Vario savybės: jo sudėtis, struktūra ir gamybos technologija. Vario savybės – cheminis, fizinis ir unikalus gydymas

Senovės graikai šį elementą vadino chalkos, lotyniškai cuprum (Cu) arba aes, o viduramžių alchemikai šį cheminį elementą vadino ne kas kita, kaip Marsu ar Venera. Žmonija nuo seno buvo susipažinusi su variu dėl to, kad natūraliomis sąlygomis jį buvo galima rasti grynuolių pavidalu, dažnai labai įspūdingo dydžio.

Lengvas šio elemento karbonatų ir oksidų redukavimas prisidėjo prie to, kad, pasak daugelio tyrinėtojų, mūsų senovės protėviai išmoko jį atkurti iš rūdos anksčiau nei visi kiti metalai.

Iš pradžių varinės uolienos buvo tiesiog kaitinamos ant atviros ugnies, o po to smarkiai atvėsinamos. Tai lėmė jų įtrūkimus, dėl kurių buvo galima atlikti metalo restauravimą.

Įvaldęs tokią paprastą technologiją, žmogus pradėjo palaipsniui ją kurti. Žmonės išmoko dumplių ir vamzdžių pagalba pūsti orą į laužą, tada sumanė aplink laužą įrengti sieneles. Pabaigoje taip pat buvo pastatyta pirmoji šachtinė krosnis.

Daugybė archeologinių kasinėjimų leido nustatyti unikalų faktą – paprasčiausi vario gaminiai egzistavo jau 10-ajame tūkstantmetyje prieš Kristų! O varis pradėtas kasti ir aktyviau naudoti po 8-10 tūkstančių metų. Nuo tada žmonija šį daugeliu atžvilgių (tankio, savitojo svorio, magnetinių charakteristikų ir kt.) unikalų cheminį elementą naudoja savo reikmėms.

Šiandien vario grynuoliai yra labai reti. Varis kasamas iš įvairių, tarp kurių galima išskirti:

bornitas (jame yra iki 65% vario);
vario blizgesys (dar žinomas kaip chalkozinas), kuriame vario yra iki 80%;
vario piritai (kitaip tariant, chalkoperitas), kuriuose yra apie 30% mus dominančio cheminio elemento;
kovelinas (jame yra iki 64% Cu).

Varis taip pat kasamas iš malachito, kupito, kitų oksidų rūdų ir beveik 20 mineralų, kuriuose jo yra įvairiais kiekiais.

2

Paprasta forma aprašytas elementas yra rausvai raudonas metalas, pasižymintis dideliu plastiškumu. Natūralus varis apima du stabilios struktūros nuklidus.

Teigiamai įkrauto vario jono spindulys turi šias reikšmes:

kurių koordinavimo indeksas yra 6 - iki 0,091 nm;
su indikatoriumi 2 - iki 0,060 nm.

Neutralus elemento atomas pasižymi 0,128 nm spinduliu ir 1,8 eV elektronų afinitetu. Su nuoseklia jonizacija atomo vertės yra nuo 7,726 iki 82,7 eV.

Varis yra pereinamasis metalas, todėl jo oksidacijos būsenos kintamos ir elektronegatyvumas mažas (1,9 Paulingo vieneto). (koeficientas) yra 394 W / (m * K) esant temperatūros diapazonui nuo 20 iki 100 ° C. Vario elektrinis laidumas (specifinis indeksas) yra didžiausias 58, mažiausiai 55,5 MS/m. Didesne verte pasižymi tik sidabras, mažesnis kitų metalų, tarp jų ir aliuminio, elektrinis laidumas.

Varis negali išstumti vandenilio iš rūgščių ir vandens, nes jis yra dešinėje nuo vandenilio standartinėje potencialų serijoje. Apibūdintam metalui būdinga į veidą orientuota kubinė gardelė, kurios vertė yra 0,36150 nm. Varis verda 2657 laipsnių temperatūroje, tirpsta kiek aukštesnėje nei 1083 laipsnių temperatūroje, o jo tankis – 8,92 gramai/kubinis centimetras (palyginimui – aliuminio tankis – 2,7).

Kitos mechaninės vario savybės ir svarbūs fizikiniai rodikliai:

slėgis 1628 ° C temperatūroje - 1 mm Hg. Art.;
šiluminė plėtimosi vertė (tiesinė) - 0,00000017 vnt.;
tempiant pasiekiamas 22 kgf / mm2 tempiamasis stipris;
vario kietumas - 35 kgf / mm2 (Brinelio skalė);
savitasis svoris - 8,94 g / cm3;
tamprumo modulis - 132000 MN/m2;
pailgėjimas (santykinis) - 60%.

Vario magnetinės savybės yra šiek tiek unikalios. Elementas yra visiškai diamagnetinis, jo magnetinio atominio jautrumo indeksas yra tik 0,00000527 vienetų. Vario magnetinės charakteristikos (tačiau kaip ir visi jo fiziniai parametrai – svoris, tankis ir kt.) lemia elemento poreikį elektros gaminiams gaminti. Aliuminis turi maždaug tas pačias charakteristikas, todėl su aprašytu metalu jie sudaro „saldžią porą“, naudojamą laidžių dalių, laidų, kabelių gamybai.

Pakeisti daugelio mechaninių vario savybių (pvz., tas pačias magnetines savybes) beveik neįmanoma, tačiau atitinkamo elemento atsparumą tempimui galima pagerinti grūdinant. Tokiu atveju jis padidės maždaug dvigubai (iki 420–450 MN/m2).

3

Mendelejevo sistemos tauriųjų metalų grupė yra įtraukta į tauriųjų metalų (IB) grupę, yra ketvirtajame periode, turi 29 eilės numerį ir turi tendenciją formuotis kompleksiškai. Cheminės vario savybės yra ne mažiau svarbios nei jo magnetinės, mechaninės ir fizinės savybės, nesvarbu, ar tai būtų svoris, tankis ar kita vertė. Todėl mes apie juos kalbėsime išsamiai.

Cheminis vario aktyvumas yra mažas. Varis sausoje atmosferoje šiek tiek keičiasi (netgi galima sakyti, kad beveik nekinta). Tačiau padidėjus drėgmei ir aplinkoje esant anglies dioksidui, ant jo paviršiaus dažniausiai susidaro žalsvo atspalvio plėvelė. Jame yra CuCO3 ir Cu(OH)2, taip pat įvairių vario sulfido junginių. Pastarieji susidaro dėl to, kad ore beveik visada yra tam tikras vandenilio sulfido ir sieros dioksido kiekis. Ši žalsva plėvelė vadinama patina. Jis apsaugo metalą nuo sunaikinimo.

Jei varis kaitinamas ore, prasidės jo paviršiaus oksidacijos procesai. Esant temperatūrai nuo 375 iki 1100 laipsnių dėl oksidacijos susidaro dviejų sluoksnių skalė, o iki 375 laipsnių temperatūroje - vario oksidas. Tačiau įprastoje temperatūroje paprastai stebimas Cu ir šlapio chloro derinys (tokios reakcijos rezultatas yra chlorido atsiradimas).

