คุณสมบัติของทองแดง: องค์ประกอบ โครงสร้าง และเทคโนโลยีการผลิต คุณสมบัติของทองแดง - การรักษาทางเคมีกายภาพและเป็นเอกลักษณ์

ชาวกรีกโบราณเรียกธาตุนี้ว่า chalcos ในภาษาละตินเรียกว่า cuprum (Cu) หรือ aes และนักเล่นแร่แปรธาตุในยุคกลางเรียกสิ่งนี้ว่า องค์ประกอบทางเคมีไม่มีอะไรมากไปกว่าดาวอังคารหรือดาวศุกร์ มนุษยชาติคุ้นเคยกับทองแดงมานานแล้วเนื่องจากในสภาพธรรมชาตินั้นสามารถพบได้ในรูปแบบของนักเก็ตซึ่งมักจะมีขนาดที่น่าประทับใจมาก

ความสามารถในการลดคาร์บอเนตและออกไซด์ขององค์ประกอบนี้ได้ง่ายมีส่วนทำให้ตามที่นักวิจัยหลายคนระบุว่าบรรพบุรุษของเราเรียนรู้ที่จะลดปริมาณแร่ออกจากแร่ก่อนโลหะอื่น ๆ ทั้งหมด

ในตอนแรก หินทองแดงถูกให้ความร้อนผ่านไฟแบบเปิด จากนั้นก็ทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้นำไปสู่การแตกร้าวซึ่งทำให้สามารถคืนสภาพโลหะได้

เมื่อเชี่ยวชาญเทคโนโลยีที่เรียบง่ายเช่นนี้แล้ว มนุษย์ก็เริ่มค่อยๆ พัฒนามัน ผู้คนเรียนรู้ที่จะเป่าลมเข้าไปในกองไฟโดยใช้เครื่องสูบลมและท่อ จากนั้นพวกเขาก็เกิดแนวคิดที่จะติดตั้งกำแพงรอบกองไฟ ในที่สุดก็มีการสร้างเตาหลอมแห่งแรกขึ้น

การขุดค้นทางโบราณคดีจำนวนมากทำให้สามารถสร้างข้อเท็จจริงที่ไม่เหมือนใครได้ - ผลิตภัณฑ์ทองแดงที่ง่ายที่สุดมีอยู่แล้วในสหัสวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราช! และทองแดงก็เริ่มมีการขุดและใช้อย่างแข็งขันมากขึ้นหลังจาก 8-10,000 ปี ตั้งแต่นั้นมา มนุษยชาติได้ใช้องค์ประกอบทางเคมีนี้ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะหลายประการ (ความหนาแน่น ความถ่วงจำเพาะ คุณลักษณะทางแม่เหล็ก ฯลฯ) ตามความต้องการ

สมัยนี้เนื้อทองแดงหายากมากทองแดงสกัดได้จากแหล่งต่างๆ ดังนี้

• Bornite (ประกอบด้วยถ้วยมากถึง 65%);
• ความมันวาวของทองแดง (aka chalcocite) ที่มีปริมาณทองแดงสูงถึง 80%
• คอปเปอร์ไพไรต์ (กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ chalcoperite) ซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีประมาณ 30% ที่เราสนใจ
• โคเวลไลท์ (มี Cu มากถึง 64%)

คิวรัมยังสกัดจากมาลาไคต์ คิวไพร์ต แร่ออกไซด์อื่นๆ และแร่ธาตุเกือบ 20 ชนิดที่บรรจุอยู่ในปริมาณที่แตกต่างกัน

2

ใน ในรูปแบบที่เรียบง่ายองค์ประกอบที่อธิบายไว้คือโลหะที่มีสีชมพูแดงซึ่งมีความเหนียวสูง คิวรัมธรรมชาติประกอบด้วยนิวไคลด์สองตัวที่มีโครงสร้างที่มั่นคง

รัศมีของไอออนทองแดงที่มีประจุบวกมีค่าดังต่อไปนี้:

• ด้วยดัชนีการประสานงาน 6 - สูงถึง 0.091 นาโนเมตร
• พร้อมตัวบ่งชี้ 2 – สูงถึง 0.060 นาโนเมตร

และอะตอมที่เป็นกลางของธาตุนั้นมีรัศมี 0.128 นาโนเมตร และสัมพรรคภาพอิเล็กตรอน 1.8 eV ในระหว่างการแตกตัวเป็นไอออนตามลำดับอะตอมจะมีค่าตั้งแต่ 7.726 ถึง 82.7 eV

คิวรัมเป็นโลหะทรานซิชัน ดังนั้นจึงมีสถานะออกซิเดชันที่แปรผันและมีดัชนีอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ต่ำ (1.9 หน่วยตามสเกลพอลลิง) (สัมประสิทธิ์) เท่ากับ 394 W/(m*K) ที่ช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 20 ถึง 100 °C ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดง (ตัวบ่งชี้เฉพาะ) สูงสุด 58 ขั้นต่ำ 55.5 MS/m มีเพียงเงินเท่านั้นที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าโลหะอื่นรวมถึงอลูมิเนียมด้วย

ทองแดงไม่สามารถแทนที่ไฮโดรเจนจากกรดและน้ำได้ เนื่องจากในชุดศักย์มาตรฐานจะอยู่ทางด้านขวาของไฮโดรเจน โลหะที่อธิบายนี้มีลักษณะเป็นตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่หน้า ซึ่งมีขนาด 0.36150 นาโนเมตร ทองแดงเดือดที่อุณหภูมิ 2,657 องศา ละลายที่อุณหภูมิเพียงมากกว่า 1,083 องศา และมีความหนาแน่น 8.92 กรัม / ลูกบาศก์เซนติเมตร (สำหรับการเปรียบเทียบ ความหนาแน่นของอลูมิเนียมคือ 2.7)

คุณสมบัติทางกลอื่น ๆ ของทองแดงและตัวชี้วัดทางกายภาพที่สำคัญ:

• ความดันที่ 1,628 °C – 1 มม.ปรอท ศิลปะ.;
• ค่าการขยายตัวเนื่องจากความร้อน (เชิงเส้น) – 0.00000017 หน่วย
• เมื่อยืดออกจะได้ความต้านทานแรงดึง 22 กก./ตร.มม.
• ความแข็งของทองแดง – 35 กก./ตร.มม. (สเกลบริเนล)
• ความถ่วงจำเพาะ – 8.94 g/cm3;
• โมดูลัสความยืดหยุ่น – 132000 Mn/m2;
• การยืดตัว (สัมพันธ์) – 60%

คุณสมบัติทางแม่เหล็กของทองแดงค่อนข้างมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว องค์ประกอบนี้เป็นแม่เหล็กโดยสมบูรณ์ ความไวต่ออะตอมของแม่เหล็กมีค่าเพียง 0.00000527 หน่วย ลักษณะทางแม่เหล็กของทองแดง (รวมถึงพารามิเตอร์ทางกายภาพทั้งหมด - น้ำหนักความหนาแน่น ฯลฯ ) เป็นตัวกำหนดความต้องการองค์ประกอบในการผลิตผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้า อะลูมิเนียมมีคุณสมบัติใกล้เคียงกันโดยประมาณ ดังนั้นทั้งสองและโลหะที่อธิบายไว้จึงก่อตัวเป็น "คู่หวาน" ที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนตัวนำ สายไฟ และสายเคเบิล

แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเปลี่ยนคุณสมบัติทางกลของทองแดงหลายอย่าง (เช่น คุณสมบัติทางแม่เหล็กเดียวกัน) แต่ความต้านทานแรงดึงขององค์ประกอบที่เป็นปัญหาสามารถปรับปรุงได้โดยการชุบแข็งด้วยความเย็น ใน ในกรณีนี้มันจะเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่า (สูงถึง 420–450 MN/m2)

3

คิวปรัมในระบบธาตุรวมอยู่ในกลุ่มของโลหะมีตระกูล (IB) ซึ่งอยู่ในคาบที่ 4 มีเลขอะตอม 29 และมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อน ลักษณะทางเคมีทองแดงมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าคุณลักษณะทางแม่เหล็ก กลไก และทางกายภาพ ไม่ว่าจะเป็นน้ำหนัก ความหนาแน่น หรือค่าอื่นๆ ดังนั้นเราจะพูดถึงรายละเอียดเหล่านี้

กิจกรรมทางเคมีของคิวรัมต่ำ ทองแดงในบรรยากาศที่แห้งมีการเปลี่ยนแปลงไม่มีนัยสำคัญ (ใครๆ ก็บอกว่าแทบไม่เปลี่ยนเลย) แต่ด้วยความชื้นที่เพิ่มขึ้นและการมีอยู่ของ สิ่งแวดล้อมคาร์บอนไดออกไซด์มักจะก่อตัวเป็นฟิล์มสีเขียวบนพื้นผิว ประกอบด้วย CuCO3 และ Cu(OH)2 รวมถึงสารประกอบคอปเปอร์ซัลไฟด์หลายชนิด หลังเกิดขึ้นเนื่องจากมีไฮโดรเจนซัลไฟด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์อยู่ในอากาศเกือบทุกครั้ง ฟิล์มสีเขียวนี้เรียกว่าคราบ ช่วยปกป้องโลหะจากการถูกทำลาย

หากทองแดงถูกทำให้ร้อนในอากาศ กระบวนการออกซิเดชั่นบนพื้นผิวจะเริ่มขึ้น ที่อุณหภูมิ 375 ถึง 1100 องศา สเกลสองชั้นจะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันและที่อุณหภูมิสูงถึง 375 องศา คอปเปอร์ออกไซด์จะเกิดขึ้น ที่อุณหภูมิปกติมักจะสังเกตการรวมกันของ Cu กับคลอรีนเปียก (ผลของปฏิกิริยานี้คือการปรากฏตัวของคลอไรด์)

ทองแดงยังทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอื่นๆ ของกลุ่มฮาโลเจนได้ง่ายอีกด้วย มันติดไฟในไอกำมะถันและยังมีความสัมพันธ์กับซีลีเนียมในระดับสูงอีกด้วย แต่ Cu จะไม่รวมกับคาร์บอน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน แม้ว่าอุณหภูมิจะสูงขึ้นก็ตาม เมื่อคอปเปอร์ออกไซด์สัมผัสกับกรดซัลฟิวริก (เจือจาง) จะได้คอปเปอร์ซัลเฟตและทองแดงบริสุทธิ์ ด้วยกรดไฮโดรไอโอดิกและไฮโดรโบรมิกจะได้คอปเปอร์ไอโอไดด์และโบรไมด์ตามลำดับ

หากออกไซด์รวมกับอัลคาไลอย่างใดอย่างหนึ่งผลลัพธ์ที่ได้ ปฏิกิริยาเคมีถ้วยแก้วจะปรากฏขึ้น แต่สารรีดิวซ์ที่มีชื่อเสียงที่สุด (คาร์บอนมอนอกไซด์, แอมโมเนีย, มีเทนและอื่น ๆ ) สามารถคืนคิวรัมให้กลับสู่สถานะอิสระได้

สิ่งที่น่าสนใจในทางปฏิบัติคือความสามารถของโลหะนี้ในการทำปฏิกิริยากับเกลือของเหล็ก (ในรูปของสารละลาย) ในกรณีนี้ จะมีการบันทึกการลดลงของธาตุเหล็กและการเปลี่ยน Cu ไปเป็นสารละลาย ปฏิกิริยานี้ใช้เพื่อขจัดชั้นทองแดงที่พ่นออกจากผลิตภัณฑ์ตกแต่ง

ในรูปแบบโมโนและไดวาเลนต์ ทองแดงสามารถสร้างสารประกอบที่ซับซ้อนและมีความเสถียรในระดับสูง สารประกอบดังกล่าวรวมถึงส่วนผสมของแอมโมเนีย (เป็นที่สนใจของผู้ประกอบการอุตสาหกรรม) และเกลือคู่

4

ประเด็นหลักของการใช้อลูมิเนียมและทองแดงนั้นเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับทุกคน ใช้ทำสายเคเบิลได้หลากหลาย รวมถึงสายไฟด้วย เนื่องจากมีความต้านทานต่ำของอะลูมิเนียมและคิวรัม และความสามารถพิเศษด้านแม่เหล็กของพวกมัน ในขดลวดของไดรฟ์ไฟฟ้าและในหม้อแปลงไฟฟ้า (กำลัง) ลวดทองแดงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งมีความบริสุทธิ์เฉพาะของทองแดงซึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิต หากเติมอะลูมิเนียมเพียง 0.02 เปอร์เซ็นต์ลงในวัตถุดิบบริสุทธิ์ดังกล่าว ค่าการนำไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์จะลดลง 8–10 เปอร์เซ็นต์

Cu ซึ่งมีความหนาแน่นและความแข็งแรงสูง รวมทั้งมีน้ำหนักเบา สามารถคล้อยตามการตัดเฉือนได้อย่างสมบูรณ์แบบ สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถผลิตท่อทองแดงที่ดีเยี่ยมซึ่งแสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะประสิทธิภาพสูงในระบบแก๊ส ระบบทำความร้อน และระบบประปา ในหลายประเทศในยุโรป ท่อทองแดงถูกใช้ในกรณีส่วนใหญ่ในการจัดเครือข่ายสาธารณูปโภคภายในของอาคารที่พักอาศัยและอาคารบริหาร

เราได้พูดกันมากมายเกี่ยวกับการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียมและทองแดง อย่าลืมเกี่ยวกับการนำความร้อนที่ดีเยี่ยมของรุ่นหลัง ลักษณะนี้ทำให้สามารถใช้ทองแดงในโครงสร้างต่อไปนี้:

• ในท่อความร้อน
• ในเครื่องทำความเย็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
• ในระบบทำความร้อนและระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ
• ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมายที่ช่วยขจัดความร้อน

ความหนาแน่นและน้ำหนักเบาของวัสดุทองแดงและโลหะผสมยังนำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายในสถาปัตยกรรมอีกด้วย

5

เป็นที่ชัดเจนว่าความหนาแน่นของทองแดง น้ำหนักของมัน และตัวชี้วัดทางเคมีและแม่เหล็กทุกชนิดโดยมากนั้นไม่เป็นที่สนใจของคนทั่วไปมากนัก แต่หลายคนอยากทราบคุณสมบัติการรักษาของทองแดง

ชาวอินเดียโบราณใช้ทองแดงเพื่อรักษาอวัยวะที่มองเห็นและ โรคภัยไข้เจ็บต่างๆ ผิว- ชาวกรีกโบราณใช้แผ่นทองแดงเพื่อรักษาแผล บวมอย่างรุนแรง ฟกช้ำและฟกช้ำ รวมถึงโรคที่ร้ายแรงกว่า (การอักเสบของต่อมทอนซิล แต่กำเนิดและหูหนวกที่ได้มา) และในภาคตะวันออกก็ใช้ผงทองแดงแดงละลายน้ำเพื่อฟื้นฟูกระดูกที่หักบริเวณขาและแขน

คุณสมบัติการรักษาของทองแดงเป็นที่รู้จักกันดีในชาวรัสเซีย บรรพบุรุษของเราใช้โลหะที่มีลักษณะเฉพาะนี้ในการรักษาโรคอหิวาตกโรค โรคลมบ้าหมู โรคข้ออักเสบหลายข้อ และอาการปวดตะโพก ปัจจุบันแผ่นทองแดงมักใช้ในการรักษาซึ่งนำไปใช้กับจุดพิเศษบนร่างกายมนุษย์ คุณสมบัติการรักษาของทองแดงในการบำบัดดังกล่าวมีดังต่อไปนี้:

• ศักยภาพในการป้องกันของร่างกายมนุษย์เพิ่มขึ้น
• โรคติดเชื้อไม่เป็นอันตรายต่อผู้ที่รับการรักษาด้วยทองแดง
• มีการลดลง ความเจ็บปวดและบรรเทาอาการอักเสบ

ทองแดง

ทองแดง(lat. Cuprum) เป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม I ของระบบธาตุของ Mendeleev (เลขอะตอม 29, มวลอะตอม 63.546) ในสารประกอบ ทองแดงมักจะแสดงสถานะออกซิเดชัน +1 และ +2 สารประกอบทองแดงไตรวาเลนต์บางชนิดก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน สารประกอบทองแดงที่สำคัญที่สุด: ออกไซด์ Cu 2 O, CuO, Cu 2 O 3; ไฮดรอกไซด์ Cu(OH) 2, ไนเตรต Cu(NO 3) 2. 3H 2 O, CuS ซัลไฟด์, ซัลเฟต (คอปเปอร์ซัลเฟต) CuSO 4 5H 2 O, คาร์บอเนต CuCO 3 Cu(OH) 2, คลอไรด์ CuCl 2 2H2O

ทองแดง- หนึ่งในเจ็ดโลหะที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ เรียกว่าช่วงการเปลี่ยนผ่านจากหินสู่ยุคสำริด (4 - 3 สหัสวรรษก่อนคริสต์ศักราช) ยุคทองแดงหรือ หินปูน(จากภาษากรีก chalkos - ทองแดงและ lithos - หิน) หรือ หินปูน(จากภาษาละติน aeneus - ทองแดง และ lithos กรีก - หิน) เครื่องมือทองแดงปรากฏขึ้นในช่วงเวลานี้ เป็นที่ทราบกันดีว่ามีการใช้เครื่องมือทองแดงในระหว่างการก่อสร้างปิรามิด Cheops

ทองแดงบริสุทธิ์เป็นโลหะที่อ่อนและอ่อนได้ซึ่งมีสีแดง เมื่อแตกเป็นสีชมพู ในบริเวณที่มีสีน้ำตาลและมีจุดด่าง มีน้ำหนักมาก (ความหนาแน่น 8.93 กรัม/ซม.3) เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เป็นอันดับสองรองจากเงินเท่านั้น ( จุดหลอมเหลว 1,083 ° C) ทองแดงถูกดึงเข้าไปในลวดได้ง่ายและรีดเป็นแผ่นบาง แต่มีฤทธิ์ค่อนข้างน้อย ในอากาศแห้งและออกซิเจนที่ สภาวะปกติทองแดงไม่ออกซิไดซ์ แต่มันทำปฏิกิริยาค่อนข้างง่าย: ที่อุณหภูมิห้องกับฮาโลเจนเช่นกับคลอรีนเปียกจะเกิดคลอไรด์ CuCl 2 เมื่อถูกความร้อนด้วยกำมะถันจะเกิดซัลไฟด์ Cu 2 S พร้อมกับซีลีเนียม แต่ทองแดงไม่มีปฏิกิริยากับไฮโดรเจน คาร์บอน และไนโตรเจนแม้ในอุณหภูมิที่สูง กรดที่ไม่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์จะไม่ทำปฏิกิริยากับทองแดง เช่น กรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจาง แต่เมื่อมีออกซิเจนในบรรยากาศ ทองแดงจะละลายในกรดเหล่านี้เพื่อสร้างเกลือที่สอดคล้องกัน: 2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O

ในบรรยากาศที่มีไอระเหยของ CO 2, H 2 O ฯลฯ จะถูกปกคลุมไปด้วยคราบ - ฟิล์มสีเขียวของคาร์บอเนตพื้นฐาน (Cu 2 (OH) 2 CO 3)) ซึ่งเป็นสารพิษ

