cuprul strălucitor și roșiatic a fost primul metal manipulat de oameni și rămâne un metal important în industria de astăzi. cel mai vechi obiect metalic găsit în Orientul Mijlociu este format din cupru; a fost un mic șurub care datează din 5100 Î.HR., iar penny-ul american a fost inițial fabricat din cupru pur (deși, în zilele noastre, este de 97,5% zinc cu o piele subțire de cupru).
cuprul se situează ca al treilea cel mai consumat metal industrial din lume, după fier și aluminiu, potrivit U. S. Geological Survey (USGS)., Aproximativ trei sferturi din cupru merge pentru a face fire electrice, cabluri de telecomunicații și electronice. în afară de aur, cuprul este singurul metal din tabelul periodic a cărui colorare nu este în mod natural argintiu sau gri.
Chimice descriere
- numărul Atomic (numărul de protoni din nucleu): 29
- simbolul Atomic (pe tabelul periodic al elementelor): Cu
- greutate Atomică (masa medie a atomului): 63.55
- Densitate: 8.92 grame pe centimetru cub
- Faza la temperatura camerei: solide
- punctul de Topire: 1,984.32 de grade Fahrenheit (1,084.,62 de grade Celsius)
- punctul de Fierbere: 5,301 de grade F (2,927 grade C)
- Numărul de izotopi (atomi de același element cu un număr diferit de neutroni): 35; 2 stabilă
- cele Mai frecvente izotopi: Cu-63 (69.15 la sută naturale abundență) și Cu-65 (30.85% naturală abundenta)
Istorie și caracteristici
cele Mai cuprul se găsește în minereuri și trebuie să fie topit, sau extras din minereurile sale, de puritate înainte de a putea fi folosit. Dar reacțiile chimice naturale pot elibera uneori cupru nativ, conform site-ului bazei de date chimice, Chemicool.,
Oamenii au fost de a face lucruri din cupru pentru cel puțin 8.000 de ani și-a dat seama cum de a topi metalul de aproximativ 4500 B. C. următorul salt tehnologic a fost crearea de aliaje de cupru prin adăugarea de tablă de cupru, care a creat un metal greu decât părțile sale individuale: de bronz. Dezvoltarea tehnologică a inaugurat în Epoca de Bronz, o perioadă care acoperă aproximativ 3300 de la 1200 î. hr., și isdistinguished prin utilizarea de unelte și arme din bronz, în conformitate cu Istoria.Artefactele de cupru sunt stropite în întreaga înregistrare istorică., Arheologii au descoperit o mică sulă, sau instrument ascuțit, datând din 5100 Î.HR., care a fost îngropat cu o femeie de vârstă mijlocie într-un sat antic din Israel. Sula reprezintă cel mai vechi obiect metalic găsit vreodată în Orientul Mijlociu. Cuprul a venit probabil din regiunea Caucazului, situată în regiunea muntoasă care acoperă sud-estul Rusiei, Armenia, Azerbaidjan și Georgia, la mai mult de 600 de mile (1.000 de kilometri) distanță, potrivit articolului 2014 publicat în PLOS ONE. În Egiptul antic, oamenii foloseau aliaje de cupru pentru a face bijuterii, inclusiv inele de deget., Cercetătorii au descoperit, de asemenea, Mine masive de cupru din secolul al X-lea î.HR. în Israel.aproximativ două treimi din cuprul de pe Pământ se găsește în roci magmatice (vulcanice), iar aproximativ un sfert apare în roci sedimentare, potrivit USGS. Metalul este ductil și maleabil și conduce bine căldura și electricitatea — motive pentru care cuprul este utilizat pe scară largă în electronică și cablare.
cuprul devine verde din cauza unei reacții de oxidare; adică pierde electroni atunci când este expus la apă și aer. Oxidul de cupru rezultat este un verde plictisitor., Această reacție de oxidare este motivul pentru care Statuia Libertății placată cu cupru este mai degrabă verde decât roșu-portocaliu. Potrivit Asociației de dezvoltare a cuprului, un strat de oxid de cupru de numai 0,005 inci (0,127 milimetri) straturi groase Lady Liberty, iar acoperirea cântărește aproximativ 80 de tone (73 de tone metrice). Schimbarea de la culoarea cuprului la verde a avut loc treptat și a fost finalizată până în 1920, la 34 de ani după ce statuia a fost dedicată și dezvăluită, potrivit Societății Istorice din New York.
Cine știa?,
Aici sunt unele fapte interesante despre cupru:
- Potrivit lui Peter van der Krogt, un istoric olandeză, cuvântul „cupru” are mai multe rădăcini, dintre care multe provin de la cuvântul Latin cuprum care a fost derivat din fraza aes Cyprium, care înseamnă „un metal din Cipru,” cât mai mult din cupru utilizate la momentul a fost exploatat în Cipru.
