Купрум это какой металл

Что представляет собой медь

Хотя она не является ни редким, ни драгоценным металлом ее ценность как химического элемента достаточно высока. В первую очередь это связано с тем, что она широко применяется в медицине, полупроводниковых приборах, фотоэлементах, на производствах и даже оборонной промышленности.

Цвет меди является основным признаком, по которому можно выделить ее среди похожих металлов. В природе встречается в чистом виде как мягкий материал светловато оранжевого цвета, при контакте с воздухом покрывающийся зеленоватой оксидной пленкой. К характеристикам меди также относится исключительная пластичность.

Основные свойства меди

Все свойства характеризующее медь как ценный для человека химический элемент подразделяются на четыре основные группы – физические, химические, оптические и кристаллографические. Рассмотрим последовательно каждое свойство.

Медь — Первый металл, полученный ЧЕЛОВЕКОМ!

Физические свойства меди

Обладает ярко выраженным красновато оранжевым цветом и хорошо взаимодействует с различными примесями, улучшающими или дополняющими ее физические свойства.

Хорошо проводит тепло и электрический ток (именно благодаря этому свойству получила широкое распространение в электротехнике). Теплопроводные свойства меди нашли применение в системах охлаждения, радиаторах и теплообменниках.

Подробнее о физических свойствах меди в таблице.

Химические свойства

Химический состав меди слабо взаимодействует с неметаллами и практически не реагирует на внешние окислители. В нормальном состоянии, в помещении с сухим воздухом медь не подвержена быстрому окислению. Также слабо реагирует на кислоты и щелочи. Более подробную информацию о химических свойствах этого металла можно узнать из представленной таблицы.

Оптические свойства

Спектральный анализ меди показывает, что зависимость преломления оптического показателя под влиянием увеличения длины волны настолько малозначима, что может не приниматься в расчет на производствах. В спектральном диапазоне от 200 нм до 900 нм не наблюдается серьезных изменений коэффициента поглощения.

Теплоемкость отдельно взятого медного изделия такова, что поглощение энергии светового импульса на единицу площади не приводит к сколько нибудь значимому нагреву при испытаниях в естественных условиях эксплуатации.

Кристаллографические свойства

Основные кристаллографические свойства меди можно узнать из представленной таблицы.

Как идентифицировать медь на глаз

Метод визуальной идентификации самый простой и как ни странно наиболее действенный из доступных. Медные изделия, очищенные от грязи и окислов должны иметь ярко выраженный красноватый или розоватый цвет. При рассмотрении металла в первую очередь стоит вспомнить какие еще химические элементы имеют схожую с медью окраску.

Визуально похожи на медь следующие металлы:

• осмий и металлы на его основе;
• цезий и сплавы, в которых он составляет большую часть процентного соотношения;
• различные сплавы золота.

Очевидно, что если рассматриваемое изделие представляет собой предмет домашнего обихода или деталь электроинструмента, то маловероятно, что для его изготовления использовали большое количество золота или цезия.

Как определить медь в домашних условиях

В домашних условиях, где могут попасться медные изделия совершенно различного предназначения, существуют несколько простых, но действенных методов как распознать медь без сложных спектральных анализов и химических лабораторий.

Кроме чистой меди, вполне могут встретиться и сплавы очень похожие по виду, но совершенно отличающиеся по структуре металла и его физико-химическим свойствам. Рассмотренные ниже домашние методы помогут выяснить истинный состав металла даже в таких случаях.

Всего различают три основных способа определения меди.

1. Визуальный анализ цвета.
2. Тест на магнитные свойства.
3. «Тепловой» метод идентификации.

Рассмотрим подробнее каждый из методов.

Проверить цвет

Практически все знают как должна выглядеть медь, но мало кто представляет это цвет визуально. Если есть сомнения в составе представленного металла, то для начала нужно добиться блеска — очистить от следов окислов, пыли, грязи (при наличии).

Если есть возможность и это не повредит самому изделию, то пройтись по видимой части детали мелкозернистой наждачной бумагой.

