi husté materiály.
13,26 kJ / mol.
300 kJ / mol.
24,44 J / (mol ∙ K).
16,5 µm / (m ∙ K) při 25 ° C.
401 W / (m ∙ K).
16,78 Ω ∙ m při 20 ° C.
59,6 ∙ 106 Vy.
Měď má velmi vysoké elektrické vedení, překonané pouze stříbrem..
3.0.
Je to tedy měkký kov a také docela tvárný. Pevnost a houževnatost se zvyšují zpracováním za studena v důsledku tvorby podlouhlých krystalů stejné kubické struktury se středem tváře, která je přítomna v mědi..
Měď nereaguje s vodou, ale reaguje s atmosférickým kyslíkem a je pokryta vrstvou černohnědého oxidu, který poskytuje ochranu proti korozi základním vrstvám kovu:
2Cu (s) + O.dva(g) → 2CuO
Měď není rozpustná ve zředěných kyselinách, reaguje však s horkými a koncentrovanými kyselinami sírovými a dusičnými. Je také rozpustný v amoniaku ve vodném roztoku a v kyanidu draselném.
Dokáže odolat působení atmosférického vzduchu a mořské vody. Jeho dlouhodobá expozice však vede k vytvoření tenké zelené ochranné vrstvy (patiny).
Předchozí vrstva je směs uhličitanu a síranu měďnatého, pozorovaná ve starých budovách nebo sochách, jako je Socha svobody v New Yorku.
Měď reaguje zahřátá na červenou s kyslíkem za vzniku oxidu měďnatého (CuO) a při vyšších teplotách tvoří oxid měďný (CudvaNEBO). Rovněž reaguje za horka se sírou za vzniku sulfidu měďnatého; proto se zamlžuje, když je vystaven působení některých sloučenin síry.
Měď I hoří modrým plamenem při zkoušce plamenem; zatímco měď II vyzařuje zelený plamen.
Krystaly mědi krystalizují v kubické (fcc) struktuře zaměřené na obličej. obličej centrovaný kubický). V tomto krystalu fcc zůstávají atomy Cu připojeny díky kovové vazbě, která je poměrně slabší než jiné přechodné kovy; skutečnost se projevuje ve velké tažnosti a nízké teplotě tání (1084 ° C).
Podle elektronické konfigurace:
[Ar] 3d10 4 s1
Všechny 3d orbitaly jsou naplněny elektrony, zatímco na orbitálu 4s je volné místo. To znamená, že 3d orbitaly nespolupracují v kovové vazbě, jak by se dalo očekávat od jiných kovů. Atomy Cu podél krystalu tedy překrývají své 4s orbitaly a vytvářejí pásy, což ovlivňuje relativně slabou sílu jejich interakcí..
Ve skutečnosti je výsledný energetický rozdíl mezi 3d (plný) a 4s (poloplný) orbitální elektrony zodpovědný za to, že krystaly mědi absorbují fotony z viditelného spektra, což odráží jejich výraznou oranžovou barvu..
Měděné krystaly fcc mohou mít různé velikosti, čím menší jsou, tím silnější bude kovový kousek. Když jsou velmi malé, mluvíme o nanočásticích, citlivých na oxidaci a vyhrazených pro selektivní aplikace..
První číslo nebo oxidační stav, který lze očekávat od mědi, je +1, kvůli ztrátě elektronu z jeho 4s oběžné dráhy. Když je ve sloučenině, předpokládá se existence kationtu Cu+ (běžně nazývaný měďný iont).
Toto a oxidační číslo +2 (Cudva+) jsou nejznámější a nejhojnější pro měď; oni jsou obecně jediní vyučovaní na střední škole. Existují však také oxidační čísla +3 (Cu3+) a +4 (Cu4+), které nejsou tak vzácné, jak si na první pohled myslíte.
Například soli měďnatého aniontu, CuOdva-, představují sloučeniny s mědí (III) nebo +3; takový je případ měďnanu draselného, KCuOdva (K.+Cu3+NEBOdvadva-).
Měď také, i když v menší míře a ve velmi vzácných případech, může mít negativní oxidační číslo: -2 (Cudva-).