ทองแดงรวมอยู่ในแร่ธาตุมากกว่า 170 ชนิด โดยมีเพียง 17 ชนิดเท่านั้นที่มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรม รวมถึง: บอร์ไนต์ (แร่ทองแดงที่แตกต่างกัน - Cu 5 FeS 4), chalcopyrite (ทองแดงไพไรต์ - CuFeS 2), chalcocite (ความแวววาวของทองแดง - Cu 2 S) , โคเวลไลท์ (CuS), มาลาไคต์ (Cu 2 (OH) 2 CO 3) นอกจากนี้ยังพบทองแดงพื้นเมือง

ความหนาแน่นของทองแดง ความถ่วงจำเพาะของทองแดง และคุณลักษณะอื่นๆ ของทองแดง

ความหนาแน่น - 8.93*10 3 กก./ลบ.ม. 3 ;
ความถ่วงจำเพาะ - 8.93 ก./ซม3;
ความจุความร้อนจำเพาะที่ 20 °C - 0.094 แคลอรี่/องศา;
จุดหลอมเหลว - 1,083 องศาเซลเซียส;
ความร้อนจำเพาะละลาย - 42 แคลอรี่/กรัม;
จุดเดือด - 2,600 องศาเซลเซียส;
สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น(ที่อุณหภูมิประมาณ 20 °C) - 16.7 * 10 6 (1/องศา)
ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน - 335kcal/m*ชั่วโมง*องศา;
ความต้านทานที่ 20 °C - 0.0167 โอห์ม*มม. 2 /ม.;

โมดูลัสยืดหยุ่นของทองแดงและอัตราส่วนปัวซอง

สารประกอบทองแดง

ทองแดง (I) ออกไซด์ Cu 2 O 3และคิวรัสออกไซด์ (I) Cu2Oเช่นเดียวกับสารประกอบทองแดง (I) อื่นๆ มีความเสถียรน้อยกว่าสารประกอบทองแดง (II) คอปเปอร์ (I) ออกไซด์หรือคอปเปอร์ออกไซด์ Cu 2 O เกิดขึ้นในธรรมชาติเป็นแร่คิวไรท์ นอกจากนี้ยังสามารถได้รับจากการตกตะกอนของคอปเปอร์ออกไซด์สีแดง (I) โดยการให้ความร้อนแก่สารละลายของเกลือคอปเปอร์ (II) และอัลคาไลต่อหน้าตัวรีดิวซ์ที่เข้มข้น

คอปเปอร์ (II) ออกไซด์, หรือ คอปเปอร์ออกไซด์ CuO- สารสีดำที่พบในธรรมชาติ (เช่น ในรูปของแร่เทเนไรต์) ได้จากการเผาทองแดง (II) ไฮดรอกซีคาร์บอเนต (CuOH) 2 CO 3 หรือทองแดง (II) ไนเตรต Cu (NO 2) 2
คอปเปอร์ (II) ออกไซด์เป็นตัวออกซิไดซ์ที่ดี คอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ Cu(OH) 2ตกตะกอนจากสารละลายของเกลือทองแดง (II) ภายใต้การกระทำของอัลคาลิสในรูปของมวลเจลาตินัสสีน้ำเงิน แม้จะใช้ความร้อนต่ำ แม้จะอยู่ใต้น้ำ มันก็สลายตัว และกลายเป็นคอปเปอร์ออกไซด์สีดำ (II)
คอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์เป็นเบสที่อ่อนมาก ดังนั้นสารละลายของเกลือคอปเปอร์ (II) ในกรณีส่วนใหญ่จึงมีปฏิกิริยาที่เป็นกรด และทองแดงจะกลายเป็นเกลือพื้นฐานเมื่อมีกรดอ่อน

คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต CuSO 4ในสถานะไม่มีน้ำจะเป็นผงสีขาวซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเมื่อดูดซับน้ำ ดังนั้นจึงใช้ตรวจจับความชื้นในของเหลวอินทรีย์ สารละลายน้ำของคอปเปอร์ซัลเฟตมีลักษณะเป็นสีน้ำเงินน้ำเงิน สีนี้เป็นลักษณะของไอออนไฮเดรต 2+ ดังนั้นสารละลายเจือจางของเกลือคอปเปอร์ (II) ทั้งหมดจึงมีสีเดียวกัน เว้นแต่จะมีไอออนที่มีสีใดๆ จาก สารละลายที่เป็นน้ำคอปเปอร์ซัลเฟตตกผลึกด้วยโมเลกุลของน้ำห้าโมเลกุลเพื่อสร้างผลึกสีฟ้าใส คอปเปอร์ซัลเฟต- คอปเปอร์ซัลเฟตใช้สำหรับการเคลือบโลหะด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้าสำหรับการเตรียมสีแร่และยังเป็นวัสดุเริ่มต้นในการเตรียมสารประกอบทองแดงอื่น ๆ ใน เกษตรกรรมสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตเจือจางใช้ในการฉีดพ่นพืชและบำบัดเมล็ดพืชก่อนหยอดเมล็ดเพื่อทำลายสปอร์ของเชื้อราที่เป็นอันตราย

คอปเปอร์ (II) คลอไรด์ CuCl 2 2H2O- มีลักษณะเป็นผลึกสีเขียวเข้ม ละลายน้ำได้ง่าย สารละลายคอปเปอร์ (II) คลอไรด์มีความเข้มข้นมาก สีเขียว, เจือจาง - น้ำเงิน - น้ำเงิน

คอปเปอร์ (II) ไนเตรต Cu(NO 3) 2. 3H2O- ได้จากการละลายทองแดงในกรดไนตริก เมื่อถูกความร้อน ผลึกคอปเปอร์ไนเตรตสีน้ำเงินจะสูญเสียน้ำก่อนแล้วจึงสลายตัวได้ง่าย ปล่อยออกซิเจนและไนโตรเจนไดออกไซด์สีน้ำตาล กลายเป็นคอปเปอร์ (II) ออกไซด์

คอปเปอร์ (II) ไฮดรอกซีคาร์บอเนต (CuOH) 2 CO 3- เกิดขึ้นตามธรรมชาติในรูปของแร่มาลาไคต์ซึ่งมีสีเขียวมรกตสวยงาม มันถูกเตรียมโดยการกระทำของ Na 2 CO 3 กับสารละลายเกลือทองแดง (II)
2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = (CuSO) 2 CO 3 ↓ + 2Na 2 SO 4 + CO 2
ใช้สำหรับการผลิตคอปเปอร์ (II) คลอไรด์สำหรับการเตรียมสีแร่สีน้ำเงินและสีเขียวตลอดจนในดอกไม้ไฟ

คอปเปอร์ (II) อะซิเตต Cu (CH 3 COO) 2. น้ำ- ได้มาจากการบำบัดโลหะทองแดงหรือคอปเปอร์ (II) ออกไซด์ด้วยกรดอะซิติก มักมีส่วนผสมของเกลือพื้นฐาน องค์ประกอบที่แตกต่างกันและสี (เขียว และ น้ำเงิน-เขียว) ภายใต้ชื่อ verdigris ใช้สำหรับเตรียมสีน้ำมัน

สารประกอบทองแดงเชิงซ้อนเกิดขึ้นจากการรวมกันของไอออนทองแดงที่มีประจุสองเท่ากับโมเลกุลแอมโมเนีย
สีแร่หลายชนิดได้มาจากเกลือของทองแดง
เกลือทองแดงทั้งหมดเป็นพิษ ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของเกลือของทองแดง ภาชนะทองแดงจึงถูกเคลือบด้านในด้วยดีบุก (กระป๋อง)

การผลิตทองแดง

ทองแดงขุดจากแร่ออกไซด์และซัลไฟด์ 80% ของทองแดงที่ขุดได้ทั้งหมดถูกถลุงจากแร่ซัลไฟด์ โดยทั่วไปแร่ทองแดงจะมีแร่จำนวนมาก ดังนั้นจึงใช้กระบวนการ beneficiation เพื่อให้ได้ทองแดง ทองแดงได้มาจากการถลุงแร่ซัลไฟด์ กระบวนการนี้ประกอบด้วยการดำเนินการหลายอย่าง ได้แก่ การคั่ว การถลุง การแปรรูป การเผา และการกลั่นด้วยไฟฟ้า ในระหว่างกระบวนการเผา ซัลไฟด์ที่ไม่บริสุทธิ์ส่วนใหญ่จะถูกแปลงเป็นออกไซด์ ดังนั้นสิ่งเจือปนหลักของแร่ทองแดงส่วนใหญ่คือ pyrite FeS 2 จึงกลายเป็น Fe 2 O 3 ก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการคั่วประกอบด้วย CO 2 ซึ่งใช้ในการผลิตกรดซัลฟิวริก ออกไซด์ของเหล็ก สังกะสี และสิ่งสกปรกอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเผาจะถูกแยกออกในรูปของตะกรันในระหว่างการหลอม ทองแดงเคลือบเหลว (Cu 2 S ที่มีส่วนผสมของ FeS) เข้าสู่คอนเวอร์เตอร์ โดยที่อากาศจะถูกเป่าผ่าน ในระหว่างการแปลง ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมาและได้รับทองแดงดิบหรือดิบ เพื่อสกัดสิ่งที่มีคุณค่า (Au, Ag, Te ฯลฯ) และกำจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย ทองแดงพุพองจะถูกนำไปเผาก่อนแล้วจึงทำการกลั่นด้วยไฟฟ้า ในระหว่างการกลั่นไฟ ทองแดงเหลวจะอิ่มตัวด้วยออกซิเจน ในกรณีนี้สิ่งสกปรกของเหล็ก สังกะสี และโคบอลต์จะถูกออกซิไดซ์ กลายเป็นตะกรันและถูกกำจัดออกไป และทองแดงก็ถูกเทลงในแม่พิมพ์ ผลการหล่อจะทำหน้าที่เป็นแอโนดระหว่างการกลั่นด้วยไฟฟ้า
ส่วนประกอบหลักของสารละลายระหว่างการกลั่นด้วยไฟฟ้าคือคอปเปอร์ซัลเฟตซึ่งเป็นเกลือคอปเปอร์ที่พบมากที่สุดและถูกที่สุด หากต้องการเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าต่ำของคอปเปอร์ซัลเฟต ให้เติม กรดซัลฟิวริก- และเพื่อให้ได้คราบทองแดงที่มีขนาดกะทัดรัด จะต้องเติมสารเติมแต่งจำนวนเล็กน้อยลงในสารละลาย สิ่งเจือปนของโลหะที่มีอยู่ในทองแดงดิบ (“ว่างเปล่า”) สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม

1)เฟ สังกะสี พรรณี บจก. โลหะเหล่านี้มีศักยภาพของอิเล็กโทรดลบมากกว่าทองแดงอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นพวกมันจึงละลายขั้วบวกร่วมกับทองแดง แต่ไม่ได้สะสมอยู่บนแคโทด แต่สะสมในอิเล็กโทรไลต์ในรูปของซัลเฟต ดังนั้นจึงต้องเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์เป็นระยะ

2)Au, Ag, Pb, Sn โลหะมีตระกูล (Au, Ag) ไม่ได้รับการละลายขั้วบวก แต่ในระหว่างกระบวนการจะตกตะกอนที่ขั้วบวกทำให้เกิดตะกอนขั้วบวกพร้อมกับสิ่งเจือปนอื่น ๆ ซึ่งจะถูกกำจัดออกไปเป็นระยะ ดีบุกและตะกั่วละลายร่วมกับทองแดง แต่ในอิเล็กโทรไลต์จะก่อให้เกิดสารประกอบที่ละลายได้ไม่ดีซึ่งจะตกตะกอนและถูกกำจัดออกไปด้วย

โลหะผสมทองแดง

โลหะผสมซึ่งเพิ่มความแข็งแรงและคุณสมบัติอื่น ๆ ของทองแดงได้มาจากการแนะนำสารเติมแต่งเข้าไปเช่นสังกะสี ดีบุก ซิลิคอน ตะกั่ว อลูมิเนียม แมงกานีส และนิกเกิล ทองแดงมากกว่า 30% ใช้สำหรับโลหะผสม

ทองเหลือง- โลหะผสมของทองแดงและสังกะสี (ทองแดงตั้งแต่ 60 ถึง 90% และสังกะสีจาก 40 ถึง 10%) - แข็งแกร่งกว่าทองแดงและไวต่อการเกิดออกซิเดชันน้อยกว่า เมื่อเติมซิลิคอนและตะกั่วลงในทองเหลือง คุณสมบัติต้านการเสียดสีจะเพิ่มขึ้น เมื่อเติมดีบุก อลูมิเนียม แมงกานีส และนิกเกิล ความต้านทานการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้น ผลิตภัณฑ์แผ่นและแบบหล่อถูกนำมาใช้ในวิศวกรรมเครื่องกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตเคมี เลนส์ และอุปกรณ์ และในการผลิตตาข่ายสำหรับอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษและกระดาษ

สีบรอนซ์- ก่อนหน้านี้สัมฤทธิ์เป็นโลหะผสมของทองแดง (80-94%) และดีบุก (20-6%) ปัจจุบันมีการผลิตบรอนซ์ไร้ดีบุก โดยตั้งชื่อตามส่วนประกอบหลักตามทองแดง

อลูมิเนียมบรอนซ์ประกอบด้วยอะลูมิเนียม 5-11% มีคุณสมบัติทางกลสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน

ตะกั่วสัมฤทธิ์ซึ่งมีตะกั่ว 25-33% ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการผลิตตลับลูกปืนที่ทำงานที่ แรงกดดันสูงและความเร็วในการเลื่อนสูง

ซิลิคอนบรอนซ์ซึ่งมีซิลิคอน 4-5% ใช้ทดแทนดีบุกบรอนซ์ราคาถูก

เบริลเลียมบรอนซ์ซึ่งมีเบริลเลียม 1.8-2.3% มีลักษณะความแข็งหลังการชุบแข็งและความยืดหยุ่นสูง ใช้สำหรับการผลิตสปริงและผลิตภัณฑ์สปริง

แคดเมียมบรอนซ์- โลหะผสมทองแดงที่มีแคดเมียมจำนวนเล็กน้อย (มากถึง 1%) - ใช้สำหรับการผลิตอุปกรณ์สำหรับท่อน้ำและก๊าซและในงานวิศวกรรมเครื่องกล

บัดกรี- โลหะผสมของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่ใช้ในการบัดกรีเพื่อให้ได้ตะเข็บบัดกรีแบบเสาหิน ในบรรดาสารบัดกรีแข็งนั้น โลหะผสมทองแดง-เงินเป็นที่รู้จัก (44.5-45.5% Ag; 29-31% Cu ส่วนที่เหลือคือสังกะสี)

การใช้ทองแดง

ทองแดง สารประกอบและโลหะผสมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ

ในทางวิศวกรรมไฟฟ้า มีการใช้ทองแดง รูปแบบบริสุทธิ์: ในการผลิตผลิตภัณฑ์เคเบิล บัสบาร์ของสายเปลือยและสายสัมผัส เครื่องกำเนิดไฟฟ้า อุปกรณ์โทรศัพท์และโทรเลข และอุปกรณ์วิทยุ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน อุปกรณ์สุญญากาศ และท่อทำจากทองแดง ทองแดงมากกว่า 30% ไปเป็นโลหะผสม

โลหะผสมของทองแดงกับโลหะอื่นๆ ถูกนำมาใช้ในงานวิศวกรรมเครื่องกล ในอุตสาหกรรมยานยนต์และรถแทรกเตอร์ (หม้อน้ำ ตลับลูกปืน) และสำหรับการผลิตอุปกรณ์เคมี

ความหนืดและความเหนียวสูงของโลหะทำให้สามารถใช้ทองแดงในการผลิตผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภทที่มีรูปแบบที่ซับซ้อนมาก ลวดทองแดงสีแดงในสถานะอบอ่อนจะนุ่มและยืดหยุ่นมากจนคุณสามารถบิดสายไฟทุกชนิดได้อย่างง่ายดายและงอองค์ประกอบประดับที่ซับซ้อนที่สุด นอกจากนี้ ลวดทองแดงยังบัดกรีได้ง่ายด้วยบัดกรีเงินแข็ง และชุบเงินและชุบทองอย่างดี คุณสมบัติของทองแดงเหล่านี้ทำให้เป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ลวดลายเป็นเส้น

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและปริมาตรของทองแดงเมื่อถูกความร้อนจะอยู่ที่ประมาณเดียวกันกับของเคลือบฟันร้อน ดังนั้นเมื่อเย็นลง เคลือบฟันจะเกาะติดกับผลิตภัณฑ์ทองแดงได้ดีและไม่แตกหรือกระเด็นออก ด้วยเหตุนี้ช่างฝีมือจึงชอบทองแดงมากกว่าโลหะอื่น ๆ ทั้งหมดในการผลิตผลิตภัณฑ์เคลือบฟัน

เช่นเดียวกับโลหะอื่นๆ ทองแดงก็มีความสำคัญอย่างหนึ่ง องค์ประกอบขนาดเล็ก- เธอมีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ การสังเคราะห์ด้วยแสงและการดูดซึมไนโตรเจนจากพืช ส่งเสริมการสังเคราะห์น้ำตาล โปรตีน แป้ง และวิตามิน ส่วนใหญ่แล้วทองแดงจะถูกเติมลงในดินในรูปของเพนทาไฮเดรตซัลเฟต - คอปเปอร์ซัลเฟต CuSO 4 5H 2 O ในปริมาณมากจะเป็นพิษเช่นเดียวกับสารประกอบทองแดงอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิตระดับล่าง ในปริมาณเล็กน้อย ทองแดงจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

ซึ่งหมายถึงโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่รู้จักกันมาเป็นเวลานาน การผลิตถูกประดิษฐ์ขึ้นก่อนที่ผู้คนจะเริ่มทำเหล็ก เชื่อกันว่าเกิดขึ้นจากความพร้อมใช้และการสกัดที่ค่อนข้างง่ายจากสารประกอบและโลหะผสมที่มีทองแดง วันนี้เรามาดูคุณสมบัติและองค์ประกอบของทองแดงประเทศชั้นนำของโลกในการผลิตทองแดงการผลิตผลิตภัณฑ์จากทองแดงและคุณสมบัติของพื้นที่เหล่านี้

ทองแดงมีค่าสัมประสิทธิ์การนำไฟฟ้าสูง ซึ่งทำให้มูลค่าของมันเพิ่มขึ้นในฐานะวัสดุไฟฟ้า หากก่อนหน้านี้ทองแดงทั้งหมดที่ผลิตในโลกถึงครึ่งหนึ่งถูกใช้ไปกับสายไฟ ในปัจจุบันอะลูมิเนียมก็ถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้เป็นโลหะที่มีราคาไม่แพงมากขึ้น และทองแดงเองก็กลายเป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่หายากที่สุด

วิดีโอนี้จะกล่าวถึง องค์ประกอบทางเคมีทองแดง:

โครงสร้าง

องค์ประกอบทางโครงสร้างของทองแดงประกอบด้วยคริสตัลหลายชนิด เช่น ทอง แคลเซียม เงิน และอื่นๆ อีกมากมาย โลหะทั้งหมดที่รวมอยู่ในโครงสร้างมีความโดดเด่นด้วยความนุ่มนวล ความเหนียว และความง่ายในการแปรรูป ผลึกเหล่านี้ส่วนใหญ่เมื่อรวมกับทองแดงจะก่อตัวเป็นสารละลายแข็งและมีแถวต่อเนื่องกัน

หน่วยเซลล์ของโลหะนี้มีรูปร่างเป็นลูกบาศก์ สำหรับแต่ละเซลล์จะมีอะตอมสี่อะตอมอยู่ที่จุดยอดและส่วนกลางของใบหน้า

