fényes, vöröses réz volt az első fém, amelyet az emberek manipuláltak, és ma is fontos fém az iparban.
a Közel-Keleten található legrégebbi fémtárgy rézből áll; ez egy apró, I.E. 5100-ig nyúlik vissza, és az amerikai penny eredetileg tiszta rézből készült (bár manapság 97, 5% cink vékony réz bőrrel).
a réz a vas és az alumínium után a világ harmadik legnagyobb fogyasztású ipari fémévé vált az amerikai geológiai felmérés (USGS) szerint., A réz mintegy háromnegyede elektromos vezetékeket, telekommunikációs kábeleket és elektronikát gyárt.
Az arany mellett a réz az egyetlen fém a periódusos rendszerben, amelynek színezése természetesen nem ezüst vagy szürke.
Kémiai leírás
- atomok száma (protonok száma a nucleus): 29
- Atomi szimbólum (a periódusos rendszerben): Cu
- Atom súlya (átlag tömege atom): 63.55
- Sűrűség: 8.92 g / köbcentiméter
- Fázis szobahőmérsékleten: szilárd
- Olvadáspont: 1,984.32 fok (1,084.,A 62 Celsius-fok)
- Forráspont: 5,301 ° F (2,927 ° C),
- Száma izotópok (atomok ugyanazon elem különböző számú neutront): 35; 2 stabil
- a leggyakoribb izotópok: Cu-63 (69.15 százalék természetes eloszlás), a Cu-65 (30.85 százalék természetes eloszlás)
a Történelem jellemzők
a Legtöbb réz fordul elő, ércek kell belole, vagy kivont az érc, a tisztaság, mielőtt lehet használni. De a természetes kémiai reakciók néha felszabadíthatják a natív rézet, a kémiai adatbázis webhelye, a Chemicool szerint.,
az emberek legalább 8000 éve rézből készítik a dolgokat, és rájöttek, hogyan kell a fémet I.E. 4500 körül szagolni. a következő technológiai ugrás rézötvözetek létrehozása volt, ón hozzáadásával a rézhez, amely keményebb fémet hozott létre, mint az egyes részei: bronz. A technológiai fejlődés a bronzkorban kezdődött, egy körülbelül I.E. 3300-1200 közötti időszakot öleltek fel, és a történelem szerint bronzszerszámok és fegyverek használata is közrejátszott.
A réztárgyakat a történelmi rekord során megszórják., A régészek egy i.e. 5100-ból származó apró, hegyes eszközt fedeztek fel, amelyet egy középkorú Nővel temettek el egy ősi izraeli faluban. Az awl a legrégebbi fémtárgyat képviseli, amelyet valaha találtak a Közel-Keleten. A réz valószínűleg a kaukázusi régióból származik, amely Oroszország délkeleti részén, Örményországban, Azerbajdzsánban és Grúziában található, több mint 600 mérföld (1000 kilométer) távolságra, a PLOS ONE-ban közzétett 2014.évi cikk szerint. Az ókori Egyiptomban az emberek rézötvözeteket használtak ékszerek készítéséhez, beleértve a lábujjgyűrűket is., A kutatók az I.E. 10. századból származó hatalmas rézbányákat is találtak Izraelben.
a földön lévő réz körülbelül kétharmada idegen (vulkanikus) kőzetekben található, körülbelül egynegyede üledékes kőzetekben fordul elő, az USGS szerint. A fém gömbgrafitos és formázható, és jól vezeti a hőt és a villamos energiát-ez az oka annak, hogy a réz széles körben használatos az elektronikában és a huzalozásban.
a réz oxidációs reakció miatt zöldre vált; vagyis elektront veszít, amikor víznek és levegőnek van kitéve. A kapott réz-oxid tompa zöld., Ez az oxidációs reakció az oka annak, hogy a rézbevonatú Szabadság szobor zöld, nem pedig narancsvörös. A Rézfejlődési Egyesület szerint egy viharvert réz-oxidréteg mindössze 0,005 hüvelyk (0,127 milliméter) vastag réteg, a burkolat pedig körülbelül 80 tonna (73 metrikus tonna). A rézszínűről zöldre váltott váltás fokozatosan történt, és 1920-ra, 34 évvel a szobor felszentelése és leleplezése után fejeződött be-írja A New York Historical Society.
ki tudta?,
íme néhány érdekes tény a rézről:
- Peter Van der Krogt, egy holland történész szerint a “réz” szónak több gyökere van, amelyek közül sok a latin cuprum szóból származik, amely a Cyprium aes kifejezésből származik, ami azt jelenti, hogy “egy ciprusi fém”, mivel az akkoriban használt réz nagy részét Cipruson bányászták.
- ha egy átlagos autó összes rézvezetékét lefektetnék, akkor az 0.9 mérföldet (1.5 km) nyújtana az USGS szerint.,
- a réz elektromos vezetőképessége (mennyire könnyen áramolhat át a fémen) csak az ezüsté, a Jefferson laboratórium szerint.
