مس در جدول تناوبی خواص اساسی مس

31.01.202427.05.2017

فلز مس(lat. cuprum)، مس، عنصر شیمیایی گروه I از سیستم تناوبی مندلیف. عدد اتمی 29، جرم اتمی 63.546; فلز قرمز نرم و چکش خوار فلز طبیعی از مخلوطی از دو ایزوتوپ پایدار - 63 cu (69.1٪) و 65 cu (30.9٪) تشکیل شده است.

مرجع تاریخی M. یکی از فلزات شناخته شده از زمان های قدیم است. آشنایی اولیه انسان با M. با این واقعیت تسهیل شد که در طبیعت در حالت آزاد به شکل تکه هایی رخ می دهد که گاه به اندازه های قابل توجهی می رسد. فلز و آلیاژهای آن نقش عمده ای در توسعه فرهنگ مادی داشتند. به دلیل کاهش آسان اکسیدها و کربنات ها، فلز ظاهراً اولین فلزی بود که انسان یاد گرفت از ترکیبات اکسیژن موجود در سنگ معدن احیا کند. نام لاتین M. از نام جزیره قبرس می آید، جایی که یونانیان باستان سنگ معدن مس را استخراج می کردند. در زمان های قدیم، برای پردازش سنگ، آن را روی آتش گرم می کردند و به سرعت خنک می کردند و سنگ ترک می خورد. در حال حاضر تحت این شرایط، فرآیندهای ترمیم امکان پذیر بود. متعاقباً ترمیم در آتش سوزی با مقدار زیادی زغال سنگ و با تزریق هوا از طریق لوله و دم انجام شد. اطراف آتش توسط دیوارهایی احاطه شده بود که به تدریج بالا رفتند که منجر به ایجاد یک کوره شفت شد. بعداً، روش‌های احیا جای خود را به ذوب اکسیداتیو سنگ‌های مس سولفیدی برای تولید محصولات میانی - مات (آلیاژی از سولفیدها) که در آن فلز متمرکز می‌شود و سرباره (آلیاژی از اکسیدها) داد.

پراکندگی در طبیعت میانگین محتوای فلز در پوسته زمین (کلارک) 4.7 10-3٪ (بر حسب جرم) است؛ در قسمت پایینی پوسته زمین که از سنگ های اساسی تشکیل شده است، بیشتر از آن (1 10-2٪) وجود دارد. در قسمت فوقانی (2 10-3%)، جایی که گرانیت ها و سایر سنگ های آذرین اسیدی غالب هستند. M. به شدت هم در آب های گرم اعماق و هم در محلول های سرد زیست کره مهاجرت می کند. سولفید هیدروژن سولفیدهای معدنی مختلف را از آبهای طبیعی رسوب می دهد که از اهمیت صنعتی بالایی برخوردار هستند. در میان کانی‌های متعدد کانی‌ها، سولفیدها، فسفات‌ها، سولفات‌ها و کلریدها غالب هستند؛ کانی‌های بومی، کربنات‌ها و اکسیدها نیز شناخته شده‌اند.

M. عنصر مهمی از زندگی است، در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی نقش دارد. میانگین محتوای M در ماده زنده 2 × 10-4٪ است، موجوداتی که به عنوان متمرکز کننده M شناخته می شوند. در تایگا و سایر مناظر آب و هوایی مرطوب، M نسبتاً به راحتی از خاک های اسیدی شسته می شود؛ در اینجا در برخی مکان ها کمبود وجود دارد. M و بیماری های مرتبط با گیاهان و حیوانات (به ویژه در باتلاق های شنی و ذغال سنگ نارس). در استپ ها و بیابان ها (با محلول های قلیایی ضعیف مشخصه آنها)، M. غیر فعال است. در مناطقی که ذخایر معدنی وجود دارد، مقدار زیاد آن در خاک و گیاهان وجود دارد و باعث بیماری حیوانات اهلی می شود.

M بسیار کمی در آب رودخانه وجود دارد، 1·10 -7٪. خزه هایی که توسط رواناب وارد اقیانوس می شوند نسبتاً سریع به گل و لای دریایی تبدیل می شوند. بنابراین، خاک رس و شیل تا حدودی در M (5.7 × 10-3٪) غنی شده است و آب دریا به شدت با M (3 × 10-7٪) اشباع نشده است.

در دریاهای دوره های زمین شناسی گذشته، در مکان هایی تجمع قابل توجهی از مواد معدنی در سیلت ها وجود داشت که منجر به تشکیل ذخایر شد (به عنوان مثال، منسفلد در جمهوری دموکراتیک آلمان). به شدت در آب های زیرزمینی زیست کره مهاجرت می کند؛ تجمع سنگ معدن M در ماسه سنگ ها با این فرآیندها همراه است.

خواص فیزیکی و شیمیایی. رنگ M. قرمز، صورتی وقتی شکسته و سبز مایل به آبی در لایه های نازک نیمه شفاف است. این فلز دارای یک شبکه مکعبی در مرکز با پارامتر است آ= 3.6074 å; چگالی 8.96 گرم بر سانتی متر 3(20 درجه سانتیگراد). شعاع اتمی 1.28 å; شعاع یونی مس + 0.98 å; cu 2+ 0.80 å; تی pl 1083 درجه سانتی گراد; تیکیپ 2600 درجه سانتیگراد؛ ظرفیت گرمایی ویژه (در 20 درجه سانتیگراد) 385.48 j/(کیلوگرم K) , یعنی 0.092 مدفوع/(G ·درجه سانتی گراد). مهمترین و پرکاربردترین خواص M.: هدایت حرارتی بالا - در دمای 20 درجه سانتیگراد 394.279 سه شنبه/(m K) , یعنی 0.941 مدفوع/(سانتی متر · ثانیه ·درجه سانتیگراد)؛ مقاومت الکتریکی کم - در 20 درجه سانتیگراد 1.68 10 -8 اهم م. ضریب حرارتی انبساط خطی 17.0 · 10 -6 است. فشار بخار بالای M. ناچیز است، فشار 133.322 n/m 2(یعنی 1 میلی متر جیوه هنر) فقط در دمای 1628 درجه سانتیگراد حاصل می شود. M. دیامغناطیس است. حساسیت مغناطیسی اتمی 5.27 10 -6. سختی برینل 350 Mn/m 2(یعنی 35 kgf/mm 2) استحکام کششی 220 Mn/m 2(یعنی 22 kgf/mm 2) ازدیاد طول نسبی 60 درصد، مدول الاستیک 132 10 3 Mn/m 2(یعنی 13.2 10 3 kgf/mm 2). با سخت شدن می توان استحکام کششی را تا 400-450 افزایش داد Mn/m 2، در حالی که ازدیاد طول به 2٪ کاهش می یابد و هدایت الکتریکی 1-3٪ کاهش می یابد. بازپخت فلز سخت شده باید در دمای 600-700 درجه سانتیگراد انجام شود. ناخالصی های ریز bi (هزارم درصد) و سرب (صدم درصد) M. را قرمز شکننده می کنند و ناخالصی s باعث شکنندگی در سرما می شود.

از نظر خواص شیمیایی، M. یک موقعیت میانی بین عناصر سه گانه اول گروه VIII و عناصر قلیایی گروه I از سیستم تناوبی را اشغال می کند. M مانند fe، Co، ni مستعد تشکیل کمپلکس است، ترکیبات رنگی، سولفیدهای نامحلول و غیره می دهد. شباهت با فلزات قلیایی ناچیز است. بنابراین، M تعدادی ترکیب یک ظرفیتی را تشکیل می دهد، اما حالت 2 ظرفیتی برای آن معمول تر است. نمک های منیزیم تک ظرفیتی عملاً در آب نامحلول هستند و به راحتی به ترکیبات منیزیم 2 ظرفیتی اکسید می شوند. برعکس نمک های دو ظرفیتی در آب بسیار محلول هستند و در محلول های رقیق کاملاً تجزیه می شوند. یون های هیدراته Cu 2+ آبی هستند. ترکیباتی که در آنها M 3 ظرفیتی است نیز شناخته شده است. بنابراین، با عمل پراکسید سدیم بر روی محلول سدیم کوپریت na 2 cuo 2، اکسید cu 2 o 3 به دست می آید - یک پودر قرمز که در 100 درجه سانتیگراد شروع به آزاد کردن اکسیژن می کند. cu 2 o 3 یک عامل اکسید کننده قوی است (به عنوان مثال، کلر را از اسید هیدروکلریک آزاد می کند).