Su kitais halogenų grupės elementais varis taip pat gana lengvai sąveikauja. Sieros garuose ji užsidega, taip pat turi didelį afinitetą selenui. Tačiau Cu nesijungia su anglimi, azotu ir vandeniliu net esant aukštesnei temperatūrai. Vario oksidui susilietus su praskiesta sieros rūgštimi, gaunamas sulfatas ir grynas varis, atitinkamai su vandenilio jodo ir vandenilio bromido rūgštimis, vario jodidu ir vario bromidu.

Jei oksidas derinamas su vienu ar kitu šarmu, cheminės reakcijos rezultatas bus kuprato atsiradimas. Tačiau žinomiausi reduktoriai (anglies monoksidas, amoniakas, metanas ir kt.) gali atstatyti varį į laisvą būseną.

Praktiškai įdomu yra šio metalo gebėjimas reaguoti su geležies druskomis (tirpalo pavidalu). Šiuo atveju fiksuojamas geležies redukcija ir Cu perėjimas į tirpalą. Ši reakcija naudojama išpurkštam vario sluoksniui pašalinti nuo dekoratyvinių gaminių.

Vienvalenčių ir dvivalenčių formų varis gali sukurti sudėtingus junginius, turinčius aukštą stabilumo indeksą. Tokie junginiai yra amoniako mišiniai (jie domina pramonės įmones) ir dvigubos druskos.

4

Pagrindinė aliuminio ir vario taikymo sritis yra žinoma, ko gero, visiems. Jie gamina įvairius kabelius, įskaitant maitinimo kabelius. Tai palengvina mažas aliuminio ir vario atsparumas, ypatingos jų magnetinės galimybės. Elektros pavarų apvijose ir transformatoriuose (galia) plačiai naudojami variniai laidai, pasižymintys unikaliu vario, kuris yra jų gamybos žaliava, grynumu. Jei į tokią gryną žaliavą aliuminio bus dedama tik 0,02 procento, gaminio elektrinis laidumas sumažės 8–10 procentų.

Cu, turintis didelį tankį ir stiprumą, taip pat mažą svorį, gali būti lengvai apdirbamas. Tai leidžia mums gaminti puikius varinius vamzdžius, kurie puikiai veikia dujų, šildymo ir vandens tiekimo sistemose. Daugelyje Europos šalių būtent variniai vamzdžiai dažniausiai naudojami gyvenamųjų ir administracinių pastatų vidaus inžineriniams tinklams sutvarkyti.

Mes daug kalbėjome apie aliuminio ir vario elektrinį laidumą. Nepamirškime ir apie puikų pastarųjų šilumos laidumą. Ši charakteristika leidžia naudoti varį šiose konstrukcijose:

šilumos vamzdžiuose;
asmeninių kompiuterių aušintuvuose;
šildymo sistemose ir oro aušinimo sistemose;
šilumokaičiuose ir daugelyje kitų šilumą šalinančių įrenginių.

Vario medžiagų ir lydinių tankis ir lengvas svoris paskatino juos plačiai naudoti architektūroje.

5

Akivaizdu, kad vario tankis, jo svoris ir visokie cheminiai bei magnetiniai rodikliai paprastam žmogui apskritai mažai rūpi. Tačiau gydomąsias vario savybes nori žinoti daugelis.

Senovės indėnai varį naudojo regėjimo organams ir įvairioms odos ligoms gydyti. Senovės graikai vario plokštelėmis gydė opas, stiprų pabrinkimą, mėlynes ir mėlynes, taip pat rimtesnes ligas (tonzilių uždegimą, įgimtą ir įgytą kurtumą). O rytuose vario raudonumo milteliai, ištirpinti vandenyje, buvo naudojami lūžusiems kojų ir rankų kaulams atkurti.

Gydomosios vario savybės buvo gerai žinomos rusams. Mūsų protėviai naudojo šį unikalų metalą cholerai, epilepsijai, poliartritui ir radikulitui gydyti. Šiuo metu gydymui dažniausiai naudojamos varinės plokštelės, kurios dedamos į specialius žmogaus kūno taškus. Gydomosios vario savybės su tokia terapija pasireiškia taip:

didėja žmogaus organizmo apsauginis potencialas;
infekcinės ligos nėra baisios tiems, kurie gydomi variu;
sumažėja skausmas ir pašalinamas uždegimas.

Varis

Varis(lot. Cuprum) – Mendelejevo periodinės sistemos I grupės cheminis elementas (atominis skaičius 29, atominė masė 63,546). Junginiuose varis paprastai turi +1 ir +2 oksidacijos laipsnius, taip pat žinomi keli trivalenčio vario junginiai. Svarbiausi vario junginiai: oksidai Cu 2 O, CuO, Cu 2 O 3; hidroksidas Cu (OH) 2, nitratas Cu (NO 3) 2. 3H 2 O, sulfidas CuS, sulfatas (vario sulfatas) CuSO 4. 5H 2 O, CuCO 3 Cu(OH) 2 karbonatas, CuCl 2 chloridas. 2H2O.

Varis– vienas iš septynių nuo seno žinomų metalų. Pereinamasis laikotarpis iš akmens amžiaus į bronzos amžių (IV – III tūkst. pr. Kr.) buvo vadinamas vario amžius arba chalkitas(iš graikų kalbos chalkos – varis ir lithos – akmuo) arba Chalkolitinis(iš lot. aeneus – varis ir graikų lithos – akmuo). Šiuo laikotarpiu atsiranda variniai įrankiai. Yra žinoma, kad Cheopso piramidės statyboje buvo naudojami variniai įrankiai.

Grynas varis yra kalus ir minkštas rausvos, rausvos spalvos, vietomis rusvo ir margo atspalvio metalas, sunkus (tankis 8,93 g/cm 3), puikus šilumos ir elektros laidininkas, šiuo požiūriu nusileidžiantis tik sidabrui (lydymosi). taškas 1083 °C). Varis lengvai įtraukiamas į vielą ir susukamas į plonus lakštus, tačiau yra palyginti mažai aktyvus. Sausame ore ir deguonyje normaliomis sąlygomis varis nesioksiduoja. Bet reaguoja gana lengvai: jau kambario temperatūroje su halogenais, pavyzdžiui, su šlapiu chloru, susidaro CuCl 2 chloridas, kaitinant su siera susidaro Cu 2 S sulfidas, su selenu. Tačiau varis nesąveikauja su vandeniliu, anglimi ir azotu net esant aukštai temperatūrai. Oksiduojančių savybių neturinčios rūgštys vario neveikia, pavyzdžiui, druskos ir praskiestos sieros rūgštys. Tačiau esant atmosferos deguoniui, varis ištirpsta šiose rūgštyse, sudarydamas atitinkamas druskas: 2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O.

Atmosferoje, kurioje yra CO 2, H 2 O garų ir kt., jis pasidengia patina – žalsva bazinio karbonato (Cu 2 (OH) 2 CO 3) – toksiškos medžiagos – plėvele.