Полученный результат идентифицируют «на глаз» или же сравнивают с цветом эталонного изделия о котором совершенно точно известно, что это медь. Если такого изделия под рукой не оказалось, то в качестве эталона можно применить токопроводящую жилу от любого силового кабеля.

Как правило, электрические провода изготавливают из чистой меди без примесей.

Тестировать магнитом

Тест на магнитные свойства считается одним из самых надежных методов проверки, но увы не может быть единственным. Чистая медь не магнитится и не намагничивается. Так же не магнитятся и различные медные сплавы. Если смысл только в этом, то на данном этапе тестирование металла можно завершить.

Если же исследуемое металлическое тело пойдет на вторичную переработку, переплавку или как заготовка для самостоятельного изделия, имеет смысл проверить чистоту металла еще и визуальным методом на срезе торца. Делается это для того, чтобы не спутать чистый металл с например – омедненным алюминием или оловом, которые тоже не реагируют на поднесенное магнитное поле.

Применить нагрев

Кроме всего перечисленного есть и еще один способ проверить медь перед вами или что-то другое. Данный метод применяют только в тех случаях, когда сильный нагрев предположительно медного изделия никак не повлияет на его дальнейшую эксплуатацию.

Исследуемый металл накаляют на открытом огне до температуры в 150 – 200 °C и наблюдают за его состоянием. Чистая медь в процессе нагрева начинает тускнеть и постепенно приобретает буроватый цвет похожий на черные следы окисления.

По мере нагрева вещество не должно выделять резких неприятных запахов, дыма или копоти. Чтобы исключить ошибки, деталь перед нагреванием очищают от внешних загрязнений или моют водой.

Как отличить медь от других металлов

Существует ряд металлов со схожими свойствами (цветом, химической реакцией на окислители и магнитными свойствами). Все эти металлы настолько похожи друг на друга, что порой даже специалисты не могут с первого взгляда описать характеристики каждого.

На практике, чаще всего происходит путаница со следующими металлами:

• бронзой;
• латунью;
• алюминием или его сплавами.

Каждый из этих металлов визуально похож, но обладает одним или несколькими свойствами по наличию которых можно однозначно судить о его составе.

Разберем подробнее как отличить медь от бронзы, алюминия или латуни.

Как отличить медь от бронзы

Бронза наиболее часто путаемый металл. По сути это и есть медь, но в сплаве с оловом. В связи с тем, что бронзовые изделия обладают почти тем же набором характеристик, что и медные, отличить их с помощью визуального, магнитного или теплового способа не получится.

Для достижения гарантированного результата проверяемую деталь необходимо слегка деформировать (конечно только в тех случаях, где это допустимо). Медь намного более мягкий и пластичный металл и на изделии из чистой меди однозначно останется вмятина или глубокая царапина. Бронза обладает большей твердостью и останется невредимой.

Второй способ основан на химическом взаимодействии меди с солью. Необходимо приготовить концентрированный раствор обычной поваренной соли, нагреть до температуры 50 – 80 °C и погрузить в него исследуемое изделие (или его часть) на некоторое время (обычно 15-20 минут). Бронзовое изделие не изменит своего первоначального цвета, тогда как медь быстро потемнеет.

Третий способ основан на визуальном восприятии временных изменений. Если перед вами лежит изделие про которое точно известно. Видно, что оно изготовлено достаточно давно и при этом на нем нет ни следа зеленоватого налета, вероятнее всего оно изготовлено не из чистой меди.

Как отличить медь от латуни

Латунью называется металл, кристаллическая решетка которого состоит из сплава меди с цинком. При высоком содержании в сплаве цинка (от 40% и выше) отличить латунь можно даже визуальным методом – она имеет желтоватый оттенок. В случае, когда примесь цинка не более 10%, на глаз отличия уже не видны. В таких случаях прибегают к «народным» методам.

1. Проверка на слух. В связи с тем, что медь более мягкий металл при ударе в него металлическим прутом издает глухой звук похожий на стук упавшего яблока. Латунь звучит более звонче и дольше.
2. Если изделие тонкостенное, то можно попробовать его на изгиб. Медь согнется, а латунь будет упругой.

