Мідь

Мідь, яка трапляється у природі в чистому вигляді, стала одним із перших металів, освоєних людиною. Латинська назва міді — cuprum — походить від назви острова Кіпр, де вже у III ст. до н. е. існували мідні рудники. Але через те що мідь — м’який метал, у стародавності вона не змогла замінити кам’яні знаряддя праці. Лише коли людина навчилася плавити мідь і винайшла бронзу (сплав міді з оловом), метал замінив камінь. Широке використання міді почалося в IV тисячолітті до н. е.


Мідь, яка трапляється у природі в чистому вигляді, стала одним із перших металів, освоєних людиною. Латинська назва міді — cuprum — походить від назви острова Кіпр, де вже у III ст. до н. е. існували мідні рудники. Але через те що мідь — м’який метал, у стародавності вона не змогла замінити кам’яні знаряддя праці. Лише коли людина навчилася плавити мідь і винайшла бронзу (сплав міді з оловом), метал замінив камінь. Широке використання міді почалося в IV тисячолітті до н. е.

 

Мідь входить більш ніж у 198 мінералів, з яких для промисловості важливі тільки 17, переважно сульфідів, фосфатів, силікатів, карбонатів, сульфатів. Головними рудними мінералами є халькопірит CuFeS2 ковелін CuS, борніт Cu5FeS4, халькозин Cu2S.

 

Оксиди: тенорит, куприт. Карбонати: малахіт, азурит. Сульфати: халькантит, брошантит. Сульфіди: ковелін, халькозин, халькопірит, борніт.

 

Чиста мідь — тягучий, в’язкий метал червоного, у зламі рожевого кольору, у дуже тонких шарах на просвіт мідь виглядає зеленувато-голубою. 

 
Мідь не є валютним металом. З неї роблять монети, але жоден банк не стане зберігати гроші у вигляді злитків міді. Однак іноді з міді карбують пам'ятні медалі або пам'ятні жетони. Один із таких жетонів представлений на фото. За розміром він дуже схожий на срібну унцію американського банку, але дещо легше.
 
 
Ці самі кольори характерні й для багатьох сполук Купруму, як у твердому стані, так і в розчинах.
 
 
Зменшення забарвлення в разі підвищення валентності можна побачити на таких двох прикладах:
  • CuCl — білий,
  • Cu2O — червоний,
  • CuCl 2H2 O⋅ — голубий,
  • CuO — чорний.
 
Карбонати характеризуються синім і зеленим (зеленуватим) кольором за наявності води.
 
Практичне значення мають самородна мідь, сульфіди, сульфосоли й карбонати (силікати).
 
 

Сплави міді

У чистому вигляді мідь має невелику міцність (200–250 МПа) і високу пластичність. Температура плавлення становить 1083°С. Мідь погано обробляти різанням, але можна легко деформувати в гарячому й холодному станах. Значно поширені сплави міді — латунь і бронзи.

 

Бронзи

Відомий із найдавніших часів, сплав міді містить 4–30 % олова (зазвичай 8–10 %). Цікаво, що бронза за своєю твердістю перевершує окремо взяті чисті мідь і олово. Бронза більш легкоплавка порівняно з міддю. До наших днів збереглися вироби із бронзи майстрів Давнього Єгипту, Греції, Китаю. Із бронзи відливали в середньовіччя знаряддя й багато інших виробів. Знамениті Цар-гармата й Цар-дзвін у Московському Кремлі також відлиті зі сплаву міді з оловом.

 

На сьогодні у бронзах олово часто замінюють іншими металами, що призводить до зміни їхніх властивостей. Алюмінієві бронзи, які містять 5–10 % алюмінію, мають підвищену міцність. З такої бронзи карбують мідні монети. Дуже міцні, тверді й пружні берилієві бронзи містять приблизно 2 % берилію. Пружини, виготовлені з берилієвої бронзи, майже «вічні».

 

Мельхіор

Широке застосування в народному господарстві дістали бронзи, виготовлені на основі інших металів; свинцю, марганцю, сурми, заліза, нікелю й кремнію. Велику групу становлять мідно-нікелеві сплави. Ці сплави мають сріблясто-білий колір, незважаючи на те що переважаним компонентом є мідь. Сплав мельхіор містить від 18 до 33 % нікелю (решта — мідь). Він має гарний зовнішній вигляд. Із мельхіору виготовляють посуд і прикраси, карбують монети («срібло»).