فعالیت شیمیایی M. کم است. این فلز فشرده با هوای خشک و اکسیژن در دمای کمتر از 185 درجه سانتیگراد برهمکنش ندارد. در مجاورت رطوبت و CO2، یک لایه سبز رنگ از کربنات پایه بر روی سطح فلز تشکیل می شود. هنگامی که فلز در هوا گرم می شود، اکسیداسیون سطح رخ می دهد. زیر 375 درجه سانتیگراد Cuo تشکیل می شود و در محدوده 375-1100 درجه سانتیگراد با اکسیداسیون ناقص فلز یک مقیاس دو لایه تشکیل می شود که در لایه سطحی آن Cuo و در لایه داخلی - cu 2 o. کلر مرطوب با M. از قبل در دمای معمولی برهمکنش می کند و کلرید cucl 2 را تشکیل می دهد که بسیار محلول در آب است. M به راحتی با هالوژن های دیگر ترکیب می شود. M. تمایل خاصی به گوگرد و سلنیوم نشان می دهد. بنابراین، در بخار گوگرد می سوزد. M. حتی در دماهای بالا با هیدروژن، نیتروژن و کربن واکنش نمی دهد. حلالیت هیدروژن در فلز جامد ناچیز است و در دمای 400 درجه سانتیگراد 0.06 است. میلی گرمدر 100 جی M. هیدروژن و سایر گازهای قابل اشتعال (co, ch 4) که در دماهای بالا روی شمش های فلزی حاوی cu 2 o عمل می کنند، با تشکیل co 2 و بخار آب آن را به فلز تبدیل می کنند. این محصولات به دلیل نامحلول بودن در فلز از آن خارج می شوند و باعث ایجاد ترک هایی می شوند که به شدت خواص مکانیکی فلز را بدتر می کند.

وقتی nh 3 روی فلز داغ رد می شود، cu 3 n تشکیل می شود. در حال حاضر در دمای گرم، M. در معرض اکسیدهای نیتروژن، یعنی نه، n 2 o (با تشکیل cu 2 o) و no 2 (با تشکیل cuo) قرار می گیرد. کاربیدهای cu 2 c 2 و cuc 2 را می توان با اثر استیلن روی محلول های آمونیاک نمک های M بدست آورد. پتانسیل الکترود طبیعی M برای واکنش cu 2 + + 2e ® Cu 0.337+ است. Vو برای واکنش cu2+ + e -> Cu برابر 0.52+ است V. بنابراین، آهن توسط عناصر الکترونگاتیو بیشتری از نمک های خود جابجا می شود (آهن در صنعت استفاده می شود) و در اسیدهای غیر اکسید کننده حل نمی شود. در اسید نیتریک، M. با تشکیل cu(no 3) 2 و اکسیدهای نیتروژن حل می شود، در غلظت گرم h 2 so 4 - با تشکیل cuso 4 و so 2، در h 2 so 4 رقیق شده گرم شده حل می شود. هوا از طریق محلول دمیده می شود. تمام نمک های M. سمی هستند.

M. در حالت دو و یک ظرفیتی ترکیبات پیچیده بسیار پایدار متعددی را تشکیل می دهد. نمونه هایی از ترکیبات پیچیده M. تک ظرفیتی: (nh 4) 2 cubr 3; k 3 cu (cn) 4 - مجتمع های نوع نمک دوگانه؛ [Сu (sc (nh 2)) 2 ]ci و دیگران. نمونه هایی از ترکیبات پیچیده M. 2 ظرفیتی: cscuci 3، k 2 cucl 4 - نوعی نمک دوگانه. ترکیبات کمپلکس آمونیوم M. اهمیت صنعتی زیادی دارند: [Cu (nh 3) 4] بنابراین 4، [Cu (nh 3) 2] تا 4.

اعلام وصول. سنگ معدن مس با محتوای کم M مشخص می شود. بنابراین، قبل از ذوب، سنگ معدن ریز آسیاب شده در معرض غنی سازی مکانیکی قرار می گیرد. در این حالت ، مواد معدنی با ارزش از بخش عمده سنگ های باطله جدا می شوند. در نتیجه تعدادی کنسانتره تجاری (به عنوان مثال مس، روی، پیریت) و باطله به دست می آید.

در عمل جهانی، 80 درصد فلزات از کنسانتره ها با استفاده از روش های پیرومتالورژیکی مبتنی بر ذوب کل جرم مواد استخراج می شوند. در طی فرآیند ذوب، به دلیل میل ترکیبی بیشتر منیزیم برای گوگرد و میل ترکیبی بیشتر سنگ های زائد و اجزای آهن با اکسیژن، منیزیم در مذاب سولفید (مات) متمرکز می شود و اکسیدها تشکیل سرباره می کنند. مات با ته نشین شدن از سرباره جدا می شود.

در اکثر کارخانه های مدرن، ذوب در کوره های طنین دار یا الکتریکی انجام می شود. در کوره های طنین دار، فضای کار در جهت افقی کشیده می شود. مساحت کوره 300 متر 2و بیشتر (30 متر? 10 مترگرمای لازم برای ذوب با سوزاندن سوخت کربن (گاز طبیعی، نفت کوره، زغال سنگ پودر شده) در فضای گاز بالای سطح حمام به دست می آید. در کوره های الکتریکی گرما با عبور جریان الکتریکی از سرباره مذاب (جریان از طریق الکترودهای گرافیتی غوطه ور در آن به سرباره می رسد) به دست می آید.

با این حال، ذوب انعکاسی و الکتریکی، بر اساس منابع گرمای خارجی، فرآیندهای ناقصی هستند. سولفیدها که بخش عمده ای از کنسانتره مس را تشکیل می دهند، ارزش حرارتی بالایی دارند. بنابراین، روش های ذوب به طور فزاینده ای معرفی می شوند که از گرمای احتراق سولفیدها (اکسیدکننده - هوای گرم، هوای غنی شده با اکسیژن یا اکسیژن فنی) استفاده می کنند. کنسانتره های سولفیدی ریز و از پیش خشک شده با جریانی از اکسیژن یا هوا در کوره ای که تا دمای بالا گرم شده است دمیده می شوند. ذرات در حالت تعلیق می سوزند (ذوب اکسیژن-فلش). سولفیدها همچنین می توانند در حالت مایع اکسید شوند. این فرآیندها به طور فشرده در اتحاد جماهیر شوروی و خارج از کشور (ژاپن، استرالیا، کانادا) مورد مطالعه قرار می گیرند و در حال تبدیل شدن به جهت اصلی در توسعه پیرومتالورژی سنگ معدن مس سولفید هستند.

سنگ معدن سولفید کلوخه غنی (2-3٪ cu) با محتوای گوگرد بالا (35-42٪ s) در برخی موارد به طور مستقیم برای ذوب در کوره های شفت (کوره هایی با فضای کار عمودی) فرستاده می شود. در یکی از انواع ذوب شفت (ذوب مس-گوگرد)، کک ریز به شارژ اضافه می شود که این مقدار 2 به گوگرد عنصری در افق های بالایی کوره کاهش می یابد. مس نیز در این فرآیند در مات متمرکز می شود.

مات مایع حاصل (عمدتاً cu 2 s، fes) در یک مبدل ریخته می شود - یک مخزن استوانه ای ساخته شده از ورق فولادی که در داخل با آجرهای منیزیت پوشانده شده است، مجهز به یک ردیف جانبی لوله ها برای تزریق هوا و دستگاهی برای چرخش به اطراف. یک محور هوای فشرده از طریق لایه مات دمیده می شود. تبدیل مات ها در دو مرحله انجام می شود. ابتدا سولفید آهن اکسید می شود و کوارتز برای اتصال اکسیدهای آهن به مبدل اضافه می شود. سرباره مبدل تشکیل می شود. سپس سولفید مس اکسید می شود و فلز فلزی تشکیل می شود و بنابراین 2. این M. خشن در قالب ها ریخته می شود. شمش ها (و گاهی اوقات به طور مستقیم فلز خشن مذاب) به منظور استخراج ماهواره های ارزشمند (au، ag، se، fe، bi و غیره) و حذف ناخالصی های مضر برای تصفیه آتش فرستاده می شوند. این بر اساس تمایل بیشتر فلزات ناخالص به اکسیژن نسبت به مس است: آهن، روی، co و تا حدی نیکل و سایرین به صورت اکسید به سرباره منتقل می شوند و گوگرد (به شکل so 2) با گازها حذف می شود. پس از برداشتن سرباره، فلز برای بازگرداندن cu 2 o حل شده در آن با فرو بردن انتهای چوب درختان توس خام یا کاج در فلز مایع "آسیب می شود" و پس از آن در قالب های مسطح ریخته می شود. برای پالایش الکترولیتی، این شمش ها در حمامی از محلول کوزو 4 اسیدی شده با h 2 so 4 معلق می شوند. آنها به عنوان آند عمل می کنند. با عبور جریان، آندها حل می‌شوند و فلز خالص روی کاتدها رسوب می‌کند - ورقه‌های مسی نازک، که همچنین از طریق الکترولیز در حمام‌های ماتریسی خاص به دست می‌آیند. برای جداسازی رسوبات متراکم و صاف، مواد افزودنی فعال سطحی (چسب چوب، تیوره و غیره) به الکترولیت وارد می شوند. فلز کاتد حاصل با آب شسته و ذوب می شود. فلزات نجیب، se، te و دیگر ماهواره‌های ارزشمند فلز در لجن آند متمرکز شده‌اند که با پردازش ویژه از آن استخراج می‌شوند. نیکلمتمرکز در الکترولیت؛ با حذف برخی از محلول های تبخیر و تبلور می توان نیکل را به صورت سولفات نیکل به دست آورد.

در کنار روش های پیرومتالورژی، روش های هیدرومتالورژی نیز برای به دست آوردن مواد معدنی (عمدتاً از کانی های اکسید شده و بومی ضعیف) استفاده می شود. این روش ها بر اساس انحلال انتخابی مواد معدنی حاوی مس، معمولاً در محلول های ضعیف h 2 so 4 یا آمونیاک است. از یک محلول، فلز یا با آهن رسوب می‌کند یا با الکترولیز با آندهای نامحلول جدا می‌شود. روش‌های هیدروفلوتاسیون ترکیبی، که در آن ترکیبات اکسیژن فلز در محلول‌های اسید سولفوریک حل می‌شوند و سولفیدها توسط فلوتاسیون جدا می‌شوند، زمانی که روی سنگ‌های معدنی مخلوط اعمال می‌شوند، بسیار امیدوارکننده هستند. فرآیندهای هیدرومتالورژی اتوکلاو، که در دما و فشار بالا انجام می شود، نیز در حال گسترش است.

کاربرد. نقش بزرگ فلز در فناوری به دلیل تعدادی از خواص ارزشمند و مهمتر از همه رسانایی الکتریکی، انعطاف پذیری و رسانایی حرارتی بالای آن است. به لطف این ویژگی ها، M. ماده اصلی سیم است. بیش از 50 درصد از فلزات استخراج شده در صنعت برق استفاده می شود. تمام ناخالصی ها رسانایی الکتریکی فلز را کاهش می دهند و بنابراین در مهندسی برق از بالاترین درجه فلز استفاده می شود که حداقل 99.9٪ مس دارد. رسانایی حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی امکان ساخت از قطعات حساس فلزی مبدل های حرارتی، یخچال و فریزر، دستگاه های خلاء و غیره را فراهم می کند. حدود 30 تا 40 درصد فلز به شکل آلیاژهای مختلف استفاده می شود که از جمله مهم ترین آنها می توان به آلیاژهای مختلف اشاره کرد. برنجی(از 0 تا 50 درصد zn) و انواع مختلف برنز; قلع، آلومینیوم، سرب، بریلیم و ... علاوه بر نیازهای صنایع سنگین، ارتباطات و حمل و نقل، مقدار مشخصی فلز (عمدتاً به صورت نمک) برای تهیه رنگدانه های معدنی، کنترل آفات و آفات مصرف می شود. بیماری های گیاهی، به عنوان کودهای کوچک، و کاتالیزور فرآیندهای اکسیداتیو، و همچنین در صنایع چرم و خز و در تولید ابریشم مصنوعی.

L. V. Vanyukov.

مس به عنوان یک ماده هنری مورد استفاده قرار می گیرد عصر مس(جواهرات، مجسمه سازی، ظروف، ظروف). محصولات آهنگری و ریخته گری ساخته شده از فلز و آلیاژ با تعقیب، حکاکی و برجسته تزئین شده اند. سهولت پردازش فلز (به دلیل نرمی آن) به صنعتگران اجازه می دهد تا به بافت های مختلف، جزئیات دقیق و مدل سازی دقیق فرم دست یابند. محصولات ساخته شده از فلز به دلیل زیبایی رنگ های طلایی یا قرمز و همچنین توانایی آنها در به دست آوردن درخشش هنگام پرداخت متمایز می شوند. M. اغلب طلاکاری، پتینه کاری، رنگ آمیزی شده و با مینا تزئین شده است. از قرن 15، فلز برای ساخت صفحات چاپ نیز مورد استفاده قرار گرفته است.

مس در بدن. م - برای گیاهان و حیوانات لازم است عنصر کمیاب. عملکرد اصلی بیوشیمیایی M. شرکت در واکنش های آنزیمی به عنوان یک فعال کننده یا به عنوان بخشی از آنزیم های حاوی مس است. مقدار M در گیاهان از 0.0001 تا 0.05 درصد (در هر ماده خشک) متغیر است و به نوع گیاه و محتوای M در خاک بستگی دارد. در گیاهان، M. جزء آنزیم اکسیدازها و پروتئین پلاستوسیانین است. در غلظت های بهینه، M. مقاومت گیاهان به سرما را افزایش داده و باعث رشد و نمو آنها می شود. در میان جانوران، غنی ترین آنها در M. برخی از بی مهرگان هستند ( نرم تنان و سخت پوستان در هموسیانینحاوی 0.15-0.26٪ M.). هنگامی که با غذا مصرف شود، M. در روده ها جذب می شود، به پروتئین سرم خون - آلبومین متصل می شود، سپس توسط کبد جذب می شود، از آنجا به عنوان بخشی از پروتئین سرولوپلاسمین به خون باز می گردد و به اندام ها و بافت ها می رسد.

محتوای M. در انسان متفاوت است (در هر 100 جیوزن خشک) از 5 میلی گرمدر کبد تا 0.7 میلی گرمدر استخوان ها، در مایعات بدن - از 100 mcg(در هر 100 میلی لیتر) در خون تا 10 mcgدر مایع مغزی نخاعی؛ کل M. در بدن انسان بالغ حدود 100 است میلی گرم. M. بخشی از تعدادی آنزیم (به عنوان مثال، تیروزیناز، سیتوکروم اکسیداز) است و عملکرد خونساز مغز استخوان را تحریک می کند. دوزهای کوچک M. بر متابولیسم کربوهیدرات ها (کاهش قند خون)، مواد معدنی (کاهش میزان فسفر در خون) و غیره تأثیر می گذارد. افزایش M. در خون منجر به تبدیل ترکیبات معدنی آهن به ترکیبات آلی می شود. استفاده از آهن انباشته شده در کبد در طول سنتز را تحریک می کند هموگلوبین.

با کمبود M.، گیاهان غلات تحت تأثیر بیماری به اصطلاح فرآوری قرار می گیرند و گیاهان میوه تحت تأثیر اگزانتما قرار می گیرند. در حیوانات، جذب و استفاده از آهن کاهش می یابد که منجر به کم خونیهمراه با اسهال و خستگی از میکروکودهای مسی استفاده می شود و حیوانات با نمک های M تغذیه می شوند. مسمومیت با M. منجر به کم خونی، بیماری کبد و بیماری ویلسون می شود. در انسان، مسمومیت به ندرت به دلیل مکانیسم های ظریف جذب و دفع M. اتفاق می افتد. اما در دوزهای زیاد، M. باعث استفراغ می شود. هنگامی که M. جذب می شود، ممکن است مسمومیت عمومی رخ دهد (اسهال، تضعیف تنفس و فعالیت قلبی، خفگی، کما).

I. F. Gribovskaya.

در پزشکی، M. سولفات به عنوان یک ضد عفونی کننده و قابض به صورت قطره چشم برای ورم ملتحمه و مداد چشم برای درمان تراخم استفاده می شود. محلول M. سولفات نیز برای سوختگی های پوستی با فسفر استفاده می شود. گاهی از M. سولفات به عنوان قی آور استفاده می شود. نیترات M. به عنوان پماد چشمی برای تراخم و ورم ملتحمه استفاده می شود.

روشن: Smirnov V.I.، متالورژی مس و نیکل، Sverdlovsk - M.، 1950; Avetisyan K. K., Metalurgy of the copper copper, M., 1954; Ghazaryan L. M., Pyrometallurgy of copper, M., 1960; راهنمای متالورژیست برای فلزات غیرآهنی، ویرایش شده توسط N. N. Murach، ویرایش دوم، جلد 1، M.، 1953، جلد 2، M.، 1947; Levinson N. p., [محصولات ساخته شده از فلزات غیر آهنی و آهنی]، در کتاب: هنر تزئینی روسیه، ج 1-3، M.، 1962-65; hadaway w. s.، تصاویری از کارهای فلزی در برنج و مس بیشتر در جنوب هند، مدرس، 1913; وین رایت جی. الف، وقوع قلع و مس در نزدیکی بیبیوس، «مجله باستان شناسی مصر»، 1934، ج. 20، pt 1، p. 29-32; برگس؟ e p., فرآیند طلاکاری و متالورژی مس و سرب در میان سرخپوستان پیش کلمبیا, kbh., 1938; فریدن ای.، نقش ترکیبات مس در طبیعت، در کتاب: افق های بیوشیمی، ترجمه از انگلیسی، م.، 1964; به او. بیوشیمی مس، در کتاب: مولکول ها و سلول ها، ترجمه از انگلیسی، در. 4، م.، 1969; نقش بیولوژیکی مس، م.، 1970.

دانلود چکیده

مس عنصری از زیر گروه ثانویه گروه اول، دوره چهارم جدول تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف با عدد اتمی 29 است که با نماد Cu (lat. Cuprum) مشخص می شود.

عدد اتمی - 29
جرم اتمی - 63.546
چگالی، کیلوگرم بر مترمربع - 8960
نقطه ذوب، درجه سانتیگراد - 1083
ظرفیت حرارتی، کیلوژول/(کیلوگرم درجه سانتیگراد) - 0.385
الکترونگاتیوی - 1.9
شعاع کووالانسی، Å - 1.17
یونیزاسیون 1 پتانسیل، eV - 7.73

مس در طبیعت هم به صورت ترکیبی و هم به صورت بومی وجود دارد. کالکوپیریت CuFeS2 که با نام‌های مس پیریت، کالکوسیت Cu2S و بورنیت Cu5FeS4 نیز شناخته می‌شود، از اهمیت صنعتی برخوردار است. همراه با آنها، کانی های مس دیگری نیز یافت می شود: کوولیت CuS، کوپریت Cu2O، آزوریت Cu3(CO3)2(OH)2، مالاکیت Cu2CO3(OH)2. گاهی اوقات مس به شکل بومی یافت می شود؛ جرم خوشه های منفرد می تواند به 400 تن برسد. سولفیدهای مس عمدتاً در رگه های گرمابی با دمای متوسط تشکیل می شوند. رسوبات مس نیز اغلب در سنگ های رسوبی - ماسه سنگ های مسی و شیل ها یافت می شود. معروف ترین کانسارهای این نوع عبارتند از Udokan در منطقه چیتا، Dzhezkazgan در قزاقستان، کمربند مس آفریقای مرکزی و Mansfeld در آلمان.

بیشتر سنگ معدن مس از طریق معدن روباز استخراج می شود. محتوای مس در سنگ معدن از 0.4 تا 1.0 درصد متغیر است. خواص فیزیکی مس

مس یک فلز شکل پذیر طلایی-صورتی است؛ در هوا به سرعت با یک لایه اکسید پوشانده می شود که به آن یک رنگ قرمز متمایل به زرد می دهد. مس رسانایی حرارتی و الکتریکی بالایی دارد (در رسانایی الکتریکی بعد از نقره رتبه دوم را دارد). دارای دو ایزوتوپ پایدار - 63Cu و 65Cu و چندین ایزوتوپ رادیواکتیو است. طولانی ترین عمر این ها، 64Cu، دارای نیمه عمر 12.7 ساعت و دو حالت پوسیدگی با محصولات مختلف است.

رنگ مس قرمز، صورتی در صورت شکستن و آبی مایل به سبز در لایه های نازک شفاف است. این فلز دارای یک شبکه مکعبی رو به مرکز با پارامتر a = 3.6074 Å است. چگالی 8.96 گرم بر سانتی متر مکعب (20 درجه سانتی گراد). شعاع اتمی 1.28 Å; شعاع یونی مس + 0.98 Å. Сu2+ 0.80 Å; ذوب 1083 درجه سانتیگراد; نقطه جوش 2600 درجه سانتیگراد؛ ظرفیت گرمایی ویژه (در 20 درجه سانتیگراد) 385.48 J/(kg K)، یعنی. 0.092 کالری / (گرم درجه سانتیگراد). مهمترین و پرکاربردترین خواص مس: هدایت حرارتی بالا - در دمای 20 درجه سانتیگراد 394.279 W/(m K) یعنی 0.941 cal/(cm sec °C). مقاومت الکتریکی کم - در 20 درجه سانتیگراد 1.68·10-8 اهم· متر. ضریب حرارتی انبساط خطی 17.0·10-6 است. فشار بخار بالای مس ناچیز است؛ فشار 133.322 n/m2 (یعنی 1 میلی متر جیوه) تنها در دمای 1628 درجه سانتی گراد به دست می آید. مس دیامغناطیس است. حساسیت مغناطیسی اتمی 5.27·10-6. سختی برینل مس 350 Mn/m2 (یعنی 35 kgf/mm2) است. استحکام کششی 220 MN/m2 (یعنی 22 kgf/mm2)؛ ازدیاد طول نسبی 60 درصد، مدول الاستیک 132·103 MN/m2 (یعنی 13.2·103 kgf/mm2). با سخت شدن، می توان استحکام کششی را به 400-450 Mn/m2 افزایش داد، در حالی که ازدیاد طول به 2٪ کاهش می یابد و رسانایی الکتریکی 1-3 کاهش می یابد.

فلز مس(lat. Cuprum)، مس، عنصر شیمیایی گروه I از سیستم تناوبی مندلیف. عدد اتمی 29، جرم اتمی 63.546; فلز قرمز نرم و چکش خوار فلز طبیعی از مخلوطی از دو ایزوتوپ پایدار - 63 مس (69.1٪) و 65 مس (30.9٪) تشکیل شده است.

مرجع تاریخی M. یکی از فلزات شناخته شده از زمان های قدیم است. آشنایی اولیه انسان با M. با این واقعیت تسهیل شد که در طبیعت در حالت آزاد به شکل قطعات رخ می دهد (نگاه کنید به. مس بومی) که گاهی به اندازه های قابل توجهی می رسد. فلز و آلیاژهای آن نقش مهمی در توسعه فرهنگ مادی ایفا کردند. عصر برنز). به دلیل کاهش آسان اکسیدها و کربنات ها، فلز ظاهراً اولین فلزی بود که انسان یاد گرفت از ترکیبات اکسیژن موجود در سنگ معدن احیا کند. نام لاتین M. از نام جزیره قبرس می آید، جایی که یونانیان باستان سنگ معدن مس را استخراج می کردند. در زمان های قدیم، برای پردازش سنگ، آن را روی آتش گرم می کردند و به سرعت خنک می کردند و سنگ ترک می خورد. در حال حاضر تحت این شرایط، فرآیندهای ترمیم امکان پذیر بود. متعاقباً ترمیم در آتش سوزی با مقدار زیادی زغال سنگ و با تزریق هوا از طریق لوله و دم انجام شد. اطراف آتش توسط دیوارهایی احاطه شده بود که به تدریج بالا رفتند که منجر به ایجاد یک کوره شفت شد. بعداً، روش‌های احیا جای خود را به ذوب اکسیداتیو سنگ‌های مس سولفیدی برای تولید محصولات میانی - مات (آلیاژی از سولفیدها) که در آن فلز متمرکز می‌شود و سرباره (آلیاژی از اکسیدها) داد.

پراکندگی در طبیعتمیانگین محتوای فلز در پوسته زمین (کلارک) 4.7 10-3٪ (بر حسب جرم) است؛ در قسمت پایینی پوسته زمین که از سنگ های اساسی تشکیل شده است، بیشتر از آن (1 10-2٪) وجود دارد. در قسمت فوقانی (2%)، 10-3%)، جایی که گرانیت ها و سایر سنگ های آذرین اسیدی غالب هستند. M. به شدت هم در آب های گرم اعماق و هم در محلول های سرد زیست کره مهاجرت می کند. سولفید هیدروژن سولفیدهای معدنی مختلف را از آبهای طبیعی رسوب می دهد که از اهمیت صنعتی بالایی برخوردار هستند. در میان کانی‌های متعدد کانی‌ها، سولفیدها، فسفات‌ها، سولفات‌ها و کلریدها غالب هستند؛ کانی‌های بومی، کربنات‌ها و اکسیدها نیز شناخته شده‌اند.

M. عنصر مهمی از زندگی است، در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی نقش دارد. میانگین محتوای M در ماده زنده 2·10-4٪ است؛ موجودات زنده به عنوان متمرکز کننده M شناخته می شوند. در تایگا و سایر مناظر آب و هوای مرطوب، M نسبتاً به راحتی از خاک های اسیدی شسته می شود؛ در اینجا در برخی مکان ها وجود دارد. کمبود M و بیماری های مرتبط با گیاهان و حیوانات (به ویژه در باتلاق های شنی و ذغال سنگ نارس). در استپ ها و بیابان ها (با محلول های قلیایی ضعیف مشخصه آنها)، M. غیر فعال است. در مناطقی که ذخایر معدنی وجود دارد، مقدار زیاد آن در خاک و گیاهان وجود دارد و باعث بیماری حیوانات اهلی می شود.

M بسیار کمی در آب رودخانه وجود دارد، 1·10 -7٪. خزه هایی که توسط رواناب وارد اقیانوس می شوند نسبتاً سریع به گل و لای دریایی تبدیل می شوند. بنابراین، خاک رس و شیل تا حدودی در M (5.7 · 10 -3٪) غنی شده است و آب دریا به شدت با M (3 · 10 - 7٪) اشباع نشده است.

خواص فیزیکی و شیمیایی.رنگ M. قرمز، صورتی وقتی شکسته و سبز مایل به آبی در لایه های نازک نیمه شفاف است. این فلز دارای یک شبکه مکعبی در مرکز با پارامتر است آ= 3.6074 ; چگالی 8.96 گرم بر سانتی متر 3(20 درجه سانتیگراد). شعاع اتمی 1.28; شعاع یونی مس + 0.98; مس 2+ 0.80; تی pl 1083 درجه سانتی گراد; تیکیپ 2600 درجه سانتیگراد؛ ظرفیت گرمایی ویژه (در 20 درجه سانتیگراد) 385.48 j/(کیلوگرم K), یعنی 0.092 مدفوع/(G·درجه سانتی گراد). مهمترین و پرکاربردترین خواص M.: هدایت حرارتی بالا - در دمای 20 درجه سانتیگراد 394.279 سه شنبه/(m K), یعنی 0.941 مدفوع/(سانتی متر · ثانیه ·درجه سانتیگراد)؛ مقاومت الکتریکی کم - در 20 درجه سانتیگراد 1.68 10 -8 اهم م. ضریب حرارتی انبساط خطی 17.0·10 -6 است. فشار بخار بالای M. ناچیز است، فشار 133.322 n/m 2(یعنی 1 میلی متر جیوه هنر) فقط در دمای 1628 درجه سانتیگراد حاصل می شود. M. دیامغناطیس است. حساسیت مغناطیسی اتمی 5.27·10 -6. سختی برینل 350 Mn/m 2(یعنی 35 kgf/mm 2) استحکام کششی 220 Mn/m 2(یعنی 22 kgf/mm 2) ازدیاد طول نسبی 60 درصد، مدول الاستیک 132 10 3 Mn/m 2(یعنی 13.2 10 3 kgf/mm 2). با سخت شدن می توان استحکام کششی را تا 400-450 افزایش داد Mn/m 2، در حالی که ازدیاد طول به 2٪ کاهش می یابد و هدایت الکتریکی 1-3٪ کاهش می یابد. بازپخت فلز سرد کار شده باید در دمای 600-700 درجه سانتیگراد انجام شود. ناخالصی های کوچک بی (هزارم درصد) و سرب (صدم درصد) باعث شکننده شدن M. قرمز می شود و مخلوط S باعث شکنندگی در سرما می شود.

از نظر خواص شیمیایی، فلز یک موقعیت میانی بین عناصر سه گانه اول گروه هشتم و عناصر قلیایی گروه I سیستم تناوبی را اشغال می کند. M مانند Fe، Co و Ni مستعد تشکیل کمپلکس است و ترکیبات رنگی، سولفیدهای نامحلول و غیره تولید می کند. شباهت با فلزات قلیایی ناچیز است. بنابراین، M تعدادی ترکیب یک ظرفیتی را تشکیل می دهد، اما حالت 2 ظرفیتی برای آن معمول تر است. نمک های منیزیم تک ظرفیتی عملاً در آب نامحلول هستند و به راحتی به ترکیبات منیزیم 2 ظرفیتی اکسید می شوند. برعکس نمک های دو ظرفیتی در آب بسیار محلول هستند و در محلول های رقیق کاملاً تجزیه می شوند. یون های هیدراته Cu 2+ آبی هستند. ترکیباتی که در آنها M 3 ظرفیتی است نیز شناخته شده است. بنابراین، با عمل پراکسید سدیم بر روی محلول سدیم کوپریت Na 2 CuO 2، اکسید Cu 2 O 3 به دست می آید - یک پودر قرمز رنگ که در 100 درجه سانتیگراد شروع به آزاد کردن اکسیژن می کند. Cu 2 O 3 یک عامل اکسید کننده قوی است (به عنوان مثال، کلر را از اسید هیدروکلریک آزاد می کند).

فعالیت شیمیایی M. کم است. فلز فشرده با هوای خشک و اکسیژن در دمای کمتر از 185 درجه سانتیگراد برهمکنش نمی کند. در حضور رطوبت و CO 2، یک لایه سبز رنگ از کربنات اساسی روی سطح فلز تشکیل می شود. هنگامی که فلز در هوا گرم می شود، اکسیداسیون سطح رخ می دهد. در دمای زیر 375 درجه سانتیگراد CuO تشکیل می شود و در محدوده 375-1100 درجه سانتیگراد با اکسیداسیون ناقص فلز رسوب دو لایه تشکیل می شود که در لایه سطحی آن CuO و در لایه داخلی مس وجود دارد. 2 O (نگاه کنید به اکسیدهای مس). کلر مرطوب با مواد معدنی در دمای معمولی برهم کنش می کند و کلرید CuCl 2 را تشکیل می دهد که بسیار محلول در آب است. M به راحتی با هالوژن های دیگر ترکیب می شود (نگاه کنید به. هالیدهای مس). M. تمایل خاصی به گوگرد و سلنیوم نشان می دهد. بنابراین، در بخار گوگرد می سوزد (نگاه کنید به. سولفیدهای مس). M. حتی در دماهای بالا با هیدروژن، نیتروژن و کربن واکنش نمی دهد. حلالیت هیدروژن در فلز جامد ناچیز است و در دمای 400 درجه سانتیگراد 0.06 است. میلی گرمدر 100 جی M. هیدروژن و سایر گازهای قابل اشتعال (CO, CH 4) که در دماهای بالا روی شمش های فلزی حاوی Cu 2 O عمل می کنند، با تشکیل CO 2 و بخار آب آن را به فلز تبدیل می کنند. این محصولات به دلیل نامحلول بودن در فلز از آن خارج می شوند و باعث ایجاد ترک هایی می شوند که به شدت خواص مکانیکی فلز را بدتر می کند.

هنگامی که NH 3 از روی فلز داغ عبور داده می شود، Cu 3 N تشکیل می شود. در حال حاضر در دمای گرم، فلز در معرض اکسیدهای نیتروژن، یعنی NO، N 2 O (با تشکیل Cu 2 O) و NO 2 (با شکل گیری) قرار می گیرد. از CuO). کاربیدهای Cu 2 C 2 و CuC 2 را می توان با اثر استیلن روی محلول های آمونیاک نمک های M به دست آورد. پتانسیل الکترود طبیعی M برای واکنش Cu 2 + + 2e Cu 0.337+ است. Vو برای واکنش Cu + + e Cu برابر 0.52 + است V. بنابراین، آهن توسط عناصر الکترونگاتیو بیشتری از نمک های خود جابجا می شود (آهن در صنعت استفاده می شود) و در اسیدهای غیر اکسید کننده حل نمی شود. در اسید نیتریک، M. با تشکیل Cu(NO 3) 2 و اکسیدهای نیتروژن، در غلظت داغ H 2 SO 4 - با تشکیل CuSO 4 و SO 2، در H 2 SO 4 رقیق گرم شده حل می شود - زمانی که هوا از طریق محلول دمیده می شود. تمام نمک های M. سمی هستند (نگاه کنید به. کربنات های مس, نیترات مس, سولفات مس).

M. در حالت دو و یک ظرفیتی ترکیبات پیچیده بسیار پایدار متعددی را تشکیل می دهد. نمونه هایی از ترکیبات پیچیده فلز تک ظرفیتی: (NH 4) 2 CuBr 3; K 3 Cu (CN) 4 - مجتمع های نوع نمک دوگانه؛ [مس (SC (NH 2)) 2 ]CI و دیگران. نمونه هایی از ترکیبات پیچیده فلز 2 ظرفیتی: CsCuCI 3، K 2 CuCl 4 - نوعی نمک دوگانه. ترکیبات کمپلکس آمونیاک M از اهمیت صنعتی بالایی برخوردار هستند: [Cu (NH 3) 4 ] SO 4 , [Cu (NH 3) 2 ] SO 4 .

اعلام وصول.سنگ معدن مس با محتوای کم M مشخص می شود. بنابراین، قبل از ذوب، سنگ معدن ریز آسیاب شده در معرض غنی سازی مکانیکی قرار می گیرد. در این حالت ، مواد معدنی با ارزش از بخش عمده سنگ های باطله جدا می شوند. در نتیجه تعدادی کنسانتره تجاری (به عنوان مثال مس، روی، پیریت) و باطله به دست می آید.

در اکثر کارخانه های مدرن، ذوب در کوره های طنین دار یا الکتریکی انجام می شود. در کوره های طنین دار، فضای کار در جهت افقی کشیده می شود. مساحت کوره 300 متر 2و بیشتر (30 متر 10 مترگرمای لازم برای ذوب با سوزاندن سوخت کربن (گاز طبیعی، نفت کوره، زغال سنگ پودر شده) در فضای گاز بالای سطح حمام به دست می آید. در کوره های الکتریکی گرما با عبور جریان الکتریکی از سرباره مذاب (جریان از طریق الکترودهای گرافیتی غوطه ور در آن به سرباره می رسد) به دست می آید.

سنگ معدن سولفید کلوخه غنی (2-3٪ مس) با محتوای گوگرد بالا (35-42٪ S) در برخی موارد به طور مستقیم برای ذوب در کوره های شفت (کوره هایی با فضای کار عمودی) فرستاده می شود. در یکی از انواع ذوب شفت (ذوب مس-گوگرد)، کک ریز به شارژ اضافه می شود که SO 2 را به گوگرد عنصری در افق های بالایی کوره کاهش می دهد. مس نیز در این فرآیند در مات متمرکز می شود.

مات مایع حاصل (عمدتاً Cu 2 S, FeS) در یک مبدل ریخته می شود - یک مخزن استوانه ای ساخته شده از ورق فولادی که در داخل با آجرهای منیزیت پوشانده شده است، مجهز به یک ردیف جانبی لوله ها برای تزریق هوا و دستگاهی برای چرخش به اطراف. یک محور هوای فشرده از طریق لایه مات دمیده می شود. تبدیل مات ها در دو مرحله انجام می شود. ابتدا سولفید آهن اکسید می شود و کوارتز برای اتصال اکسیدهای آهن به مبدل اضافه می شود. سرباره مبدل تشکیل می شود. سپس سولفید مس اکسید می شود تا فلز فلزی و SO 2 تشکیل شود. این M. خشن در قالب ها ریخته می شود. شمش ها (و گاهی اوقات فلز خشن مستقیماً مذاب) به منظور استخراج ماهواره های ارزشمند (Au، Ag، Se، Fe، Bi و غیره) و حذف ناخالصی های مضر برای تصفیه آتش فرستاده می شوند. این بر اساس تمایل بیشتر فلزات ناخالص به اکسیژن نسبت به مس است: Fe، Zn، Co و تا حدی Ni و دیگران به شکل اکسید به سرباره منتقل می شوند و گوگرد (به شکل SO 2) با گازها حذف می شود. پس از برداشتن سرباره، فلز برای بازگرداندن Cu 2 O حل شده در آن با فرو بردن انتهای چوب های توس خام یا کاج در فلز مایع "آسیب" می شود و پس از آن در قالب های مسطح ریخته می شود. برای پالایش الکترولیتی، این شمش ها در حمامی از محلول CuSO4 اسیدی شده با H2SO4 معلق می شوند. آنها به عنوان آند عمل می کنند. با عبور جریان، آندها حل می‌شوند و فلز خالص روی کاتدها رسوب می‌کند - ورقه‌های مسی نازک، که همچنین از طریق الکترولیز در حمام‌های ماتریسی خاص به دست می‌آیند. برای جداسازی رسوبات متراکم و صاف، مواد افزودنی فعال سطحی (چسب چوب، تیوره و غیره) به الکترولیت وارد می شوند. فلز کاتد حاصل با آب شسته و ذوب می شود. فلزات نجیب، Se، Te و دیگر ماهواره‌های ارزشمند فلزی در لجن آند متمرکز شده‌اند که با پردازش ویژه از آن استخراج می‌شوند. نیکلمتمرکز در الکترولیت؛ با حذف برخی از محلول های تبخیر و تبلور می توان نیکل را به صورت سولفات نیکل به دست آورد.

در کنار روش های پیرومتالورژی، روش های هیدرومتالورژی نیز برای به دست آوردن مواد معدنی (عمدتاً از کانی های اکسید شده و بومی ضعیف) استفاده می شود. این روش ها بر اساس انحلال انتخابی مواد معدنی حاوی مس، معمولا در محلول های ضعیف H 2 SO 4 یا آمونیاک هستند. از یک محلول، فلز یا با آهن رسوب می‌کند یا با الکترولیز با آندهای نامحلول جدا می‌شود. روش‌های هیدروفلوتاسیون ترکیبی، که در آن ترکیبات اکسیژن فلز در محلول‌های اسید سولفوریک حل می‌شوند و سولفیدها توسط فلوتاسیون جدا می‌شوند، زمانی که روی سنگ‌های معدنی مخلوط اعمال می‌شوند، بسیار امیدوارکننده هستند. فرآیندهای هیدرومتالورژی اتوکلاو، که در دما و فشار بالا انجام می شود، نیز در حال گسترش است.

کاربرد.نقش بزرگ فلز در فناوری به دلیل تعدادی از خواص ارزشمند و مهمتر از همه رسانایی الکتریکی، انعطاف پذیری و رسانایی حرارتی بالای آن است. به لطف این ویژگی ها، M. ماده اصلی سیم است. بیش از 50 درصد از فلزات استخراج شده در صنعت برق استفاده می شود. همه ناخالصی ها رسانایی الکتریکی فلز را کاهش می دهند و بنابراین فلز با عیار بالا حاوی حداقل 99.9٪ مس در مهندسی برق استفاده می شود. رسانایی حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی امکان ساخت از قطعات حساس فلزی مبدل های حرارتی، یخچال و فریزر، دستگاه های خلاء و غیره را فراهم می کند. حدود 30 تا 40 درصد فلز به شکل آلیاژهای مختلف استفاده می شود که از جمله مهم ترین آنها می توان به آلیاژهای مختلف اشاره کرد. برنجی(از 0 تا 50 درصد روی) و انواع مختلف برنز; قلع، آلومینیوم، سرب، بریلیم و غیره (برای جزئیات بیشتر، نگاه کنید به آلیاژهای مس). علاوه بر نیازهای صنایع سنگین، ارتباطات و حمل و نقل، مقدار مشخصی فلز (عمدتا به شکل نمک) برای تهیه رنگدانه های معدنی، کنترل آفات و بیماری های گیاهی، به عنوان ریزکود، کاتالیزور برای فرآیندهای اکسیداسیون مصرف می شود. و همچنین در صنایع چرم و خز و تولید ابریشم مصنوعی.

L. V. Vanyukov.

مس به عنوان یک ماده هنری مورد استفاده قرار می گیرد عصر مس(جواهرات، مجسمه سازی، ظروف، ظروف). محصولات آهنگری و ریخته گری از فلز و آلیاژ (نگاه کنید به برنز) با تعقیب، حکاکی و منبت تزئین شده اند. سهولت پردازش فلز (به دلیل نرمی آن) به صنعتگران اجازه می دهد تا به بافت های مختلف، جزئیات دقیق و مدل سازی دقیق فرم دست یابند. محصولات ساخته شده از فلز به دلیل زیبایی رنگ های طلایی یا قرمز و همچنین توانایی آنها در به دست آوردن درخشش هنگام پرداخت متمایز می شوند. M. اغلب طلاکاری و پتینه کاری می شوند (نگاه کنید به. پتینه)، رنگی، تزئین شده با مینا. از قرن 15، فلز همچنین برای ساخت صفحات چاپی استفاده شده است (نگاه کنید به. حکاکی).

مس در بدن.م - برای گیاهان و حیوانات لازم است عنصر کمیاب. عملکرد اصلی بیوشیمیایی M. شرکت در واکنش های آنزیمی به عنوان یک فعال کننده یا به عنوان بخشی از آنزیم های حاوی مس است. مقدار M در گیاهان از 0.0001 تا 0.05 درصد (در هر ماده خشک) متغیر است و به نوع گیاه و محتوای M در خاک بستگی دارد. در گیاهان، M. جزء آنزیم اکسیدازها و پروتئین پلاستوسیانین است. در غلظت های بهینه، M. مقاومت گیاهان به سرما را افزایش داده و باعث رشد و نمو آنها می شود. در میان جانوران، غنی ترین آنها در M. برخی از بی مهرگان هستند ( نرم تنان و سخت پوستان در هموسیانینحاوی 0.15-0.26٪ M.). هنگامی که با غذا مصرف شود، M. در روده ها جذب می شود، به پروتئین سرم خون - آلبومین متصل می شود، سپس توسط کبد جذب می شود، از آنجا به عنوان بخشی از پروتئین سرولوپلاسمین به خون باز می گردد و به اندام ها و بافت ها می رسد.

با کمبود M.، گیاهان غلات تحت تأثیر بیماری به اصطلاح فرآوری قرار می گیرند و گیاهان میوه تحت تأثیر اگزانتما قرار می گیرند. در حیوانات، جذب و استفاده از آهن کاهش می یابد که منجر به کم خونیهمراه با اسهال و خستگی از میکروکودهای مسی و تغذیه حیوانات با نمک مس استفاده می شود (نگاه کنید به. میکروکودها). مسمومیت با M. منجر به کم خونی، بیماری کبد و بیماری ویلسون می شود. در انسان، مسمومیت به ندرت به دلیل مکانیسم های ظریف جذب و دفع M. اتفاق می افتد. اما در دوزهای زیاد، M. باعث استفراغ می شود. هنگامی که M. جذب می شود، ممکن است مسمومیت عمومی رخ دهد (اسهال، تضعیف تنفس و فعالیت قلبی، خفگی، کما).

I. F. Gribovskaya.

روشن: Smirnov V.I.، متالورژی مس و نیکل، Sverdlovsk - M.، 1950; Avetisyan K. K., Metalurgy of the copper copper, M., 1954; Ghazaryan L. M., Pyrometallurgy of copper, M., 1960; راهنمای متالورژیست برای فلزات غیرآهنی، ویرایش شده توسط N. N. Murach، ویرایش دوم، جلد 1، M.، 1953، جلد 2، M.، 1947; Levinson N.P. [محصولات ساخته شده از فلزات غیر آهنی و آهنی]، در کتاب: هنر تزئینی روسیه، ج 1-3، م.، 1962-65; Hadaway W. S.، تصاویری از کارهای فلزی در برنج و مس عمدتاً در جنوب هند، مدرس، 1913; Wainwright G. A.، وقوع قلع و مس در نزدیکی بیبیوس، "مجله باستان شناسی مصر"، 1934، ج. 20، pt 1، p. 29-32; BergsÆe P.، فرآیند تذهیب و متالورژی مس و سرب در میان سرخپوستان پیش کلمبیا، Kbh.، 1938; فریدن ای.، نقش ترکیبات مس در طبیعت، در کتاب: افق های بیوشیمی، ترجمه از انگلیسی، م.، 1964; به او. بیوشیمی مس، در کتاب: مولکول ها و سلول ها، ترجمه از انگلیسی، در. 4، م.، 1969; نقش بیولوژیکی مس، م.، 1970.

فلز مس- عنصری از یک زیر گروه ثانویه از گروه اول، دوره چهارم سیستم تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف، با عدد اتمی 29. با نماد Cu (lat. Cuprum) مشخص می شود.

مس فلزی شکل پذیر طلایی-صورتی با درخشش فلزی مشخص است. در سیستم تناوبی D.I. مندلیف، این عنصر شیمیایی به عنوان Cu (Cuprum) نامگذاری شده است و تحت شماره سریال 29 در گروه I (زیرگروه جانبی)، در دوره چهارم قرار دارد.

نام لاتین Cuprum از نام جزیره قبرس گرفته شده است. حقایق شناخته شده ای وجود دارد که در قرن سوم قبل از میلاد در قبرس معادن مس وجود داشت و صنعتگران محلی مس را ذوب می کردند. می توانید مس را از شرکت خریداری کنید « ».

به گفته مورخان، جامعه از حدود نه هزار سال پیش با مس آشنا بوده است. قدیمی ترین محصولات مسی در حفاری های باستان شناسی در منطقه ترکیه امروزی پیدا شد. باستان شناسان مهره ها و بشقاب های مسی کوچکی را کشف کردند که برای تزئین لباس استفاده می شد. قدمت این یافته ها به هزاره هشتم تا هفتم قبل از میلاد می رسد. در زمان های قدیم از مس برای ساخت جواهرات، ظروف گران قیمت و ابزارهای مختلف با تیغه های نازک استفاده می شد.

