skinnende, rødligt kobber var det første metal manipuleret af mennesker, og det er stadig et vigtigt metal i industrien i dag.
den ældste metalgenstand, der findes i Mellemøsten, består af kobber; det var en lille vinkel, der dateres så langt tilbage som 5100 f.kr., og den amerikanske krone var oprindeligt lavet af rent kobber (skønt det i dag er 97, 5 procent .ink med en tynd kobberhud).
kobber rangerer som det tredje mest forbrugte industrielle metal i verden, efter jern og aluminium, ifølge US Geological Survey (USGS)., Cirka tre fjerdedele af dette kobber går til at fremstille elektriske ledninger, telekommunikationskabler og elektronik. bortset fra guld er kobber det eneste metal på det periodiske bord, hvis farve ikke er naturligt sølv eller grå.
Kemisk beskrivelse
- Atomnummer (antallet af protoner i kernen): 29
- Atomic symbol (på den periodiske tabel af elementer): Cu
- atomvægt (gennemsnitlige masse af atom): 63.55
- Massefylde: 8.92 gram per kubikcentimeter
- Fase ved stuetemperatur: solid
- Smeltepunkt: 1,984.32 grader Fahrenheit (1,084.,62 grader Celsius)
- Kogepunkt: 5,301 grader F (2,927 grader C)
- Antallet af isotoper (atomer af samme grundstof med et forskelligt antal neutroner): 35; 2 stabile
- Mest almindelige isotoper: Cu-63 (69.15 procent naturlig overflod) og Cu-65 (30.85 procent naturlig overflod)
Historie og egenskaber
de Fleste kobber forekommer i malme og skal være smeltes, eller udvundet fra sin malm, til renheden, før det kan bruges. Men naturlige kemiske reaktioner kan undertiden frigive native kobber, ifølge Kemi database site, Chemicool.,
mennesker har lavet ting fra kobber i mindst 8.000 år og fundet ud af, hvordan man smelter metallet med omkring 4500 f.KR. det næste teknologiske spring var at skabe kobberlegeringer ved at tilføje tin til kobber, hvilket skabte et hårdere metal end dets individuelle dele: Bron .e. Den teknologiske udvikling indvarslede Bron .ealderen, en periode på omkring 3300 til 1200 F.kr., og er kendetegnet ved brugen af Bron toolseværktøjer og våben, ifølge historien.
kobber artefakter er drysset gennem den historiske rekord., Arkæologer opdagede en lille syl, eller spidse værktøj, der dateres til 5100 f. kr., Der blev begravet med en midaldrende kvinde i en gammel landsby i Israel. Sylen repræsenterer det ældste metalobjekt, der nogensinde er fundet i Mellemøsten. Kobberet kom sandsynligvis fra Kaukasus-regionen, der ligger i den bjergrige region, der dækker det sydøstlige Rusland, Armenien, Aserbajdsjan og Georgien mere end 600 miles (1.000 kilometer) væk, ifølge 2014-artiklen offentliggjort i PLOS ONE. I det gamle Egypten brugte folk kobberlegeringer til at lave smykker, herunder tåringe., Forskere har også fundet massive kobberminer fra det 10. århundrede f. kr. i Israel.omkring to tredjedele af kobberet på Jorden findes i stødende (vulkanske) klipper, og ca.en fjerdedel forekommer i sedimentære klipper, ifølge USGS. Metallet er sejt og formbart, og leder varme og elektricitet godt — grunde til, at kobber er meget udbredt i elektronik og ledninger.
kobber bliver grøn på grund af en O .idationsreaktion; det vil sige, det mister elektroner, når det udsættes for vand og luft. Det resulterende kobbero .id er en kedelig grøn., Denne o .idationsreaktion er grunden til, at den kobberbelagte Frihedsgudinde er grøn snarere end orange-rød. Ifølge Copper Development Association, et forvitret lag af kobbero .id kun 0,005 inches (0,127 millimeter) tykke frakker Lady Liberty, og dækningen vejer omkring 80 tons (73 tons). Ændringen fra kobberfarvet til grønt skete gradvist og var afsluttet i 1920, 34 år efter, at statuen blev dedikeret og afsløret, ifølge ne.York Historical Society.
Hvem vidste det?,
Her er nogle interessante fakta om kobber:
- Ifølge Peter van der Krogt, en hollandsk historiker, ordet “kobber” har flere rødder, hvoraf mange kommer fra det latinske ord cuprum, der stammer fra udtrykket Cyprium aes, som betyder “en metal fra Cypern,” så meget af den kobber, der bruges på det tidspunkt, blev udvundet i Cypern.