Существуют и другие методы – растворение в соляной кислоте, снятие стружки высокооборотистым фрезером, определение удельной плотности и подобные. Ввиду сложности применения в быту рассматривать их не имеет смысла.

Как отличить медь от алюминия

При наличии двух изделий из чистых металлов различить их не составит труда даже в условиях плохого освещения. Совсем другое дело, когда имеется сплав в непонятном соотношении.

Чаще всего такие сплавы используют для изготовления электрических проводов. Понять из какого металла состоит провод просто, достаточно измерить его сопротивление.

У чистой меди сопротивление всегда меньше чем у алюминия и на сто метров провода не будет превышать 10 Ом. Алюминиевый провод или провод из сплава выдаст гораздо большие показатели.

Также можно попробовать провод на изгиб – алюминиевый быстро сломается уже после нескольких перегибов, медный выдержит.

Медь в природе

В природе встречается как в соединениях, так и в виде самородков. Большая часть этого металла лежит в поверхностных слоях грунта и добывается открытым способом. Металлургическая руда содержит от 0.25 % до 1.5 % самородной меди на объем грунта.

Способы получения

Пирометаллургический

Сложный процесс включающий в себя ряд взаимоувязанных этапов:

Гидрометаллургический

Интересное о меди

Медь является неотъемлемым химическим элементом, участвующим в жизненно важных процессах организма. Способствует образованию кровяных телец и замедляет старение организма.

Недостаток меди в организме проявляется в слабой костной структуре и различных патологиях крови. Восполнить недостаток элемента можно употребляя в пищу следующие виды продуктов – любые из видов орехов (лесной, грецкий, миндаль и т.д.), крупы, мясо, говяжья печень, какао и множество других.

Учитывая полезные свойства меди, она очень востребована в медицине, из нее изготавливаются трубопроводы для питательных жидкостей. К примеру, в Японии трубопровод из меди несет в себе сразу две полезные функции – он химически безопасен для организма и сейсмоустойчив, что для острова является важным фактором.

Источник: mrmetall.ru

Медь

Медь (лат. Cuprum) — химический элемент I группы периодической системы Менделеева (атомный номер 29, атомная масса 63,546). В соединения медь обычно проявляет степени окисления +1 и +2, известны также немногочисленные соединения трехвалентной меди. Важнейшие соединения меди: оксиды Cu2O, CuO, Cu2O3; гидроксид Cu(OH)2, нитрат Cu(NO3)2.3H2O, сульфид CuS, сульфат(медный купорос) CuSO4.5H2O, карбонат CuCO3.Cu(OH)2, хлорид CuCl2.2H2O.

Медь — один из семи металлов, известных с глубокой древности. Переходный период от каменного к бронзовому веку (4 — 3-е тысячелетие до н.э.) назывался медным веком или халколитом ( от греческого chalkos — медь и lithos — камень) или энеолитом (от латинского aeneus — медный и греческого lithos — камень). В этот период появляются медные орудия. Известно, что при возведении пирамиды Хеопса использовались медные инструменты.

Чистая медь — ковкий и мягкий металл красноватого, в изломе розового цвета, местами с бурой и пестрой побежалостью, тяжелый (плотность 8,93 г/см 3 ) , отличный проводник тепла и электричества, уступая в этом отношении только серебру (температура плавления 1083 o C). Медь легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы, но сравнительно мало активна.

В сухом вохдухе и кислороде при нормальных условиях медь не окисляется. Но она достаточно легко вступает в реакции: уже при комнатной температуре с галогенами, например с влажным хлором образует хлорид CuCl2, при нагревании с серой образует сульфид Cu2S, с селеном. Но с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействует даже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют, например, соляная и разбавленная серная кислоты. Но в присутствии кислорода воздуха медь растворяется в этих кислотах с образованием соотвествующих солей:

В атмосфере, содержащей CO2, пары H2O и др., покрывается патиной — зеленоватой пленкой основного карбоната (Cu2(OH)2CO3)), ядовитого вещества.

