Bakri(lat. cuprum), cu, element kimik i grupit I të sistemit periodik të Mendelejevit; numri atomik 29, masa atomike 63.546; metal i kuq i butë, i lakueshëm. Metali natyror përbëhet nga një përzierje e dy izotopeve të qëndrueshme - 63 cu (69.1%) dhe 65 cu (30.9%).
Referencë historike. M. është një nga metalet e njohur që në lashtësi. Njohja e hershme e njeriut me M. u lehtësua nga fakti se ai shfaqet në natyrë në një gjendje të lirë në formën e copave, të cilat ndonjëherë arrijnë madhësi të konsiderueshme. Metali dhe lidhjet e tij luajtën një rol të madh në zhvillimin e kulturës materiale. Për shkak të reduktueshmërisë së lehtë të oksideve dhe karbonateve, metali me sa duket ishte metali i parë që njeriu mësoi të reduktonte nga përbërjet e oksigjenit që përmbaheshin në xehe. Emri latin M. vjen nga emri i ishullit të Qipros, ku grekët e lashtë nxirrnin mineral bakri. Në kohët e lashta, për të përpunuar shkëmbin, ai nxehej mbi zjarr dhe ftohej shpejt, dhe shkëmbi u plas. Tashmë në këto kushte, proceset e restaurimit ishin të mundshme. Më pas, restaurimi u krye në zjarre me një sasi të madhe thëngjilli dhe me injektim të ajrit nëpër tuba dhe shakull. Zjarret u rrethuan me mure që u ngritën gradualisht, gjë që çoi në krijimin e një furre me bosht. Më vonë, metodat e reduktimit i lanë vendin shkrirjes oksiduese të xeheve të bakrit sulfide për të prodhuar produkte të ndërmjetme - mat (një aliazh sulfidesh), në të cilin përqendrohet metali dhe skorje (një aliazh oksidesh).
Shpërndarja në natyrë. Përmbajtja mesatare e metalit në koren e tokës (Clarke) është 4.7 10 -3% (në masë); në pjesën e poshtme të kores së tokës, e përbërë nga shkëmbinj bazë, ka më shumë (1 10 -2%) se në pjesën e sipërme (2 10 -3%), ku mbizotërojnë granitet dhe shkëmbinj të tjerë magmatikë acidikë. M. migron vrullshëm si në ujërat e nxehta të thellësive ashtu edhe në tretësirat e ftohta të biosferës; Sulfidi i hidrogjenit precipiton sulfide minerale të ndryshme nga ujërat natyrore, të cilat kanë rëndësi të madhe industriale. Midis mineraleve të shumta të mineraleve, mbizotërojnë sulfidet, fosfatet, sulfatet dhe kloruret; mineralet vendase, karbonatet dhe oksidet janë gjithashtu të njohura.
M. është një element i rëndësishëm i jetës; është i përfshirë në shumë procese fiziologjike. Përmbajtja mesatare e M në lëndën e gjallë është 2 × 10 -4%, organizma të njohur si përqendrues të M. Në tajgë dhe peizazhe të tjera klimatike të lagështa, M kullohet relativisht lehtë nga tokat acide; këtu në disa vende ka mungesë të M dhe sëmundjet shoqëruese të bimëve dhe kafshëve (veçanërisht në kënetat e rërës dhe torfe). Në stepa dhe shkretëtira (me tretësirë të dobët alkaline karakteristike për to), M. është joaktive; Në zonat e depozitave minerale, ka një tepricë të tij në tokë dhe bimë, duke bërë që kafshët shtëpiake të sëmuren.
Ka shumë pak M në ujin e lumit, 1·10 -7%. Myshku i sjellë në oqean nga rrjedhjet relativisht shpejt shndërrohet në baltë detare. Prandaj, argjila dhe argjila janë pasuruar disi në M (5.7 × 10 -3%), dhe uji i detit është shumë i pangopur me M (3 × 10 -7%).
Në detet e epokave të kaluara gjeologjike, në vende kishte një akumulim të konsiderueshëm të mineraleve në llum, gjë që çoi në formimin e depozitave (për shembull, Mansfeld në Republikën Demokratike Gjermane). Migron fuqishëm në ujërat nëntokësore të biosferës; akumulimi i mineraleve M në gurët ranorë shoqërohet me këto procese.
Vetite fizike dhe kimike. Ngjyra e M. është e kuqe, rozë kur thyhet dhe jeshile-blu kur është e tejdukshme në shtresa të holla. Metali ka një grilë kub të përqendruar në fytyrë me parametrin A= 3,6074 å; dendësia 8.96 g/cm 3(20 °C). Rrezja atomike 1,28 å; rrezet jonike cu + 0,98 å; cu 2+ 0,80 å; t pl. 1083 °C; t kip. 2600 °C; kapaciteti specifik i nxehtësisë (në 20 °C) 385,48 j/(kg K) , që është 0.092 feçet/(G ·°C). Karakteristikat më të rëndësishme dhe më të përdorura të M.: përçueshmëri e lartë termike - në 20 °C 394.279 e martë/(m K) , që është 0.941 feçet/(cm · sek ·°C); rezistencë e ulët elektrike - në 20 °C 1.68 10 -8 ohm m. Koeficienti termik i zgjerimit linear është 17.0 · 10 -6. Presioni i avullit mbi M. është i papërfillshëm, presioni 133.322 n/m 2(që është 1 mmHg Art.) arrihet vetëm në 1628 °C. M. është diamagnetike; ndjeshmëria atomike magnetike 5,27 10 -6. Fortësia e Brinelit 350 Mn/m 2(që është 35 kgf/mm 2); Rezistenca në tërheqje 220 Mn/m 2(që është 22 kgf/mm 2); zgjatja relative 60%, moduli elastik 132 10 3 Mn/m 2(d.m.th., 13.2 10 3 kgf/mm 2). Me ngurtësim, forca në tërheqje mund të rritet në 400-450 Mn/m 2, ndërsa zgjatja ulet në 2%, dhe përçueshmëria elektrike ulet me 1-3%. Pjekja e metalit të ngurtësuar duhet të kryhet në 600-700 °C. Papastërtitë e vogla bi (të mijëtat %) dhe pb (të qindtat %) e bëjnë M. të kuq-të brishtë, dhe papastërtia s shkakton brishtësinë në të ftohtë.
Për nga vetitë kimike, M. zë një pozicion të ndërmjetëm midis elementeve të treshes së parë të grupit VIII dhe elementeve alkali të grupit I të sistemit periodik. M, si fe, Co, ni, është e prirur për formim komplekse, jep përbërje me ngjyrë, sulfide të patretshme etj. Ngjashmëria me metalet alkali është e parëndësishme. Kështu, M formon një numër përbërjesh njëvalente, por gjendja 2-valente është më tipike për të. Kripërat e magnezit njëvalent janë praktikisht të patretshme në ujë dhe oksidohen lehtësisht në përbërje të magnezit 2-valent; kripërat dyvalente, përkundrazi, janë shumë të tretshme në ujë dhe shpërndahen plotësisht në tretësira të holluara. Jonet e hidratuar Cu 2+ janë blu. Njihen edhe komponimet në të cilat M është 3-valente. Kështu, nga veprimi i peroksidit të natriumit në një zgjidhje të cupritit të natriumit na 2 cuo 2, përftohet oksidi cu 2 o 3 - një pluhur i kuq që fillon të lëshojë oksigjen tashmë në 100 ° C. cu 2 o 3 është një agjent i fortë oksidues (për shembull, ai çliron klorin nga acidi klorhidrik).
Aktiviteti kimik i M. është i ulët. Metali kompakt nuk ndërvepron me ajrin e thatë dhe oksigjenin në temperatura nën 185 °C. Në prani të lagështirës dhe CO2, në sipërfaqen e metalit formohet një shtresë e gjelbër e karbonatit bazë. Kur metali nxehet në ajër, ndodh oksidimi i sipërfaqes; nën 375 °C, formohet cuo, dhe në intervalin 375-1100 °C, me oksidim jo të plotë të metalit, formohet një shkallë me dy shtresa, në shtresën sipërfaqësore të së cilës ka cuo, dhe në shtresën e brendshme - cu 2 o. Klori i lagësht ndërvepron me M. tashmë në temperaturë normale, duke formuar klorur cucl 2, i cili është shumë i tretshëm në ujë. M kombinohet lehtësisht me halogjenët e tjerë. M. tregon një afinitet të veçantë për squfurin dhe selenin; pra, digjet në avujt e squfurit. M. nuk reagon me hidrogjen, azot dhe karbon edhe në temperatura të larta. Tretshmëria e hidrogjenit në metalin e ngurtë është e parëndësishme dhe në 400 °C është 0,06 mg në 100 G M. Hidrogjeni dhe gazrat e tjerë të ndezshëm (co, ch 4), që veprojnë në temperatura të larta në shufrat metalike që përmbajnë cu 2 o, e reduktojnë atë në metal me formimin e co 2 dhe avullit të ujit. Këto produkte, duke qenë të patretshme në metal, çlirohen prej tij, duke shkaktuar shfaqjen e çarjeve, gjë që përkeqëson ndjeshëm vetitë mekanike të metalit.