Minerály nejpoužívanější pro těžbu mědi jsou sulfidy kovů, zejména chalkopyrit (CuFeSdva) a bornit (Cu5FeS4). Tyto minerály se podílejí 50% na celkové extrahované mědi. Kalellit (CuS) a chalkokit (CudvaS).
Zpočátku jsou skály rozdrceny, aby se získaly kamenné úlomky 1,2 cm. Poté to pokračuje drcením úlomků hornin, až se získají částice 0,18 mm. Přidá se voda a reakční činidla, aby se získala pasta, která se potom floatuje, aby se získal koncentrát mědi..
V této fázi se tvoří bubliny, které zachycují minerály mědi a síry přítomné v buničině. Pro sběr pěny se provádí několik procesů, které se suší, aby se získal koncentrát, který pokračuje v čištění.
Pro oddělení mědi od ostatních kovů a nečistot je suchý koncentrát vystaven vysokým teplotám ve speciálních pecích. Požárně rafinovaná měď (RAF) se lisuje na desky o hmotnosti přibližně 225 kg, které budou tvořit anody..
Elektrolýza se používá při rafinaci mědi. Anody z hutě jsou odváděny do elektrolytických článků k rafinaci. Měď putuje ke katodě a nečistoty se usazují na dně buněk. V tomto procesu se získají měděné katody s čistotou 99,99%.
Bronz je slitina mědi a cínu, jejíž měď tvoří 80 až 97%. Používal se při výrobě zbraní a náčiní. V současné době se používá při výrobě mechanických dílů odolných proti tření a korozi.
Kromě toho se používá při stavbě hudebních nástrojů, jako jsou zvonky, gongy, činely, saxofony a struny harfy, kytary a klavír..
Mosaz je slitina mědi a zinku. V průmyslových mosazích je podíl zinku nižší než 50%. Používá se při výrobě kontejnerů a kovových konstrukcí.
Slitina Monel je slitina nikl-měď s poměrem niklu k mědi 2: 1. Je odolný proti korozi a používá se ve výměnících tepla, prutech a obloucích čoček.
Konstatan je slitina vyrobená z 55% mědi a 45% niklu. Používá se k výrobě mincí a vyznačuje se neustálým odporem. Také slitina měďnatého niklu se používá pro vnější potah mincí malé nominální hodnoty..
Slitina měď-berylium má procento berylia 2%. Tato slitina kombinuje pevnost, houževnatost, elektrickou vodivost a odolnost proti korozi. Slitina se běžně používá v elektrických konektorech, telekomunikačních produktech, počítačových součástkách a malých pružinách..
Nástroje, jako jsou klíče, šroubováky a kladiva používané na ropných plošinách a uhelných dolech, mají iniciály BeCu jako záruku, že neprodukují jiskry..
V mincích bylo použito slitinové stříbro 90% a měď 10%, a to až do roku 1965, kdy bylo vyloučeno použití stříbra ve všech mincích, s výjimkou mincí dolaru.
7% slitina mědi a hliníku má zlatou barvu a používá se jako dekorace. Mezitím je Shakudo japonská dekorativní slitina mědi a zlata, s nízkým procentem (4 až 10%).
Měď je díky vysokému elektrickému vedení a nízkým nákladům kovem volby pro použití v elektrických rozvodech. Měděný kabel se používá v různých fázích elektřiny, jako je výroba, přenos, distribuce atd..
50% mědi vyráběné na světě se používá při výrobě elektrických kabelů a vodičů, a to díky vysoké elektrické vodivosti, snadnosti tvarování drátů (tažnost), odolnosti proti deformaci a korozi.
Měď se také používá při výrobě integrovaných obvodů a desek plošných spojů. Kov se používá v chladičích a výměnících tepla díky vysokému tepelnému vedení, které usnadňuje odvod tepla..
Měď se používá v elektromagnetech, elektronkách, katodových trubicích a magnetronech v mikrovlnných troubách..
Podobně se používá při konstrukci cívek elektromotorů a systémů, které motory uvádějí do provozu, přičemž tyto položky představují přibližně 40% světové spotřeby elektřiny.
Měď se díky své odolnosti proti korozi a působení atmosférického vzduchu dlouhodobě používá ve střechách domu, svodech, kupolech, dveřích, oknech atd..