Varis yra įtrauktas į daugiau nei 170 mineralų, iš kurių tik 17 yra svarbūs pramonei, įskaitant: bornitą (įvairią vario rūdą - Cu 5 FeS 4), chalkopiritą (vario piritą - CuFeS 2), chalkocitą (vario blizgesį - Cu 2 S) , kovellinas (CuS), malachitas (Cu 2 (OH) 2 CO 3). Taip pat yra vietinio vario.

Vario tankis, savitasis vario sunkis ir kitos vario charakteristikos

Tankis - 8,93 * 10 3 kg / m 3;
Specifinė gravitacija - 8,93 g/cm3;
Savitoji šiluma esant 20 °C - 0,094 kal/deg;
Lydymosi temperatūra - 1083 °C;
Savitoji lydymosi šiluma - 42 cal/g;
Virimo temperatūra - 2600°C;
Tiesinio plėtimosi koeficientas(esant maždaug 20 ° C temperatūrai) - 16,7 * 10 6 (1 / laipsnis);
Šilumos laidumo koeficientas - 335 kcal / m * valanda * kruša;
Atsparumas esant 20 °C - 0,0167 Ohm * mm 2 / m;

Vario tamprumo modulis ir Puasono santykis

VARIO JUNGINIAI

Vario (I) oksidas Cu 2 O 3 ir vario oksidas (I) Cu2O, kaip ir kiti vario (I) junginiai, yra mažiau stabilūs nei vario (II) junginiai. Vario (I) oksidas arba vario oksidas Cu 2 O natūraliai randamas mineralinio kupito pavidalu. Be to, jį galima gauti kaip raudonojo vario (I) oksido nuosėdas, kaitinant vario (II) druskos ir šarmo tirpalą, esant stipriam reduktoriui.

Vario(II) oksidas, arba vario oksidas, CuO- gamtoje randama juoda medžiaga (pavyzdžiui, mineralo tenerito pavidalu). Jis gaunamas deginant vario (II) hidroksokarbonatą (CuOH) 2 CO 3 arba vario (II) nitratą Cu(NO 2) 2 .
Vario (II) oksidas yra geras oksidatorius. Vario hidroksidas (II) Cu (OH) 2 nusodinami iš vario (II) druskų tirpalų veikiant šarmams mėlynos želatininės masės pavidalu. Jau žemai kaitinant, net po vandeniu, suyra, virsdamas juoduoju vario oksidu (II).
Vario (II) hidroksidas yra labai silpna bazė. Todėl vario (II) druskų tirpalai dažniausiai būna rūgštūs, o su silpnomis rūgštimis varis sudaro bazines druskas.

Vario (II) sulfatas CuSO4 bevandenės būsenos yra balti milteliai, kurie, susigėrus vandeniui, pamėlynuoja. Todėl jis naudojamas aptikti drėgmės pėdsakus organiniuose skysčiuose. Vandeninis vario sulfato tirpalas turi būdingą mėlynai mėlyną spalvą. Ši spalva būdinga hidratuotiems 2+ jonams, todėl visi praskiesti vario (II) druskų tirpalai yra vienodos spalvos, nebent juose būtų kokių nors spalvotų anijonų. Iš vandeninių tirpalų vario sulfatas kristalizuojasi su penkiomis vandens molekulėmis, sudarydamas skaidrius mėlynus vario sulfato kristalus. Vario sulfatas naudojamas elektrolitiniam metalų padengimui variu, mineralinių dažų gamybai, taip pat kaip pradinė medžiaga gaminant kitus vario junginius. Žemės ūkyje praskiestas vario sulfato tirpalas naudojamas augalams purkšti ir grūdams prieš sėją berti, kad sunaikintų kenksmingų grybų sporas.

Vario (II) chloridas CuCl 2 . 2H2O. Sudaro tamsiai žalius kristalus, lengvai tirpsta vandenyje. Labai koncentruoti vario chlorido (II) tirpalai yra žali, atskiesti - mėlynai mėlyni.

Vario (II) nitratas Cu (NO 3) 2. 3H2O. Gaunamas tirpinant varį azoto rūgštyje. Kaitinant, mėlyni vario nitrato kristalai pirmiausia netenka vandens, o paskui lengvai suyra, išsiskiriant deguoniui ir rudajam azoto dioksidui, virsdami vario (II) oksidu.

Vario (II) hidroksokarbonatas (CuOH) 2 CO 3. Jis natūraliai atsiranda mineralinio malachito pavidalu, kuris turi gražią smaragdo žalią spalvą. Jis gaminamas dirbtinai Na 2 CO 3 veikiant vario (II) druskų tirpalus.
2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 ↓ + 2Na 2 SO 4 + CO 2
Jis naudojamas vario chloridui (II) gauti, mėlynos ir žalios spalvos mineraliniams dažams ruošti, taip pat pirotechnikoje.

Vario (II) acetatas Cu (CH 3 COO) 2. H2O. Gaunamas metalinį varį arba vario (II) oksidą apdorojant acto rūgštimi. Paprastai tai yra įvairios sudėties ir spalvos (žalios ir melsvai žalios) bazinių druskų mišinys. Verdigris pavadinimu jis naudojamas aliejinių dažų gamybai.

Sudėtingi vario junginiai susidaro dėl dvigubai įkrautų vario jonų derinio su amoniako molekulėmis.
Iš vario druskų gaunami įvairūs mineraliniai dažai.
Visos vario druskos yra nuodingos. Todėl, siekiant išvengti vario druskų susidarymo, variniai indai iš vidaus padengiami skardos sluoksniu (skardina).

VARIO GAMYBA

Varis kasamas iš oksidų ir sulfidų rūdų. 80% viso iškasamo vario išlydoma iš sulfidinių rūdų. Paprastai vario rūdose yra daug atliekų. Todėl variui gauti naudojamas sodrinimo procesas. Varis gaunamas lydant jį iš sulfidinių rūdų. Procesas susideda iš kelių operacijų: skrudinimo, lydymo, konvertavimo, ugnies ir elektrolitinio rafinavimo. Skrudinimo proceso metu dauguma priemaišų sulfidų paverčiami oksidais. Taigi pagrindinė daugumos vario rūdos pirito priemaiša FeS 2 virsta Fe 2 O 3. Skrudinimo metu susidarančiose dujose yra CO 2, kuris naudojamas sieros rūgščiai gaminti. Geležies oksidai, cinkas ir kitos priemaišos, gautos skrudinimo procese, lydymosi metu išsiskiria šlako pavidalu. Skystas vario matinis (Cu 2 S su FeS priedu) patenka į keitiklį, kur per jį pučiamas oras. Konversijos metu išsiskiria sieros dioksidas ir gaunamas pūslinis arba žaliavinis varis. Norint išgauti vertingus (Au, Ag, Te ir kt.) ir pašalinti kenksmingas priemaišas, pūslėje esantis varis pirmiausia apdorojamas ugnimi, o vėliau – elektrolitiniu būdu. Ugnies rafinavimo metu skystas varis prisotinamas deguonimi. Šiuo atveju geležies, cinko ir kobalto priemaišos oksiduojasi, patenka į šlaką ir pašalinamos. O varis pilamas į formas. Gauti liejiniai naudojami kaip elektrolitinio rafinavimo anodai.
Pagrindinis tirpalo komponentas elektrolitinio rafinavimo metu yra vario sulfatas – labiausiai paplitusi ir pigiausia vario druska. Siekiant padidinti mažą vario sulfato elektrinį laidumą, į elektrolitą pridedama sieros rūgšties. Ir norint gauti kompaktiškas vario nuosėdas, į tirpalą įpilamas nedidelis kiekis priedų. Metalines priemaišas, esančias neapdorotame („pūsliniame“) varyje, galima suskirstyti į dvi grupes.