Kur nh 3 kalohet mbi metal të nxehtë, formohet cu 3 n. Tashmë në një temperaturë të nxehtë, M. ekspozohet ndaj oksideve të azotit, përkatësisht jo, n 2 o (me formimin e cu 2 o) dhe no 2 (me formimin e cuo). Karbitet cu 2 c 2 dhe cuc 2 mund të përftohen nga veprimi i acetilenit në tretësirat e amoniakut të kripërave M. Potenciali normal i elektrodës së M për reaksionin cu 2+ + 2e ® Cu është +0,337 V, dhe për reaksionin cu2+ + e -> Cu është +0,52 V. Prandaj, hekuri zhvendoset nga kripërat e tij nga më shumë elementë elektronegativë (hekuri përdoret në industri) dhe nuk tretet në acide jooksiduese. Në acidin nitrik, M. tretet me formimin e cu(nr 3) 2 dhe oksidet e azotit, në një përqendrim të nxehtë prej h 2 pra 4 - me formimin e cuso 4 dhe kështu 2, në h 2 so 4 të holluar të nxehtë - kur ajri fryhet përmes tretësirës. Të gjitha kripërat e M. janë helmuese.
M. në gjendje dy dhe njëvalente formon përbërje të shumta komplekse shumë të qëndrueshme. Shembuj të përbërjeve komplekse të M. monovalente: (nh 4) 2 kubr 3; k 3 cu (cn) 4 - komplekse të dyfishta të llojit të kripës; [Сu (sc (nh 2)) 2 ]ci dhe të tjerë. Shembuj të komponimeve komplekse të M. 2-valente: cscuci 3, k 2 cucl 4 - një lloj kripërash të dyfishta. Komponimet komplekse të amonit të M. kanë një rëndësi të madhe industriale: [Cu (nh 3) 4] pra 4, [Cu (nh 3) 2] pra 4.
Faturë. Xeherorët e bakrit karakterizohen nga një përmbajtje e ulët M. Prandaj, para shkrirjes, minerali i bluar imët i nënshtrohet pasurimit mekanik; në këtë rast, mineralet e vlefshme ndahen nga pjesa më e madhe e shkëmbinjve të mbeturinave; Si rezultat, përftohen një numër koncentratesh komerciale (për shembull, bakri, zinku, piriti) dhe mbetjet.
Në praktikën botërore, 80% e metaleve nxirren nga koncentratet duke përdorur metoda pirometalurgjike të bazuara në shkrirjen e të gjithë masës së materialit. Gjatë procesit të shkrirjes, për shkak të afinitetit më të madh të magnezit për squfurin dhe afinitetit më të madh të përbërësve të mbeturinave të shkëmbinjve dhe hekurit për oksigjenin, magnezi përqendrohet në shkrirjen e sulfurit (mat) dhe oksidet formojnë skorje. Mati ndahet nga skorja duke u vendosur.
Në shumicën e impianteve moderne, shkrirja kryhet në furra reverberuese ose elektrike. Në furrat reverberuese hapësira e punës zgjatet në drejtim horizontal; zona e vatrës 300 m 2 dhe më shumë (30 m? 10 m), nxehtësia e nevojshme për shkrirjen fitohet nga djegia e karburantit të karbonit (gazit natyror, vaji djegës, qymyri i pluhurosur) në hapësirën e gazit mbi sipërfaqen e banjës. Në furrat elektrike, nxehtësia fitohet duke kaluar një rrymë elektrike përmes skorjes së shkrirë (rryma furnizohet në skorje përmes elektrodave grafit të zhytur në të).
Megjithatë, si shkrirja reflektuese ashtu edhe ajo elektrike, bazuar në burimet e jashtme të nxehtësisë, janë procese të papërsosura. Sulfidet, të cilat përbëjnë pjesën më të madhe të koncentrateve të bakrit, kanë një vlerë të lartë kalorifike. Prandaj, gjithnjë e më shumë po prezantohen metodat e shkrirjes që përdorin nxehtësinë e djegies së sulfideve (oksidues - ajri i nxehtë, ajri i pasuruar me oksigjen ose oksigjen teknik). Koncentrat sulfide të imta, të thara paraprakisht, fryhen me një rrymë oksigjeni ose ajri në një furrë të ngrohur në një temperaturë të lartë. Grimcat digjen në pezullim (shkrirje me oksigjen). Sulfidet gjithashtu mund të oksidohen në gjendje të lëngët; këto procese po studiohen intensivisht në BRSS dhe jashtë saj (Japoni, Australi, Kanada) dhe po bëhen drejtimi kryesor në zhvillimin e pirometalurgjisë së xeheve të bakrit sulfide.
Xeherorët e pasur të sulfurit me gunga (2-3% cu) me përmbajtje të lartë squfuri (35-42% s) në disa raste dërgohen drejtpërdrejt për shkrirje në furrat me bosht (furra me hapësirë pune vertikale). Në një nga varietetet e shkrirjes së boshtit (shkrirja e bakrit-squfurit), ngarkimit i shtohet koksi i imët, i cili e redukton 2 në squfur elementar në horizontet e sipërme të furrës. Bakri është gjithashtu i përqendruar në mat në këtë proces.
Lëngu mat i lëngshëm që rezulton (kryesisht cu 2 s, fes) derdhet në një konvertues - një rezervuar cilindrik i bërë nga fletë çeliku, i veshur me tulla magneziti në brendësi, i pajisur me një rresht anësor tuyerash për injektimin e ajrit dhe një pajisje për rrotullim rreth një aks. Ajri i kompresuar fryhet përmes shtresës mat. Shndërrimi i mateve ndodh në dy faza. Së pari, sulfuri i hekurit oksidohet dhe kuarci shtohet në konvertues për të lidhur oksidet e hekurit; formohet skorja e konvertuesit. Më pas sulfuri i bakrit oksidohet për të formuar metal metalik dhe kështu 2. Ky M. i përafërt derdhet në kallëpe. Shufrat (dhe nganjëherë metali i përafërt i shkrirë drejtpërdrejt) dërgohen për rafinim me zjarr për të nxjerrë satelitë të vlefshëm (au, ag, se, fe, bi dhe të tjerë) dhe për të hequr papastërtitë e dëmshme. Ai bazohet në afinitetin më të madh të metaleve të papastërta për oksigjenin sesa bakri: fe, zn, co dhe pjesërisht ni dhe të tjerët kalojnë në skorje në formën e oksideve, dhe squfuri (në formën e so 2) hiqet me gazra. Pas heqjes së skorjes, metali "ngacmohet" për të rivendosur cu 2 o të tretur në të duke i zhytur skajet e trungjeve të thuprës ose pishës në metal të lëngshëm, pas së cilës hidhet në kallëpe të sheshta. Për rafinimin elektrolitik, këto shufra pezullohen në një banjë me tretësirë kuso 4 të acidifikuar me h 2 so 4 . Ato shërbejnë si anodë. Kur kalon një rrymë, anodet shpërndahen dhe metali i pastër depozitohet në katodë - fletë të holla bakri, të marra gjithashtu nga elektroliza në banjat e veçanta të matricës. Për të ndarë depozitat e dendura dhe të lëmuara, aditivët aktivë në sipërfaqe (ngjitës druri, tiurea dhe të tjera) futen në elektrolit. Metali katodë që rezulton lahet me ujë dhe shkrihet. Metalet fisnike, se, te dhe satelitët e tjerë të vlefshëm të metalit përqendrohen në llumin e anodës, nga i cili nxirren me përpunim të veçantë. Nikel i përqendruar në elektrolit; Duke hequr disa nga tretësirat për avullim dhe kristalizim, mund të fitohet ni në formën e sulfatit të nikelit.