องค์ประกอบทางเคมี

องค์ประกอบของทองแดงในระหว่างการผลิตอาจมีสิ่งเจือปนจำนวนหนึ่งซึ่งส่งผลต่อโครงสร้างและลักษณะของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ในเวลาเดียวกัน เนื้อหาควรได้รับการควบคุมโดยแต่ละองค์ประกอบและตามปริมาณทั้งหมด สิ่งเจือปนที่พบในทองแดง ได้แก่ :

• บิสมัท- ส่วนประกอบนี้ส่งผลเสียต่อทั้งคุณสมบัติทางเทคโนโลยีและทางกลของโลหะ นั่นคือเหตุผลที่ไม่ควรเกิน 0.001% ขององค์ประกอบที่ทำเสร็จแล้ว
• ออกซิเจน- ถือเป็นสิ่งเจือปนที่ไม่พึงประสงค์ที่สุดในทองแดง ปริมาณสูงสุดในโลหะผสมสูงถึง 0.008% และลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง ออกซิเจนส่งผลเสียต่อความเหนียวของโลหะตลอดจนความต้านทานต่อการกัดกร่อน
• แมงกานีส- ในกรณีของการผลิตทองแดงนำไฟฟ้า ส่วนประกอบนี้ส่งผลเสียต่อการนำไฟฟ้า ที่อุณหภูมิห้องจะละลายในทองแดงอย่างรวดเร็ว
• สารหนู- ส่วนประกอบนี้จะสร้างสารละลายที่เป็นของแข็งด้วยทองแดง และแทบไม่มีผลกระทบต่อคุณสมบัติของทองแดง การกระทำของมันมีจุดมุ่งหมายส่วนใหญ่เพื่อต่อต้านผลกระทบด้านลบของพลวงบิสมัทและออกซิเจน
• - สร้างสารละลายของแข็งด้วยทองแดงและในขณะเดียวกันก็ลดการนำความร้อนและไฟฟ้าลง
• - สร้างสารละลายที่มั่นคงและเพิ่มการนำความร้อน
• ซีลีเนียม, ซัลเฟอร์- ส่วนประกอบทั้งสองนี้มีผลเช่นเดียวกันกับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย พวกมันสร้างการเชื่อมต่อที่เปราะบางกับทองแดงและมีค่าไม่เกิน 0.001% เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น ระดับความเหนียวของทองแดงจะลดลงอย่างรวดเร็ว
• พลวง- ส่วนประกอบนี้ละลายได้ดีในทองแดง ดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อคุณสมบัติขั้นสุดท้ายน้อยที่สุด ได้รับอนุญาตไม่เกิน 0.05% ของปริมาตรทั้งหมด
• ฟอสฟอรัส- ทำหน้าที่เป็นตัวกำจัดออกซิไดเซอร์หลักของทองแดง ซึ่งมีความสามารถในการละลายสูงสุดคือ 1.7% ที่อุณหภูมิ 714°C ฟอสฟอรัสเมื่อใช้ร่วมกับทองแดงไม่เพียงช่วยให้การเชื่อมดีขึ้น แต่ยังปรับปรุงคุณสมบัติทางกลอีกด้วย
• - ที่มีอยู่ในทองแดงจำนวนเล็กน้อย แทบไม่มีผลกระทบต่อการนำความร้อนและไฟฟ้า

การผลิตทองแดง

ทองแดงผลิตจากแร่ซัลไฟด์ซึ่งมีทองแดงนี้อย่างน้อย 0.5% ในธรรมชาติมีแร่ธาตุประมาณ 40 ชนิดที่ประกอบด้วยโลหะนี้ แร่ซัลไฟด์ที่พบมากที่สุดที่ใช้อย่างแข็งขันในการผลิตทองแดงคือ chalcopyrite

ในการผลิตทองแดง 1 ตัน คุณจะต้องใช้วัตถุดิบจำนวนมากที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่นการผลิตเหล็กหล่อเพื่อให้ได้โลหะนี้ในปริมาณ 1 ตันจะต้องแปรรูปแร่เหล็กประมาณ 2.5 ตัน และเพื่อให้ได้ทองแดงในปริมาณเท่ากัน จะต้องแปรรูปแร่ที่บรรจุอยู่มากถึง 200 ตัน

วิดีโอด้านล่างจะบอกคุณเกี่ยวกับการขุดทองแดง:

เทคโนโลยีและอุปกรณ์ที่จำเป็น

การผลิตทองแดงเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน:

1. การบดแร่ในเครื่องบดแบบพิเศษและการบดละเอียดยิ่งขึ้นในโรงสีลูกกลม
2. การลอยอยู่ในน้ำ วัตถุดิบที่บดล่วงหน้าจะถูกผสมกับรีเอเจนต์การลอยอยู่ในน้ำจำนวนเล็กน้อย จากนั้นจึงนำไปใส่ในเครื่องลอย ส่วนประกอบเพิ่มเติมนี้มักจะเป็นโพแทสเซียมและมะนาวแซนเทต ซึ่งเคลือบด้วยแร่ธาตุทองแดงในห้องเครื่อง บทบาทของมะนาวในขั้นตอนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากจะช่วยป้องกันการห่อหุ้มแซนเทตด้วยอนุภาคของแร่ธาตุอื่นๆ มีเพียงฟองอากาศเท่านั้นที่เกาะติดกับอนุภาคทองแดงซึ่งพัดพามันขึ้นสู่พื้นผิว จากกระบวนการนี้ทำให้ได้ทองแดงเข้มข้นซึ่งถูกนำไปกำจัดความชื้นส่วนเกินออกจากองค์ประกอบ
3. การเผาไหม้ แร่และสารเข้มข้นต้องผ่านกระบวนการคั่วในเตาเผาแบบโมโนพอด ซึ่งจำเป็นสำหรับการกำจัดกำมะถันออกจากแร่ ผลที่ได้คือก๊าซที่ประกอบด้วยถ่านและกำมะถันซึ่งต่อมานำไปใช้ในการผลิตกรดซัลฟิวริก
4. การหลอมละลายของประจุในเตาสะท้อนแสง ในขั้นตอนนี้ คุณสามารถนำส่วนผสมที่ยังดิบหรือที่เผาแล้วไปเผาที่อุณหภูมิ 1500°C สภาพการทำงานที่สำคัญคือการรักษาบรรยากาศที่เป็นกลางในเตาเผา เป็นผลให้ทองแดงถูกซัลไฟด์และเปลี่ยนเป็นด้าน
5. การแปลง ทองแดงที่ได้ร่วมกับฟลักซ์ควอทซ์จะถูกเป่าในคอนเวคเตอร์แบบพิเศษเป็นเวลา 15-24 ชั่วโมง ผลที่ได้คือทองแดงพุพองซึ่งเป็นผลมาจากการเผาไหม้ของกำมะถันโดยสมบูรณ์และการกำจัดก๊าซ อาจมีสิ่งสกปรกต่างๆ มากถึง 3% ซึ่งจะถูกกำจัดออกเนื่องจากอิเล็กโทรไลซิส
6. การกลั่นด้วยไฟ โลหะถูกหลอมไว้ล่วงหน้าแล้วจึงทำให้บริสุทธิ์ในเตาเผาแบบพิเศษ เอาต์พุตเป็นทองแดงสีแดง
7. การกลั่นด้วยไฟฟ้า ทองแดงขั้วบวกและเปลวไฟต้องผ่านขั้นตอนนี้เพื่อให้บริสุทธิ์สูงสุด

อ่านด้านล่างเกี่ยวกับโรงงานทองแดงและศูนย์กลางในรัสเซียและทั่วโลก

ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียง

มีสถานประกอบการขุดและผลิตทองแดงที่ใหญ่ที่สุดเพียงสี่แห่งในรัสเซีย:

1. นอริลสค์ นิกเกิล;
2. "อูราอิเล็กโทรเมด";
3. โรงงานโลหะวิทยา Novgorod;
4. โรงงานอิเล็กโทรไลต์ทองแดง Kyshtym

สองบริษัทแรกเป็นส่วนหนึ่งของการถือครอง UMMC อันโด่งดัง ซึ่งรวมถึงบริษัทอุตสาหกรรมประมาณ 40 แห่ง ผลิตทองแดงมากกว่า 40% ของทั้งหมดในประเทศของเรา โรงงานสองแห่งสุดท้ายเป็นของบริษัท Russian Copper

วิดีโอด้านล่างจะบอกคุณเกี่ยวกับการผลิตทองแดง:

ผู้คนศึกษาคุณสมบัติของทองแดงซึ่งเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของนักเก็ตที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ ย้อนกลับไปในสมัยโบราณ เมื่ออาหาร อาวุธ เครื่องประดับ และผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนต่างๆ ทำจากโลหะนี้และโลหะผสมของทองแดง การใช้โลหะนี้อย่างแข็งขันในช่วงหลายปีที่ผ่านมานั้นไม่เพียงเกิดจากมันเท่านั้น คุณสมบัติพิเศษแต่ยังง่ายต่อการประมวลผลอีกด้วย ทองแดงซึ่งมีอยู่ในแร่ในรูปของคาร์บอเนตและออกไซด์นั้นสามารถลดลงได้ง่ายมาก ซึ่งเป็นสิ่งที่บรรพบุรุษสมัยโบราณของเราเรียนรู้ที่จะทำ

ในขั้นต้น กระบวนการนำโลหะนี้กลับคืนมานั้นดูดั้งเดิมมาก กล่าวคือ แร่ทองแดงถูกทำให้ร้อนเหนือไฟ จากนั้นจึงเย็นลงอย่างกะทันหัน ซึ่งนำไปสู่การแตกร้าวของชิ้นส่วนแร่ ซึ่งทองแดงสามารถสกัดออกมาได้แล้ว การพัฒนาต่อไปเทคโนโลยีนี้ทำให้อากาศถูกเป่าเข้าไปในกองไฟ ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิความร้อนของแร่เพิ่มขึ้น จากนั้นแร่ก็เริ่มได้รับความร้อนในโครงสร้างพิเศษซึ่งกลายเป็นต้นแบบแรกของเตาหลอมแบบเพลา