1) Fe, Zn, Ni, Co. Šie metalai turi daug daugiau neigiamų elektrodų potencialų nei varis. Todėl jie ištirpina anodą kartu su variu, bet nenusėda ant katodo, o kaupiasi elektrolite sulfatų pavidalu. Todėl elektrolitą reikia periodiškai keisti.

2) Au, Ag, Pb, Sn. Taurieji metalai (Au, Ag) anodiškai netirpsta, tačiau proceso metu nusėda prie anodo, sudarydami kartu su kitomis priemaišomis anodo dumblą, kuris periodiškai pašalinamas. Alavas ir švinas ištirpsta kartu su variu, tačiau elektrolite susidaro blogai tirpūs junginiai, kurie nusėda ir taip pat pasišalina.

VARIO LYDINIAI

Lydiniai, kurie padidina vario stiprumą ir kitas savybes, gaunami į jį įdedant priedų, tokių kaip cinkas, alavas, silicis, švinas, aliuminis, manganas, nikelis. Daugiau nei 30% vario patenka į lydinius.

Žalvaris- vario ir cinko lydiniai (varis nuo 60 iki 90% ir cinkas nuo 40 iki 10%) - stipresni už varį ir mažiau jautrūs oksidacijai. Kai į žalvarį dedama silicio ir švino, jo antifrikcinės savybės pagerėja, o įdėjus alavo, aliuminio, mangano ir nikelio, padidėja atsparumas korozijai. Lakštai ir liejami gaminiai naudojami mechaninėje inžinerijoje, ypač chemijos inžinerijoje, optikoje ir prietaisuose, celiuliozės ir popieriaus pramonei skirtų tinklų gamyboje.

Bronza. Anksčiau bronzos buvo vadinamos vario (80-94%) ir alavo (20-6%) lydiniais. Šiuo metu gaminama bealavo bronza, pavadinta pagrindinio komponento vardu vario vardu.

Aliuminio bronzos sudėtyje yra 5-11% aliuminio, pasižymi aukštomis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu korozijai.

Švino bronzos, turintis 25-33 % švino, daugiausia naudojamas gaminant guolius, veikiančius esant aukštam slėgiui ir dideliu slydimo greičiu.

silicio bronzos kuriuose yra 4-5 % silicio, naudojami kaip pigūs alavo bronzos pakaitalai.

Berilio bronzos, kurių sudėtyje yra 1,8-2,3% berilio, išsiskiria kietumu po sukietėjimo ir dideliu elastingumu. Jie naudojami spyruoklių ir spyruoklių gaminių gamybai.

Kadmio bronzos- vario lydiniai su nedideliu kadmio kiekiu (iki 1%) - naudojami vandens ir dujų linijų jungiamųjų detalių gamybai bei mechaninėje inžinerijoje.

Lydmetaliai- spalvotųjų metalų lydiniai, naudojami lituojant monolitinei lituotai siūlei gauti. Tarp kietųjų lydmetalių žinomas vario-sidabro lydinys (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; likusi dalis yra cinkas).

VARINIS TAIKYMAS

Varis, jo junginiai ir lydiniai plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose.

Elektrotechnikoje varis naudojamas gryna forma: gaminant kabelius, pliko ir kontaktinio laido padangas, elektros generatorius, telefono ir telegrafo įrangą bei radijo įrangą. Šilumokaičiai, vakuuminiai aparatai, vamzdynai gaminami iš vario. Daugiau nei 30% vario patenka į lydinius.

Vario lydiniai su kitais metalais naudojami mechaninėje inžinerijoje, automobilių ir traktorių pramonėje (radiatoriai, guoliai), cheminės įrangos gamybai.

Didelis metalo klampumas ir plastiškumas leidžia naudoti varį gaminant įvairius labai sudėtingo modelio gaminius. Raudona varinė viela atkaitinta tampa tokia minkšta ir plastiška, kad iš jos galima nesunkiai susukti įvairiausius laidus ir sulenkti sudėtingiausius ornamento elementus. Be to, varinė viela lengvai lituojama skenuotu sidabriniu lydmetaliu, ji gerai pasidabruota ir paauksuota. Dėl šių savybių varis yra nepakeičiama medžiaga filigraninių gaminių gamyboje.

Vario linijinio ir tūrinio plėtimosi koeficientas kaitinant yra maždaug toks pat kaip karštų emalių, todėl vėsdamas emalis gerai sukimba su vario gaminiu, netrūkinėja, neatšoka. Dėl šios priežasties emalio gaminių gamybos meistrai pirmenybę teikia variui, o ne visiems kitiems metalams.

Kaip ir kai kurie kiti metalai, varis yra vienas iš svarbiausių mikroelementų. Ji dalyvauja procese. fotosintezė ir augalų azoto pasisavinimą, skatina cukraus, baltymų, krakmolo, vitaminų sintezę. Dažniausiai varis į dirvą dedamas pentahidrato sulfato - vario sulfato CuSO 4 pavidalu. 5H 2 O. Dideliais kiekiais jis, kaip ir daugelis kitų vario junginių, yra nuodingas, ypač žemesniems organizmams. Mažomis dozėmis varis būtinas visoms gyvoms būtybėms.

Kas reiškia spalvotuosius metalus, buvo žinoma ilgą laiką. Jo gamyba buvo išrasta dar prieš žmonėms pradedant gaminti geležį. Remiantis prielaidomis, tai atsitiko dėl jo prieinamumo ir gana paprasto išgavimo iš vario turinčių junginių ir lydinių. Taigi, pažvelkime į vario savybes ir sudėtį šiandien, pasaulyje pirmaujančias šalis vario gamyboje, gaminių iš jo gamybą ir šių sričių ypatybes.

Varis turi aukštą elektros laidumo koeficientą, kuris padidino jo, kaip elektros medžiagos, vertę. Jei anksčiau iki pusės viso pasaulyje pagaminamo vario buvo išleidžiama elektros laidams, tai dabar šiems tikslams naudojamas aliuminis, kaip labiau prieinamas metalas. O pats varis tampa rečiausiu spalvotuoju metalu.

Šiame vaizdo įraše aptariama vario cheminė sudėtis:

Struktūra

Struktūrinė vario sudėtis apima daugybę kristalų: aukso, kalcio, sidabro ir daugelio kitų. Visi metalai, įtraukti į jo struktūrą, pasižymi santykiniu minkštumu, lankstumu ir lengvu apdirbimu. Dauguma šių kristalų kartu su variu sudaro kietus tirpalus su ištisinėmis eilėmis.