 

Нейзильбер

Схожий на мельхіор сплав — нейзильбер — містить, крім 15 % нікелю, до 20 % цинку. Цей сплав використовують для виготовлення художніх виробів медичного інструмента. Мідно-нікелеві сплави мають дуже високий електричний опір. Їх використовують у виробництві електровимірювальних приладів. Характерна риса всіх мідно-нікелевих сплавів — їх висока стійкість до процесів корозії — вони майже не руйнуються навіть у морській воді.

 

Латунь

Сплави міді з цинком (уміст цинку до 50 %) називають латунню. Це дешеві сплави, мають гарні механічні властивості, легко обробляються. Завдяки своїм якостям латуні дістали широке застосування в машинобудуванні, хімічній промисловості, у виробництві побутових товарів. Для надання латуням особливих властивостей у них часто додають алюміній, нікель, кремній, марганець та інші метали.

 

Застосування

Із латуней виготовляють труби для радіаторів автомашин, трубопроводи, патронні гільзи, пам’ятні медалі, а також частини технологічних апаратів для одержання різних речовин. У техніці застосовують процеси міднення — покриття сталевих виробів тонким шаром міді. Навіщо це роблять? Сталеві деталі й вироби часто покривають захисно-декоративними хромовими й нікелевими покриттями. Таке покриття, нанесене безпосередньо на сталь, неміцне: воно розтріскується й відпадає. Якщо сталь покрити легким шаром міді, а потім хромом або нікелем, то електролітичні осади мають високу якість. Міднення проводять також для полегшення спаювання деталей — мідь дуже добре піддається паянню.

 

Сполуки Купруму мають високу біологічну активність. Вони містяться у тваринних і рослинних організмах. У рослинах мідь бере участь у процесах синтезу хлорофілу, входить до складу ферментів. В оптимальних концентраціях вона підвищує холодостійкість рослин, сприяє їх росту й розвитку. Основна біохімічна функція міді — участь у ферментативних реакціях як активатора або в складі купрумовмісних ферментів. Її кількість у рослинах становить від 0,0001 до 0,05 % (на суху речовину) і залежить від виду рослини й умісту цього елемента в ґрунті.

 

Серед тварин найбільш багаті на мідь деякі безхребетні (у молюсків і ракоподібних у гемоціаніні міститься 0,15–0,26 % міді). Надходячи з їжею, мідь усмоктується в кишечнику, зв’язується з білком сироватки крові — альбуміном, потім поглинається печінкою, звідки в складі білка церулоплазміну повертається в кров і надходить до органів і тканин.

 

Мідь входить до складу багатьох продуктів, які людина використовує в їжу: горіхів, злаків, яловичої печінки, бобових культур. Недостатнє вживання міді може призвести до різних захворювань, зокрема погіршується склад крові. Однак надлишок сполук Купруму також шкідливий, та може призвести до важких отруєнь. От чому не рекомендують користуватися під час приготування їжі мідним посудом: під час кип’ятіння в ньому в розчин може перейти надлишкова кількість міді. Можна лише використовувати мідний посуд, добре облущений зсередини, тобто покритий шаром олова.

 

Деяку кількість міді (головним чином у вигляді солей) споживають для приготування мінеральних пігментів, боротьби зі шкідниками й хворобами рослин, як мікродобрива, каталізатори окисних процесів, а також у шкіряній і хутряній промисловості й під час виробництва штучного шовку.

 

Мідь як художній матеріал використовують для прикрас, скульптур. Ковані й литі вироби із самого металу та його сплавів прикрашають карбуванням, гравіруванням і тисненням. Легкість обробки міді (що обумовлена її м’якістю) дозволяє майстрам досягати розмаїтості фактур, ретельності опрацювання деталей, тонкого моделювання форми. Такі вироби відрізняються красою золотавих або червонуватих тонів, а також властивістю одержувати блиск під час шліфування.

 

У медицині купрум сульфат застосовують як антисептичний і в’язкий засіб у вигляді очних крапель у разі кон’юнктивітів і очних олівців для лікування трахоми. Його розчин використовують також у разі опіків шкіри фосфором, іноді — як блювотний засіб.

Dounload PDF

Відгуки читачів