- hvis alle kobberledninger i en gennemsnitlig bil blev lagt ud, ville det strække sig 0, 9 miles (1, 5 km), ifølge USGS.,
- den elektriske ledningsevne (hvor let en strøm kan strømme gennem metallet) af kobber er kun anden end sølv, ifølge Jefferson Laboratory.
- Pennies blev kun lavet af rent kobber fra 1783 til 1837. Fra 1837-1857 blev øre lavet af Bron .e (95 procent kobber, med de resterende 5 procent bestående af tin og .ink). I 1857 faldt mængden af kobber i øre til 88 procent (de resterende 12 procent var nikkel) og vendte tilbage til sin tidligere opskrift i 1864. I 1962 ændrede en Pennys indhold til 95 procent kobber og 5 procent .ink., Fra 1982 til i dag, øre er 97,5 procent andink og 2,5 procent kobber.
- folk har brug for kobber i deres kostvaner. Metallet er et vigtigt spormineral, der er afgørende for dannelse af røde blodlegemer, ifølge US National Library of Medicine. Heldigvis kan kobber findes i en række fødevarer, herunder korn, bønner, kartofler og grønne grøntsager.
- for meget kobber er imidlertid en dårlig ting., Indtagelse af høje niveauer af metallet kan forårsage mavesmerter, opkast og gulsot (en gullig tinge på huden og hvid i øjnene, der kan indikere, at leveren ikke fungerer korrekt) på kort sigt. Langvarig eksponering kan føre til symptomer som anæmi, kramper og diarr., der ofte er blodig og kan være blå.
- lejlighedsvis findes øgede niveauer af kobber i vandforsyningen på grund af gamle kobberrør., For eksempel slukkede det offentlige skolesystem i Detroit i August 2018 alt drikkevand i offentlige skoler som en forholdsregel på grund af høje niveauer af kobber og jern, der findes i vandet, ifølge Seattle Times.
- kobber har antimikrobielle egenskaber og dræber bakterier, vira og gær ved kontakt, ifølge et 2011-papir i tidsskriftet Applied and Environmental Microbiology. Som et resultat kan kobber endda væves i stoffer for at fremstille antimikrobielle beklædningsgenstande, som sokker, der bekæmper fodsvamp.,
- kobber er også inkluderet i visse typer intrauterin udstyr (IUD ‘ er), der anvendes til prævention, ifølge Mayo Clinic. Kobberledningerne skaber en inflammatorisk reaktion, der er giftig for både sæd og æg for at forhindre graviditet. Der er med enhver medicinsk procedure en risiko for bivirkninger. Selvom kobber toksicitet ikke synes at være en, ifølge en 2017 artikel offentliggjort i Medical Science Monitor.,
Current research
Medicine: Copper’s anti-microbial properties have made it a popular metal in the medical field., Flere hospitaler har eksperimenteret med at dække ofte berørte overflader, såsom sengeskinner og opkaldsknapper, med kobber eller kobberlegeringer i et forsøg på at bremse spredningen af hospitalserhvervede infektioner. Kobber dræber mikrober ved at forstyrre den elektriske ladning af organismernes cellemembraner, sagde Cassandra Salgado, professor i infektionssygdomme og en hospitalsepidemiolog ved Medical University of South Carolina.,
i 2013 testede et forskerhold ledet af Salgado overflader i intensivafdelinger (ICU ‘ er) på tre hospitaler og sammenlignede værelser modificeret med kobberoverflader fastgjort til seks almindelige genstande, der udsættes for mange hænder for værelser, der ikke er modificeret med kobber. Forskerne har fundet ud af, at der i den traditionelle hospital værelser (dem uden kobber overflader), 12.3 procent af patienterne udviklet antibiotika-resistente infektioner såsom methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) og vancomycin-resistente Enterococcus (VRE). Til sammenligning, i de kobber-modificerede rum, kun 7.,1 procent af patienterne fik en af disse potentielt ødelæggende infektioner.
“vi ved, at hvis du lægger kobber i en patients rum, vil du mindske den mikrobielle byrde,” fortalte Salgado Live Science. “Jeg tror, det er noget, der er blevet vist igen og igen. Vores undersøgelse var den første, der demonstrerede, at der kunne være en klinisk fordel ved dette.”
forskerne ændrede intet andet om ICU-forholdene ud over kobber; læger og sygeplejersker vaskede stadig deres hænder, og rengøring fortsatte som normalt., Forskerne offentliggjorde deres fund i 2013 i tidsskriftet Infection Control and Hospital Epidemiology.