Šio metalo vienetinė ląstelė yra kubo formos. Kiekvienos tokios ląstelės viršūnėse ir centrinėje veido dalyje yra keturi atomai.

Cheminė sudėtis

Vario sudėtyje jo gamybos metu gali būti daug priemaišų, kurios turi įtakos galutinio produkto struktūrai ir savybėms. Tuo pačiu metu jų turinį turėtų reguliuoti ir atskiri elementai, ir bendras jų skaičius. Varyje randamos priemaišos:

Bismutas. Šis komponentas neigiamai veikia tiek technologines, tiek mechanines metalo savybes. Štai kodėl jis neturėtų viršyti 0,001% gatavos kompozicijos.
Deguonis. Tai laikoma labiausiai nepageidautina priemaiša vario sudėtyje. Jo ribinis kiekis lydinyje yra iki 0,008% ir greitai sumažėja veikiant aukštai temperatūrai. Deguonis neigiamai veikia metalo lankstumą, taip pat jo atsparumą korozijai.
Manganas. Gaminant laidųjį varį, šis komponentas neigiamai rodo jo laidumą. Jau kambario temperatūroje jis greitai ištirpsta varyje.
Arsenas. Šis komponentas sukuria kietą tirpalą su variu ir praktiškai neturi įtakos jo savybėms. Jo veikimas dažniausiai skirtas neutralizuoti neigiamą stibio, bismuto ir deguonies poveikį.
. Su variu sudaro kietą tirpalą ir tuo pačiu sumažina jo šilumos ir elektros laidumą.
. Sukuria kietą tirpalą ir padidina šilumos laidumą.
selenas, siera. Šie du komponentai turi tokį patį poveikį galutiniam produktui. Jie organizuoja trapų ryšį su variu ir sudaro ne daugiau kaip 0,001%. Didėjant koncentracijai, vario plastiškumo laipsnis smarkiai mažėja.
Stibis. Šis komponentas labai gerai tirpsta varyje, todėl jo galutinėms savybėms turi minimalų poveikį. Leidžiama ne daugiau kaip 0,05% viso tūrio.
Fosforas. Veikia kaip pagrindinis vario deoksidatorius, kurio ribinis tirpumas yra 1,7% esant 714°C temperatūrai. Fosforas, kartu su variu, ne tik prisideda prie geresnio jo suvirinimo, bet ir pagerina jo mechanines savybes.
. Sudėtyje yra nedidelis vario kiekis, praktiškai neturi įtakos jo šilumos ir elektros laidumui.

Vario gamyba

Varis gaminamas iš sulfidinių rūdų, kuriose šio vario yra ne mažiau kaip 0,5 %. Gamtoje yra apie 40 mineralų, kuriuose yra šio metalo. Chalkopiritas yra labiausiai paplitęs sulfidinis mineralas, aktyviai naudojamas vario gamyboje.

Norint pagaminti 1 toną vario, reikia paimti didžiulį kiekį žaliavų, kuriose jis yra. Paimkime, pavyzdžiui, ketaus gamybą, norint gauti šio metalo 1 toną, reikės perdirbti apie 2,5 tonos geležies rūdos. O norint gauti tiek pat vario, reikės perdirbti iki 200 tonų jo turinčios rūdos.

Toliau pateiktame vaizdo įraše bus pasakojama apie vario kasybą:

Technika ir reikalinga įranga

Vario gamyba apima kelis etapus:

Rūdos malimas specialiuose trupintuvuose ir tolesnis kruopštesnis malimas rutuliniuose malūnuose.
Flotacija. Iš anksto susmulkinta žaliava sumaišoma su nedideliu kiekiu flotacijos priemonės ir dedama į flotacijos mašiną. Kalio ir kalkių ksantatas dažniausiai veikia kaip toks papildomas komponentas, kuris mašinos kameroje yra padengtas vario mineralais. Kalkių vaidmuo šiame etape yra nepaprastai svarbus, nes jis neleidžia ksantatui apgaubti kitų mineralų dalelių. Prie vario dalelių prilimpa tik oro burbuliukai, kurie išneša jį į paviršių. Dėl šio proceso gaunamas vario koncentratas, kuris nukreipiamas į drėgmės perteklių iš jo sudėties.
Degimas. Rūdos ir jų koncentratai skrudinami monopodinėse krosnyse, kuri yra būtina norint iš jų pašalinti sierą. Rezultatas yra dujos, kurių sudėtyje yra dujos, kurios vėliau naudojamos sieros rūgščiai gaminti.
Krūvio lydymas atspindinčioje krosnyje. Šiame etape galite paimti neapdorotą arba jau išdegintą mišinį ir kaitinti 1500°C temperatūroje. Svarbi eksploatavimo sąlyga yra palaikyti neutralią atmosferą krosnyje. Dėl to varis sulfiduojamas ir paverčiamas matiniu.
Konvertavimas. Gautas varis kartu su kvarco srautu pučiamas specialiu konvektoriu 15-24 val.Todėl visiškai išdegus sierai ir pašalinus dujas gaunamas pūslinis varis. Jame gali būti iki 3% įvairių priemaišų, kurios išsiskiria dėl elektrolizės.
Rafinavimas ugnimi. Metalas pirmiausia išlydomas, o po to rafinuojamas specialiose krosnyse. Išėjimas yra raudonas varis.
elektrolitinis rafinavimas. Šis etapas eina per anodą ir ugnies varį, kad būtų galima maksimaliai išvalyti.

Apie gamyklas ir vario gamybos centrus Rusijoje ir pasaulyje skaitykite toliau.

Žymūs gamintojai

Rusijoje yra tik keturios didžiausios vario kasybos ir gamybos įmonės:

"Norilsko nikelis";
"Uralelectromed";
Novgorodo metalurgijos gamykla;
Kyshtym vario elektrolizės gamykla.

Pirmosios dvi įmonės priklauso garsiajam UMMC holdingui, kuriam priklauso apie 40 pramonės įmonių. Joje pagaminama daugiau nei 40% viso mūsų šalyje esančio vario. Paskutinės dvi gamyklos priklauso Rusijos vario kompanijai.

Toliau pateiktame vaizdo įraše bus pasakojama apie vario gamybą:

Vario, kuris gamtoje randamas ir gana didelių grynuolių pavidalu, savybes žmonės tyrinėjo senovėje, kai iš šio metalo ir jo lydinių buvo gaminami indai, ginklai, papuošalai, įvairūs buities gaminiai. Daugelį metų aktyviai naudojamas šis metalas ne tik dėl ypatingų savybių, bet ir dėl apdirbimo paprastumo. Varis, esantis rūdoje karbonatų ir oksidų pavidalu, gana lengvai redukuojamas, o to išmoko daryti mūsų senovės protėviai.

Iš pradžių šio metalo atgavimo procesas atrodė labai primityviai: vario rūda buvo tiesiog kaitinama ant laužų, o po to greitai atšaldoma, dėl ko įtrūko rūdos gabalėliai, iš kurių jau buvo galima išgauti varį. Tolimesnė šios technologijos plėtra lėmė tai, kad jie pradėjo pūsti orą į gaisrus: tai padidino rūdos šildymo temperatūrą. Tada rūdos kaitinimas buvo pradėtas vykdyti pagal specialias konstrukcijas, kurios tapo pirmaisiais šachtinių krosnių prototipais.