Медь входит более чем в 170 минералов, из которых для промышленности важны лишь 17, в том числе: борнит (пестрая медная руда — Cu5FeS4), халькопирит (медный колчедан — CuFeS2), халькозин (медный блеск — Cu2S), ковеллин (CuS), малахит (Cu2(OH)2CO3). Встречается также самородная медь

Характеристики меди

• Плотность меди — 8,93*103кг/м 3 ;
• Удельный вес меди — 8,93 г/cм 3 ;
• Удельная теплоемкость меди при 20 o C — 0,094 кал/град;
• Температура плавления меди — 1083 o C ;
• Удельная теплота плавления меди — 42 кал/г;
• Температура кипения меди — 2600 o C ;
• Коэффициент линейного расширения меди
• (при температуре около 20 o C) — 16,7 *106(1/град);
• Коэффициент теплопроводности меди — 335ккал/м*час*град;
• Удельное сопротивление меди при 20 o C — 0,0167 Ом*мм 2 /м;

Модули упругости алюминия и коэффициент Пуассона

Наименование материала	Модуль Юнга, кГ/мм 2	Модуль сдвига, кГ/мм 2	Коэффициент Пуассона
Медь, литье	8400	—	—
Медь прокатанная	11000	4000	0,31-0,34
Медь холоднотянутая	13000	4900	—

Соединения меди

Оксид меди (I) Cu2O3 и закись меди (I) Cu2O, как и другие соединения меди (I) менее устойчивы, чем соединения меди (II). Оксид меди (I), или закись меди Cu2O в природе встречается в виде минерала куприта. Кроме того, она может быть получена в виде осадка красного оксида меди (I) в результате нагревания раствора соли меди (II) и щелочи в присутствии сильного восстановителя.

Оксид меди (II), или окись меди, CuO — черное вещество, встречающееся в природе (например в виде минерала тенерита). Его получают прокаливанием гидроксокарбоната меди (II) (CuOH)2CO3 или нитрата меди (II) Cu(NO2)2. Оксид меди (II) хороший осислитель.

Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 осаждается из растворов солей меди (II) при действии щелочей в виде голубой студенистой массы. Уже при слабом нагревании даже под водой он разлагается, превращаясь в черный оксид меди (II). Гидроксид меди (II) — очень слабое основание. Поэтому растворы солей меди (II) в большинстве случаев имеют кислую реакцию, а со слабыми кислотами медь образует основные соли.

Сульфат меди (II) CuSO4 в безводном состоянии представляет собой белый порошок, который при поглощении воды синеет. Поэтому он применяется для обнаружения следов влаги в органических жидкостях. Водный раствор сульфата меди имеет характерный сине-голубой цвет.

Эта окраска свойственна гидратированным ионам [Cu(H2O)4]2+, поэтому такую же окраску имеют все разбавленные растворы солей меди (II), если только они не содердат каких-либо окрашенных анионов. Из водных растворов сульфат меди кристаллизуется с пятью молекулами воды, образуя прозрачные синие кристаллы медного купороса. Медный купорос применяется для электролитического покрытия металлов медью, для приготовления минеральных красок, а также в качестве исходного вещества при получении других соединений меди. В сельском хозяйстве разбавленный раствор медного купороса применяется для опрыскивания растений и протравливания зерна перед посевом, чтобы уничтожить споры вредных грибков.

Хлорид меди (II) CuCl2. 2H2O. Образует темно-зеленые кристаллы, легко растворимые в воде. Очень концентрированные растворы хлорида меди (II) имеют зеленый цвет, разбавленные — сине-голубой.

Нитрат меди (II) Cu(NO3)2.3H2O. Получается при растворении меди в азотной кислоте. При нагревании синие кристаллы нитрата меди сначала теряют воду, а затем легко разлагаются с выделением кислорода и бурого диоксида азота, переходя в оксид меди (II).

Гидроксокарбонат меди (II) (CuOH)2CO3. Встречается в природе в виде минерала малахита, имеющего красивый изумрудно-зеленый цвет. Искусственно приготовляется действием Na2CO3 на растворы солей меди (II). 2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (CuOH)2CO3v + 2Na2SO4 + CO2^ Применяется для получения хлорида меди (II), для приготовления синих и зеленых минеральных красок, а также в пиротехнике.