ความจริงที่ว่าทองแดงถูกใช้โดยมนุษยชาติมาตั้งแต่สมัยโบราณนั้นมีหลักฐานจากการค้นพบทางโบราณคดีซึ่งเป็นผลมาจากการพบผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะนี้ นักประวัติศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าผลิตภัณฑ์ทองแดงชนิดแรกปรากฏขึ้นแล้วในสหัสวรรษที่ 10 ก่อนคริสต์ศักราช และเริ่มมีการขุด แปรรูป และนำไปใช้อย่างแข็งขันมากที่สุดในอีก 8-10,000 ปีต่อมา โดยธรรมชาติแล้ว ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการใช้โลหะนี้ไม่เพียงแต่ทำให้การผลิตแร่ง่ายขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึง คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์: ความถ่วงจำเพาะ ความหนาแน่น คุณสมบัติทางแม่เหล็ก ไฟฟ้า ตลอดจนค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ เป็นต้น

ทุกวันนี้มันยากที่จะพบในรูปแบบของนักเก็ต; มักจะขุดจากแร่ซึ่งแบ่งออกเป็นประเภทดังต่อไปนี้

• Bornite - แร่นี้สามารถประกอบด้วยทองแดงในปริมาณมากถึง 65%
• Chalcocite เรียกอีกอย่างว่าความแวววาวของทองแดง แร่ดังกล่าวสามารถมีทองแดงได้มากถึง 80%
• คอปเปอร์ไพไรต์ หรือที่เรียกว่า chalcopyrite (มีเนื้อหามากถึง 30%)
• Coveline (เนื้อหามากถึง 64%)

ทองแดงสามารถสกัดได้จากแร่ธาตุอื่นๆ อีกหลายชนิด (มาลาไคต์ คิวไพร์ต ฯลฯ) พวกมันบรรจุอยู่ในปริมาณที่แตกต่างกัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

ทองแดงในรูปแบบบริสุทธิ์คือโลหะซึ่งมีสีตั้งแต่สีชมพูไปจนถึงสีแดง

รัศมีของไอออนทองแดงที่มีประจุบวกสามารถรับค่าต่อไปนี้:

• หากดัชนีการประสานงานสอดคล้องกับ 6 - สูงถึง 0.091 นาโนเมตร
• ถ้า ตัวบ่งชี้นี้สอดคล้องกับ 2 - สูงถึง 0.06 นาโนเมตร

รัศมีของอะตอมทองแดงคือ 0.128 นาโนเมตร และยังมีลักษณะพิเศษด้วยความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนที่ 1.8 eV เมื่ออะตอมถูกแตกตัวเป็นไอออน ค่านี้สามารถรับค่าได้ตั้งแต่ 7.726 ถึง 82.7 eV

ทองแดงเป็นโลหะทรานซิชันที่มีค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ 1.9 ในระดับพอลลิง นอกจากนี้สถานะออกซิเดชันยังสามารถทำได้ ความหมายที่แตกต่างกัน- ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 20 ถึง 100 องศา ค่าการนำความร้อนอยู่ที่ 394 W/m*K ค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงซึ่งมีเฉพาะเงินแซงหน้าเท่านั้น อยู่ในช่วง 55.5–58 MS/m

เนื่องจากทองแดงในซีรีย์ที่เป็นไปได้นั้นอยู่ทางด้านขวาของไฮโดรเจน จึงไม่สามารถแทนที่ธาตุนี้จากน้ำและได้ กรดต่างๆ- โครงตาข่ายคริสตัลมีรูปทรงลูกบาศก์อยู่ตรงกลาง มีค่า 0.36150 นาโนเมตร ทองแดงละลายที่อุณหภูมิ 1,083 องศา และจุดเดือดของมันคือ 26570 คุณสมบัติทางกายภาพทองแดงยังถูกกำหนดโดยความหนาแน่นซึ่งก็คือ 8.92 g/cm3

จากคุณสมบัติทางกลและตัวบ่งชี้ทางกายภาพ มีสิ่งต่อไปนี้ที่น่าสังเกตเช่นกัน:

• การขยายตัวเชิงเส้นด้วยความร้อน - 0.00000017 หน่วย
• ความต้านทานแรงดึงที่ผลิตภัณฑ์ทองแดงสอดคล้องคือ 22 kgf/mm2
• ความแข็งของทองแดงในระดับ Brinell สอดคล้องกับค่า 35 kgf/mm2;
• ความถ่วงจำเพาะ 8.94 g/cm3;
• โมดูลัสยืดหยุ่นคือ 132000 Mn/m2;
• ค่าการยืดตัวคือ 60%

คุณสมบัติทางแม่เหล็กของโลหะนี้ซึ่งเป็นแม่เหล็กโดยสมบูรณ์ถือได้ว่ามีเอกลักษณ์เฉพาะตัวอย่างสมบูรณ์ ก็มีคุณสมบัติเหล่านี้ด้วย พารามิเตอร์ทางกายภาพ: ความถ่วงจำเพาะ ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ และอื่นๆ อธิบายความต้องการโลหะนี้อย่างกว้างขวางในการผลิตผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าได้ครบถ้วน อลูมิเนียมมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันซึ่งยังประสบความสำเร็จในการใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ เช่น สายไฟ สายเคเบิล ฯลฯ

ส่วนหลักของคุณลักษณะที่ทองแดงมีแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะเปลี่ยนแปลง ยกเว้นความต้านทานแรงดึง คุณสมบัตินี้สามารถปรับปรุงได้เกือบสองเท่า (สูงถึง 420–450 MN/m2) หากดำเนินการทางเทคโนโลยี เช่น การชุบแข็ง

คุณสมบัติทางเคมี

คุณสมบัติทางเคมีของทองแดงถูกกำหนดโดยตำแหน่งในตารางธาตุซึ่งมีหมายเลขซีเรียล 29 และอยู่ในคาบที่สี่ ที่น่าสังเกตคือจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกันกับโลหะมีตระกูล นี่เป็นการยืนยันอีกครั้งถึงความเป็นเอกลักษณ์ของคุณสมบัติทางเคมีซึ่งควรกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติม

ในสภาวะที่มีความชื้นต่ำ ทองแดงแทบจะไม่มีฤทธิ์ทางเคมีเลย ทุกอย่างจะเปลี่ยนไปหากวางผลิตภัณฑ์ในสภาวะที่มีความชื้นสูงและมีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์สูง ภายใต้สภาวะดังกล่าว ปฏิกิริยาออกซิเดชันของทองแดงจะเริ่มต้นขึ้น: บนพื้นผิวจะมีฟิล์มสีเขียวประกอบด้วย CuCO3, Cu(OH)2 และสารประกอบกำมะถันต่างๆ ภาพยนตร์เรื่องนี้มีชื่อว่า Patina แสดง ฟังก์ชั่นที่สำคัญปกป้องโลหะจากการถูกทำลายเพิ่มเติม

ออกซิเดชันเริ่มเกิดขึ้นอย่างแข็งขันเมื่อผลิตภัณฑ์ถูกให้ความร้อน หากโลหะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 375 องศา คอปเปอร์ออกไซด์จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวหากสูงกว่า (375-1100 องศา) ก็จะเกิดสเกลสองชั้น

ทองแดงทำปฏิกิริยาค่อนข้างง่ายกับองค์ประกอบที่เป็นส่วนหนึ่งของหมู่ฮาโลเจน หากวางโลหะในไอกำมะถัน มันจะลุกไหม้ ระดับสูงเขายังแสดงเครือญาติกับซีลีเนียมด้วย ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน คาร์บอน และไฮโดรเจนแม้ที่อุณหภูมิสูง

ปฏิกิริยาของคอปเปอร์ออกไซด์กับสารต่าง ๆ สมควรได้รับความสนใจ ดังนั้นเมื่อมันทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกจะเกิดซัลเฟตและทองแดงบริสุทธิ์โดยมีกรดไฮโดรโบรมิกและไฮโดรไอโอดิก - คอปเปอร์โบรไมด์และไอโอไดด์

ปฏิกิริยาของคอปเปอร์ออกไซด์กับด่างซึ่งส่งผลให้เกิดคัพเรตจะดูแตกต่างออกไป การผลิตทองแดงซึ่งโลหะถูกลดสถานะให้อยู่ในสถานะอิสระนั้นดำเนินการโดยใช้คาร์บอนมอนอกไซด์ แอมโมเนีย มีเทน และวัสดุอื่น ๆ

ทองแดงเมื่อทำปฏิกิริยากับสารละลายเกลือของเหล็กจะเข้าสู่สารละลายและธาตุเหล็กจะลดลง ปฏิกิริยานี้ใช้เพื่อขจัดชั้นทองแดงที่สะสมอยู่ออกจากผลิตภัณฑ์ต่างๆ

ทองแดงโมโนและไดวาเลนต์สามารถสร้างสารประกอบเชิงซ้อนซึ่งมีความเสถียรสูง สารประกอบดังกล่าวคือเกลือทองแดงสองเท่าและส่วนผสมของแอมโมเนีย ทั้งสองพบการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ

การประยุกต์ทองแดง

การใช้ทองแดงเช่นเดียวกับอลูมิเนียมซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายกันมากที่สุดเป็นที่รู้จักกันดีในการผลิตผลิตภัณฑ์เคเบิล ลวดทองแดงและสายเคเบิลมีลักษณะต่ำ ความต้านทานไฟฟ้าและพิเศษ คุณสมบัติทางแม่เหล็ก- สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เคเบิลจะใช้ทองแดงประเภทที่มีความบริสุทธิ์สูง หากมีการเติมสิ่งเจือปนจากโลหะแปลกปลอมจำนวนเล็กน้อยลงในองค์ประกอบ เช่น อะลูมิเนียมเพียง 0.02% ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะดั้งเดิมจะลดลง 8–10%