Tai, kad varis žmonija buvo naudojamas nuo seniausių laikų, liudija archeologiniai radiniai, dėl kurių buvo rasta gaminių iš šio metalo. Istorikai nustatė, kad pirmieji vario gaminiai atsirado jau 10 tūkstantmetyje prieš Kristų, o pradėtas kasti, apdoroti ir aktyviausiai naudoti po 8-10 tūkst. Natūralu, kad prielaidos tokiam aktyviam šio metalo panaudojimui buvo ne tik santykinis jo gamybos iš rūdos paprastumas, bet ir unikalios savybės: savitasis svoris, tankis, magnetinės savybės, elektrinis ir savitasis laidumas ir kt.

Šiais laikais jį jau sunku rasti grynuolių pavidalu, dažniausiai jis kasamas iš rūdos, kuri skirstoma į šias rūšis.

Bornitas - tokioje rūdoje vario gali būti iki 65%.
Chalkozinas, kuris dar vadinamas vario blizgesiu. Tokioje vario rūdoje gali būti iki 80 proc.
Vario piritas, dar vadinamas chalkopiritu (turinys iki 30%).
Covellin (turinys iki 64%).

Varis taip pat gali būti išgaunamas iš daugelio kitų mineralų (malachito, kupito ir kt.). Juose jo yra skirtingais kiekiais.

Fizinės savybės

Grynas varis yra metalas, kurio spalva gali būti nuo rožinės iki raudonos.

Vario jonų, turinčių teigiamą krūvį, spindulys gali turėti šias vertes:

jei koordinacijos indeksas atitinka 6 - iki 0,091 nm;
jei šis indikatorius atitinka 2 – iki 0,06 nm.

Vario atomo spindulys yra 0,128 nm, jam taip pat būdingas 1,8 eV elektronų afinitetas. Kai atomas yra jonizuotas, ši vertė gali būti nuo 7,726 iki 82,7 eV.

Varis yra pereinamasis metalas, kurio elektronegatyvumas yra 1,9 pagal Paulingo skalę. Be to, jo oksidacijos būsena gali įgauti skirtingas vertes. Esant 20–100 laipsnių temperatūrai, jo šilumos laidumas yra 394 W / m * K. Vario elektrinis laidumas, kurį lenkia tik sidabras, yra 55,5–58 MS/m ribose.

Kadangi potencialų serijoje varis yra vandenilio dešinėje, jis negali išstumti šio elemento iš vandens ir įvairių rūgščių. Jo kristalinė gardelė yra į veidą orientuota kubinė gardelė, jos vertė yra 0,36150 nm. Varis lydosi 1083 laipsnių temperatūroje, o virimo temperatūra – 26570. Vario fizikines savybes lemia ir jo tankis, kuris yra 8,92 g/cm3.

Iš jo mechaninių savybių ir fizinių rodiklių taip pat verta paminėti:

terminis linijinis plėtimasis - 0,00000017 vnt.;
tempiamasis stipris, kurį atitinka vario gaminiai, yra 22 kgf / mm2;
vario kietumas pagal Brinelio skalę atitinka 35 kgf / mm2 vertę;
savitasis svoris 8,94 g/cm3;
tamprumo modulis 132 000 MN/m2;
pailgėjimo vertė yra 60%.

Šio metalo, kuris yra visiškai diamagnetinis, magnetines savybes galima laikyti visiškai unikaliomis. Būtent šios savybės kartu su fizikiniais parametrais: savituoju sunkiu, savituoju laidumu ir kitais visiškai paaiškina plačią šio metalo paklausą gaminant elektros gaminius. Panašiomis savybėmis pasižymi ir aliuminis, kuris taip pat sėkmingai naudojamas gaminant įvairius elektros gaminius: laidus, kabelius ir kt.

Beveik neįmanoma pakeisti pagrindinės vario charakteristikų dalies, išskyrus atsparumą tempimui. Šią savybę galima pagerinti beveik du kartus (iki 420–450 MN/m2), jei atliekama tokia technologinė operacija kaip darbinis grūdinimas.

Cheminės savybės

Vario chemines savybes lemia jo užimama vieta periodinėje lentelėje, kur jo eilės numeris 29 ir yra ketvirtajame periode. Pažymėtina, kad jis priklauso tai pačiai grupei su tauriaisiais metalais. Tai dar kartą patvirtina jo cheminių savybių išskirtinumą, apie kurį reikėtų pakalbėti plačiau.

Mažos drėgmės sąlygomis varis praktiškai nerodo cheminio aktyvumo. Viskas pasikeičia, jei gaminys dedamas tokiomis sąlygomis, kurioms būdinga didelė drėgmė ir didelis anglies dioksido kiekis. Tokiomis sąlygomis prasideda aktyvi vario oksidacija: ant jo paviršiaus susidaro žalsva plėvelė, susidedanti iš CuCO3, Cu(OH)2 ir įvairių sieros junginių. Tokia plėvelė, kuri vadinama patina, atlieka svarbią metalo apsaugos nuo tolesnio sunaikinimo funkciją.

Oksidacija pradeda aktyviai vykti net kaitinant produktą. Jei metalas kaitinamas iki 375 laipsnių temperatūros, tada ant jo paviršiaus susidaro vario oksidas, jei jis didesnis (375-1100 laipsnių), tada dvisluoksnė skalė.

Varis gana lengvai reaguoja su elementais, kurie yra halogenų grupės dalis. Jei metalas bus patalpintas į sieros garus, jis užsidegs. Jis taip pat rodo didelį giminystės laipsnį su selenu. Varis nereaguoja su azotu, anglimi ir vandeniliu net esant aukštai temperatūrai.

Dėmesio nusipelno vario oksido sąveika su įvairiomis medžiagomis. Taigi, kai jis sąveikauja su sieros rūgštimi, susidaro sulfatas ir grynas varis, su vandenilio bromido ir jodo rūgštimis - vario bromidu ir jodidu.

Vario oksido reakcijos su šarmais, dėl kurių susidaro kupratas, atrodo kitaip. Vario gamyba, kai metalas redukuojamas į laisvą būseną, gaminamas naudojant anglies monoksidą, amoniaką, metaną ir kitas medžiagas.

Varis, sąveikaujant su geležies druskų tirpalu, tirpsta, o geležis redukuojama. Tokia reakcija naudojama nusodintam vario sluoksniui pašalinti iš įvairių produktų.

Vienvalentis ir dvivalentinis varis gali sukurti sudėtingus junginius, kurie yra labai stabilūs. Tokie junginiai yra dvigubos vario druskos ir amoniako mišiniai. Abu jie plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose.

