glanzend, roodachtig koper was het eerste metaal dat door mensen werd gemanipuleerd, en het blijft een belangrijk metaal in de industrie vandaag.
het oudste metalen object in het Midden-Oosten bestaat uit koper; het was een kleine priem die dateert uit 5100 voor Christus en de Amerikaanse penny was oorspronkelijk gemaakt van puur koper (hoewel het tegenwoordig 97,5 procent zink is met een dunne koperen huid).volgens de U. S. Geological Survey (USGS) is koper het op twee na meest verbruikte industriële metaal ter wereld, na ijzer en aluminium., Ongeveer driekwart van dat koper gaat naar elektrische draden, telecommunicatiekabels en elektronica.
afgezien van goud is koper het enige metaal op het periodiek systeem waarvan de kleur niet van nature zilver of grijs is.
chemische omschrijving
- atoomnummer (aantal protonen in de kern): 29
- Atoomsymbool (op het periodiek systeem van elementen): Cu
- atoomgewicht (gemiddelde massa van het atoom): 63,55
- dichtheid: 8,92 g/kubieke centimeter
- fase bij kamertemperatuur: vaste
- smeltpunt: 1,984.32 graden Fahrenheit (1084.,62 graden Celsius)
- Kookpunt: 5,301 graden F (2,927 graden C)
- Aantal isotopen (atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen): 35; 2 stabiele
- de Meest voorkomende isotopen: Cu-63 (69.15 procent natuurlijke overvloed) en Cu-65 (30.85 procent natuurlijke overvloed)
Geschiedenis en kenmerken
de Meeste koper treedt op in ertsen en moet worden gesmolten, of gewonnen uit het erts, voor de zuiverheid voordat het gebruikt kan worden. Maar natuurlijke chemische reacties kunnen soms native koper vrijgeven, volgens de chemiedatabase site, Chemicool.,
mensen maken al minstens 8.000 jaar dingen van koper en zijn erachter gekomen hoe het metaal rond 4500 v. Chr. moet worden geroken. de volgende technologische sprong was het maken van koperlegeringen door tin aan koper toe te voegen, waardoor een harder metaal ontstond dan zijn afzonderlijke delen: brons. De technologische ontwikkeling luidde de Bronstijd in, een periode van ongeveer 3300 tot 1200 voor Christus, en wordt onderscheiden door het gebruik van bronzen gereedschappen en wapens, volgens de geschiedenis.
koper artefacten worden verspreid door de historische record., Archeologen ontdekten een klein priem, of puntig Gereedschap, daterend uit 5100 v. Chr., dat begraven werd met een vrouw van middelbare leeftijd in een oud dorp in Israël. De priem vertegenwoordigt het oudste metalen object ooit gevonden in het Midden-Oosten. Het koper kwam waarschijnlijk uit de Kaukasus regio, gelegen in de bergachtige regio die Zuidoost-Rusland, Armenië, Azerbeidzjan en Georgië meer dan 600 mijl (1.000 kilometer) afstand, volgens 2014 artikel gepubliceerd in PLOS ONE. In het oude Egypte gebruikten mensen koperlegeringen om sieraden te maken, waaronder teenringen., Onderzoekers hebben ook enorme kopermijnen gevonden uit de 10e eeuw voor Christus in Israël.
ongeveer twee derde van het koper op aarde wordt gevonden in stollingsgesteente (vulkanisch) gesteente, en ongeveer een kwart komt voor in sedimentaire gesteenten, volgens de USGS. Het metaal is nodulair en kneedbaar en geleidt warmte en elektriciteit goed — redenen waarom koper veel wordt gebruikt in elektronica en bedrading.
koper wordt groen door een oxidatiereactie; dat wil zeggen, het verliest elektronen wanneer het wordt blootgesteld aan water en lucht. Het resulterende koperoxide is een dof groen., Deze oxidatiereactie is de reden dat het koperen Vrijheidsbeeld groen is in plaats van oranjerood. Volgens de Copper Development Association, een verweerde laag van koperoxide slechts 0,005 inch (0,127 millimeter) dikke coats Lady Liberty, en de bekleding weegt ongeveer 80 ton (73 ton). De verandering van koperkleurig naar groen vond geleidelijk plaats en was voltooid in 1920, 34 jaar nadat het standbeeld werd gewijd en onthuld, volgens de New York Historical Society.
wie wist?,
Hier zijn enkele interessante feiten over koper:
- volgens Peter Van der Krogt, een Nederlandse historicus, heeft het woord “koper “verschillende wortels, waarvan vele afkomstig zijn van het Latijnse woord cuprum dat afgeleid was van de zin Cyprium aes, wat” een metaal uit Cyprus ” betekent, aangezien veel van het koper dat in die tijd werd gebruikt in Cyprus werd gewonnen.
- als alle koperen bedrading in een gemiddelde auto was aangelegd, zou deze 1,5 km lang zijn, volgens de USGS.,
- de elektrische geleiding (hoe gemakkelijk een stroom door het metaal kan stromen) van koper is de tweede alleen die van zilver, volgens het Jefferson Laboratory.
- centen werden gemaakt van zuiver koper alleen van 1783 tot 1837. Van 1837 tot 1857 werden centen gemaakt van brons (95 procent koper, de resterende 5 procent bestond uit tin en zink). In 1857 daalde de hoeveelheid koper in centen tot 88 procent (de resterende 12 procent was nikkel) en keerde terug naar zijn vorige recept in 1864. In 1962 veranderde het gehalte van een cent in 95 procent koper en 5 procent zink., Van 1982 tot vandaag zijn centen 97,5 procent zink en 2,5 procent koper.
- mensen hebben koper nodig in hun dieet. Het metaal is een essentieel sporenmineraal dat cruciaal is voor het vormen van rode bloedcellen, volgens de Amerikaanse National Library of Medicine. Gelukkig kan koper worden gevonden in een verscheidenheid aan voedingsmiddelen, waaronder granen, bonen, aardappelen en bladgroenten.
- te veel koper is echter een slechte zaak., Inname van hoge niveaus van het metaal kan leiden tot buikpijn, braken en geelzucht (een gelige tint op de huid en wit van de ogen die kunnen wijzen op de lever niet goed functioneert) op de korte termijn. Langdurige blootstelling kan leiden tot symptomen zoals bloedarmoede, convulsies en diarree die vaak bloederig en kan blauw zijn.
- af en toe worden verhoogde hoeveelheden koper in de watertoevoer aangetroffen als gevolg van oude koperen leidingen., Zo heeft het openbare schoolsysteem in Detroit in augustus 2018 uit voorzorg al het drinkwater in openbare scholen afgesloten vanwege de hoge niveaus van koper en ijzer in het water, volgens de Seattle Times.
- koper heeft antimicrobiële eigenschappen en doodt bacteriën, virussen en gisten bij contact, volgens een artikel uit 2011 in het tijdschrift Applied and Environmental Microbiology. Hierdoor kan koper zelfs worden geweven in stoffen om antimicrobiële kledingstukken te maken, zoals sokken die voetschimmel bestrijden.,
- koper is ook opgenomen in bepaalde soorten spiraaltjes (spiraaltjes) die worden gebruikt voor geboortebeperking, volgens de Mayo Clinic. De koperen bedrading creëert een ontstekingsreactie die giftig is voor zowel sperma als eieren, om zwangerschap te voorkomen. Bij elke medische ingreep bestaat het risico op bijwerkingen. Hoewel, koper toxiciteit lijkt niet te zijn, volgens een 2017 artikel gepubliceerd in Medical Science Monitor.,
Current research
Medicine: Copper’s anti-microbial properties have made it a popular metal in the medical field., Meerdere ziekenhuizen hebben geëxperimenteerd met het bedekken van vaak aangetaste oppervlakken, zoals bedrails en oproeptoetsen, met koper of koperlegeringen in een poging de verspreiding van ziekenhuisinfecties te vertragen. Koper doodt microben door te interfereren met de elektrische lading van de celmembranen van de organismen, zei Cassandra Salgado, een professor in infectieziekten en een ziekenhuis epidemioloog aan de Medische Universiteit van South Carolina.,
In 2013, een team van onderzoekers, geleid door Salgado getest oppervlakken in de intensive-care-afdelingen (ic ‘ s) in drie ziekenhuizen, het vergelijken van kamers aangepast met koperen oppervlakken bevestigd aan zes gemeenschappelijke objecten die onderworpen zijn aan veel handen kamers niet gewijzigd met de koper. De wetenschappers ontdekten dat in de traditionele ziekenhuiskamers (die zonder koperen oppervlakken) 12,3 procent van de patiënten antibioticaresistente infecties ontwikkelde zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) en vancomycine-resistente Enterococcus (VRE). Ter vergelijking, in de koper-aangepaste kamers, slechts 7.,1 procent van de patiënten liep een van deze potentieel verwoestende infecties op.”We weten dat als je koper in de kamer van een patiënt zet, je de microbiële belasting gaat verminderen,” zei Salgado tegen Live Science. “Ik denk dat dat iets is dat keer op keer is aangetoond. Onze studie was de eerste om aan te tonen dat er een klinisch voordeel aan kon zijn.”
de onderzoekers veranderden niets anders aan de IC-omstandigheden dan het koper; artsen en verpleegkundigen wasten nog steeds hun handen en het schoonmaken ging zoals gewoonlijk door., De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in 2013 in het tijdschrift Infection Control and Hospital Epidemiology.
Salgado en haar team hebben ook koperen bekleding op stethoscopen getest, volgens een artikel uit 2017 gepubliceerd in het American Journal of Infection Control, waar de onderzoekers ontdekten dat er significant minder bacteriën op met koper beklede stethoscopen waren en 66 procent van de stethoscopen volledig vrij waren van bacteriën. Verder onderzoek wordt voortgezet om het idee van koperplaten in andere medische afdelingen te testen, met name in gebieden waar patiënten mobieler zijn dan op de IC., Er moet ook een kosten-batenanalyse zijn die de kosten van koperinstallatie afweegt tegen de besparingen die worden behaald door dure infecties te voorkomen, zei ze.
Elektronica: koper speelt ook een grote rol in de elektronica, en vanwege zijn overvloed en lage prijs, werken onderzoekers aan de integratie van het metaal in een toenemend aantal geavanceerde apparaten. in feite kan koper helpen bij de productie van futuristisch elektronisch papier, draagbare biosensoren en andere” zachte ” elektronica, aldus Wenlong Cheng, hoogleraar chemische technologie aan de Monash University in Australië., Cheng en zijn collega ‘ s hebben koperen nanodraden gebruikt om een “aerogel monoliet” te maken, een materiaal dat zeer poreus, zeer licht en sterk genoeg is om op zichzelf te staan, vergelijkbaar met een droge keukenspons. In het verleden zijn deze aerogel monolieten gemaakt van goud of zilver, maar koper is een voordeliger optie.
door nanodraden van koper te mengen met kleine hoeveelheden polyvinylalcohol, creëerden de onderzoekers aerogel-monolieten die konden veranderen in een soort plakbaar, vormbaar rubber dat elektriciteit geleidt. De onderzoekers rapporteerden hun bevindingen in 2014 in het tijdschrift ACS Nano., Het uiteindelijke resultaat kan een zachte robot zijn, of een medische sensor die perfect smelt op een gebogen huid, vertelde Cheng aan Live Science. Hij en zijn team werken momenteel aan het creëren van bloeddruk — en lichaamstemperatuur sensoren uit koper aerogel monolieten-een andere manier koper zou kunnen helpen bij het monitoren van de menselijke gezondheid.
fysica: in een experiment uit 2014 werd een stuk koper de koudste kubieke meter (35,3 kubieke voet) op aarde toen onderzoekers het afkoelden tot 6 millikelvins, ofwel zesduizendsten van een graad boven het absolute nulpunt (0 kelvin)., Dit is het dichtst dat een substantie van deze massa en volume ooit tot het absolute nulpunt is gekomen.
onderzoekers van het Italiaans Nationaal Instituut voor kernfysica zetten de 880-lb. (400 kilogram) koperen kubus in een container genaamd een cryostaat die speciaal is ontworpen om items extreem koud te houden. Dit is de eerste cryostaat, of apparaat om dingen bij lage temperaturen te houden, die stoffen zo dicht bij het absolute nulpunt kan houden.
het bouwen van de extreme temperatuur cryostaat is slechts de eerste stap in een nieuw experiment waarin de cryostaat zal fungeren als een deeltjesdetector., Onderzoekers hopen dat de detector, die momenteel in gebruik wordt genomen volgens een statusupdate van 2018, meer zal onthullen over de subatomaire deeltjes genaamd neutrino ‘ s en waarom er zoveel meer materie dan antimaterie in het universum is.
landbouw: onderzoekers aan de Cornell University hebben de effecten bestudeerd van kopertekort in gewassen, met name tarwe. Tarwe is een van de belangrijkste voedsel nietjes in de wereld, en koper tekorten kunnen leiden tot zowel een lagere oogstopbrengst en lagere vruchtbaarheid van het gewas.,
de onderzoekers hebben bestudeerd hoe planten het koper absorberen en verwerken. Zij hebben twee proteã nen in de tarwe gevonden, AtCITF1 en AtSPL7, die essentieel zijn voor de opname en levering van het koper aan de voortplantingsorganen van de tarwe, volgens het Ministerie van Landbouw van de V. S.uit eerste proeven is gebleken dat wanneer koper en andere nutriënten worden verrijkt in het soiland dat vervolgens door de tarwe wordt geabsorbeerd, de opbrengst van de gewassen met maar liefst zeven keer toeneemt., Hoewel bekend is dat de kennis van koper en andere mineralen gunstig is voor de gezondheid en vruchtbaarheid van gewassen, is het hoe en waarom van dit feit niet goed begrepen. De kennis van waarom koper gunstig is en hoe het functioneert binnen de groei en voortplanting van een plant kan verder worden gebruikt op gewassen zoals rijst, gerst en haver, en kan deze gewassen met een minerale-rijke meststof, waaronder koper, introduceren op grond die ooit ongeschikt was voor de landbouw.,
extra middelen
- De American Cancer Society onderzoekt het onderzoek naar koper en beweert dat het een rol kan spelen bij het voorkomen of behandelen van kanker.
- het Environmental Protection Agency verstrekt informatie over blootstelling aan hoge concentraties koper en de effecten van kopercorrosie in huishoudelijke leidingen.de Thomas Jefferson National Accelerator facility (Jefferson Lab) onderzoekt de geschiedenis en het gebruik van koper.
Dit artikel is in September bijgewerkt. 12, 2018, door Live Science contributor Rachel Ross.