bakır
kimyasal element
Bakır (Cu)periyodik tablonun 11. Grubunun (Ib) kırmızımsı, son derece yumuşak bir metali olan ve alışılmadık derecede iyi bir elektrik ve ısı iletkeni olan kimyasal element. Bakır doğada serbest metalik halde bulunur. Bu doğal bakır ilk kez (yaklaşık MÖ 8000) Neolitik (Yeni Taş Devri) insanlar tarafından taş yerine kullanıldı. Mezopotamya'da metalurji, bakırın kalıplarda şekillendirilmesiyle (MÖ 4000 civarı), ateş ve odun kömürü ile cevherlerden metale indirgenmesiyle ve bronz olarak kalay ile kasıtlı olarak alaşımlanmasıyla (MÖ 3500 civarı) ortaya çıktı. Roma'nın bakır tedarikinin neredeyse tamamı Kıbrıs'tan geliyordu. Olarak biliniyorduaes Kıbrıs, "Kıbrıs metali" kısaltılmış olarakKıbrısve daha sonra bozuldubakır. Ayrıca bakınızbronz.
| atomik numara | 29 |
|---|---|
| atom ağırlığı | 63.546 |
| erime noktası | 1.083 derece (1.981 derece F) |
| kaynama noktası | 2.567 derece (4.653 derece F) |
| yoğunluk | 20 derecede 8,96 (68 derece F) |
| değerlik | 1, 2 |
| elektron düzenlenişi | 2-8-18-1 veya (Ar)3d104s1 |
Oluşumu, kullanımları ve özellikleri
bakır
Keweenaw Yarımadası, Michigan, ABD'den bakır
Yerli bakır, bazaltik lavlarda birincil mineral olarak birçok yerde bulunur ve ayrıca sülfitler, arsenitler, klorürler ve karbonatlar gibi bakır bileşiklerinden indirgenmiş olarak bulunur. (Bakırın mineralojik özellikleri için,Görmekdoğal elementler tablosu.) Bakır, kalkosit, kalkopirit,bornit, kuprit, malakit ve azurit gibi birçok mineralin birleşiminden oluşur. Deniz yosunlarının küllerinde, birçok deniz mercanında, insan karaciğerinde ve birçok yumuşakça ve eklembacaklıda bulunur. Demirin kırmızı kanlı hayvanların hemoglobininde yaptığı gibi, bakır da mavi kanlı yumuşakçaların ve kabukluların hemosiyanininde oksijen taşınmasında aynı rolü oynar. İnsanda eser element olarak bulunan bakır, hemoglobin oluşumunu katalize etmeye yardımcı olur. Şili'nin And Dağları'ndaki porfiri bakır yatağı, mineralin bilinen en büyük yatağıdır. 21. yüzyılın başlarında Şili dünyanın önde gelen bakır üreticisi haline gelmişti. Diğer büyük üreticiler arasında Peru, Çin ve ABD bulunmaktadır.
Kitwe: açık ocak bakır madeni
Açık ocak bakır madeni, Kitwe, Zambiya.
Bakır ticari olarak esas olarak eritme veya liç yoluyla üretilir, bunu genellikle sülfat çözeltilerinden elektrodepozisyon takip eder. Bakır üretiminin detaylı bir şekilde ele alınması için,Görmekbakır işleme. Dünyada üretilen bakırın büyük bir kısmı elektrik endüstrilerinde kullanılıyor; geri kalanın çoğu alaşım oluşturmak için diğer metallerle birleştirilir. (Elektroliz kaplama olarak teknolojik açıdan da önemlidir.) Bakırın ana bileşen olduğu önemli alaşım serileri pirinçler (bakır ve çinko), bronzlar (bakır ve kalay) ve nikel gümüşleridir (bakır, çinko ve nikel, hayır) gümüş). Monel de dahil olmak üzere birçok yararlı bakır ve nikel alaşımı vardır; iki metal tamamen karışabilir. Bakır ayrıca alüminyum bronzları adı verilen alüminyumla birlikte önemli bir alaşım serisi oluşturur. Berilyum bakırı (yüzde 2 Be), ısıl işlemle sertleştirilebildiğinden sıra dışı bir bakır alaşımıdır. Bakır birçok madeni paranın bir parçasıdır. Bronz Çağı'nın Demir Çağı'na geçmesinden çok sonra bile bakır, demirden sonra ikinci kullanımda ve önem taşıyan metal olarak kaldı. Ancak 1960'lara gelindiğinde daha ucuz ve çok daha bol miktarda bulunan alüminyum dünya üretiminde ikinci sıraya yerleşti.