Ацетат меди (II) Cu (CH3COO)2.H2O. Получается обработкой металлической меди или оксида меди (II) уксусной кислотой. Обычно представляет собой смесь основных солей различного состава и цвета (зеленого и сине-зеленого). Под названием ярь-медянка применяется для приготовления масляной краски.

Комплексные соединения меди образуются в результате соединения двухзарядных ионов меди с молекулами аммиака. Из солей меди получают разноообразные минеральные краски. Все соли меди ядовиты. Поэтому, чтобы избежать образования медных солей, медную посуду покрывают изнутри слоем олова (лудят).

Производство меди

Медь добывают из оксидных и сульфидных руд. Из сульфидных руд выплавляют 80% всей добываемой меди. Как правило, медные руды содержат много пустой породы. Поэтому для получения меди используется процесс обогащения. Медь получают методом ее выплавки из сульфидных руд. Процесс состоит из ряда операций: обжига, плавки, конвертирования, огневого и электролитического рафинирования.

В процессе обжига большая часть примесных сульфидов превращается в оксиды. Так, главная примесь большинства медных руд пирит FeS2 превращается в Fe2O3. Газы, образующиеся при обжиге, содержат CO2, который используется для получения серной кислоты. Получающиеся в процессе обжига оксиды железа, цинка и других примесей отделяются в виде шлака при плавке.

Жидкий медный штейн (Cu2S с примесью FeS) поступает в конвертор, где через него продувают воздух. В ходе конвертирования выделяется диоксид серы и получается черновая или сырая медь. Для извлечения ценных (Au, Ag, Te и т.д.) и для удаления вредных примесей черновая медь подвергается сначала огневому, а затем электролитическому рафинированию.

В ходе огневого рафинирования жидкая медь насыщается кислородом. При этом примеси железа, цинка и кобальта окисляются, переходят в шлак и удаляются. А медь разливают в формы. Получающиеся отливки служат анодами при электролитическом рафинировании.

Основным компонентом раствора при электролитическом рафинировании служит сульфат меди — наиболее распространенная и дешевая соль меди. Для увеличения низкой электропроводности сульфата меди в электролит добавляют серную кислоту. А для получения компактного осадка меди в раствор вводят небольшое количество добавок. Металлические примеси, содержащиеся в неочищенной («черновой») меди, можно разделить на две группы.

1. Fe, Zn, Ni, Co. Эти металлы имеют значительно более отрицательные электродные потенциалы, чем медь. Поэтому они анодно растворяются вместе с медью, но не осаждаются на катоде, а накапливаются в электролите в виде сульфатов. Поэтому электролит необходимо периодически заменять.
2. Au, Ag, Pb, Sn. Благородные металлы (Au, Ag) не претерпевают анодного растворения, а в ходе процесса оседают у анода, образуя вместе с другими примесями анодный шлам, который периодически извлекается. Олово же и свинец растворяются вместе с медью, но в электролите образуют малорастворимые соединения, выпадающие в осадок и также удаляемые.

Сплавы меди

Сплавы, повышающие прочность и другие свойства меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.

Латуни — сплавы меди с цинком ( меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) — прочнее меди и менее подвержены окислению. При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастает антикоррозийная стойкость. Листы, литые изделия используются в машиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, в производстве сеток для целлюлознобумажной промышленности.

Бронзы. Раньше бронзами называли сплавы меди (80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время производят безоловянные бронзы, именуемые по главному вслед за медью компоненту.

• Алюминиевые бронзы содержат 5-11% алюминия, обладают высокими механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.
• Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, используют главным образом для изготовления подшипников, работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.
• Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.
• Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих изделий.
• Кадмиевые бронзы — сплавы меди с небольшим количества кадмия (до1%) — используют при производстве троллейных проводов, для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

Припои — сплавы цветных металлов, применяемые при пайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; остальное — цинк).

Применение меди

Медь, ее соединения и сплавы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

В электротехнике медь используется в чистом виде: в производстве кабельных изделий, шин голого и контактного проводов, электрогенераторов, телефонного и телеграфного оборудования и радиоаппаратуры. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы. Более 30% меди идет на сплавы. Сплавы меди с другими металлами используют в машиностроении, в автомобильной и тракторной промышленности (радиаторы, подшипники), для изготовления химической аппаратуры.