Krahas metodave pirometalurgjike përdoren edhe metoda hidrometalurgjike për marrjen e mineraleve (kryesisht nga xeheroret e dobëta të oksiduara dhe vendase). Këto metoda bazohen në shpërbërjen selektive të mineraleve që përmbajnë bakër, zakonisht në tretësira të dobëta të h 2 so 4 ose amoniakut. Nga një tretësirë, metali ose precipitohet me hekur ose izolohet me elektrolizë me anode të patretshme. Metodat e kombinuara të hidroflotacionit, në të cilat përbërjet e oksigjenit të metaleve treten në tretësirat e acidit sulfurik dhe sulfidet ndahen me notim, janë shumë premtuese kur aplikohen në xeherore të përziera. Proceset hidrometalurgjike autoklavore, të cilat ndodhin në temperatura dhe presione të larta, po bëhen gjithashtu të përhapura.
Aplikacion. Roli i madh i metalit në teknologji është për shkak të një sërë vetive të tij të vlefshme dhe, mbi të gjitha, përçueshmërisë së lartë elektrike, plasticitetit dhe përçueshmërisë termike. Falë këtyre vetive, M. është materiali kryesor për telat; mbi 50% e metalit të nxjerrë përdoret në industrinë elektrike. Të gjitha papastërtitë zvogëlojnë përçueshmërinë elektrike të metalit, dhe për këtë arsye në inxhinierinë elektrike përdoret metali i klasës më të lartë, që përmban të paktën 99,9% Cu. Përçueshmëria e lartë termike dhe rezistenca ndaj korrozionit bëjnë të mundur prodhimin nga pjesët kritike metalike të këmbyesve të nxehtësisë, frigoriferëve, pajisjeve vakum etj. Rreth 30-40% e metalit përdoret në formën e lidhjeve të ndryshme, ndër të cilat më kryesoret janë tunxh(nga 0 deri në 50% zn) dhe lloje të ndryshme bronzi; kallaj, alumin, plumb, beril, etj. Përveç nevojave të industrisë së rëndë, komunikimit dhe transportit, një sasi e caktuar metali (kryesisht në formën e kripërave) konsumohet për përgatitjen e pigmenteve minerale, kontrollin e dëmtuesve dhe sëmundjet e bimëve, si mikrofertilizues dhe katalizatorë në proceset oksiduese, si dhe në industrinë e lëkurës dhe gëzofit dhe në prodhimin e mëndafshit artificial.
L. V. Vanyukov.
Bakri si material artistik përdoret me mosha e bakrit(bizhuteri, skulpturë, enë, enët). Produktet e falsifikuara dhe të derdhura të bëra nga metali dhe lidhjet janë të zbukuruara me gjuajtje, gdhendje dhe reliev. Lehtësia e përpunimit të metalit (për shkak të butësisë së tij) i lejon mjeshtrit të arrijnë një shumëllojshmëri tekstesh, përpunim të kujdesshëm të detajeve dhe modelim të imët të formës. Produktet e bëra nga metali dallohen nga bukuria e toneve të tyre të arta ose të kuqërremta, si dhe aftësia e tyre për të fituar shkëlqim kur lustrohen. M. shpesh është i praruar, i patinuar, i lyer dhe i zbukuruar me smalt. Që nga shekulli i 15-të, metali është përdorur edhe për prodhimin e pllakave shtypëse.
Bakri në trup. M. - e nevojshme për bimët dhe kafshët element gjurmë. Funksioni kryesor biokimik i M. është pjesëmarrja në reaksionet enzimatike si aktivizues ose si pjesë e enzimeve që përmbajnë bakër. Sasia e M në bimë varion nga 0,0001 deri në 0,05% (për lëndë të thatë) dhe varet nga lloji i bimës dhe përmbajtja e M në tokë. Në bimë, M. është një përbërës i enzimës oksidazave dhe proteinës plastocianin. Në përqendrime optimale, M. rrit rezistencën ndaj të ftohtit të bimëve dhe nxit rritjen dhe zhvillimin e tyre. Ndër kafshët, më të pasurit në M. janë disa jovertebrorë (moluskë dhe krustace në hemocianina përmban 0,15-0,26% M.). Kur merret me ushqim, M. absorbohet në zorrët, lidhet me proteinën e serumit të gjakut - albuminën, më pas përthithet nga mëlçia, nga ku kthehet në gjak si pjesë e proteinës ceruloplazmine dhe dërgohet në organe dhe inde.
Përmbajtja e M. tek njerëzit ndryshon (për 100 G pesha e thatë) nga 5 mg në mëlçi deri në 0.7 mg në kocka, në lëngjet e trupit - nga 100 mcg(për 100 ml) në gjak deri në 10 mcg në lëngun cerebrospinal; M. total në trupin e njeriut të rritur është rreth 100 mg. M. është pjesë e një numri enzimash (për shembull, tirozinaza, citokrom oksidaza) dhe stimulon funksionin hematopoietik të palcës së eshtrave. Doza të vogla të M. ndikojnë në metabolizmin e karbohidrateve (ulja e sheqerit në gjak), mineralet (ulja e sasisë së fosforit në gjak) etj. Rritja e M. në gjak çon në shndërrimin e përbërjeve minerale të hekurit në organikë, etj. stimulon përdorimin e hekurit të akumuluar në mëlçi gjatë sintezës hemoglobina.
Me mungesë të M., bimët e drithërave preken nga e ashtuquajtura sëmundje përpunuese dhe bimët frutore preken nga ekzantema; te kafshët zvogëlohet përthithja dhe përdorimi i hekurit, gjë që çon në aneminë shoqëruar me diarre dhe lodhje. Përdoren mikrofertilizues bakri dhe kafshët ushqehen me kripëra M. Helmimi nga M. çon në anemi, sëmundje të mëlçisë dhe sëmundjen e Wilson. Tek njerëzit, helmimi ndodh rrallë për shkak të mekanizmave delikate të përthithjes dhe sekretimit të M. Megjithatë, në doza të mëdha, M. shkakton të vjella; kur M. absorbohet, mund të ndodhë helmim i përgjithshëm (diarre, dobësim i frymëmarrjes dhe aktivitetit kardiak, mbytje, koma).
I. F. Gribovskaya.
Në mjekësi, M. sulfati përdoret si një antiseptik dhe astringent në formën e pikave të syve për konjuktivitin dhe lapsave për trajtimin e trakomës. Një tretësirë e sulfatit M. përdoret gjithashtu për djegiet e lëkurës me fosfor. Ndonjëherë sulfati M. përdoret si emetik. M. nitrati përdoret si pomadë për sytë për trakomën dhe konjuktivitin.
Lit.: Smirnov V.I., Metalurgjia e bakrit dhe nikelit, Sverdlovsk - M., 1950; Avetisyan Kh. K., Metalurgy of blister copper, M., 1954; Ghazaryan L. M., Pirometalurgjia e bakrit, M., 1960; Metalurgist's Guide to Non-Ferrous Metals, redaktuar nga N. N. Murach, botimi i dytë, vëll.1, M., 1953, vëll.2, M., 1947; Levinson N. p., [Produkte të bëra nga metali me ngjyra dhe me ngjyra], në librin: Arti dekorativ rus, vëll.1-3, M., 1962-65; hadaway w. s., ilustrime të punimeve të metaleve në tunxh dhe bakër kryesisht indiane jugore, medres, 1913; Wainwright g. a., shfaqja e kallajit dhe bakrit pranë bybios, “revistë e arkeologjisë Egjiptiane”, 1934, v. 20, pt 1, f. 29-32; bergët? e p., procesi i prarimit dhe metalurgjia e bakrit dhe plumbit midis indianëve parakolumbianë, kbh., 1938; Frieden E., Roli i përbërjeve të bakrit në natyrë, në librin: Horizons of Biochemistry, përkthim nga anglishtja, M., 1964; atij. Biokimia e bakrit, në librin: Molekulat dhe qelizat, përkthim nga anglishtja, në. 4, M., 1969; Roli biologjik i bakrit, M., 1970.
shkarko abstrakt
Bakri është një element i nëngrupit dytësor të grupit të parë, periudha e katërt e tabelës periodike të elementeve kimike të D.I. Mendeleev, me numër atomik 29. Përcaktohet me simbolin Cu (lat. Cuprum).
