Медь — Википедия

Как определить, что перед нами — медь или латунь, какая между ними разница, основные отличия и способы анализа.

Коротко об элементе №29

Чистая медь (Cu) – золотисто-розовый металл, обладающий высокой пластичностью, тепло- и электропроводностью. Химическую инертность в обычной неагрессивной среде обеспечивает тончайшая оксидная пленка, которая придает металлу интенсивный красноватый оттенок.

Главное отличие меди от других металлов – окраска. На самом деле окрашенных металлов не так много: внешне похожи лишь золото, цезий и осмий, а все элементы, входящие в группу цветных металлов (железо, олово, свинец, алюминий, цинк, магний и никель) обладают серым цветом с различной интенсивностью блеска.

Абсолютную гарантию химического состава любого материала можно получить лишь с помощью спектрального анализа. Оборудование для его проведения очень дорогое, и даже многие экспертные лаборатории могут о нем лишь мечтать. Однако, существует немало способов, как отличить медь в домашних условиях с высокой долей вероятности.

Добыча металла

В природе медь в виде самородков встречается чаще, по сравнению с золотом, серебром или железом. Древнейшие медные предметы, а также шлак, свидетельствующий о выплавке её из руды, были обнаружены в Турции при раскопках древних поселений. Из истории известно, что за каменным веком последовал медный, характеризующийся изготовлением и применением медных предметов. Исследования учёных говорят о том, что даже при мягкости металла орудия труда из меди выигрывают в скорости строгания, рубки, сверления и распила древесины у каменных изделий.

Медные рудыМедные руды — это залежи минералов, которые содержат не только медь, но и другие вещества, способствующие формированию их свойств, например, никель. Медными считают те виды руд, в которых содержание количества меди было бы достаточным для целесообразной добычи промышленными способами. Таким требованиям соответствуют руды, содержащие цветной металл в пределах от 0,5 до 1%. Земля располагает ресурсами, содержащими медь, 90% из которых — медно-никелевые руды.

Сейчас добывают руду в ряде стран, но наиболее масштабные месторождения отмечаются в Австралии, Чили, Индонезии, США. В последние годы непрерывный процесс добычи этого металла заметно сократился. Это обуславливается широким использованием в промышленности лома (сырья).

Из-за прочности металла и способности сохранять свои физико-химические свойства продолжительное время жизненный цикл у меди довольно долгий, хотя изделия приходят со временем в негодность. Они сдаются в металлоприемные пункты, и начинается новый процесс переработки медного лома, состоящий из нескольких этапов и положительно влияющий на экономику производства. При этом недра земли остаются нетронутыми, к тому же переработка руды требует немалых затрат энергии, а на переработку лома расходуется на 90% меньше. Таким высоким показателем характеризуются далеко не все металлы.

Медь принадлежит к группе цветных металлов, даже руда отличается выраженным медным цветом. Добычу руды осуществляют в основном открытым способом, то есть без шахтных сооружений, а металл извлекается с применением обогащения методом флотации. Рудная порода смачивается водой, вещества, не содержащие металл, увлажняются и слипаются, образуя отходы, а не смоченные частицы поднимаются вверх и образуют пену. Затем медная руда подвергается дополнительному циклу очистки, отправляется в плавильную печь, потом на изготовление заготовок.

Медь

Медь — минерал из класса самородных элементов. В природном минерале обнаруживаются Fe, Ag, Au, As и другие элементы в виде примеси или образующие с Cu твёрдые растворы. Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки).

Один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Он входит в семёрку металлов, известных человеку с очень древних времён. Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных.

1. Определение по цвету

Медный цвет

Итак, перед нами кусок неизвестного материала, который необходимо идентифицировать как медь. Упор на термин «материал», а не «металл», сделан специально, так как в последнее время появилось немало композитов, которые по внешним признакам и тактильным ощущениям очень похожи на металлы.

В первую очередь рассматриваем цвет. Это желательно делать при дневном свете или «теплом» светодиодном освещении (под «холодными» светодиодами красноватый оттенок меняется на желто-зеленый). Идеально, если для сравнения есть медная пластинка или проволока – в этом случае ошибка в цветовосприятии практически исключена.

Важно: старые медные изделия могут быть покрыты окислившимся слоем (зеленовато-голубым рыхлым налетом): в этом случае цвет металла нужно смотреть на срезе или спиле.

Структура

Медь

Кубическая сингония, гексаоктаэдрический вид симметрии m3m, кристаллическая структура — кубическая гранецентрированная решётка. Модель представляет собой куб из восьми атомов в углах и шести атомов , расположенных в центре граней (6 граней).

Каждый атом данной кристаллической решетки имеет координационное число 12. Самородная медь встречается в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, нитевидных и проволочных агрегатов, а также кристаллов, сложных двойников, скелетных кристаллов и дендритов.

Поверхность часто покрыта плёнками «медной зелени» (малахит), «медной сини» (азурит), фосфатов меди и других продуктов её вторичного изменения.