| ülke | maden üretimi 2016 (metrik ton)* | Dünya maden üretiminin yüzdesi | görünür rezervler 2016 (metrik ton)* | Dünya kanıtlanmış rezervlerin %'si |
|---|---|---|---|---|
| *Tahmini. | ||||
| **Yuvarlamadan dolayı detayların toplamı verilen toplamı vermemektedir. | ||||
| Kaynak: ABD İçişleri Bakanlığı, Maden Emtia Özetleri 2017. | ||||
| Şili | 5,500,000 | 28.4 | 210,000,000 | 29.2 |
| Peru | 2,300,000 | 11.9 | 81,000,000 | 11.3 |
| Çin | 1,740,000 | 9.0 | 28,000,000 | 3.9 |
| Amerika Birleşik Devletleri | 1,410,000 | 7.3 | 35,000,000 | 4.9 |
| Avustralya | 970,000 | 5.0 | 89,000,000 | 12.4 |
| Kongo (Kinşasa) | 910,000 | 4.7 | 20,000,000 | 2.8 |
| Zambiya | 740,000 | 3.8 | 20,000,000 | 7.4 |
| Kanada | 720,000 | 3.7 | 11,000,000 | 1.5 |
| Rusya | 710,000 | 3.7 | 30,000,000 | 4.2 |
| Meksika | 620,000 | 3.2 | 46,000,000 | 6.4 |
| diğer ülkeler | 3,800,000 | 19.6 | 150,000,000 | 20.8 |
| dünya toplamı | 19,400,000** | 100** | 720,000,000 | 100** |
bakır kablolar
Bakır elektrik kabloları. Bakırın yüksek elektrik iletkenliği nedeniyle elektrik endüstrisinde yoğun olarak kullanılmaktadır.(devamı)
Bakır en yumuşak metallerden biridir, özellikle güçlü veya sert değildir. Mukavemet ve sertlik, daha yumuşak tavlanmış bakırda mevcut olan aynı yüz merkezli kübik yapıya sahip uzun kristallerin oluşması nedeniyle soğuk işlemle kayda değer ölçüde artar. Oksijen, nitrojen, karbondioksit ve kükürt dioksit gibi yaygın gazlar erimiş bakırda çözünür ve katılaşmış metalin mekanik ve elektriksel özelliklerini büyük ölçüde etkiler. Saf metal, termal ve elektriksel iletkenlik açısından gümüşten sonra ikinci sıradadır. Doğal bakır iki kararlı izotopun karışımıdır: bakır-63 (yüzde 69,15) ve bakır-65 (yüzde 30,85).
Britannica Sınavı
Bilmeniz Gereken Gerçekler: Periyodik Tablo Testi
Bakır, elektromotor seride hidrojenin altında yer aldığından, hidrojen oluşumuyla asitlerde çözünmez, ancak nitrik ve sıcak, konsantre sülfürik asit gibi oksitleyici asitlerle reaksiyona girer. Bakır, atmosferin ve deniz suyunun etkisine karşı dayanıklıdır. Ancak uzun süre havaya maruz kalmak, hidroksokarbonat, hidroksosülfat ve az miktarda başka bileşiklerin karışımından oluşan ince yeşil bir koruyucu kaplamanın (patina) oluşmasıyla sonuçlanır. Bakır, havanın yokluğunda oksitleyici olmayan veya karmaşık olmayan seyreltik asitlerden etkilenmeyen, orta derecede soylu bir metaldir. Ancak oksijen varlığında nitrik asit ve sülfürik asitte kolaylıkla çözünür. Çözünme üzerine çok kararlı siyano komplekslerinin oluşması nedeniyle oksijen varlığında sulu amonyak veya potasyum siyanürde de çözünür. Metal kırmızı sıcaklıkta oksijenle reaksiyona girerek bakır oksit CuO ve daha yüksek sıcaklıklarda bakır oksit Cu verecek.2O. Kükürt ile ısıtılarak reaksiyona girerek bakırlı sülfit, Cu verir2S.
Başlıca bileşikler
Bakır, normal kimyasında +1 ve +2 oksidasyon durumlarında bileşikler oluşturur, ancak özel koşullar altında bazı üç değerlikli bakır bileşikleri hazırlanabilir. Üç değerlikli bakırın sulu bir çözeltide birkaç saniyeden fazla hayatta kalamadığı gösterilmiştir.
kuprit
Namibya'dan Cuprite.
Bakır(I) (bakırlı) bileşiklerinin tümü diyamanyetiktir ve birkaç istisna dışında renksizdir. Bakır(I)'ın önemli endüstriyel bileşikleri arasında bakır oksit (Cu) bulunur.2O), bakır klorür (Cu2Cl2) ve bakırlı sülfür (Cu2S). Bakır oksit, doğada kuprit minerali olarak oluşan kırmızı veya kırmızımsı kahverengi bir kristal veya tozdur. Karışık bakır oksit cevherlerinin bakır metali ile indirgenmesi veya bakır elektrotlar kullanılarak sulu bir sodyum klorür çözeltisinin elektrolizi ile büyük ölçekte üretilir. Saf bileşik suda çözünmez ancak hidroklorik asit veya amonyakta çözünür. Bakır oksit esas olarak zehirli boyalar, camlar, porselen sırlar ve seramikler için kırmızı pigment olarak ve tohum veya mahsul mantar ilacı olarak kullanılır.