- csak 1783 és 1837 között készült tiszta rézből. 1837-1857 között bronzból (95 százalékban rézből, a fennmaradó 5 százalékban ónból és cinkből) készült. 1857-ben a réz mennyisége fillérekben 88 százalékra csökkent (a fennmaradó 12 százalék nikkel volt), majd 1864-ben visszatért korábbi receptjéhez. 1962-ben egy penny tartalma 95% rézre és 5% cinkre változott., 1982 – től napjainkig a pennyk 97,5 százaléka cink és 2,5 százaléka réz.
- az embereknek rézre van szükségük étrendjükben. A fém nélkülözhetetlen nyomelem, amely elengedhetetlen a vörösvértestek kialakulásához, az amerikai Nemzeti Orvostudományi Könyvtár szerint. Szerencsére a réz megtalálható a különböző élelmiszerek, beleértve a szemek, bab, burgonya, leveles zöldek.
- túl sok réz azonban rossz dolog., A fém magas szintjének lenyelése rövid távon hasi fájdalmat, hányást és sárgaságot okozhat (sárgás színű a bőr és a szem fehérje, ami azt jelezheti, hogy a máj nem működik megfelelően). A hosszú távú expozíció olyan tünetekhez vezethet, mint a vérszegénység, görcsök és hasmenés, amely gyakran véres, és kék lehet.
- alkalmanként a régi rézcsövek miatt megnövekedett rézszintek találhatók a vízellátásban., Például 2018 augusztusában a detroiti állami iskolarendszer elővigyázatosságból kikapcsolta az összes ivóvizet az állami iskolákban a vízben található magas réz – és vasszint miatt-írja a Seattle Times.
- a réz antimikrobiális tulajdonságokkal rendelkezik, és érintkezéskor megöli a baktériumokat, vírusokat és élesztőket-derül ki az Applied and Environmental Microbiology című folyóirat 2011-es cikkéből. Ennek eredményeként a réz akár szövetekké is szövhető, hogy antimikrobiális ruhákat készítsen, mint például a lábgomba elleni zokni.,
- a Mayo Klinika szerint a réz is szerepel a születésszabályozáshoz használt intrauterin eszközök (IUD-k) bizonyos típusaiban. A rézkábel gyulladásos reakciót hoz létre, amely mérgező mind a spermára, mind a tojásra, a terhesség megelőzése érdekében. Bármilyen orvosi eljárással fennáll a mellékhatások kockázata. Bár a réz-toxicitás nem tűnik egynek, az Medical Science monitorban közzétett 2017. évi cikk szerint.,
Current research
Medicine: Copper’s anti-microbial properties have made it a popular metal in the medical field., Több kórház is kísérletezett a gyakran megérintett felületek, például ágysínek és hívógombok réz-vagy rézötvözetekkel történő lefedésével, hogy megpróbálja lassítani a kórházi fertőzések terjedését. A réz megöli a mikrobákat azáltal, hogy zavarja az organizmusok sejtmembránjainak elektromos töltését-mondta Cassandra Salgado, a fertőző betegségek professzora és a dél-karolinai Orvosi Egyetem kórházi epidemiológusa.,
2013-Ban, a kutatócsoport által vezetett Salgado vizsgált felületeken az intenzív osztályon egységek (ICUs) három kórházak, összehasonlítva szobák módosított réz felületek csatolt hat közös tárgyak vannak kitéve, a sok kéz, a szobák nem módosított a réz. A tudósok megállapították, hogy a hagyományos kórházi szoba (azok nélkül réz felületek), 12.3% – a betegek kifejlesztett antibiotikum-rezisztens fertőzések, például a methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA), valamint a vancomycin-rezisztens Enterococcus (VRE). Összehasonlításképpen, a réz-módosított szobákban csak 7.,A betegek 1% – ánál fordult elő ilyen potenciálisan pusztító fertőzés.
” tudjuk, hogy ha rezet helyez a páciens szobájába, akkor csökkenteni fogja a mikrobiális terhet ” – mondta Salgado a Live Science-nek. “Azt hiszem, ez olyasmi, amit időről időre újra megmutattak. Tanulmányunk volt az első, amely bizonyította, hogy ennek klinikai előnye lehet.”
A kutatók változott semmi, még az INTENZÍVEN feltételek túl a réz; az orvosok, a nővérek pedig még mindig megmosta a kezét, majd tisztítás ment, mint rendesen., A kutatók eredményeiket 2013-ban tették közzé a Infection Control and Hospital Epidemiology folyóiratban.
Salgado, meg a csapat is tesztelt réz bélés stethoscopes szerint 2017 cikk megjelent az American Journal of Infection Control, ahol a kutatók azt találták, hogy ott jóval kevesebb a baktériumok réz bevonatú stethoscopes, 66% – a a stethoscopes teljesen ingyenes, a baktériumok. További kutatások továbbra is tesztelik a rézbevonat gondolatát más orvosi osztályokban, különösen azokon a területeken, ahol a betegek mozgékonyabbak, mint az ICU-ban., Szükség van egy költség-haszon elemzésre is, amely mérlegeli a réztelepítés költségeit a költséges fertőzések megelőzésével elért megtakarításokkal szemben-mondta.
elektronika: a réz is nagy szerepet játszik az elektronikában, és annak bősége és alacsony ára miatt a kutatók azon dolgoznak, hogy a fémet egyre több élvonalbeli eszközbe integrálják.
valójában a réz segíthet futurisztikus elektronikus papír, Hordható bioszenzorok és más “puha” elektronika előállításában – mondta Wenlong Cheng, az Ausztrál Monash Egyetem Vegyészmérnöki professzora., Cheng és kollégái réz nanorészecskéket használtak, hogy létrehozzanak egy “aerogel monolitot”, egy olyan anyagot, amely nagyon porózus, nagyon könnyű és elég erős ahhoz, hogy önmagában álljon fel, hasonlóan a száraz konyhai szivacshoz. A múltban ezek az aerogel monolitok aranyból vagy ezüstből készültek, de a réz gazdaságosabb megoldás.
keverésével réz nanopálcikák kis mennyiségű polivinil alkohol, a kutatók létre aerogel monolitok, hogy lehet egyfajta sliceable, alakítható gumi, amely vezeti az elektromosságot. A kutatók 2014-ben jelentették megállapításaikat az ACS Nano folyóiratban., A végső eredmény lehet egy puha testű robot, vagy egy orvosi érzékelő, amely tökéletesen illeszkedik az ívelt bőrhöz-mondta Cheng a Live Science-nek. Ő és csapata jelenleg azon dolgoznak, hogy a réz aerogel monolitokból vérnyomás-és testhőmérséklet-érzékelőket hozzanak létre — más módon a réz segítheti az emberi egészség megfigyelését.
fizika: egy 2014-es kísérletben egy rézdarab lett a leghidegebb köbméter (35, 3 köbméter) a földön, amikor a kutatók 6 millikelvinre hűtötték, vagy az abszolút nulla (0 kelvin) feletti hat ezred fok., Ennek a tömegnek és térfogatnak ez a legközelebbi anyaga, amely valaha abszolút nullára jutott.
az olasz nemzeti nukleáris Fizikai Intézet kutatói a 880-lb-t helyezték el. (400 kilogramm) rézkocka egy cryostat nevű tartály belsejében, amelyet kifejezetten az elemek rendkívül hideg tartására terveztek. Ez az első kriosztát, vagy eszköz a dolgok alacsony hőmérsékleten tartására, amely képes az anyagokat olyan közel tartani az abszolút nullához.
a szélsőséges hőmérsékleti kriosztát építése csak az első lépés egy új kísérletben, amelyben a kriosztát részecskedetektorként fog működni., A kutatók remélem, az érzékelő, amely a folyamatban megbízást szerint 2018-ig status update, felfedi többet a szubatomi részecskék, úgynevezett neutrínók pedig, hogy miért van sokkal több anyag, mint antianyag az univerzumban.
mezőgazdaság: a Cornell Egyetem kutatói tanulmányozták a rézhiány hatásait a növényekben, különösen a búzában. A búza a világ egyik legfontosabb élelmiszerlánca, a rézhiány pedig mind alacsonyabb terméshozamhoz, mind alacsonyabb terméshozamhoz vezethet.,
a kutatók azt tanulmányozták, hogy a növények hogyan szívják fel és dolgozzák fel a rezet. Két olyan fehérjét találtak a búzában, az AtCITF1-ben és az AtSPL7-ben, amelyek létfontosságúak a réz felvételéhez és a búza reproduktív szerveibe történő szállításához az amerikai Mezőgazdasági Minisztérium szerint.
a korai vizsgálatok azt mutatták, hogy amikor a réz és más tápanyagok a talajban dúsítódnak, majd a búza felszívja őket, a terméshozam akár hétszeresére nő., Míg a réz és más ásványi anyagok ismerete ismert, hogy jótékony hatással van a növények egészségére és termékenységére, a tény hogyan és miért nem jól ismert. A tudás, miért a réz jótékony hogyan funkciók belül növény növekedés, szaporodás tovább használható növények, mint a rizs, árpa, zab, illetve be lehet mutatni ezek a növények ásványi anyagokban gazdag műtrágyát, amely tartalmazza a réz -, a talaj volt, hogy egyszer a nem megfelelő gazdálkodás.,
további források
- az American Cancer Society megvizsgálja a rézkutatást, és azt állítja, hogy szerepe lehet a rák megelőzésében vagy kezelésében.
- A Környezetvédelmi Ügynökség tájékoztatást nyújt a magas rézszintnek való kitettségről és a rézkorrózió háztartási csövekben kifejtett hatásairól.
- A Thomas Jefferson National Accelerator facility (Jefferson Lab) feltárja a réz történetét és felhasználását.
ezt a cikket szeptemberben frissítették. 12, 2018, Élő Tudomány közreműködő Rachel Ross.