2. Определение магнитом

Магнетизм медных сплавов

Совпадение по цвету – достоверный, но не достаточный способ идентификации. Вторым шагом самостоятельных экспериментов будет проба с магнитом. Химически чистая медь относится к диамагнетикам – т.е. к веществам, не реагирующим на магнитное воздействие. Если исследуемый материал притягивается к магниту, то это – сплав, в котором содержание основного вещества не более 50%. Однако, даже если образец не среагировал на магнит, радоваться рано, поскольку нередко под медным покрытием спрятана алюминиевая основа, которая тоже не магнитится (исключить подобное можно с помощью надпиливания или среза).

Изотопы меди

Природная медь состоит из двух стабильных изотопов — 63Cu 65Cu с распространённостью 69 и 31 атомных процентов соответственно. Известны более двух деясятков нестабильных изотопов, самый долгоживущий из которых 67Cu с периодом полураспада 62 часа.

4. Определение посредством химических экспериментов

Показательной является реакция с концентрированной азотной кислоты: если последнюю капнуть на поверхность медного изделия, произойдет окрашивание в зелено-голубой цвет.

Качественной реакцией на медь является растворение в соляной кислоте с последующим воздействием аммиаком. Если медный образец оставить в растворе HCl до полного или частичного растворения, а потом капнуть туда обычный аптечный нашатырный спирт, раствор окрасится в интенсивно синий цвет.

Важно: работа с химическими реактивами требует соблюдения мер предосторожности. Самостоятельные эксперименты нужно проводить в хорошо проветриваемом помещении с применением средств индивидуальной защиты (резиновые перчатки, фартук, очки).

Применение

Медь применяется во многих областях еще с давних времен.

Украшения из меди впервые появились в 5 веке до н.э. На то время они стоили очень дорого и ценились выше, чем золото. Основным источником были рудники в Испании. С 17 века украшения из этого минерала стали пользоваться большим спросом. Их комбинировали с другими камнями ярких цветов, а также жемчугом.

Посуда из меди стала популярна в Средние века, но не каждая семья могла позволить себе такую роскошь.

Кому подходит?

Талисман из меди подойдет знакам Воздуха, Воды и Огня, но не подойдет Козерогам, Девам и Тельцам — земным созвездиям. Именно этим знакам лучше отказаться от таких украшений. Они могут не только не принести положительного действия, но и навредить человеку, забрав жизненные силы.

Всем остальным людям можно использовать такой оберег.

Как определить подделку?

Основной признак – это большой удельный вес. Так же отличительная особенность в том, что этот материал не хрупкий в отличии от многих других.

Самородную медь невозможно перепутать, потому что она значительно отличается от других минералов по своему внешнему виду и свойствам.

Стоимость

На 2011 год стоимость меди составляет около $8900 за тонну[10].

КЛАССИФИКАЦИЯ

Hey’s CIM Ref1.1

Strunz (8-ое издание) 1/A.01-10
Nickel-Strunz (10-ое издание) 1.AA.05
Dana (7-ое издание) 1.1.1.3
Dana (8-ое издание) 1.1.1.3

Для тех, кто знаком с электротехникой

Медный кабель

Очень часто в качестве лома цветных металлов сдаются медные жилы от электрических кабелей, и нередки случаи, когда при производстве электротехнической продукции используется медненый алюминий. Этот материал имеет значительно меньшую плотность, но из-за неправильной геометрической формы определить объем для расчета плотности довольно сложно. В этом случае определить медь можно по электрическому сопротивлению (естественно, при наличии соответствующих приборов – вольтметра, амперметра, реостата). Измеряем сечение и длину жилы, снимаем показания приборов, и – закон Ома вам в помощь. Удельное сопротивление – достаточно точная характеристика, по которой можно с высокой долей достоверности идентифицировать любой металл.

Интересные факты

  • Индейцы культуры Чонос (Эквадор) ещё в XV—XVI веках выплавляли медь с содержанием 99,5 % и употребляли её в качестве монеты в виде топориков 2 мм по сторонам и 0,5 мм толщиной. Данная монета ходила по всему западному побережью Южной Америки, в том числе и в государстве Инков[22].
  • В Японии медным трубопроводам для газа в зданиях присвоен статус «сейсмостойких».
  • Инструменты, изготовленные из меди и её сплавов не создают искр, а потому применяются там, где существуют особые требования безопасности (огнеопасные, взрывоопасные производства).
  • В организме взрослого человека содержится до 80 мг меди.
  • Польские учёные установили, что в тех водоёмах, где присутствует медь, карпы отличаются крупными размерами. В прудах или озёрах, где меди нет, быстро развивается грибок, который поражает карпов[23].

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет в отраженном свете розовато-белый
Плеохроизм не плеохроирует
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении не флюоресцентный

Литература

  • Данные на начало XX века : Медь // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Фримантл М. Химия в действии. — М.: «Мир», 1991. — Т. 2.
  • Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. Химические свойства неорганических веществ. — «Химия», 2000. — С. 286.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки