Cupru, proprietăți, compuși, aliaje, producție, utilizare - tabelul

Navigarea în pagină directorul TehTab.ru:главная / / Date tehnice / / Materiale - proprietăți desemnări / / Metale / / cupru, bronz si alama / / cupru (și clasificarea aliajelor de cupru) / / proprietăți cupru, compuși, aliaje, producție , cererea

Cupru (lat Cuprum.) - element chimic din grupa I a sistemului periodic Mendeleev (numărul atomic 29, masa atomica 63.546). Compusul de cupru prezintă în mod caracteristic de stări de oxidare +1 și +2, și câțiva compuși cunoscuți ai trivalent de cupru. Compușii majori de oxizi de cupru Cu2 O, CuO, Cu2 O3; hidroxid Cu (OH) 2. nitrat Cu (NO3) 2. 3H2O, CuS sulfide, sulfat (bluestone) CuSO4. 5H2 O, carbonat de CuCO3 Cu (OH) 2. clorură de CuCI2. 2H2 O.

Cupru - una dintre cele șapte metale, cunoscut inca din antichitate. Tranziția de la Piatra epoca bronzului (4 - mileniul 3 î.Hr.), numit vârstă sau chalcolith de cupru (de la chalkos grecești - cupru și Lithos - piatră) sau eneolitic (de la aeneus Latină - cupru și Lithos greacă - piatră) . În această perioadă, există instrumente de cupru. Este cunoscut faptul că în timpul construcției piramidei lui Keops utilizate instrumente de alamă.

Pure Cupru - maleabil și moale roșiatică metalic de culoare roz în fractură, uneori cu un mătuire maro și pestriț, grele (densitate 8,93 g / cm3), un excelent conductor de căldură și electricitate, producând în acest sens numai argint (punct de topire 1083 ° C). Cuprul este ușor de tras în sârmă și laminate în foi subțiri, dar relativ puțin activă. In cupru vohduhe uscat și oxigenul nu se oxida în condiții normale. Dar este destul de ușor să intre în reacție chiar și la temperatura camerei, cu halogeni, cum ar fi clorul forme umede CuCl2 clorură. prin încălzirea cu forme de sulf o sulfură, Cu2 S, cu seleniu. Dar, cu hidrogen, carbon și azot nu au reacționat cupru, chiar și la temperaturi ridicate. Acid, proprietăți non-oxidante, cuprul nu este valabil, de exemplu, acid clorhidric sau acid sulfuric diluat. Dar, în prezența oxigenului atmosferic dizolvat în cupru acizilor adecvate pentru a forma săruri: 2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2 O.

Într-o atmosferă care conține CO2. . Cuplurile H2O etc. patină - verzui film de carbonat bazic (Cu2 (OH) 2 CO3)), o substanță toxică.

Cuprul este mai mult de 170 de minerale, din care industria este importantă numai 17, inclusiv: bornit (minereu de cupru pestriț - CU5 FeS4), calcopirită (calcopirită - CuFeS2), chalcocite (chalcocite - Cu2 S), covalita (CuS ), malachit (Cu2 (OH) 2 CO3). Aceasta are loc, de asemenea, cupru nativ.

Densitatea cuprului, proporția de cupru și alte caracteristici ale cuprului

Densitate - 8,93 x 10 3 kg / m 3;
Gravitatea specifică - 8,93 g / cm3;
Capacitatea termică specifică la 20 ° C - 0094 cal / deg;
Punct de topire - 1083 ° C;
Căldura specifică de topire - 42 cal / g;
Punct de fierbere - 2600 ° C;
Coeficient de dilatare liniară (la o temperatură de aproximativ 20 ° C) - 16.7 * 06 octombrie (1 / deg);
Coeficientul de conductivitate termică - 335kkal / m * h * deg;
Rezistivitatea la 20 ° C - 0,0167 Ohm * mm2 / m;

Elastică și modulele raportului de cupru Poisson

modulul lui Young, kg / mm2

oxid de cupru (I), oxid de Cu2 O3 și cupru (I) Cu2 O. ca și alți compuși de cupru (I) sunt mai puțin stabile decât compusul de cupru (II). oxid de cupru (I), sau oxid cupros, Cu2 O se găsește în natură ca cuprita mineral. Mai mult, poate fi obținut ca un precipitat roșu de oxid de cupru (I), prin încălzirea unei soluții de sare de cupru (II) și alcaline, în prezența unui agent reducător puternic.

oxid de cupru (II). sau oxid de cupru, CuO - substanță neagră care apare în natură (de exemplu sub formă de tenerita mineral). Se obține prin calcinarea hidroxicarbonat de cupru (II) (CuOH) 2 CO3 sau azotat de cupru (II) Cu (NO2) 2.
oxid de cupru (II), un comburant bun. Hidroxizi, cupru (II) Cu (OH) 2 se precipită din soluțiile de săruri de cupru (II), sub acțiunea alcaliilor sub formă de masă gelatinoasă albastre. Deja la foc mic chiar și sub apă se descompune, întorcându-se la oxid de cupru negru (II).
Hidroxizi, cupru (II) - o bază foarte slabă. Prin urmare, soluțiile de săruri de cupru (II), în cele mai multe cazuri sunt săruri acide și slab forme de bază de acizi din cupru.

sulfat de cupru (II) CuSO4 în stare anhidră este o pulbere albă, care, la absorbția apei devine albastră. Prin urmare, este folosit pentru detectarea urmelor de umiditate în lichidele organice. O soluție apoasă de sulfat de cupru are un tipic albastru-cyan. Această colorare este specific ionul hidratat [Cu (H2O) 4] 2+. prin urmare, aceeași culoare sunt toate soluțiile diluate de săruri de cupru (II), cu excepția cazului soderdat orice anioni colorate. Din soluțiile apoase de sulfat de cupru cristalizeaza cu cinci molecule de apă pentru a forma cristale albastre transparente de sulfat de cupru. sulfat de cupru este utilizat pentru acoperirea electrolitică a metalelor, cu cupru, pentru prepararea vopselelor minerale, precum și materia primă pentru prepararea altor compuși de cupru. În agricultură, o soluție diluată de sulfat de cupru este folosit pentru pulverizarea plantelor și corodare cereale înainte de semănat pentru a distruge sporii de ciuperci dăunătoare.

clorură de cupru (II) CuCl2. 2H2 O. formează cristale verde închis, ușor solubil în apă. soluții foarte concentrate de clorură de cupru (II) au o culoare verde, diluat - albastru.

azotat de cupru (II) Cu (NO3) 2. 3H2 O. Se obține prin dizolvarea cuprului în acid azotic. Când încălzite, cristalele albastre de nitrat de cupru a fost mai întâi cu apă și apoi se pierde descompune cu ușurință cu eliberarea de oxigen și dioxid de azot brun prin trecerea unui oxid de cupru (II).

Hidroxicarbonat de cupru (II) (CuOH) 2 CO3. Ea apare în natură ca malahit mineral cu frumoase verde smarald. Artificial este pregătit pentru acțiunea soluțiilor CO3 Na2 de săruri de cupru (II).
2CuSO4 + 2Na2 CO3 + H2O = (CuOH) 2 CO3 ↓ + 2Na2 SO4 + CO2 ↑
Este folosit pentru a obține clorura de cupru (II), pentru prepararea vopselelor minerale albastre și verzi, precum și în pirotehnie.

Acetat, cupru (II) Cu (CH3 COO) 2. H2O obținut prin tratarea cuprului metalic sau oxid de cupru (II) cu acid acetic. De obicei, un amestec de săruri bazice ale diferitelor compoziții și culori (verde și albastru-verde). Sub numele de verdigris este utilizat pentru prepararea vopselei de ulei.

Complexe de cupru format ca urmare a ionilor cu sarcină dublă de compuși ai cuprului cu molecule de amoniac.
Deoarece săruri de cupru obținute culori minerale raznooobraznyh.
Toate sărurile de cupru sunt otrăvitoare. Prin urmare, pentru a evita formarea de săruri de cupru, vase de cupru acoperite cu strat interior de staniu (ludyat).

Cuprul este extras din oxid și sulfuroase minereurile. Din minereu sulfurat este smelted până la 80% din totalul cuprului produs. In general, minereuri de cupru conțin multe gangă. De aceea, cuprul este folosit pentru procesul de îmbogățire. Cuprul este produs prin topirea din minereuri sulfuroase. Procedeul constă din mai multe operații: calcinare, topire, conversie și foc rafinare electrolitică. În procesul de ardere, cea mai mare parte a impurității este transformată în oxizi de sulfuri. Așadar, principala impuritate de cele mai minereu de cupru pirită FeS2 este convertit la Fe2 O3. Gazele generate în timpul arderii conțin CO2. care este utilizat pentru producerea de acid sulfuric. Rezultând în procesul de ardere, oxizi de fier, zinc și alte impurități sunt separate ca zgură în timpul topirii. Mată de cupru lichid (Cu2 S amestec cu FeS) este alimentată în convertizor, unde aerul a fost suflat prin ea. În timpul conversiei dioxidului de sulf este eliberat și obținut brut sau cupru blister. Pentru extracția (Au, Ag, Te, etc.) și pentru a îndepărta impuritățile nocive cupru brut ardere întâi suferă o, și apoi la rafinarea electrolitică. În timpul incendiului rafinarea cuprului, lichidul saturat cu oxigen. Impurități de fier care, zinc și cobalt sunt oxidate în trecere zgură și sunt eliminate. Un cupru se toarnă în forme. Piesele turnate rezultate sunt anozi în rafinare electrolitică.
Componenta principală a soluției în rafinarea electrolitică de sulfat de cupru se utilizează - sarea cea mai comună și necostisitoare de cupru. Pentru a mări conductivitatea electrică scăzută de sulfat de cupru în electrolit acid sulfuric se adaugă. Un compact pentru cupru precipitat o cantitate mică de aditivi introduși în soluție. impurități metalice conținute în ( „degroșare“) cupru brut, pot fi împărțite în două grupe.

1) Fe, Zn, Ni, Co Aceste metale sunt semnificativ potențiale de electrod mai negative decât cuprul. De aceea, ele sunt anodic dizolvate împreună cu cupru, dar nu și depus pe catod și se acumulează în electrolit sub formă de sulfați ai. Prin urmare, electrolitul trebuie să fie înlocuite periodic.

2) Au, Ag, Pb, Sn. metale nobile (Au, Ag) nu sunt supuse dizolvării anodice, la fel ca în proces sunt depozitate la anod, formând împreună cu alte impurități anod de nămol, care este îndepărtat periodic. Staniu și plumb sunt dizolvați împreună cu cuprul, dar în electrolit pentru a forma compuși solubili slab și precipitat și îndepărtat.

Aliaje. crește rezistența și alte proprietăți ale cuprului, preparate prin încorporarea aditivilor în aceasta, cum ar fi zinc, staniu, siliciu, plumb, aluminiu, mangan, nichel. Aliajul este mai mult de 30% cupru.

Alama, - aliaje de cupru cu zinc (cupru 60 la 90% zinc și de la 40 până la 10%) - cupru este mai puternic și mai puțin sensibile la oxidare. Când aditivul alamă siliciu și conduce la creșterea calității sale frictional când aditivul de staniu, aluminiu, mangan și nichel, crește rezistența la coroziune. Foi, turnate articole utilizate în inginerie, în special în industria chimică, în optica și instrumentele de măsură, în fabricarea de grile pentru industria celulozei și hârtiei.

Bronz. Fost numit bronzurile aliaje de cupru (80-94%) și clorură de staniu (20,6%). În prezent, produc Tinless de bronz, numit pe principalele spatele componentei de cupru.

bronz de aluminiu care conține 5-11% prezintă aluminiu proprietăți mecanice bune, combinate cu rezistența la coroziune.

bronz de plumb. conținând 25-33% din plumb utilizate în principal pentru rulmenți care funcționează la presiuni și viteze de alunecare mari.

Silicon de bronz. care conține 4-5% siliciu, utilizat ca un substitut ieftin pentru bronzurile staniu.

bronz Beriliu. care cuprinde 1,8-2,3% duritate beriliu diferită după întărire și elasticitate ridicată. Acestea sunt utilizate pentru producerea de arcuri și produse elastice.

Cadmiu bronz - aliaje de cupru, cu mici cantități de Cd (până la 1%) - utilizate pentru supapele de apă și conductele de gaz și în inginerie mecanică.

Lipiri - aliaje din metale neferoase utilizate pentru lipire pentru a obține o cusătură brazată monolit. Printre cunoscute de lipire mednoserebryany aliaj (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; repaus - zinc).

Cupru și compuși și aliajele sale sunt utilizate pe scară largă în diferite industrii.

Orice aliaj de cupru și alte metale utilizate în inginerie mecanică, în industria de automobile și tractorul (radiatoare, rulmenți), pentru fabricarea aparatelor chimice.

vâscozitate ridicată și plasticitate a cuprului metalic permite utilizarea pentru fabricarea unei varietăți de articole cu un model foarte complex. Sarma din cupru roșu în stare recopt devine atat de moale si flexibila, care de la ea putem construi tot felul de funii si arcuieste elementele cele mai complexe ale ornament fără dificultate. În plus, firele de cupru sudat cu ușurință cu lipire argint SCAN bine de argint și de aur. Aceste proprietăți ale cuprului se un material indispensabil în producția de produse filigram face.

Coeficientul de dilatare liniară și volumetrică de cupru atunci când este încălzit aproximativ același. cum ar fi emailurile la cald, în legătură cu care smalțul de răcire și continuă articolul din cupru, nu se sparge. Nu se va redresa. Cu acest expert pentru producerea de produse smalț prefera cupru peste alte metale.

La fel ca mai multe alte metale, cuprul este unul dintre microelementele esențiale. Este implicată în procesul de fotosinteză și asimilarea azotului de către plante, acesta promovează sinteza de zaharuri, proteine, amidon, vitamine. Cel mai adesea, cuprul este introdus în sol sub formă de pentahidrat de sulfat - sulfat de cupru CuSO4. 5H2 O. Într-o mulțime de acesta este toxic, ca și mulți alți compuși de cupru, în special pentru organismele inferioare. În doze mici, cuprul este esențial pentru toate lucrurile vii.