یک دستاورد بزرگ متالورژیست های باستانی را می توان تولید یک آلیاژ با پایه مس - برنز نامید.

خواص اساسی مس

1. خواص فیزیکی.

در هوا، مس به دلیل تشکیل یک لایه اکسید، رنگ زرد مایل به قرمز روشنی پیدا می کند. صفحات نازک هنگامی که از طریق آنها بررسی می شود رنگ آبی مایل به سبز دارند. مس در شکل خالص خود کاملاً نرم، چکش خوار است و به راحتی نورد و کشیده می شود. ناخالصی ها می توانند سختی آن را افزایش دهند.

رسانایی الکتریکی بالای مس را می توان ویژگی اصلی نامید که کاربرد غالب آن را تعیین می کند. مس همچنین رسانایی حرارتی بسیار بالایی دارد. ناخالصی هایی مانند آهن، فسفر، قلع، آنتیموان و آرسنیک بر خواص اساسی تأثیر می گذارند و هدایت الکتریکی و حرارتی را کاهش می دهند. بر اساس این شاخص ها، مس پس از نقره در رتبه دوم قرار دارد.

مس دارای چگالی بالا، نقطه ذوب و نقطه جوش است. یک ویژگی مهم نیز مقاومت خوب در برابر خوردگی است. به عنوان مثال، در رطوبت بالا، آهن بسیار سریعتر اکسید می شود.

مس به خوبی به پردازش کمک می کند: به شکل ورق مسی و میله مسی نورد شده، به داخل سیم مسی با ضخامت به هزارم میلی متر کشیده می شود. این فلز دیامغناطیس است، یعنی در جهت میدان مغناطیسی خارجی مغناطیسی می شود.

مس یک فلز نسبتا کم فعال است. در شرایط عادی در هوای خشک، اکسیداسیون آن اتفاق نمی افتد. به راحتی با هالوژن، سلنیوم و گوگرد واکنش نشان می دهد. اسیدهای بدون خاصیت اکسید کننده تاثیری روی مس ندارند. هیچ واکنش شیمیایی با هیدروژن، کربن و نیتروژن وجود ندارد. در هوای مرطوب، اکسیداسیون برای تشکیل کربنات مس (II) - لایه بالایی پلاتین - رخ می دهد.
مس آمفوتریک است، به این معنی که کاتیون ها و آنیون ها را در پوسته زمین تشکیل می دهد. بسته به شرایط، ترکیبات مس خواص اسیدی یا بازی از خود نشان می دهند.

روشهای بدست آوردن مس

در طبیعت، مس به صورت ترکیبات و به صورت ناگت وجود دارد. ترکیبات توسط اکسیدها، بی کربنات ها، کمپلکس های گوگرد و دی اکسید کربن و همچنین سنگ معدن سولفیدی نشان داده می شوند. رایج ترین سنگ معدن پیریت مس و درخشش مس است. محتوای مس در آنها 1-2٪ است. 90 درصد مس اولیه به روش پیرومتالورژی و 10 درصد به روش هیدرومتالورژیکی استخراج می شود.

1. روش پیرومتالورژیکی شامل فرآیندهای زیر است: غنی سازی و برشته کردن، ذوب برای مات، تصفیه در مبدل، پالایش الکترولیتی.
سنگ معدن مس با فلوتاسیون و بو دادن اکسیداتیو غنی می شود. ماهیت روش فلوتاسیون به شرح زیر است: ذرات مس معلق در یک محیط آبی به سطح حباب های هوا می چسبند و به سطح بالا می روند. این روش به شما امکان می دهد کنسانتره پودر مس را که حاوی 10-35٪ مس است به دست آورید.

سنگ معدن و کنسانتره مس با محتوای گوگرد قابل توجهی در معرض بو دادن اکسیداتیو هستند. هنگامی که در حضور اکسیژن گرم می شود، سولفیدها اکسید می شوند و مقدار گوگرد تقریباً به نصف کاهش می یابد. کنسانتره های ضعیف حاوی 25-8 درصد مس بو داده می شوند. کنسانتره های غنی حاوی 25-35٪ مس بدون استفاده از بو دادن ذوب می شوند.

مرحله بعدی روش پیرومتالورژیکی برای تولید مس ذوب برای مات است. اگر از سنگ مس کلوخه ای با مقدار زیادی گوگرد به عنوان ماده خام استفاده شود، ذوب در کوره های شفتی انجام می شود. و برای کنسانتره فلوتاسیون پودری از کوره های طنین دار استفاده می شود. ذوب در دمای 1450 درجه سانتیگراد رخ می دهد.

در مبدل های افقی با دمیدن جانبی، مات مس با هوای فشرده دمیده می شود تا اکسیداسیون سولفیدها و فروم اتفاق بیفتد. سپس اکسیدهای حاصل به سرباره و گوگرد به اکسید تبدیل می شوند. این مبدل مس تاولی تولید می کند که حاوی 98.4-99.4 درصد مس، آهن، گوگرد و همچنین مقادیر کمی نیکل، قلع، نقره و طلا است.

مس تاول در معرض آتش سوزی و سپس پالایش الکترولیتی قرار می گیرد. ناخالصی ها با گازها حذف شده و به سرباره تبدیل می شوند. در نتیجه تصفیه آتش، مس با خلوص تا 99.5٪ تشکیل می شود. و پس از پالایش الکترولیتی، خلوص 99.95٪ است.

2. روش هیدرومتالورژیکی شامل شستشوی مس با محلول ضعیف اسید سولفوریک و سپس جداسازی فلز مس به طور مستقیم از محلول است. این روش برای فرآوری سنگ معدنی با عیار پایین استفاده می شود و امکان استخراج مرتبط با فلزات گرانبها همراه با مس را نمی دهد.

کاربردهای مس

مس و آلیاژهای مس به دلیل کیفیت ارزشمندی که دارند در صنایع برق و مهندسی برق، رادیو الکترونیک و ابزارسازی مورد استفاده قرار می گیرند. آلیاژهای مس با فلزاتی مانند روی، قلع، آلومینیوم، نیکل، تیتانیوم، نقره و طلا وجود دارد. کمتر مورد استفاده آلیاژهای با غیر فلزات: فسفر، گوگرد، اکسیژن. دو گروه از آلیاژهای مس وجود دارد: برنج (آلیاژهای روی) و برنز (آلیاژهایی با عناصر دیگر).

مس بسیار سازگار با محیط زیست است که امکان استفاده از آن را در ساخت و ساز ساختمان های مسکونی فراهم می کند. برای مثال سقف مسی به دلیل خاصیت ضد خوردگی می تواند بیش از صد سال بدون مراقبت یا رنگ آمیزی خاصی دوام بیاورد.

مس در آلیاژهای طلا با طلا در جواهرات استفاده می شود. این آلیاژ باعث افزایش استحکام محصول، افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل و سایش می شود.

ترکیبات مس با فعالیت بیولوژیکی بالا مشخص می شوند. در گیاهان، مس در سنتز کلروفیل شرکت می کند. بنابراین می توان آن را در ترکیب کودهای معدنی مشاهده کرد. کمبود مس در بدن انسان می تواند باعث بدتر شدن ترکیب خون شود. در بسیاری از محصولات غذایی یافت می شود. به عنوان مثال، این فلز در شیر یافت می شود. با این حال، مهم است که به یاد داشته باشید که ترکیبات مس اضافی می تواند باعث مسمومیت شود. به همین دلیل است که نباید غذا را در ظروف مسی بپزید. در حین جوشاندن، مقادیر زیادی مس می تواند وارد غذا شود. اگر ظروف داخل آن با یک لایه قلع پوشانده شده باشد، خطر مسمومیت وجود ندارد.

در پزشکی از مس به عنوان ضد عفونی کننده و قابض استفاده می شود. این جزء قطره های چشمی برای ورم ملتحمه و محلول های سوختگی است.

خواص اساسی مس

1. خواص فیزیکی.

روشهای بدست آوردن مس

کاربردهای مس

شعری از چوکوفسکی ک

یادگیری زبان فرانسه

آندری کوربسکی به خاطر یک زن به تزار خیانت می کند