- dacă toate cablurile de cupru dintr-o mașină medie ar fi stabilite, s-ar întinde 0, 9 mile (1, 5 km), potrivit USGS.,
- conductanța electrică (cât de ușor poate curge un curent prin metal) a cuprului este a doua doar la cea a argintului, potrivit Laboratorului Jefferson.
- Pennies au fost făcute din cupru pur numai din 1783 până în 1837. Din 1837-1857 bănuți au fost făcute din bronz (95 la sută cupru, cu restul de 5 la sută format din staniu și zinc). În 1857, cantitatea de cupru în bani a scăzut la 88% (restul de 12% a fost nichel) și a revenit la rețeta anterioară în 1864. În 1962, conținutul unui ban s-a schimbat la 95% cupru și 5% zinc., Din 1982 până în prezent, mărunțiș sunt 97.5 la sută zinc și 2.5 la sută cupru.
- oamenii au nevoie de cupru în dieta lor. Metalul este un mineral esențial care este crucial pentru formarea globulelor roșii, potrivit Bibliotecii Naționale de Medicină din SUA. Din fericire, cuprul poate fi găsit într-o varietate de alimente, inclusiv cereale, fasole, cartofi și verdețuri cu frunze.
- prea mult cupru, cu toate acestea, este un lucru rău., Ingerarea unor niveluri ridicate de metal poate provoca dureri abdominale, vărsături și icter (o tentă gălbuie a pielii și albul ochilor care poate indica faptul că ficatul nu funcționează corect) pe termen scurt. Expunerea pe termen lung poate duce la simptome precum anemie, convulsii și diaree, care este adesea sângeroasă și poate fi albastră.
- Ocazional, nivelurile crescute de cupru se găsesc în alimentarea cu apă datorită conductelor vechi de cupru., De exemplu, în August 2018, sistemul școlar public din Detroit a oprit toată apa potabilă din școlile publice ca măsură de precauție din cauza nivelurilor ridicate de cupru și fier găsite în apă, potrivit Seattle Times.
- Cuprul are proprietăți antimicrobiene și ucide bacteriile, virușii și drojdiile la contact, potrivit unei lucrări din 2011 din revista Applied and Environmental Microbiology. Drept urmare, cuprul poate fi chiar țesut în țesături pentru a face articole de îmbrăcăminte anti-microbiene, cum ar fi șosetele care luptă împotriva ciupercilor piciorului.,
- cuprul este, de asemenea, inclus în anumite tipuri de dispozitive intrauterine (Diu) utilizate pentru controlul nașterii, potrivit Clinicii Mayo. Cablajul de cupru creează o reacție inflamatorie care este toxică atât pentru spermă, cât și pentru ouă, pentru a preveni sarcina. Există, cu orice procedură medicală, un risc de reacții adverse. Deși, toxicitatea cuprului nu pare a fi una, potrivit unui articol din 2017 publicat în Medical Science Monitor.,
Current research
Medicine: Copper’s anti-microbial properties have made it a popular metal in the medical field., Mai multe spitale au experimentat acoperirea suprafețelor atinse frecvent, cum ar fi șinele de pat și butoanele de apel, cu cupru sau aliaje de cupru, în încercarea de a încetini răspândirea infecțiilor dobândite în spital. Cuprul ucide microbii interferând cu sarcina electrică a membranelor celulare ale organismelor, a declarat Cassandra Salgado, profesor de boli infecțioase și epidemiolog de spital la Universitatea de Medicină din Carolina de Sud.,în 2013, o echipă de cercetători condusă de Salgado a testat suprafețele în unitățile de terapie intensivă (Icu) din trei spitale, comparând camerele modificate cu suprafețele de cupru atașate la șase obiecte comune care sunt supuse multor mâini la camere care nu sunt modificate cu cupru. Oamenii de știință au descoperit că, în sălile tradiționale de spital (cele fără suprafețe de cupru), 12, 3 la sută dintre pacienți au dezvoltat infecții rezistente la antibiotice, cum ar fi Staphylococcus aureus rezistent la meticilină (MRSA) și Enterococcus rezistent la vancomicină (VRE). Prin comparație, în camerele modificate de cupru, doar 7.,1% dintre pacienți au contractat una dintre aceste infecții potențial devastatoare.
„știm că dacă puneți cupru în camera unui pacient, veți reduce povara microbiană”, a declarat Salgado pentru Live Science. „Cred că este ceva care a fost arătat din când în când. Studiul nostru a fost primul care a demonstrat că ar putea exista un beneficiu clinic în acest sens.cercetătorii nu au schimbat nimic altceva în ceea ce privește condițiile UCI dincolo de cupru; medicii și asistentele medicale și-au spălat încă mâinile, iar curățarea a continuat ca de obicei., Cercetatorii au publicat concluziile lor in 2013 in revista Infection Control and Hospital Epidemiology.Salgado și echipa ei au testat, de asemenea, căptușeala de cupru pe stetoscoape, potrivit unui articol din 2017 publicat în American Journal of Infection Control, unde cercetătorii au descoperit că pe stetoscoapele acoperite cu cupru erau semnificativ mai puține bacterii și 66% Din stetoscoape erau complet lipsite de bacterii. Cercetările ulterioare continuă să testeze ideea de placare cu cupru în alte secții medicale, în special în zonele în care pacienții sunt mai mobili decât în UCI., De asemenea, trebuie să existe o analiză cost-beneficiu care să cântărească cheltuielile instalației de cupru împotriva economiilor obținute prin prevenirea infecțiilor costisitoare, a spus ea.