Высокая вязкость и пластичность металла позволяют применять медь для изготовления разнообразных изделий с очень сложным узором. Проволока из красной меди в отожженном состоянии становится настолько мягкой и пластичной, что из нее без труда можно вить всевозможные шнуры и выгибать самые сложные элементы орнамента. Кроме того, проволока из меди легко спаивается сканым серебряным припоем, хорошо серебрится и золотится. Эти свойства меди делают ее незаменимым материалом при производстве филигранных изделий.

Коэффициент линейного и объемного расширения меди при нагревании приблизительно такой же , как у горячих эмалей, в связи с чем при остывании эмаль хорошо держится на медном изделии, не трескается , не отскакивает. Благодаря этому мастера для производства эмалевых изделий предпочитают медь всем другим металлам.

Как и некоторые другие металлы, медь входит в число жизненно важных микроэлементов. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата — медного купороса CuSO4.5H2O. В большом количестве он ядовит, как и многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же дозах медь необходима всему живому.

Источник: www.ruscable.ru

Медь − что это: свойства, характеристики, сплавы и применение

Медь — это металл, о котором люди узнали еще в IIIV-VII вв. до нашей эры. IV-III вв. вошли в историю как медный век. Благодаря преимуществам перед другими материалами, которыми обладает медь, наряду с алюминием она является самым ценным цветным металлом.

Что такое медь

Даже школьники могут рассказать про медь: какое это вещество, какого цвета, что из нее делают. В таблице Менделеева этот химический элемент обозначается символом Cu, находится в 11-й группе 4 периода под №29. Ближайшие соседи – золото и серебро. По-английски медь называется copper, по-латыни – «купрум» (Cuprum), в честь острова Кипр, где были найдены крупные месторождения этого вещества. Происхождение русского названия неизвестно.

Объяснить кратко, что такое медь, можно так: это переходной мягкий металл красно-розового цвета, с атомным номером 29.

Медь в природе

• голубовато-зеленая хризоколла (36%);
• золотисто-зеленый халькопирит (34%);
• зеленый малахит (57,4%);
• индиговый и медно-красный борнит (55-65%);
• свинцово-черный халькозин (80%);
• всех оттенков зеленого брошантит (56%);
• темно-красный куприт (до 89%).

Запасы, добыча

Разведанных мировых запасов медных руд – миллиарды тонн. Ученые надеются, что земные недра таят в себе еще 3 млрд т. Самые богатые рудники – Чукикамата и Эль-Теньенте – находятся в Чили, крупнейшем производителе меди (в 2018 г. 27% мирового производства).

Крупные месторождения найдены в США, Канаде, Иране, Казахстане, на юге Африки. В России сосредоточено 3% мировых запасов. Залежи меди найдены на Урале, в Забайкалье, Красноярском крае.

Желательно, чтобы руда содержала не менее 0,5-1% чистой меди. Добывают ее в шахтах и открытым способом (для залежей, расположенных на глубине 400-500 м). Мировая добыча в 2018 г. составила 20,6 млн т, из них четверть – чилийского происхождения.

Из чего делают медь

Источниками для получения меди являются руды, минералы и вторичное сырье. Из руды металл получают двумя методами:

Состав меди

Многие удивятся вопросу: из чего состоит медь. А ведь химический состав меди – это микс из кристаллов следующих элементов:

• серебро;
• золото;
• кальций;
• никель;
• свинец.

Все они пластичны, легко поддаются обработке, и этими же свойствами обладает медь.

Свойства меди

Любой материал обладает химическими и физическими свойствами. Первые определяют, в какие химические реакции вступает данное вещество, вторые можно измерить, потрогать, прочувствовать.