Numri atomik - 29
Masa atomike - 63.546
Dendësia, kg/m³ - 8960
Pika e shkrirjes, °C - 1083
Kapaciteti i nxehtësisë, kJ/(kg °C) - 0,385
Elektronegativiteti - 1.9
Rrezja kovalente, Å - 1,17
Jonizimi i parë potencial, eV - 7,73
Bakri gjendet në natyrë si në përbërje ashtu edhe në formë amtare. Me rëndësi industriale janë kalkopiriti CuFeS2, i njohur edhe si piriti i bakrit, kalkociti Cu2S dhe borditi Cu5FeS4. Së bashku me to gjenden edhe minerale të tjera të bakrit: koveliti CuS, cupriti Cu2O, azuriti Cu3(CO3)2(OH)2, malakiti Cu2CO3(OH)2. Ndonjëherë bakri gjendet në formë amtare; masa e grupimeve individuale mund të arrijë 400 tonë. Sulfidet e bakrit formohen kryesisht në venat hidrotermale me temperaturë mesatare. Depozitat e bakrit gjithashtu gjenden shpesh në shkëmbinjtë sedimentarë - ranorë bakri dhe rreshpe. Depozitat më të famshme të këtij lloji janë Udokan në rajonin Chita, Dzhezkazgan në Kazakistan, brezi i bakrit i Afrikës Qendrore dhe Mansfeld në Gjermani.
Pjesa më e madhe e xehes së bakrit është nxjerrë nga minierat e hapura. Përmbajtja e bakrit në mineral varion nga 0,4 në 1,0%. Vetitë fizike të bakrit
Bakri është një metal duktil ngjyrë rozë e artë; në ajër ai mbulohet shpejt me një shtresë oksidi, e cila i jep një nuancë karakteristike intensive të verdhë-kuqe. Bakri ka përçueshmëri të lartë termike dhe elektrike (radhitet i dyti në përçueshmëri elektrike pas argjendit). Ka dy izotope të qëndrueshme - 63Cu dhe 65Cu, dhe disa izotope radioaktive. Më jetëgjatësia prej tyre, 64Cu, ka një gjysmë jetëgjatësi prej 12.7 orë dhe dy mënyra prishjeje me produkte të ndryshme.
Ngjyra e bakrit është e kuqe, rozë kur thyhet dhe jeshile-blu kur është e tejdukshme në shtresa të holla. Metali ka një grilë kub të përqendruar në fytyrë me parametrin a = 3,6074 Å; dendësia 8,96 g/cm3 (20 °C). Rrezja atomike 1,28 Å; rrezet jonike të Cu+ 0,98 Å; Сu2+ 0,80 Å; shkrihet 1083 °C; pika e vlimit 2600 °C; kapaciteti specifik i nxehtësisë (në 20 °C) 385,48 J/(kg K), d.m.th. 0,092 cal/(g °C). Karakteristikat më të rëndësishme dhe më të përdorura të bakrit: përçueshmëri e lartë termike - në 20 °C 394.279 W/(m K), domethënë 0.941 cal/(cm sec °C); rezistencë e ulët elektrike - në 20 °C 1,68·10-8 ohm·m. Koeficienti termik i zgjerimit linear është 17.0·10-6. Presioni i avullit mbi bakër është i papërfillshëm; një presion prej 133,322 n/m2 (d.m.th. 1 mm Hg) arrihet vetëm në 1628 °C. Bakri është diamagnetik; ndjeshmëria magnetike atomike 5,27·10-6. Fortësia Brinell e bakrit është 350 Mn/m2 (d.m.th. 35 kgf/mm2); qëndrueshmëria në tërheqje 220 MN/m2 (d.m.th. 22 kgf/mm2); zgjatja relative 60%, moduli elastik 132·103 MN/m2 (d.m.th. 13,2·103 kgf/mm2). Me ngurtësim, qëndrueshmëria në tërheqje mund të rritet në 400-450 Mn/m2, ndërsa zgjatja zvogëlohet në 2%, dhe përçueshmëria elektrike zvogëlohet me 1-3.
Bakri(lat. Cuprum), Cu, element kimik i grupit I të sistemit periodik të Mendelejevit; numri atomik 29, masa atomike 63.546; metal i kuq i butë, i lakueshëm. Metali natyror përbëhet nga një përzierje e dy izotopeve të qëndrueshme - 63 Cu (69.1%) dhe 65 Cu (30.9%).
Referencë historike. M. është një nga metalet e njohur që në lashtësi. Njohja e hershme e njeriut me M. u lehtësua nga fakti se ai ndodh në natyrë në një gjendje të lirë në formën e copave (shih. Bakri vendas), të cilat ndonjëherë arrijnë madhësi të konsiderueshme. Metali dhe lidhjet e tij luajtën një rol të madh në zhvillimin e kulturës materiale (shih. Epoka e bronzit). Për shkak të reduktueshmërisë së lehtë të oksideve dhe karbonateve, metali me sa duket ishte metali i parë që njeriu mësoi të reduktonte nga përbërjet e oksigjenit që përmbaheshin në xehe. Emri latin M. vjen nga emri i ishullit të Qipros, ku grekët e lashtë nxirrnin mineral bakri. Në kohët e lashta, për të përpunuar shkëmbin, ai nxehej mbi zjarr dhe ftohej shpejt, dhe shkëmbi u plas. Tashmë në këto kushte, proceset e restaurimit ishin të mundshme. Më pas, restaurimi u krye në zjarre me një sasi të madhe thëngjilli dhe me injektim të ajrit nëpër tuba dhe shakull. Zjarret u rrethuan me mure që u ngritën gradualisht, gjë që çoi në krijimin e një furre me bosht. Më vonë, metodat e reduktimit i lanë vendin shkrirjes oksiduese të xeheve të bakrit sulfide për të prodhuar produkte të ndërmjetme - mat (një aliazh sulfidesh), në të cilin përqendrohet metali dhe skorje (një aliazh oksidesh).
Shpërndarja në natyrë. Përmbajtja mesatare e metalit në koren e tokës (Clarke) është 4.7 10 -3% (në masë); në pjesën e poshtme të kores së tokës, e përbërë nga shkëmbinj bazë, ka më shumë (1 10 -2%) se në pjesën e sipërme (2 %).10 -3 %), ku mbizotërojnë granitet dhe shkëmbinjtë e tjerë magmatikë acidikë. M. migron vrullshëm si në ujërat e nxehta të thellësive ashtu edhe në tretësirat e ftohta të biosferës; Sulfidi i hidrogjenit precipiton sulfide minerale të ndryshme nga ujërat natyrore, të cilat kanë rëndësi të madhe industriale. Midis mineraleve të shumta të mineraleve, mbizotërojnë sulfidet, fosfatet, sulfatet dhe kloruret; mineralet vendase, karbonatet dhe oksidet janë gjithashtu të njohura.
M. është një element i rëndësishëm i jetës; është i përfshirë në shumë procese fiziologjike. Përmbajtja mesatare e M në lëndën e gjallë është 2·10 -4%; organizmat njihen si përqendrues të M. Në taigën dhe peizazhet e tjera me klimë të lagësht, M kullohet relativisht lehtë nga tokat acide; këtu në vende ka mungesë të M dhe sëmundjet shoqëruese të bimëve dhe kafshëve (veçanërisht në kënetat e rërës dhe torfe). Në stepa dhe shkretëtira (me tretësirë të dobët alkaline karakteristike për to), M. është joaktive; Në zonat e depozitave minerale, ka një tepricë të tij në tokë dhe bimë, duke bërë që kafshët shtëpiake të sëmuren.
Ka shumë pak M në ujin e lumit, 1·10 -7%. Myshku i sjellë në oqean nga rrjedhjet relativisht shpejt shndërrohet në baltë detare. Prandaj, argjila dhe argjila janë pasuruar disi me M (5.7·10 -3%), dhe uji i detit është shumë i nënngopur me M (3·10 -7%).
Në detet e epokave të kaluara gjeologjike, në vende kishte një akumulim të konsiderueshëm të mineraleve në llum, gjë që çoi në formimin e depozitave (për shembull, Mansfeld në Republikën Demokratike Gjermane). Migron fuqishëm në ujërat nëntokësore të biosferës; akumulimi i mineraleve M në gurët ranorë shoqërohet me këto procese.