Vario pritaikymas

Vario, taip pat savo savybėmis į jį labiausiai panašaus aliuminio panaudojimas yra gerai žinomas – tai kabelių gaminių gamyba. Variniai laidai ir kabeliai pasižymi maža elektrine varža ir ypatingomis magnetinėmis savybėmis. Kabelių gaminių gamybai naudojami didelio grynumo vario tipai. Jei į jo sudėtį bus pridėta net nedidelis kiekis pašalinių metalų priemaišų, pavyzdžiui, tik 0,02% aliuminio, tada pirminio metalo elektrinis laidumas sumažės 8–10%.

Jo mažas ir didelis stiprumas, taip pat gebėjimas pasiduoti įvairiems mechaniniams apdirbimams – tai savybės, leidžiančios iš jo pagaminti vamzdžius, kurie sėkmingai naudojami dujoms, karštam ir šaltam vandeniui, garams transportuoti. Neatsitiktinai tokie vamzdžiai daugumoje Europos šalių naudojami kaip gyvenamųjų ir administracinių pastatų inžinerinių komunikacijų dalis.

Varis, be išskirtinai didelio elektros laidumo, išsiskiria ir gebėjimu gerai pravesti šilumą. Dėl šios savybės jis sėkmingai naudojamas kaip šių sistemų dalis:

šilumos vamzdžiai;
Aušintuvai, naudojami asmeninių kompiuterių elementams vėsinti;
šildymo ir oro vėsinimo sistemos;
sistemos, užtikrinančios šilumos perskirstymą įvairiuose įrenginiuose (šilumokaičiuose).

Metalinės konstrukcijos, kuriose naudojami variniai elementai, išsiskiria ne tik mažu svoriu, bet ir išskirtiniu dekoratyvumu. Tai lėmė jų aktyvų panaudojimą architektūroje, taip pat įvairių interjero elementų kūrimą.

Metalinį varį žmonija jau seniai naudojo įvairiose gyvenimo srityse. Dvidešimt devintas elementas iš periodinės D. I. Mendelejevo lentelės, esantis tarp nikelio ir cinko, turi įdomių savybių ir savybių. Šis elementas žymimas simboliu Cu. Tai vienas iš nedaugelio metalų, turinčių būdingą spalvą, išskyrus sidabrą ir pilką.

Vario istorija

Apie tai, kiek šis cheminis elementas turėjo puikų žmonijos ir planetos istorijoje, jau galima spėti iš istorinių epochų pavadinimų. Po akmens amžiaus atėjo vario amžius, vėliau – bronzos amžius, kuris taip pat tiesiogiai susijęs su šiuo elementu.

Varis yra vienas iš septynių metalų, kurie žmonijai buvo žinomi nuo seniausių laikų. Remiantis istoriniais duomenimis, senovės žmonių pažintis su šiuo metalu įvyko maždaug prieš devynis tūkstančius metų.

Seniausi gaminiai iš šios medžiagos buvo rasti šiuolaikinės Turkijos teritorijoje. Archeologiniai kasinėjimai, atlikti didelės neolito laikų gyvenvietės, vadinamos Chatalheyuk, vietoje leido aptikti mažus varinius karoliukus, taip pat vario lėkštes, kuriomis senovės žmonės puošė savo drabužius.

Rasti gizmos buvo datuojami aštuntojo ir septintojo tūkstantmečių prieš Kristų sandūroje. Be pačių gaminių, kasinėjimų vietoje rasta ir šlako, kas rodo, kad iš rūdos buvo lydomas metalas.

Vario gavimas iš rūdos buvo gana prieinamas. Todėl, nepaisant aukštos lydymosi temperatūros, šis metalas buvo vienas iš pirmųjų, kurį žmonija greitai ir plačiai įvaldė.

Kasybos metodai

Natūraliomis sąlygomis šis cheminis elementas yra dviejų formų:

jungtys;
grynuoliai.

Įdomus faktas yra toks: vario grynuoliai gamtoje sutinkami daug dažniau nei auksas, sidabras ir geležis.

Natūralūs vario junginiai yra:

oksidai;
anglies ir sieros kompleksai;
bikarbonatai;
sulfidų rūdos.

Rūdos, kurių pasiskirstymas didžiausias, yra vario blizgesys ir vario piritas. Vario šiose rūdose yra tik vienas ar du procentai. Pirminis varis kasamas dviem pagrindiniais būdais:

hidrometalurginis;
pirometalurginis.

Pirmojo metodo dalis – dešimt procentų. Likę devyniasdešimt priklauso antrajam metodui.

Pirometalinis metodas apima procesų kompleksą. Pirma, vario rūda yra sodrinama ir sudeginama. Tada žaliava išlydoma į matinį, po to ji pučiama konverteryje. Taigi gaunamas pūslinis varis. Jo pavertimas grynu atliekamas rafinuojant - pirmiausia ugnimi, tada elektrolitiniu būdu. Tai paskutinis etapas. Užbaigus gauto metalo grynumas yra beveik šimtas procentų.

Vario gavimo hidrometalurginiu metodu procesas yra padalintas į du etapus.

Pirma, žaliava išplaunama silpnu sieros rūgšties tirpalu.
Paskutiniame etape metalas yra atskiriamas tiesiai nuo pirmoje pastraipoje nurodyto tirpalo.

Šis metodas naudojamas apdorojant tik žemos kokybės rūdas, nes, skirtingai nei ankstesnis metodas, tauriųjų metalų išgauti neįmanoma. Štai kodėl procentas, priskiriamas šiam metodui, yra toks mažas, palyginti su kitu metodu.

Šiek tiek apie pavadinimą

Cheminis elementas Cuprum, žymimas simboliu Cu, gavo savo pavadinimą liūdnai pagarsėjusios Kipro salos garbei. Būtent ten tolimame trečiajame amžiuje prieš Kristų buvo aptikti dideli vario rūdos telkiniai. Šiose kasyklose dirbę vietiniai meistrai lydė šį metalą.

Galbūt neįmanoma suprasti, kas yra metalinis varis, nesuvokus jo savybių, pagrindinių charakteristikų ir savybių.

Susilietus su oru šis metalas tampa gelsvai rausvos spalvos. Šis unikalus aukso-rožinės spalvos atspalvis atsiranda dėl oksido plėvelės atsiradimo ant metalo paviršiaus. Nuėmus šią plėvelę, varis įgaus išraiškingą rausvą spalvą su būdingu ryškiu metaliniu blizgesiu.

Nuostabus faktas: ploniausios varinės plokštės šviesoje yra visai ne rausvos, o žalsvai melsvos arba, kitaip tariant, jūrinės spalvos.

Paprastos medžiagos pavidalu varis turi šias charakteristikas:

nuostabus plastiškumas;
pakankamas minkštumas;
plastiškumas.

Grynas varis, kuriame nėra jokių priemaišų, puikiai tinka perdirbimui - jį galima lengvai susukti į strypą ar lakštą arba ištraukti į vielą, kurios storis bus tūkstantosios milimetro dalys. Priemaišų pridėjimas prie šio metalo padidina jo kietumą.

Be minėtų fizikinių savybių, šis cheminis elementas pasižymi dideliu elektros laidumu. Ši savybė daugiausia nulėmė metalinio vario naudojimą.