Electronică: cuprul joacă, de asemenea, un rol imens în electronică, iar datorită abundenței sale și prețului scăzut, cercetătorii lucrează la integrarea metalului într-un număr tot mai mare de dispozitive de ultimă oră. de fapt, cuprul poate ajuta la producerea hârtiei electronice futuriste, a biosenzorilor purtabili și a altor electronice „moi”, a declarat Wenlong Cheng, profesor de inginerie chimică la Universitatea Monash din Australia., Cheng și colegii săi au folosit nanofire de cupru pentru a crea un „monolit aerogel”, un material care este foarte poros, foarte ușor și suficient de puternic pentru a se ridica singur, similar cu un burete de bucătărie uscat. În trecut, aceste monolite aerogel au fost fabricate din aur sau argint, dar cuprul este o opțiune mai economică. prin amestecarea nanofirelor de cupru cu cantități mici de alcool polivinilic, cercetătorii au creat monoliți aerogel care s-ar putea transforma într-un fel de cauciuc feliat, modelabil, care conduce electricitatea. Cercetatorii au raportat concluziile lor in 2014 in revista ACS Nano., Rezultatul final ar putea fi un robot cu corp moale sau un senzor medical care se îmbină perfect cu pielea curbată, a declarat Cheng pentru Live Science. El și echipa sa lucrează în prezent pentru a crea senzori de tensiune arterială și temperatură corporală din monoliți aerogel de cupru — un alt mod în care cuprul ar putea ajuta la monitorizarea sănătății umane.
fizică: într-un experiment din 2014, o bucată de cupru a devenit cel mai rece metru cub (35, 3 metri cubi) de pe Pământ, când cercetătorii l-au răcit la 6 millikelvins, sau șase mii de grade peste zero absolut (0 kelvin)., Aceasta este cea mai apropiată substanță din această masă și volum a ajuns vreodată la zero absolut.cercetătorii de la Institutul Național Italian pentru Fizică Nucleară au pus 880-lb. (400 kilograme) cub de cupru în interiorul unui container numit criostat care este special conceput pentru a menține obiectele extrem de reci. Acesta este primul criostat sau dispozitiv pentru păstrarea lucrurilor la temperaturi scăzute, care este capabil să mențină substanțele atât de aproape de zero absolut.construirea criostatului de temperatură extremă este doar primul pas într-un nou experiment în care criostatul va acționa ca detector de particule., Cercetătorii speră că detectorul, care este în curs de a fi comandat conform unei actualizări de stare din 2018, va dezvălui mai multe despre particulele subatomice numite neutrini și de ce există mult mai multă materie decât antimaterie în univers.Agricultura: cercetătorii de la Universitatea Cornell au studiat efectele deficiențelor de cupru în culturi, în special în grâu. Grâul este unul dintre cele mai importante produse alimentare din lume, iar deficiențele de cupru pot duce atât la un randament mai mic al culturilor, cât și la o fertilitate mai scăzută a culturilor.,cercetătorii au studiat modul în care plantele absorb și procesează cuprul. Ei au găsit două proteine în grâu, AtCITF1 și AtSPL7, care sunt vitale pentru preluarea și livrarea de cupru la grâu s-organele de reproducere, în conformitate cu Departamentul Agriculturii al SUA.testele timpurii au arătat că atunci când cuprul și alți nutrienți sunt îmbogățiți în solși apoi absorbiți de grâu, randamentele culturilor cresc de până la șapte ori., În timp ce cunoașterea cuprului și a altor minerale este cunoscută a fi benefică pentru sănătatea și fertilitatea culturilor, cum și de ce nu este bine înțeleasă. Cunoașterea motivului pentru care cuprul este benefic și a modului în care funcționează în cadrul creșterii și reproducerii unei plante poate fi folosită în continuare pe culturi precum orez, orz și ovăz și poate introduce aceste culturi cu un îngrășământ bogat în minerale, care include cupru, în solul care a fost cândva nepotrivit pentru agricultură.,
resurse suplimentare
- Societatea Americană de Cancer examinează cercetarea despre cupru și susține că poate avea un rol în prevenirea sau tratarea cancerului.
- Agenția pentru Protecția Mediului oferă informații despre expunerea la niveluri ridicate de cupru și efectele coroziunii cuprului în conductele de uz casnic.
- Thomas Jefferson National Accelerator facility (Jefferson Lab) explorează istoria și utilizările cuprului.
Acest articol a fost actualizat pe Sept. 12, 2018, de colaboratorul Live Science, Rachel Ross.