Vetite fizike dhe kimike. Ngjyra e M. është e kuqe, rozë kur thyhet dhe jeshile-blu kur është e tejdukshme në shtresa të holla. Metali ka një grilë kub të përqendruar në fytyrë me parametrin A= 3,6074; dendësia 8.96 g/cm 3(20°C). Rrezja atomike 1,28; rreze jonike Cu + 0,98; Cu 2+ 0,80; t pl. 1083 °C; t kip. 2600 °C; kapaciteti specifik i nxehtësisë (në 20 °C) 385,48 j/(kg K), që është 0.092 feçet/(G·°C). Karakteristikat më të rëndësishme dhe më të përdorura të M.: përçueshmëri e lartë termike - në 20 °C 394.279 e martë/(m K), që është 0.941 feçet/(cm·sek·°C); rezistencë e ulët elektrike - në 20 °C 1.68 10 -8 ohm m. Koeficienti termik i zgjerimit linear është 17.0·10 -6. Presioni i avullit mbi M. është i papërfillshëm, presioni 133.322 n/m 2(që është 1 mmHg Art.) arrihet vetëm në 1628 °C. M. është diamagnetike; ndjeshmëria atomike magnetike 5,27·10 -6. Fortësia e Brinelit 350 Mn/m 2(që është 35 kgf/mm 2); Rezistenca në tërheqje 220 Mn/m 2(që është 22 kgf/mm 2); zgjatja relative 60%, moduli elastik 132 10 3 Mn/m 2(d.m.th., 13.2 10 3 kgf/mm 2). Me ngurtësim, forca në tërheqje mund të rritet në 400-450 Mn/m 2, ndërsa zgjatja ulet në 2%, dhe përçueshmëria elektrike ulet me 1-3%. Pjekja e metalit të punuar në të ftohtë duhet të kryhet në 600-700 °C. Papastërtitë e vogla të Bi (të mijëtat %) dhe Pb (të qindtat %) e bëjnë M. të kuq-të brishtë, dhe përzierja e S shkakton brishtësi në të ftohtë.
Për nga vetitë kimike, M. zë një pozicion të ndërmjetëm midis elementeve të treshes së parë të grupit VIII dhe elementeve alkali të grupit I të sistemit periodik. M, si Fe, Co dhe Ni, është e prirur për formimin e komplekseve dhe prodhon komponime me ngjyrë, sulfide të patretshme, etj. Ngjashmëria me metalet alkali është e parëndësishme. Kështu, M formon një numër përbërjesh njëvalente, por gjendja 2-valente është më tipike për të. Kripërat e magnezit njëvalent janë praktikisht të patretshme në ujë dhe oksidohen lehtësisht në përbërje të magnezit 2-valent; kripërat dyvalente, përkundrazi, janë shumë të tretshme në ujë dhe shpërndahen plotësisht në tretësira të holluara. Jonet e hidratuar Cu 2+ janë blu. Njihen edhe komponimet në të cilat M është 3-valente. Kështu, nga veprimi i peroksidit të natriumit në një zgjidhje të cupritit të natriumit Na 2 CuO 2, përftohet oksidi Cu 2 O 3 - një pluhur i kuq që fillon të lëshojë oksigjen tashmë në 100 ° C. Cu 2 O 3 është një agjent i fortë oksidues (për shembull, ai çliron klorin nga acidi klorhidrik).
Aktiviteti kimik i M. është i ulët. Metali kompakt nuk ndërvepron me ajrin e thatë dhe oksigjenin në temperatura nën 185 °C. Në prani të lagështirës dhe CO 2, në sipërfaqen e metalit formohet një film i gjelbër i karbonatit bazë. Kur metali nxehet në ajër, ndodh oksidimi i sipërfaqes; nën 375 °C formohet CuO dhe në intervalin 375-1100 °C me oksidim jo të plotë të metalit formohet shkallë dyshtresore, në shtresën sipërfaqësore të së cilës ka CuO, kurse në shtresën e brendshme - Cu. 2 O (shih. Oksidet e bakrit). Klori i lagësht ndërvepron me mineralet tashmë në temperatura normale, duke formuar klorur CuCl 2, i cili është shumë i tretshëm në ujë. M kombinohet lehtësisht me halogjenët e tjerë (shih. Halidet e bakrit). M. tregon një afinitet të veçantë për squfurin dhe selenin; pra, digjet në avujt e squfurit (shih. Sulfidet e bakrit). M. nuk reagon me hidrogjen, azot dhe karbon edhe në temperatura të larta. Tretshmëria e hidrogjenit në metalin e ngurtë është e parëndësishme dhe në 400 °C është 0,06 mg në 100 G M. Hidrogjeni dhe gazrat e tjerë të ndezshëm (CO, CH 4), që veprojnë në temperatura të larta në shufrat metalike që përmbajnë Cu 2 O, e reduktojnë atë në metal me formimin e CO 2 dhe avullit të ujit. Këto produkte, duke qenë të patretshme në metal, çlirohen prej tij, duke shkaktuar shfaqjen e çarjeve, gjë që përkeqëson ndjeshëm vetitë mekanike të metalit.
Kur NH 3 kalohet mbi metal të nxehtë, formohet Cu 3 N. Tashmë në një temperaturë të nxehtë, metali ekspozohet ndaj oksideve të azotit, përkatësisht NO, N 2 O (me formimin e Cu 2 O) dhe NO 2 (me formimin e CuO). Karbitet Cu 2 C 2 dhe CuC 2 mund të përftohen nga veprimi i acetilenit në tretësirat e amoniakut të kripërave M. Potenciali normal i elektrodës së M për reaksionin Cu 2+ + 2e Cu është +0,337 V, dhe për reaksionin Cu + + e Cu është +0,52 V. Prandaj, hekuri zhvendoset nga kripërat e tij nga më shumë elementë elektronegativë (hekuri përdoret në industri) dhe nuk tretet në acide jooksiduese. Në acidin nitrik, M. tretet me formimin e Cu(NO 3) 2 dhe oksideve të azotit, në një përqendrim të nxehtë të H 2 SO 4 - me formimin e CuSO 4 dhe SO 2, në H 2 SO 4 të holluar të nxehtë - kur ajri fryhet përmes tretësirës. Të gjitha kripërat e M. janë helmuese (shih. Karbonatet e bakrit, Nitrat bakri, Sulfat bakri).
M. në gjendje dy dhe njëvalente formon përbërje të shumta komplekse shumë të qëndrueshme. Shembuj të përbërjeve komplekse të metalit njëvalent: (NH 4) 2 CuBr 3; K 3 Cu (CN) 4 - komplekse të dyfishta të llojit të kripës; [Cu (SC (NH 2)) 2 ]CI dhe të tjerë. Shembuj të përbërjeve komplekse të metalit 2-valent: CsCuCI 3, K 2 CuCl 4 - një lloj kripërash të dyfishta. Komponimet komplekse të amoniakut të M kanë rëndësi të madhe industriale: [Cu (NH 3) 4 ] SO 4 , [Cu (NH 3) 2 ] SO 4 .
Faturë. Xeherorët e bakrit karakterizohen nga një përmbajtje e ulët M. Prandaj, para shkrirjes, minerali i bluar imët i nënshtrohet pasurimit mekanik; në këtë rast, mineralet e vlefshme ndahen nga pjesa më e madhe e shkëmbinjve të mbeturinave; Si rezultat, përftohen një numër koncentratesh komerciale (për shembull, bakri, zinku, piriti) dhe mbetjet.
Në praktikën botërore, 80% e metaleve nxirren nga koncentratet duke përdorur metoda pirometalurgjike të bazuara në shkrirjen e të gjithë masës së materialit. Gjatë procesit të shkrirjes, për shkak të afinitetit më të madh të magnezit për squfurin dhe afinitetit më të madh të përbërësve të mbeturinave të shkëmbinjve dhe hekurit për oksigjenin, magnezi përqendrohet në shkrirjen e sulfurit (mat) dhe oksidet formojnë skorje. Mati ndahet nga skorja duke u vendosur.
Në shumicën e impianteve moderne, shkrirja kryhet në furra reverberuese ose elektrike. Në furrat reverberuese hapësira e punës zgjatet në drejtim horizontal; zona e vatrës 300 m 2 dhe më shumë (30 m 10 m), nxehtësia e nevojshme për shkrirjen fitohet nga djegia e karburantit të karbonit (gazit natyror, vaji djegës, qymyri i pluhurosur) në hapësirën e gazit mbi sipërfaqen e banjës. Në furrat elektrike, nxehtësia fitohet duke kaluar një rrymë elektrike përmes skorjes së shkrirë (rryma furnizohet në skorje përmes elektrodave grafit të zhytur në të).