Физические	Химические
яркая цветовая окраска, несвойственная металлам (она характерна также для золота, осмия и цезия). естественный цвет химического элемента cu – золотисто-розовый, в отраженном свете – розовато-белый. на воздухе медь покрывается тончайшей окисной пленкой желтовато-красного оттенка, которая на просвете становится зеленовато-голубой.	cu – малоактивный металл. при нормальных условиях (760 мм рт. ст., 0°c) и низкой влажности она не окисляется, но в присутствии воды, кислорода и оксида углерода покрывается зеленой пленкой карбоната гидроксомеди.
высокая электропроводность (удельное сопротивление 0,0176 ом·мм2/м). этим качеством среди известных металлов она уступает только лишь серебру.	cu – малоактивный металл. при нормальных условиях (760 мм рт. ст., 0°c) и низкой влажности она не окисляется, но в присутствии воды, кислорода и оксида углерода покрывается зеленой пленкой карбоната гидроксомеди.
температура плавления 1083°c (группа среднеплавких металлов). у золота tпл. = 1063°c.	вступает в химические реакции с азотной кислотой (разбавленной и концентрированной), с концентрированной серной – только при нагревании. на купрум не действуют щелочи.
температура кипения 2568 °c.
теплоемкость 380 дж/(кг·к). такая же теплоемкость у медных сплавов.
высокая пластичность и ковкость меди. это третий показатель после золота и серебра – самых пластичных металлов. из купрум можно выковать предмет с самым сложным геометрическим профилем.
мягкость. для сравнения: если показатель твердости инструментальной стали по роксвеллу равен 700 нв, то для cu – 35. медную пластину можно раскатать до микронной толщины. мягкая не только медь, но и ее сплавы.
средняя прочность. показатель этого параметра – 200-250 мпа (для сравнения: титан – 580 мпа, свинец – 18 мпа).
плотность 8920 кг/м3, удельный вес 8,92 г/см3.

Указанные свойства изменяются, в зависимости от вида термической обработки. Для улучшения физико-механических характеристик (прочность, текучесть, антикоррозийные свойства, легкость обработки и др.) используют легирующие добавки.

Марки меди

Маркировка меди начинается с буквы «М». Следующая за ней цифра показывает чистоту металла:

• МОО: 99,99% Cu;
• МО: 99,97%;
• М1: 99, 9%;
• М2: 99,7%;
• М3: 99,5%;
• М4: 99%.

Различают 2 вида меди – чистую и техническую. Последняя используется для производства полуфабрикатов и выплавки сплавов. Примеси других химических элементов в той или иной мере влияют на свойства Cu. Например:

• Никель понижает теплопроводность, а олово её усиливает.
• Висмут ухудшает технические характеристики, а мышьяк нейтрализует действие первого, оставаясь нейтральным по отношению к меди.
• Сурьма и кремний снижают способность проводить тепло и электричество.
• Сера и селен в определенных количествах ухудшают пластичность.
• Свинец и висмут затрудняют обработку давлением.
• Фосфор удаляет кислород, из-за которого физические свойства ухудшаются.
• Такие примеси, как цинк, марганец, мышьяк, никель, серебро практически не изменяют физические характеристики меди.

Медные сплавы

Существует множество сплавов меди. Их делят на 3 вида: литейные, деформируемые, порошковые.

Самые известные соединения – бронза, латунь, мельхиор, нейзильбер. В их свойствах много общего, но в промышленности более широко используются бронза и латунь.

Бронза

Основной добавочный компонент бронзы – олово (Sn), но также используются Al, Si, Pb, Be, P. В зависимости от вида легирующего элемента существует следующая классификация медных сплавов под названием бронза:

• оловянная и безоловянная;
• алюминиевая;
• кремнистая;
• бериллиевая;
• мышьяковистая;
• висмутовая;
• свинцовая.

Хотя цинковой бронзы не существует, но Zn все же присутствует в небольших количествах (до 10%). Сплав Cu + Sn + Zn называется пушечной бронзой.

Бронза – прочный материал, поэтому из нее изготавливают детали узлов механизмов, работающих в различных агрессивных средах и подвергающихся усиленным механическим нагрузкам.

Латунь

Сплав меди с цинком называется латунью. Увеличение процентного содержания Zn с 5% до 45% изменяет цвет латуни от красного до желтого.