ต่ำและมีความแข็งแรงสูงรวมถึงความสามารถในการแปรรูปทางกลประเภทต่างๆ - เป็นคุณสมบัติที่ทำให้สามารถผลิตท่อจากท่อที่ใช้ขนส่งก๊าซน้ำร้อนและน้ำเย็นและไอน้ำได้สำเร็จ ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ท่อเหล่านี้ใช้เป็นส่วนหนึ่งของการสื่อสารทางวิศวกรรมของอาคารที่พักอาศัยและการบริหารในประเทศยุโรปส่วนใหญ่

ทองแดงนอกเหนือจากการนำไฟฟ้าที่สูงเป็นพิเศษแล้วยังโดดเด่นด้วยความสามารถในการนำความร้อนได้ดี ด้วยคุณสมบัตินี้ จึงสามารถนำไปใช้เป็นส่วนหนึ่งของระบบต่อไปนี้ได้สำเร็จ:

• ท่อความร้อน
• เครื่องทำความเย็นที่ใช้ในการระบายความร้อนองค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
• ระบบทำความร้อนและระบายความร้อนด้วยอากาศ
• ระบบที่รับประกันการกระจายความร้อนในอุปกรณ์ต่างๆ (เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน)

โครงสร้างโลหะที่ใช้องค์ประกอบทองแดงนั้นมีความโดดเด่นไม่เพียงแต่ด้วยน้ำหนักที่เบาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการตกแต่งที่โดดเด่นอีกด้วย นี่เป็นเหตุผลที่ชัดเจนสำหรับการใช้งานสถาปัตยกรรมตลอดจนการสร้างองค์ประกอบภายในต่างๆ

โลหะทองแดงถูกใช้โดยมนุษยชาติมาเป็นเวลานานแล้ว พื้นที่ที่แตกต่างกันชีวิต. ธาตุที่ยี่สิบเก้าจากตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ซึ่งอยู่ระหว่างนิกเกิลและสังกะสี มีลักษณะและคุณสมบัติที่น่าสนใจ องค์ประกอบนี้แสดงด้วยสัญลักษณ์ Cu เป็นหนึ่งในโลหะไม่กี่ชนิดที่มีสีเฉพาะตัวนอกเหนือจากสีเงินและสีเทา

ประวัติความเป็นมาของทองแดง

ความสำคัญที่ยิ่งใหญ่ขององค์ประกอบทางเคมีนี้ในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติและโลกสามารถเดาได้จากชื่อของยุคประวัติศาสตร์ หลังจากยุคหินมาถึงยุคทองแดง และหลังจากนั้นก็มาถึงยุคสำริด ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับองค์ประกอบนี้เช่นกัน

ทองแดงเป็นหนึ่งในเจ็ดโลหะที่กลายเป็นที่รู้จักของมนุษยชาติในสมัยโบราณ หากคุณเชื่อข้อมูลทางประวัติศาสตร์ คนโบราณจะคุ้นเคยกับโลหะนี้เมื่อประมาณเก้าพันปีที่แล้ว

ผลิตภัณฑ์ที่เก่าแก่ที่สุดที่ทำจากวัสดุนี้ถูกค้นพบในดินแดนของตุรกีสมัยใหม่ การขุดค้นทางโบราณคดีดำเนินการในบริเวณที่ตั้งถิ่นฐานยุคหินใหม่ขนาดใหญ่ที่เรียกว่า çatalhöyük ทำให้สามารถพบลูกปัดทองแดงขนาดเล็ก รวมถึงแผ่นทองแดงที่คนโบราณใช้ตกแต่งเสื้อผ้าของตน

รายการที่พบมีอายุถึงทางแยกของสหัสวรรษที่แปดและเจ็ดก่อนคริสต์ศักราช นอกจากตัวผลิตภัณฑ์แล้ว ยังมีการค้นพบตะกรันที่บริเวณขุดซึ่งบ่งชี้ว่าโลหะถูกถลุงจากแร่

การได้รับทองแดงจากแร่ค่อนข้างเข้าถึงได้ ดังนั้น แม้จะมีจุดหลอมเหลวสูง แต่โลหะนี้ก็เป็นหนึ่งในกลุ่มแรก ๆ ที่มนุษย์เชี่ยวชาญอย่างรวดเร็วและกว้างขวาง

วิธีการสกัด

ภายใต้สภาพธรรมชาติ องค์ประกอบทางเคมีนี้มีอยู่ในสองรูปแบบ:

• การเชื่อมต่อ;
• นักเก็ต

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจมีดังต่อไปนี้: นักเก็ตทองแดงพบได้ในธรรมชาติบ่อยกว่าทองคำ เงิน และเหล็ก

สารประกอบทองแดงธรรมชาติคือ:

• ออกไซด์;
• คอมเพล็กซ์คาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์
• ไฮโดรคาร์บอเนต;
• แร่ซัลไฟด์

แร่ที่มีการกระจายตัวมากที่สุดคือ ความแวววาวของทองแดง และทองแดงไพไรต์ แร่เหล่านี้มีทองแดงเพียงหนึ่งหรือสองเปอร์เซ็นต์ ทองแดงปฐมภูมิถูกขุดด้วยสองวิธีหลัก:

• ไฮโดรเมทัลโลหการ;
• ไพโรเมทัลโลหการ

ส่วนแบ่งของวิธีแรกคือสิบเปอร์เซ็นต์ เก้าสิบที่เหลือเป็นของวิธีที่สอง

วิธีการไพโรเมทัลลิกประกอบด้วยกระบวนการที่ซับซ้อน ขั้นแรก แร่ทองแดงจะได้รับประโยชน์และคั่ว จากนั้นวัตถุดิบจะถูกละลายเป็นด้านหลังจากนั้นจะถูกกำจัดในคอนเวอร์เตอร์ นี่คือวิธีการได้รับทองแดงพุพอง การเปลี่ยนรูปให้บริสุทธิ์นั้นดำเนินการโดยการกลั่น - การยิงครั้งแรกจากนั้นจึงใช้ไฟฟ้า นี่คือขั้นตอนสุดท้าย เมื่อเสร็จแล้วความบริสุทธิ์ของโลหะที่ได้จะเกือบหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์

กระบวนการรับทองแดงโดยใช้วิธีไฮโดรเมทัลโลหการแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน

1. ขั้นแรกให้ชะล้างวัตถุดิบโดยใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกอ่อน
2. บน ขั้นตอนสุดท้ายโลหะจะถูกปล่อยออกมาโดยตรงจากสารละลายที่กล่าวในย่อหน้าแรก

วิธีนี้ใช้สำหรับการแปรรูปแร่คุณภาพต่ำเท่านั้น เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกโลหะมีค่าออกมาระหว่างทางไม่เหมือนกับวิธีก่อนหน้านี้ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมเปอร์เซ็นต์ที่เป็นของวิธีนี้จึงน้อยมากเมื่อเทียบกับวิธีอื่น

เล็กน้อยเกี่ยวกับชื่อ

องค์ประกอบทางเคมี Cuprum ซึ่งกำหนดโดยสัญลักษณ์ Cu ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่เกาะไซปรัสที่มีชื่อเสียง ที่นั่นมีการค้นพบแร่ทองแดงจำนวนมากในศตวรรษที่สามอันห่างไกล ช่างฝีมือท้องถิ่นที่ทำงานในเหมืองเหล่านี้ได้ถลุงโลหะนี้

อาจเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจว่าทองแดงที่เป็นโลหะคืออะไรหากไม่เข้าใจคุณสมบัติ ลักษณะสำคัญ และคุณลักษณะต่างๆ

เมื่อสัมผัสกับอากาศ โลหะนี้จะกลายเป็นสีชมพูอมเหลือง เฉดสีชมพูทองอันเป็นเอกลักษณ์นี้เกิดจากการปรากฏของฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวโลหะ หากนำฟิล์มนี้ออก ทองแดงจะได้ความรู้สึกที่ชัดเจน สีชมพูด้วยความแวววาวของโลหะที่โดดเด่น

ข้อเท็จจริงที่น่าทึ่ง: เมื่อสัมผัสกับแสง แผ่นทองแดงที่บางที่สุดจะไม่เป็นสีชมพูเลย แต่เป็นสีเขียวอมฟ้า หรืออีกนัยหนึ่งคือสีน้ำทะเล

ในรูปแบบที่เรียบง่าย ทองแดงมีลักษณะดังต่อไปนี้:

• ความเป็นพลาสติกที่น่าทึ่ง
• ความนุ่มนวลเพียงพอ
• ความหนืด

ทองแดงบริสุทธิ์ที่ไม่มีสิ่งเจือปนเหมาะสำหรับการแปรรูป - สามารถรีดเป็นแท่งหรือแผ่นหรือดึงเป็นลวดได้อย่างง่ายดายซึ่งมีความหนาถึงหนึ่งในพันของมิลลิเมตร การเติมสิ่งเจือปนให้กับโลหะนี้จะเพิ่มความแข็ง

นอกเหนือจากลักษณะทางกายภาพดังกล่าวแล้ว องค์ประกอบทางเคมีนี้ยังมีค่าการนำไฟฟ้าสูงอีกด้วย คุณลักษณะนี้กำหนดการใช้โลหะทองแดงเป็นหลัก

ในบรรดาคุณสมบัติหลักของโลหะนี้มีค่าการนำความร้อนสูง ในแง่ของการนำไฟฟ้าและการนำความร้อน ทองแดงเป็นหนึ่งในผู้นำในหมู่โลหะ โลหะเพียงชนิดเดียวเท่านั้นที่มีตัวบ่งชี้ที่สูงกว่าสำหรับพารามิเตอร์เหล่านี้ - เงิน