Bakır klorür, mineral nantokit olarak oluşan beyazımsı ila grimsi bir katıdır. Genellikle bakır (II) klorürün metalik bakırla indirgenmesiyle hazırlanır. Saf bileşik kuru havada stabildir. Nemli hava onu yeşilimsi oksijenli bir bileşiğe dönüştürür ve ışığa maruz kaldığında bakır(II) klorüre dönüşür. Suda çözünmez ancak kompleks iyonların oluşması nedeniyle konsantre hidroklorik asitte veya amonyakta çözünür. Bakır klorür, bir dizi organik reaksiyonda, özellikle de asetilen ve hidrojen siyanürden akrilonitrilin sentezinde katalizör olarak kullanılır; petrol ürünleri için renk giderici ve kükürt giderici madde olarak; selüloz için nitrit giderici bir madde olarak; ve sabunlar, yağlar ve sıvı yağlar için yoğunlaştırıcı bir madde olarak.
Bakırlı sülfür, kara toz veya topaklar halinde oluşur ve mineral kalkosit olarak bulunur. Bileşiğin büyük miktarları, bakır sülfürün (CuS) bir hidrojen akışında ısıtılmasıyla elde edilir. Bakır sülfit suda çözünmez ancak amonyum hidroksit ve nitrik asitte çözünür. Uygulama alanları arasında güneş pilleri, parlak boyalar, elektrotlar ve belirli katı yağlayıcı çeşitleri yer alır.
Ticari değere sahip bakır(II) bileşikleri arasında bakır oksit (CuO), bakır klorür (CuCl) bulunur.2) ve bakır sülfat (CuSO4). Kuprik oksit, tenorit ve paramelakonit mineralleri olarak oluşan siyah bir tozdur. Karışık bakır oksit cevherlerinin 1.030 derecenin (1.900 derece F) altındaki bir sıcaklıkta bir fırında kavrulmasıyla büyük miktarlar üretilir. Saf bileşik asitlerde ve alkali siyanürlerde çözülebilir. Cupric oksit, camlar, porselen sırlar ve yapay taşlar için bir pigment (maviden yeşile) olarak kullanılır. Aynı zamanda petrol gazları için kükürt giderme maddesi ve oksidasyon katalizörü olarak da kullanılır.
Bakır klorür, havadaki nemi kolayca emen ve yeşilimsi mavi hidrat CuCl'ye dönüşen sarımsı ila kahverengi bir tozdur.2∙2H2O. Hidrat genellikle metalik bakırla doldurulmuş bir temas kulesinden klor ve suyun geçirilmesiyle hazırlanır. Susuz tuz, hidratın 100 dereceye (212 derece F) ısıtılmasıyla elde edilir. Bakır klorür gibi bakır klorür de bir dizi organik reaksiyonda, örneğin hidrokarbonların klorlanmasında katalizör olarak kullanılır. Ayrıca kumaşların boyanmasında ve baskısında ahşap koruyucu, mordan (sabitleyici), cam ve seramik için dezenfektan, yem katkı maddesi, pigment görevi görür.
Bakır sülfat, bakır oksidin sülfürik asitle işlenmesiyle oluşan bir tuzdur. Beş molekül su (CuSO4) içeren büyük, parlak mavi kristaller oluşturur.4∙5H2O) ve ticarette mavi vitriol olarak bilinir. Susuz tuz, hidratın 150 dereceye (300 derece F) ısıtılmasıyla üretilir. Bakır sülfat esas olarak tarımsal amaçlarla, pestisit, mikrop öldürücü, yem katkı maddesi ve toprak katkı maddesi olarak kullanılır. Küçük kullanım alanları arasında diğer bakır bileşiklerinin hazırlanmasında hammadde olarak, analitik kimyada reaktif olarak, piller ve elektrokaplama banyoları için elektrolit olarak ve tıpta yerel olarak uygulanan fungisit, bakterisit ve büzücü olarak yer alır.
Diğer önemli bakır(II) bileşikleri arasında bakır karbonat, Cu bulunur2(AH)2CO (Yardımcı Firma)3bir bakır sülfat çözeltisine sodyum karbonatın eklenmesi ve ardından ürünün filtrelenmesi ve kurutulmasıyla hazırlanır. Renklendirici madde olarak kullanılır. Arsenikle birlikte bir ahşap koruyucu ve böcek ilacı olan kuprik asetoarsenit (genellikle Paris yeşili olarak bilinir) oluşturur.