Salgado og hendes team har også testet kobber foring på stetoskoper, i henhold til 2017 artikel publiceret i American Journal of Infection Control, hvor forskerne fandt, at der var betydeligt færre bakterier på kobber-belagt stetoskoper og 66 procent af stetoskoper var helt fri for bakterier. Yderligere forskning fortsætter med at teste ideen om kobberbelægning i andre medicinske afdelinger, især i områder, hvor patienter er mere mobile end i ICU., Der skal også være en cost-benefit-analyse, der vejer omkostningerne ved kobberinstallation mod de besparelser, der opnås ved at forhindre dyre infektioner, sagde hun.
elektronik: kobber spiller også en stor rolle inden for elektronik, og på grund af dets overflod og lave pris arbejder forskere med at integrere metallet i et stigende antal avancerede enheder. faktisk kan kobber hjælpe med at producere futuristisk elektronisk papir, bærbare biosensorer og anden “blød” elektronik, sagde copperenlong Cheng, professor i kemiteknik ved Monash University i Australien., Cheng og hans kolleger har brugt kobber nanotråde til at skabe en “aerogel monolit”, et materiale, der er meget porøst, meget let og stærkt nok til at stå op på egen hånd, svarende til en tør køkkensvamp. Tidligere er disse aerogel monolitter lavet af guld eller sølv, men kobber er en mere økonomisk mulighed.
Ved at blande kobber nanotråde med små mængder polyvinylalkohol skabte forskerne aerogel-monolitter, der kunne blive til en slags skærbar, formbar gummi, der leder elektricitet. Forskerne rapporterede deres resultater i 2014 i tidsskriftet ACS Nano., Det ultimative resultat kan være en blød robot eller en medicinsk sensor, der smelter perfekt til buet hud, fortalte Cheng Live Science. Han og hans team arbejder i øjeblikket på at skabe blodtryk og kropstemperatursensorer ud af kobber aerogel monolitter — en anden måde kobber kan hjælpe med at overvåge menneskers sundhed.
Fysik: I 2014 eksperiment, en luns af kobber blev den koldeste kubikmeter (35.3 kubikfod) på Jorden, når forskere, der kølede det til 6 millikelvins, eller seks-tusindedele af en grad over det absolutte nulpunkt (0 kelvin)., Dette er det tætteste et stof af denne masse og volumen nogensinde er kommet til absolut nul.
forskere ved det italienske Nationale Institut for nuklear fysik satte 880-lb. (400 kg) kobberterning inde i en beholder kaldet en kryostat, der er specielt designet til at holde genstande ekstremt kolde. Dette er den første kryostat eller enhed til at holde ting ved lave temperaturer, der er i stand til at holde stoffer så tæt på absolut nul.
opbygning af den ekstreme temperatur cryostat er blot det første skridt i et nyt eksperiment, hvor cryostat vil fungere som en partikeldetektor., Forskerne håber, at den detektor, der er i færd med at blive bestilt i henhold til 2018 status opdatering, vil afsløre mere om den subatomare partikler kaldet neutrinoer, og hvorfor der er så meget mere stof end antistof i universet.
landbrug: forskere ved Cornell University har undersøgt virkningerne af kobbermangler i afgrøder, især hvede. Hvede er en af de vigtigste fødevarestifter i verden, og kobbermangler kan føre til både et lavere afgrødeudbytte og lavere afgrødefrugtbarhed.,
forskerne har undersøgt, hvordan planter absorberer og behandler kobberet. De har fundet to proteiner i hveden, AtCITF1 og AtSPL7, der er afgørende for optagelse og levering af kobber til Hvedens reproduktive organer, ifølge det amerikanske landbrugsministerium.tidlige tests har vist, at når kobber og andre næringsstoffer beriges i jordenog derefter absorberes af hveden, øges afgrødeudbyttet med så meget som syv gange., Mens viden om kobber og andre mineraler vides at være gavnlig for afgrødernes sundhed og frugtbarhed, er hvordan og hvorfor af faktum ikke godt forstået. Viden om, hvorfor kobber er gavnligt, og hvordan det fungerer inden for plantens vækst og reproduktion kan yderligere anvendes på afgrøder som ris, byg og havre, og kan introducere disse afgrøder med en mineral-rige gødning, der indeholder kobber, at jord, der engang var uegnet til landbrug.,
yderligere ressourcer
- American Cancer Society undersøger forskningen om kobber og hævder, at det kan have en rolle i forebyggelse eller behandling af kræft.Miljøstyrelsen giver oplysninger om eksponering for høje niveauer af kobber og virkningerne af kobberkorrosion i husholdningsrør.Thomas Jefferson National Accelerator facility (Jefferson Lab) udforsker historien og brugen af kobber.
denne artikel blev opdateret den Sept. 12, 2018, af Live Science bidragyder Rachel Ross.