Megjithatë, si shkrirja reflektuese ashtu edhe ajo elektrike, bazuar në burimet e jashtme të nxehtësisë, janë procese të papërsosura. Sulfidet, të cilat përbëjnë pjesën më të madhe të koncentrateve të bakrit, kanë një vlerë të lartë kalorifike. Prandaj, gjithnjë e më shumë po prezantohen metodat e shkrirjes që përdorin nxehtësinë e djegies së sulfideve (oksidues - ajri i nxehtë, ajri i pasuruar me oksigjen ose oksigjen teknik). Koncentrat sulfide të imta, të thara paraprakisht, fryhen me një rrymë oksigjeni ose ajri në një furrë të ngrohur në një temperaturë të lartë. Grimcat digjen në pezullim (shkrirje me oksigjen). Sulfidet gjithashtu mund të oksidohen në gjendje të lëngët; këto procese po studiohen intensivisht në BRSS dhe jashtë saj (Japoni, Australi, Kanada) dhe po bëhen drejtimi kryesor në zhvillimin e pirometalurgjisë së xeheve të bakrit sulfide.
Xeherorët e pasur të sulfurit me gunga (2-3% Cu) me përmbajtje të lartë squfuri (35-42% S) në disa raste dërgohen drejtpërdrejt për shkrirje në furrat me bosht (furra me hapësirë pune vertikale). Në një nga varietetet e shkrirjes së boshtit (shkrirja e bakrit-squfurit), në ngarkesë i shtohet koksi i imët, i cili redukton SO 2 në squfur elementar në horizontet e sipërme të furrës. Bakri është gjithashtu i përqendruar në mat në këtë proces.
Lëngu mat i lëngshëm që rezulton (kryesisht Cu 2 S, FeS) derdhet në një konvertues - një rezervuar cilindrik i bërë nga fletë çeliku, i veshur me tulla magneziti në brendësi, i pajisur me një rresht anësor tuyerash për injektimin e ajrit dhe një pajisje për rrotullim. një aks. Ajri i kompresuar fryhet përmes shtresës mat. Shndërrimi i mateve ndodh në dy faza. Së pari, sulfuri i hekurit oksidohet dhe kuarci shtohet në konvertues për të lidhur oksidet e hekurit; formohet skorja e konvertuesit. Pastaj sulfuri i bakrit oksidohet për të formuar metal metalik dhe SO 2 . Ky M. i përafërt derdhet në kallëpe. Shufrat (dhe nganjëherë metali i përafërt i shkrirë drejtpërdrejt) dërgohen për rafinim me zjarr për të nxjerrë satelitë të vlefshëm (Au, Ag, Se, Fe, Bi dhe të tjerë) dhe për të hequr papastërtitë e dëmshme. Ai bazohet në afinitetin më të madh të metaleve të papastërta për oksigjenin sesa bakrin: Fe, Zn, Co dhe pjesërisht Ni dhe të tjerët kalojnë në skorje në formën e oksideve, dhe squfuri (në formën e SO 2) hiqet me gazra. Pas heqjes së skorjes, metali "ngacmohet" për të rivendosur Cu 2 O të tretur në të duke zhytur skajet e trungjeve të thuprës ose pishës së papërpunuar në metal të lëngshëm, pas së cilës hidhet në kallëpe të sheshta. Për rafinimin elektrolitik, këto shufra pezullohen në një banjë me tretësirë CuSO 4 të acidifikuar me H 2 SO 4 . Ato shërbejnë si anodë. Kur kalon një rrymë, anodet shpërndahen dhe metali i pastër depozitohet në katodë - fletë të holla bakri, të marra gjithashtu nga elektroliza në banjat e veçanta të matricës. Për të ndarë depozitat e dendura dhe të lëmuara, aditivët aktivë në sipërfaqe (ngjitës druri, tiurea dhe të tjera) futen në elektrolit. Metali katodë që rezulton lahet me ujë dhe shkrihet. Metalet fisnike, Se, Te dhe satelitët e tjerë të vlefshëm të metalit përqendrohen në llumin e anodës, nga i cili nxirren me përpunim të veçantë. Nikel i përqendruar në elektrolit; Duke hequr disa nga tretësirat për avullim dhe kristalizim, Ni mund të përftohet në formën e sulfatit të nikelit.
Krahas metodave pirometalurgjike përdoren edhe metoda hidrometalurgjike për marrjen e mineraleve (kryesisht nga xeheroret e dobëta të oksiduara dhe vendase). Këto metoda bazohen në shpërbërjen selektive të mineraleve që përmbajnë bakër, zakonisht në tretësira të dobëta të H 2 SO 4 ose amoniakut. Nga një tretësirë, metali ose precipitohet me hekur ose izolohet me elektrolizë me anode të patretshme. Metodat e kombinuara të hidroflotacionit, në të cilat përbërjet e oksigjenit të metaleve treten në tretësirat e acidit sulfurik dhe sulfidet ndahen me notim, janë shumë premtuese kur aplikohen në xeherore të përziera. Proceset hidrometalurgjike autoklavore, të cilat ndodhin në temperatura dhe presione të larta, po bëhen gjithashtu të përhapura.
Aplikacion. Roli i madh i metalit në teknologji është për shkak të një sërë vetive të tij të vlefshme dhe, mbi të gjitha, përçueshmërisë së lartë elektrike, plasticitetit dhe përçueshmërisë termike. Falë këtyre vetive, M. është materiali kryesor për telat; mbi 50% e metalit të nxjerrë përdoret në industrinë elektrike. Të gjitha papastërtitë zvogëlojnë përçueshmërinë elektrike të metalit, dhe për këtë arsye metali i cilësisë së lartë që përmban të paktën 99,9% Cu përdoret në inxhinierinë elektrike. Përçueshmëria e lartë termike dhe rezistenca ndaj korrozionit bëjnë të mundur prodhimin nga pjesët kritike metalike të këmbyesve të nxehtësisë, frigoriferëve, pajisjeve vakum etj. Rreth 30-40% e metalit përdoret në formën e lidhjeve të ndryshme, ndër të cilat më kryesoret janë tunxh(nga 0 deri në 50% Zn) dhe lloje të ndryshme bronzi; kallaj, alumin, plumb, berilium, etj. (për më shumë detaje, shih Lidhjet e bakrit). Përveç nevojave të industrisë së rëndë, komunikimit dhe transportit, një sasi e caktuar metali (kryesisht në formë kripërash) konsumohet për përgatitjen e pigmenteve minerale, kontrollin e dëmtuesve dhe sëmundjeve të bimëve, si mikrofertilizues, katalizatorë për proceset e oksidimit. , si dhe në industrinë e lëkurës dhe gëzofit dhe në prodhimin e mëndafshit artificial.
L. V. Vanyukov.
Bakri si material artistik përdoret me mosha e bakrit(bizhuteri, skulpturë, enë, enët). Produkte të falsifikuara dhe të derdhura nga metali dhe lidhjet (shih. Bronzi) janë zbukuruar me ndjekje, gdhendje dhe reliev. Lehtësia e përpunimit të metalit (për shkak të butësisë së tij) i lejon mjeshtrit të arrijnë një shumëllojshmëri tekstesh, përpunim të kujdesshëm të detajeve dhe modelim të imët të formës. Produktet e bëra nga metali dallohen nga bukuria e toneve të tyre të arta ose të kuqërremta, si dhe aftësia e tyre për të fituar shkëlqim kur lustrohen. M. shpesh janë të praruara dhe të patinuara (shih. Patina), e lyer, e zbukuruar me smalt. Që nga shekulli i 15-të, metali është përdorur gjithashtu për prodhimin e pllakave shtypëse (shih. Gdhendje).
Bakri në trup. M. - e nevojshme për bimët dhe kafshët element gjurmë. Funksioni kryesor biokimik i M. është pjesëmarrja në reaksionet enzimatike si aktivizues ose si pjesë e enzimeve që përmbajnë bakër. Sasia e M në bimë varion nga 0,0001 deri në 0,05% (për lëndë të thatë) dhe varet nga lloji i bimës dhe përmbajtja e M në tokë. Në bimë, M. është një përbërës i enzimës oksidazave dhe proteinës plastocianin. Në përqendrime optimale, M. rrit rezistencën ndaj të ftohtit të bimëve dhe nxit rritjen dhe zhvillimin e tyre. Ndër kafshët, më të pasurit në M. janë disa jovertebrorë (moluskë dhe krustace në hemocianina përmban 0,15-0,26% M.). Kur merret me ushqim, M. absorbohet në zorrët, lidhet me proteinën e serumit të gjakut - albuminën, më pas përthithet nga mëlçia, nga ku kthehet në gjak si pjesë e proteinës ceruloplazmine dhe dërgohet në organe dhe inde.
Përmbajtja e M. tek njerëzit ndryshon (për 100 G pesha e thatë) nga 5 mg në mëlçi deri në 0.7 mg në kocka, në lëngjet e trupit - nga 100 mcg(për 100 ml) në gjak deri në 10 mcg në lëngun cerebrospinal; M. total në trupin e njeriut të rritur është rreth 100 mg. M. është pjesë e një numri enzimash (për shembull, tirozinaza, citokrom oksidaza) dhe stimulon funksionin hematopoietik të palcës së eshtrave. Doza të vogla të M. ndikojnë në metabolizmin e karbohidrateve (ulja e sheqerit në gjak), mineralet (ulja e sasisë së fosforit në gjak) etj. Rritja e M. në gjak çon në shndërrimin e përbërjeve minerale të hekurit në organikë, etj. stimulon përdorimin e hekurit të akumuluar në mëlçi gjatë sintezës hemoglobina.
Me mungesë të M., bimët e drithërave preken nga e ashtuquajtura sëmundje përpunuese dhe bimët frutore preken nga ekzantema; te kafshët zvogëlohet përthithja dhe përdorimi i hekurit, gjë që çon në aneminë shoqëruar me diarre dhe lodhje. Përdoren mikrofertilizues bakri dhe kafshë që ushqehen me kripëra bakri (shih. Mikrofertilizues). Helmimi me M. çon në anemi, sëmundje të mëlçisë dhe sëmundjen e Wilson. Tek njerëzit, helmimi ndodh rrallë për shkak të mekanizmave delikate të përthithjes dhe sekretimit të M. Megjithatë, në doza të mëdha, M. shkakton të vjella; kur M. absorbohet, mund të ndodhë helmim i përgjithshëm (diarre, dobësim i frymëmarrjes dhe aktivitetit kardiak, mbytje, koma).
I. F. Gribovskaya.
Në mjekësi, M. sulfati përdoret si një antiseptik dhe astringent në formën e pikave të syve për konjuktivitin dhe lapsave për trajtimin e trakomës. Një tretësirë e sulfatit M. përdoret gjithashtu për djegiet e lëkurës me fosfor. Ndonjëherë sulfati M. përdoret si emetik. M. nitrati përdoret si pomadë për sytë për trakomën dhe konjuktivitin.
Lit.: Smirnov V.I., Metalurgjia e bakrit dhe nikelit, Sverdlovsk - M., 1950; Avetisyan Kh. K., Metalurgy of blister copper, M., 1954; Ghazaryan L. M., Pirometalurgjia e bakrit, M., 1960; Metalurgist's Guide to Non-Ferrous Metals, redaktuar nga N. N. Murach, botimi i dytë, vëll.1, M., 1953, vëll.2, M., 1947; Levinson N.P., [Produkte të bëra nga metali me ngjyra dhe me ngjyra], në librin: Arti dekorativ rus, vëll.1-3, M., 1962-65; Hadaway W. S., Ilustrime të punimeve të metaleve në tunxh dhe bakër kryesisht nga Indiani Jugor, Madras, 1913; Wainwright G. A., Ndodhja e kallajit dhe bakrit pranë bybios, "Journal of Egyptian archaeology", 1934, v. 20, pt 1, f. 29-32; BergsÆe P., Procesi i prarimit dhe metalurgjia e bakrit dhe plumbit midis indianëve parakolumbianë, Kbh., 1938; Frieden E., Roli i përbërjeve të bakrit në natyrë, në librin: Horizons of Biochemistry, përkthim nga anglishtja, M., 1964; atij. Biokimia e bakrit, në librin: Molekulat dhe qelizat, përkthim nga anglishtja, në. 4, M., 1969; Roli biologjik i bakrit, M., 1970.
Bakri- një element i një nëngrupi dytësor të grupit të parë, periudha e katërt e sistemit periodik të elementeve kimike të D.I. Mendeleev, me numër atomik 29. Shënohet me simbolin Cu (lat. Cuprum).
Bakri gjendet në natyrë si në përbërje ashtu edhe në formë amtare. Me rëndësi industriale janë kalkopiriti CuFeS2, i njohur edhe si piriti i bakrit, kalkociti Cu2S dhe borditi Cu5FeS4. Së bashku me to gjenden edhe minerale të tjera të bakrit: koveliti CuS, cupriti Cu2O, azuriti Cu3(CO3)2(OH)2, malakiti Cu2CO3(OH)2. Ndonjëherë bakri gjendet në formë amtare; masa e grupimeve individuale mund të arrijë 400 tonë. Sulfidet e bakrit formohen kryesisht në venat hidrotermale me temperaturë mesatare. Depozitat e bakrit gjithashtu gjenden shpesh në shkëmbinjtë sedimentarë - ranorë bakri dhe rreshpe. Depozitat më të famshme të këtij lloji janë Udokan në rajonin Chita, Dzhezkazgan në Kazakistan, brezi i bakrit i Afrikës Qendrore dhe Mansfeld në Gjermani.
Pjesa më e madhe e xehes së bakrit është nxjerrë nga minierat e hapura. Përmbajtja e bakrit në mineral varion nga 0,4 në 1,0%. Vetitë fizike të bakrit
Bakri është një metal duktil ngjyrë rozë e artë; në ajër ai mbulohet shpejt me një shtresë oksidi, e cila i jep një nuancë karakteristike intensive të verdhë-kuqe. Bakri ka përçueshmëri të lartë termike dhe elektrike (radhitet i dyti në përçueshmëri elektrike pas argjendit). Ka dy izotope të qëndrueshme - 63Cu dhe 65Cu, dhe disa izotope radioaktive. Më jetëgjatësia prej tyre, 64Cu, ka një gjysmë jetëgjatësi prej 12.7 orë dhe dy mënyra prishjeje me produkte të ndryshme.
Ngjyra e bakrit është e kuqe, rozë kur thyhet dhe jeshile-blu kur është e tejdukshme në shtresa të holla. Metali ka një grilë kub të përqendruar në fytyrë me parametrin a = 3,6074 Å; dendësia 8,96 g/cm3 (20 °C). Rrezja atomike 1,28 Å; rrezet jonike të Cu+ 0,98 Å; Сu2+ 0,80 Å; shkrihet 1083 °C; pika e vlimit 2600 °C; kapaciteti specifik i nxehtësisë (në 20 °C) 385,48 J/(kg K), d.m.th. 0,092 cal/(g °C). Karakteristikat më të rëndësishme dhe më të përdorura të bakrit: përçueshmëri e lartë termike - në 20 °C 394.279 W/(m K), domethënë 0.941 cal/(cm sec °C); rezistencë e ulët elektrike - në 20 °C 1,68·10-8 ohm·m. Koeficienti termik i zgjerimit linear është 17.0·10-6. Presioni i avullit mbi bakër është i papërfillshëm; një presion prej 133,322 n/m2 (d.m.th. 1 mm Hg) arrihet vetëm në 1628 °C. Bakri është diamagnetik; ndjeshmëria magnetike atomike 5,27·10-6. Fortësia Brinell e bakrit është 350 Mn/m2 (d.m.th. 35 kgf/mm2); qëndrueshmëria në tërheqje 220 MN/m2 (d.m.th. 22 kgf/mm2); zgjatja relative 60%, moduli elastik 132·103 MN/m2 (d.m.th. 13,2·103 kgf/mm2). Me ngurtësim, qëndrueshmëria në tërheqje mund të rritet në 400-450 Mn/m2, ndërsa zgjatja zvogëlohet në 2%, dhe përçueshmëria elektrike zvogëlohet me 1-3.
Bakri është një metal duktil rozë-artë me një shkëlqim metalik karakteristik. Në sistemin periodik të D.I. Mendeleev, ky element kimik është caktuar si Cu (Cuprum) dhe ndodhet nën numrin serial 29 në grupin I (nëngrupi anësor), në periudhën e 4-të.