V současné době se používá k obložení stěn a dekorativních předmětů, jako jsou koupelnová svítidla, kliky dveří a lampy. Kromě toho se používá v antimikrobiálních produktech.
Měď brání tomu, aby na ní rostlo mnoho forem života. Používal se na plachty, které se umisťovaly na dno trupů lodí, aby se zabránilo růstu měkkýšů, jako jsou mušle, ale i korýše..
K výše uvedené ochraně trupů lodí se v současné době používají barvy na bázi mědi. Kovová měď může při kontaktu neutralizovat řadu bakterií.
Jeho mechanismus účinku byl studován na základě jeho iontových, korozivních a fyzikálních vlastností. Závěrem bylo, že oxidační chování mědi spolu s vlastnostmi rozpustnosti jejích oxidů jsou faktory, které způsobují, že kovová měď je antibakteriální..
Kovová měď působí na některé kmeny E-coli, S. aureus Y Clostridium difficile, viry skupiny A, adenoviry a houby. Proto se plánuje použití slitin mědi, které jsou v kontaktu s rukama cestujících, v různých dopravních prostředcích..
Antimikrobiální účinek mědi se dále posiluje při použití jejích nanočástic, které se osvědčily pro endodontické ošetření.
Stejně tak jsou nanočástice mědi vynikajícími adsorbenty, a protože jsou oranžové, představuje jejich změna barvy latentní kolorimetrickou metodu; například vyvinutý pro detekci dithiokarbamátů pesticidů.
Měď je základním prvkem pro život. Je zapojen do elektronického transportního řetězce a je součástí komplexu IV. V tomto komplexu se provádí poslední krok elektronického transportního řetězce: redukce molekuly kyslíku za vzniku vody.
Komplex IV je tvořen dvěma skupinami, které máme, cytochromem a, cytochromem a3, stejně jako dvě Cu centra; jeden se jmenoval CuA a druhý CuB. Cytochrom a3 a CuB tvoří dvoujaderné centrum, ve kterém dochází k redukci kyslíku na vodu.
V této fázi Cu přechází ze svého oxidačního stavu +1 do +2 a dává molekuly kyslíku elektrony. Elektronický dopravní řetězec používá NADH a FADHdva, pocházející z Krebsova cyklu jako donory elektronů, s nimiž vytváří elektrochemický gradient vodíku.
Tento gradient slouží jako zdroj energie pro generování ATP v procesu známém jako oxidační fosforylace. Takže a nakonec je přítomnost mědi nezbytná pro produkci ATP v eukaryotických buňkách..
Měď je součástí enzymu superoxiddismutázy, což je enzym, který katalyzuje rozklad iontu superoxidu (Odva-), sloučenina toxická pro živé bytosti.
Superoxiddismutáza katalyzuje rozklad superoxidového iontu na kyslík a / nebo peroxid vodíku.
Superoxiddismutáza může použít redukci mědi k oxidaci superoxidu na kyslík, nebo může způsobit oxidaci mědi za vzniku peroxidu vodíku ze superoxidu.
Hemocyanin je bílkovina přítomná v krvi některých pavoukovců, korýšů a měkkýšů. Plní u těchto zvířat podobnou funkci jako hemoglobin, ale místo železa v místě transportu kyslíku má měď.
Hemocyanin má ve svém aktivním místě dva atomy mědi. Z tohoto důvodu je barva hemocyaninu modrozelená. Středy kovové mědi nejsou v přímém kontaktu, ale mají blízké umístění. Molekula kyslíku je vložena mezi dva atomy mědi.
Lidské tělo obsahuje mezi 1,4 a 2,1 mg Cu / kg tělesné hmotnosti. Měď se vstřebává v tenkém střevě a poté se spolu s albuminem přenáší do jater. Odtamtud je měď transportována do zbytku lidského těla spolu s plazmatickým proteinem ceruloplazminem..
Přebytek mědi se vylučuje žlučí. V některých případech, jak se však vyskytuje u Wilsonovy choroby, se měď hromadí v těle a projevuje toxické účinky kovu, které ovlivňují nervový systém, ledviny a oči..
Zatím žádné komentáře