Tarp pagrindinių šio metalo savybių verta paminėti aukštą šilumos laidumą. Pagal elektros laidumą ir šilumos laidumą varis yra vienas iš metalų lyderių. Tik vienas metalas, sidabras, turi didesnius šių parametrų rodiklius.

Neįmanoma neatsižvelgti į tai, kad vario elektros ir šilumos laidumo rodikliai priklauso pagrindinių savybių kategorijai. Jie išlieka aukšto lygio tik tada, kai metalas yra grynos formos. Šiuos rodiklius galima sumažinti pridedant priemaišų:

arsenas;
liauka;
skarda;
fosforo;
stibis.

Kiekviena iš šių priemaišų kartu su variu turi tam tikrą poveikį, dėl to pastebimai sumažėja šilumos ir elektros laidumo vertės.

Be kita ko, metalinis varis pasižymi neįtikėtinu stiprumu, aukšta lydymosi temperatūra ir aukšta virimo temperatūra. Duomenys tikrai įspūdingi. Vario lydymosi temperatūra viršija tūkstantį laipsnių Celsijaus! O virimo temperatūra yra 2570 laipsnių Celsijaus.

Šis metalas priklauso diamagnetinių metalų grupei. Tai reiškia, kad jo, kaip ir daugelio kitų metalų, įmagnetinimas vyksta ne išorinio magnetinio lauko kryptimi, o prieš jį.

Kita svarbi savybė – puikus šio metalo atsparumas korozijai. Didelės drėgmės sąlygomis, pavyzdžiui, geležies oksidacija vyksta kelis kartus greičiau nei vario oksidacija.

Cheminės elemento savybės

Šis elementas neaktyvus. Normaliomis sąlygomis veikiamas sauso oro, varis nepradeda oksiduotis. Kita vertus, drėgnas oras sukelia oksidacinį procesą, kurio metu susidaro vario karbonatas (II), kuris yra viršutinis patinos sluoksnis. Beveik akimirksniu šis elementas reaguoja su tokiomis medžiagomis kaip:

siera;
selenas;
halogenai.

Oksidacinių savybių neturinčios rūgštys negali paveikti vario. Be to, jis niekaip nereaguoja, kai liečiasi su tokiais cheminiais elementais kaip:

azotas;
anglis;
vandenilis.

Be jau pažymėtų cheminių savybių, variui būdingas amfoteriškumas. Tai reiškia, kad žemės plutoje jis gali sudaryti katijonus ir anijonus. Šio metalo junginiai gali pasižymėti ir rūgštinėmis, ir bazinėmis savybėmis – tai tiesiogiai priklauso nuo konkrečių sąlygų.

Taikymo sritys ir ypatybės

Senovėje metalinis varis buvo naudojamas įvairiausiems daiktams gaminti. Sumanus šios medžiagos naudojimas leido senovės žmonėms įgyti:

brangūs patiekalai;
dekoracijos;
plonaašmenis įrankiai.

vario lydiniai

Kalbant apie vario panaudojimą, negalima nepaminėti jo svarbos gaminant įvairius lydinius, kurių pagrindą sudaro būtent šis metalas. . Šie lydiniai apima:

bronzos;
Žalvaris.

Šios dvi rūšys yra pagrindinės vario lydinių rūšys. Pirmasis bronzos lydinys buvo sukurtas Rytuose jau tris tūkstantmečius prieš Kristų. Bronza pagrįstai gali būti laikoma vienu didžiausių antikos metalurgų pasiekimų. Tiesą sakant, bronza yra vario ir kitų elementų derinys. Daugeliu atvejų alavas veikia kaip antrasis komponentas. Tačiau nepaisant to, kokie elementai yra lydinyje, varis visada yra pagrindinis komponentas. Žalvario formulėje daugiausia yra vario ir cinko, tačiau galima juos papildyti ir kitų cheminių elementų pavidalu.

Be bronzos ir žalvario, šis cheminis elementas dalyvauja kuriant lydinius su kitais metalais, įskaitant aliuminį, auksą, nikelį, alavą, sidabrą, titaną ir cinką. Vario lydiniai su nemetalais, tokiais kaip deguonis, siera ir fosforas, naudojami daug rečiau.

Pramonės šakos

Vertingosios vario lydinių savybės ir gryna medžiaga prisidėjo prie jų naudojimo tokiose pramonės šakose kaip:

elektros inžinerija;
elektros inžinerija;
prietaisai;
radijo elektronika.

Bet, žinoma, tai ne visos šio metalo panaudojimo sritys. Tai labai ekologiška medžiaga. Štai kodėl jis naudojamas namų statybai. Pavyzdžiui, stogo danga iš metalinio vario dėl didžiausio atsparumo korozijai tarnauja daugiau nei šimtą metų, nereikalaujanti ypatingos priežiūros ir dažymo.

Kita šio metalo naudojimo sritis yra juvelyrikos pramonė. Jis daugiausia naudojamas lydinių su auksu pavidalu. Gaminiai iš vario-aukso lydinio pasižymi padidintu stiprumu, dideliu patvarumu. Tokie gaminiai nesideformuoja ir ilgai nenusidėvi.

Metalinio vario junginiai pasižymi dideliu biologiniu aktyvumu. Floros pasaulyje šis metalas svarbus, nes dalyvauja chlorofilo sintezėje. Šio elemento dalyvavimas šiame procese leidžia jį aptikti tarp augalams skirtų mineralinių trąšų komponentų.

Vaidmuo žmogaus organizme

Šio elemento trūkumas žmogaus organizme gali turėti neigiamos įtakos kraujo sudėčiai, būtent ją pabloginti. Šios medžiagos trūkumą galite užpildyti specialiai parinkta mityba. Vario yra daugelyje maisto produktų, todėl paruošti sveiką mitybą pagal savo skonį nėra sunku. Pavyzdžiui, vienas iš šio elemento turinčių produktų yra paprastas pienas.

Tačiau sudarant šio elemento prisotintą meniu, nereikėtų pamiršti, kad jo junginių perteklius gali sukelti kūno apsinuodijimą. Todėl prisotindami organizmą šia naudinga medžiaga, labai svarbu nepersistengti. Ir tai taikoma ne tik suvartoto maisto kiekiui.

Pavyzdžiui, apsinuodijus maistu, gali būti naudojami variniai indai. Gaminti tokius patiekalus labai nerekomenduojama ir netgi draudžiama. Taip yra dėl to, kad virimo metu nemažas kiekis šio elemento patenka į maistą, o tai gali sukelti apsinuodijimą.

Yra vienas įspėjimas dėl varinių indų draudimo. Tokių indų naudojimas nėra pavojingas, jei jų vidinis paviršius padengtas skarda. Tik esant tokiai sąlygai varinių puodų naudojimas nekelia grėsmės apsinuodyti maistu.

Be visų išvardytų taikymo sričių, šio elemento paplitimas neaplenkė medicinos. Sveikatos priežiūros ir priežiūros srityje jis naudojamas kaip sutraukiantis ir antiseptikas. Šis cheminis elementas yra akių lašų dalis, naudojama tokioms ligoms kaip konjunktyvitas gydyti. Be to, varis yra svarbus įvairių degimo tirpalų komponentas.