Emri latin Cuprum vjen nga emri i ishullit të Qipros. Dihen fakte që në Qipro në shekullin III para Krishtit kishte miniera bakri dhe mjeshtrit vendas shkrinin bakrin. Ju mund të blini bakër nga kompania « ».
Sipas historianëve, shoqëria është njohur me bakrin për rreth nëntë mijë vjet. Produktet më të lashta të bakrit u gjetën gjatë gërmimeve arkeologjike në zonën e Turqisë moderne. Arkeologët kanë zbuluar rruaza dhe pjata të vogla bakri të përdorura për të dekoruar veshjet. Gjetjet datojnë në kapërcyellin e mijëvjeçarit 8-7 para Krishtit. Në kohët e lashta, bakri përdorej për të bërë bizhuteri, pjata të shtrenjta dhe vegla të ndryshme me tehe të holla.
Një arritje e madhe e metalurgëve të lashtë mund të quhet prodhimi i një aliazh me një bazë bakri - bronzi.
Karakteristikat themelore të bakrit
1. Vetitë fizike.
Në ajër, bakri fiton një nuancë të verdhë-të kuqe të ndritshme për shkak të formimit të një filmi oksid. Pllakat e holla kanë një ngjyrë të gjelbër-blu kur shqyrtohen përmes tyre. Në formën e tij të pastër, bakri është mjaft i butë, i lakueshëm dhe lehtësisht i mbështjellë dhe tërhequr. Papastërtitë mund të rrisin fortësinë e tij.
Përçueshmëria e lartë elektrike e bakrit mund të quhet vetia kryesore që përcakton përdorimin mbizotërues të tij. Bakri gjithashtu ka përçueshmëri shumë të lartë termike. Papastërtitë si hekuri, fosfori, kallaji, antimoni dhe arseniku ndikojnë në vetitë themelore dhe zvogëlojnë përçueshmërinë elektrike dhe termike. Sipas këtyre treguesve, bakri është i dyti vetëm pas argjendit.
Bakri ka densitet të lartë, pika shkrirjeje dhe pika vlimi. Një pronë e rëndësishme është gjithashtu rezistenca e mirë ndaj korrozionit. Për shembull, në lagështi të lartë, hekuri oksidohet shumë më shpejt.
Bakri i përshtatet mirë përpunimit: i mbështjellë në fletë bakri dhe shufër bakri, i tërhequr në tela bakri me një trashësi të arritur në të mijtët e milimetrit. Ky metal është diamagnetik, domethënë magnetizohet kundër drejtimit të fushës magnetike të jashtme.
Bakri është një metal relativisht i ulët aktiv. Në kushte normale në ajër të thatë, oksidimi i tij nuk ndodh. Ai reagon lehtësisht me halogjenet, selenin dhe squfurin. Acidet pa veti oksiduese nuk kanë asnjë efekt në bakër. Nuk ka reaksione kimike me hidrogjen, karbon dhe azot. Në ajrin e lagësht, oksidimi ndodh për të formuar karbonat bakri (II) - shtresa e sipërme e platinit.
Bakri është amfoterik, që do të thotë se formon katione dhe anione në koren e tokës. Në varësi të kushteve, përbërjet e bakrit shfaqin veti acidike ose bazike.
Metodat për marrjen e bakrit
Në natyrë, bakri ekziston në përbërje dhe në formën e copave. Komponimet përfaqësohen nga oksidet, bikarbonatet, komplekset e squfurit dhe dioksidit të karbonit, si dhe nga mineralet sulfide. Xeherorët më të zakonshëm janë piriti i bakrit dhe shkëlqimi i bakrit. Përmbajtja e bakrit në to është 1-2%. 90% e bakrit primar nxirret me metodën pirometalurgjike dhe 10% me metodën hidrometalurgjike.
1.
Metoda pirometalurgjike përfshin këto procese: pasurim dhe pjekje, shkrirje për mat, pastrim në një konvertues, rafinim elektrolitik.
Xeherorët e bakrit pasurohen me flotacion dhe pjekje oksiduese. Thelbi i metodës së flotacionit është si më poshtë: grimcat e bakrit të pezulluara në një mjedis ujor ngjiten në sipërfaqen e flluskave të ajrit dhe ngrihen në sipërfaqe. Metoda ju lejon të merrni koncentrat pluhur bakri, i cili përmban 10-35% bakër.
Xeherorët dhe koncentratet e bakrit me një përmbajtje të konsiderueshme squfuri i nënshtrohen pjekjes oksiduese. Kur nxehen në prani të oksigjenit, sulfidet oksidohen dhe sasia e squfurit zvogëlohet pothuajse përgjysmë. Koncentratet e dobëta që përmbajnë 8-25% bakër janë pjekur. Koncentratet e pasura që përmbajnë 25-35% bakër shkrihen pa iu drejtuar pjekjes.
Faza tjetër e metodës pirometalurgjike për prodhimin e bakrit është shkrirja për mat. Nëse si lëndë e parë përdoret xeherori i bakrit me një sasi të madhe squfuri, atëherë shkrirja kryhet në furrat me bosht. Dhe për koncentratin e flotacionit me pluhur, përdoren furrat reverberuese. Shkrirja ndodh në një temperaturë prej 1450 °C.
Në konvertuesit horizontalë me fryrje anësore, matti i bakrit fryhet me ajër të ngjeshur në mënyrë që të ndodhë oksidimi i sulfurit dhe hekurit. Më pas, oksidet që rezultojnë shndërrohen në skorje, dhe squfuri në oksid. Konvertuesi prodhon bakër blister, i cili përmban 98,4-99,4% bakër, hekur, squfur, si dhe sasi të vogla nikel, kallaj, argjend dhe ar.
Bakri blister i nënshtrohet zjarrit dhe më pas rafinimit elektrolitik. Papastërtitë hiqen me gazra dhe shndërrohen në skorje. Si rezultat i rafinimit me zjarr, bakri formohet me një pastërti deri në 99.5%. Dhe pas rafinimit elektrolitik, pastërtia është 99.95%.
2. Metoda hidrometalurgjike përfshin shpëlarjen e bakrit me një zgjidhje të dobët të acidit sulfurik dhe më pas ndarjen e metalit të bakrit direkt nga tretësira. Kjo metodë përdoret për përpunimin e xeheve me cilësi të ulët dhe nuk lejon nxjerrjen shoqëruese të metaleve të çmuara së bashku me bakrin.
Aplikacionet e bakrit
Për shkak të cilësive të tyre të vlefshme, bakri dhe lidhjet e bakrit përdoren në industrinë elektrike dhe inxhinierike elektrike, në radio-elektronikën dhe prodhimin e instrumenteve. Ekzistojnë lidhje të bakrit me metale si zinku, kallaji, alumini, nikeli, titani, argjendi dhe ari. Më pak të përdorura janë lidhjet me jometale: fosfor, squfur, oksigjen. Ekzistojnë dy grupe të lidhjeve të bakrit: bronzi (lidhjet me zink) dhe bronzi (lidhjet me elementë të tjerë).
Bakri është shumë miqësor me mjedisin, gjë që lejon përdorimin e tij në ndërtimin e ndërtesave të banimit. Për shembull, një çati prej bakri, për shkak të vetive të saj kundër korrozionit, mund të zgjasë më shumë se njëqind vjet pa kujdes ose lyerje të veçantë.
Bakri në lidhjet me ar përdoret në bizhuteri. Kjo aliazh rrit forcën e produktit, rrit rezistencën ndaj deformimit dhe gërryerjes.
Komponimet e bakrit karakterizohen nga aktivitet i lartë biologjik. Në bimë, bakri merr pjesë në sintezën e klorofilit. Prandaj, mund të shihet në përbërjen e plehrave minerale. Mungesa e bakrit në trupin e njeriut mund të shkaktojë përkeqësim të përbërjes së gjakut. Gjendet në shumë produkte ushqimore. Për shembull, ky metal gjendet në qumësht. Megjithatë, është e rëndësishme të mbani mend se komponimet e tepërta të bakrit mund të shkaktojnë helmim. Kjo është arsyeja pse nuk duhet të gatuani ushqim në enë gatimi prej bakri. Gjatë zierjes, sasi të mëdha bakri mund të rrjedhin në ushqim. Nëse enët brenda janë të mbuluara me një shtresë kallaji, atëherë nuk ka rrezik helmimi.
Në mjekësi, bakri përdoret si një antiseptik dhe astringent. Është një përbërës i pikave të syve për konjuktivitin dhe solucioneve për djegiet.