เป็นไปไม่ได้ที่จะไม่คำนึงถึงความจริงที่ว่าค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนของทองแดงอยู่ในประเภทของคุณสมบัติพื้นฐาน พวกเขาจะถูกบันทึกไว้ ระดับสูงตราบเท่าที่โลหะยังอยู่ในสภาพบริสุทธิ์เท่านั้น สามารถลดตัวบ่งชี้เหล่านี้ได้โดยการเพิ่มสิ่งเจือปน:

• สารหนู;
• ต่อม;
• ดีบุก;
• ฟอสฟอรัส;
• พลวง

สิ่งเจือปนเหล่านี้แต่ละรายการเมื่อรวมกับทองแดงจะมีผลกระทบบางอย่างซึ่งเป็นผลมาจากค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าลดลงอย่างเห็นได้ชัด

เหนือสิ่งอื่นใดโลหะทองแดงนั้นมีความแข็งแกร่งอย่างเหลือเชื่อ อุณหภูมิสูงหลอมละลายและมีจุดเดือดสูง ข้อมูลนี้น่าประทับใจจริงๆ จุดหลอมเหลวของทองแดงทะลุหนึ่งพันองศาเซลเซียส! และจุดเดือดอยู่ที่ 2570 องศาเซลเซียส

โลหะนี้เป็นของกลุ่มโลหะไดแมกเนติก ซึ่งหมายความว่าแรงแม่เหล็กของมันนั้นเหมือนกับโลหะอื่นๆ จำนวนหนึ่ง ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นในทิศทางของสนามแม่เหล็กภายนอก แต่เกิดขึ้นตรงข้ามกับสนามแม่เหล็กนั้น

ลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่งคือความต้านทานที่ดีเยี่ยมของโลหะนี้ต่อการกัดกร่อน ในสภาวะที่มีความชื้นสูง เช่น การเกิดออกซิเดชันของเหล็กจะเกิดขึ้นเร็วกว่าการเกิดออกซิเดชันของทองแดงหลายเท่า

คุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบ

องค์ประกอบนี้ไม่ได้ใช้งาน เมื่อสัมผัสกับอากาศแห้งเข้าไป สภาวะปกติทองแดงไม่เริ่มออกซิไดซ์ ในทางกลับกัน อากาศชื้นจะกระตุ้นให้เกิดกระบวนการออกซิเดชัน โดยเกิดคอปเปอร์คาร์บอเนต (II) ซึ่งเป็นชั้นบนสุดของคราบ เกือบจะทันทีที่องค์ประกอบนี้ทำปฏิกิริยากับสารต่างๆ เช่น:

• กำมะถัน;
• ซีลีเนียม;
• ฮาโลเจน

กรดที่ไม่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์จะไม่สามารถส่งผลกระทบต่อทองแดงได้ นอกจากนี้ยังไม่ทำปฏิกิริยาใดๆ เมื่อสัมผัสกับองค์ประกอบทางเคมี เช่น:

• ไนโตรเจน;
• คาร์บอน;
• ไฮโดรเจน

นอกจากคุณสมบัติทางเคมีที่ระบุไว้แล้ว ทองแดงยังมีลักษณะเป็นแอมโฟเทอริซิตี้อีกด้วย ซึ่งหมายความว่าในเปลือกโลกสามารถสร้างไอออนบวกและแอนไอออนได้ สารประกอบของโลหะชนิดนี้สามารถแสดงออกมาได้เป็น คุณสมบัติของกรดและพื้นฐาน - ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเฉพาะโดยตรง

พื้นที่และคุณสมบัติของการใช้งาน

ในสมัยโบราณมีการใช้โลหะทองแดงในการทำสิ่งต่างๆ การใช้วัสดุนี้อย่างเชี่ยวชาญทำให้คนโบราณได้รับ:

• อาหารราคาแพง
• ตกแต่ง;
• เครื่องมือที่มีใบมีดบาง

โลหะผสมทองแดง

เมื่อพูดถึงการใช้ทองแดง เราไม่สามารถพลาดที่จะพูดถึงความสำคัญในการผลิตโลหะผสมต่างๆ ซึ่งมีพื้นฐานจากโลหะชนิดนี้โดยเฉพาะ - โลหะผสมดังกล่าวประกอบด้วย:

• สีบรอนซ์;
• ทองเหลือง.

ทั้งสองสายพันธุ์นี้เป็นโลหะผสมทองแดงประเภทหลัก โลหะผสมทองแดงชิ้นแรกถูกสร้างขึ้นในภาคตะวันออกเมื่อสามพันปีก่อนคริสต์ศักราช บรอนซ์ถือเป็นหนึ่งในความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของนักโลหะวิทยาโบราณอย่างถูกต้อง โดยพื้นฐานแล้ว บรอนซ์คือส่วนผสมของทองแดงและองค์ประกอบอื่นๆ ในกรณีส่วนใหญ่ ดีบุกจะทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบที่สอง แต่ไม่ว่าโลหะผสมจะรวมองค์ประกอบใดบ้าง ส่วนประกอบหลักก็คือทองแดงเสมอ สูตรทองเหลืองประกอบด้วยทองแดงและสังกะสีเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็สามารถเติมเข้าไปในรูปแบบขององค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ ได้เช่นกัน

นอกจากทองแดงและทองเหลืองแล้ว องค์ประกอบทางเคมีนี้ยังเกี่ยวข้องกับการสร้างโลหะผสมกับโลหะอื่นๆ รวมถึงอลูมิเนียม ทอง นิกเกิล ดีบุก เงิน ไทเทเนียม และสังกะสี โลหะผสมทองแดงกับอโลหะ เช่น ออกซิเจน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส มีการใช้น้อยกว่ามาก

อุตสาหกรรม

คุณสมบัติอันทรงคุณค่าของโลหะผสมทองแดงและสารบริสุทธิ์มีส่วนนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น

• วิศวกรรมไฟฟ้า
• วิศวกรรมไฟฟ้า
• การทำเครื่องดนตรี
• วิทยุอิเล็กทรอนิกส์

แต่แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ขอบเขตการใช้งานโลหะนี้ทั้งหมด เป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสูง นั่นคือสาเหตุว่าทำไมจึงถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างบ้าน ตัวอย่างเช่นหลังคาที่ทำจากโลหะทองแดงเนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงมีอายุการใช้งานนานกว่าร้อยปีโดยไม่ต้องได้รับการดูแลหรือทาสีเป็นพิเศษ

การใช้โลหะนี้อีกด้านคืออุตสาหกรรมเครื่องประดับ ส่วนใหญ่จะใช้ในรูปของโลหะผสมกับทองคำ ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะผสมทองแดง-ทองมีความแข็งแรงและความทนทานเพิ่มขึ้น ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวไม่ทำให้เสียโฉมหรือเสื่อมสภาพเป็นเวลานาน

สารประกอบทองแดงของโลหะมีความโดดเด่นด้วยฤทธิ์ทางชีวภาพสูง ในโลกของพืชพรรณ โลหะนี้มีความสำคัญเนื่องจากเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ การมีส่วนร่วมขององค์ประกอบนี้ในกระบวนการนี้ทำให้สามารถตรวจจับส่วนประกอบของปุ๋ยแร่สำหรับพืชได้

บทบาทในร่างกายมนุษย์

การขาดองค์ประกอบนี้ในร่างกายมนุษย์สามารถมีได้ ผลกระทบเชิงลบเรื่ององค์ประกอบของเลือดก็ทำให้แย่ลง คุณสามารถชดเชยการขาดสารนี้ได้ด้วยความช่วยเหลือของสารอาหารที่คัดสรรมาเป็นพิเศษ ทองแดงพบได้ในอาหารหลายชนิด ดังนั้นควรแต่งหน้าด้วย อาหารเพื่อสุขภาพตามที่คุณต้องการจะไม่ใช่เรื่องยาก ตัวอย่างเช่นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่มีองค์ประกอบนี้คือนมธรรมดา

แต่เมื่อรวบรวมเมนูที่มีองค์ประกอบนี้สูงก็ไม่ควรลืมว่าสารประกอบที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดพิษต่อร่างกายได้ จึงทำให้ร่างกายอิ่มด้วยสิ่งนี้ สารที่มีประโยชน์มันสำคัญมากที่จะไม่หักโหมจนเกินไป และสิ่งนี้ไม่เพียงใช้กับปริมาณอาหารที่บริโภคเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น อาหารเป็นพิษอาจเกิดจากการใช้เครื่องครัวที่ทำจากทองแดง การปรุงอาหารในภาชนะดังกล่าวถือเป็นสิ่งกีดขวางอย่างยิ่งและถือเป็นสิ่งต้องห้ามด้วยซ้ำ เนื่องจากในระหว่างกระบวนการต้มองค์ประกอบนี้จำนวนมากจะเข้าสู่อาหารซึ่งอาจนำไปสู่การเป็นพิษได้

มีข้อแม้ประการหนึ่งสำหรับการห้ามใช้ภาชนะทองแดง การใช้เครื่องครัวดังกล่าวจะไม่เป็นอันตรายหากพื้นผิวด้านในเคลือบด้วยดีบุก หากตรงตามเงื่อนไขนี้เท่านั้น การใช้กระทะทองแดงจะไม่เสี่ยงต่อการเกิดอาหารเป็นพิษ

นอกเหนือจากการใช้งานที่ระบุไว้ทั้งหมดแล้ว การแพร่กระจายขององค์ประกอบนี้ไม่ได้งดเว้นจากยา ในด้านการรักษาและบำรุงสุขภาพมันถูกใช้เป็นยาสมานแผลและน้ำยาฆ่าเชื้อ องค์ประกอบทางเคมีนี้เป็นส่วนหนึ่งของยาหยอดตาที่ใช้ในการรักษาโรคต่างๆ เช่น โรคตาแดง นอกจากนี้ทองแดงยังเป็นส่วนประกอบสำคัญของสารละลายต่างๆ สำหรับแผลไหม้