Латунь, как и бронза, имеет разновидности, в зависимости от содержания цинка. Одна из них – томпак, из которого делают пули.

Мельхиор

Сплав меди с никелем (5-30%) похож на серебро, поэтому мельхиоровая посуда и украшения пользуются спросом. В качестве легирующих добавок используются железо и марганец (не более 1%).

Есть 2 разновидности мельхиора – константан (41 % никеля) и монель (Ni до 67%).

Нейзильбер

Этот цветной материал сплавляется из меди, цинка и никеля.

В наши дни нейзильбер и латунь сумели вытеснить мельхиор, оставив ему небольшую нишу – производство бытовых товаров.

Другие сплавы

Еще несколько известных медных сплавов:

• французское золото: Cu + Sn + Zn;
• северное золото (Cu + Al+ Zn + Sn);
• абиссинское золото (Cu + Zn + Au);
• куниаль (Cu + Ni + Al);
• манганин (Cu + Ni + Mn).

Купрум используется не только в качестве основного металла – его добавляют как легирующий компонент, например:

• Алюминий с 4,5% Cu образуют дюралюминий.
• Золото 583 пробы становится тверже, приобретает насыщенный цвет, благодаря 33,5% меди в качестве лигатуры.
• При добавлении 0,2-3,5% Cu к сплаву железа с углеродом получается медистая сталь, с улучшенными литейными, технологическими и эксплуатационными свойствами.

Трудно назвать сплав, в состав какого не входит медь. Пусть даже в процентном количестве менее 1%, но она используется в соединениях цветных и черных металлов, включая чугун.

Где используется медь и ее сплавы

В рамках статьи трудно перечислить все области применения меди и ее сплавов. Их уникальные свойства используются в тяжелой и легкой промышленности, машино- и судостроении, авиации, медицине – практически во всех отраслях народного хозяйства и в быту. Каждая марка имеет свое применение, например, из сплава МО изготавливают токопроводящую продукцию, детали для бытовой техники и электроники, из марки М1 – металлопрокатные изделия, проволоку, сварочные электроды.

Подсвечник из меди

Применение меди и латуни в сантехнике (фитинги, переходники, запорная арматура) и строительстве (крыши, купола, водосточные системы и пр.) стало возможным, благодаря высокой теплопроводности и устойчивости к влаге. Благодаря привлекательному внешнему виду, бронза – наиболее используемый материал для скульптуры, а из мельхиора и нейзильбера чеканят разменные монеты, делают украшения. Медные трубопроводы – идеальное решение для стран, подверженных частым землетрясениям.

В электротехнике медь – незаменимый материал для производства проводов, силовых кабелей.

Значение меди для человека

Медь – один из важнейших микроэлементов не только для растений. Она содержится в организме человека (100-200 мг) и вырабатывается печенью. Для поддержания баланса человек ежедневно должен потреблять 2 мг меди. Избыток минерала превращается в яд, из-за этого нельзя готовить еду в медной посуде.

Пользу меди нельзя переоценить, если речь идет о заживлении ран и восстановлении организма. Она обладает бактерицидными свойствами, способствует нормализации работы кровеносной системы, регенерации тканей, используется как компонент для некоторых лекарственных препаратов. За 2 часа на медной поверхности гибнут все микробы, поэтому планируется для больниц и других общественных мест изготавливать перила, замки и дверные ручки из этого металла.

Медные браслеты и амулеты носили еще в древности не для украшения, а для поддержания здоровья. С этой же целью с помощью нанотехнологий создано постельное и нательное белье с медными нитями. Оно благотворно влияет на кожу, сосуды, ЦНС, опорно-двигательный аппарат.

Если проанализировать значение меди и повсеместное ее использование, можно сказать, что медный век продолжается.

Ответы на вопросы пользователей о меди

Ответим на несколько популярных вопросов от пользователей.

Есть ли в старых телевизорах медь

С 1 старого телевизора можно набрать от полутора до двух килограммов меди. В основном это обмотка трансформатроров, катушки.

Какая электронная и электронно графическая формула меди

Что касается электронной конфигурации атома меди: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1

Графическая формула меди:

Источник: metallolomresurs.ru