Miedź

Z Wikipedii

Ten artykuł wymaga uzupełnienia źródeł podanych informacji. Aby uczynić go weryfikowalnym, należy podać przypisy do materiałów opublikowanych w wiarygodnych źródłach.

Ni – Cu – Zn   Cu Ag       Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Miedź, Cu, 29
Własności metaliczne	metal przejściowy
Grupa, okres, blok	11 (IB), 4, d
Gęstość, twardość	8920 kg/m3, 3,0
Wygląd
Kolor	czerwonawy
Własności atomowe
Masa atomowa	63,546 u
Promień atomowy (obl.)	135 (145) pm
Promień kowalencyjny	138 pm
Promień van der Waalsa	140 pm
Konfiguracja elektronowa	[Ar]3d104s1
e- na poziom energetyczny	2, 8, 18, 1
Stopień utlenienia	1, 2, 3, 4
Własności kwasowe tlenków	średnio zasadowe
Struktura krystaliczna	regularna ściennie centrowana
Własności fizyczne
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	1357,6 K (1084,4 °C)
Temperatura wrzenia	2840 K (2567°C)
Temperatura rekrystalizacji	550-600°C
Objętość molowa	7,11×10-6 m³/mol
Ciepło parowania	300,3 kJ/mol
Ciepło topnienia	13,05 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	0,0505 Pa (1358 K)
Opór właściwy	1,7×10-8 Ωm
Prędkość dźwięku	3570 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane
Elektroujemność	1,90 (Pauling) 1,75 (Allred)
Ciepło właściwe	380 J/(kg*K)
Przewodność właściwa	59,6×106 S/m
Przewodność cieplna	401 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny	745,5 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	1957,9 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny	3555 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny	5536 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r. 63Cu 69,17% stabilny izotop z 34 neutronami 64Cu {syn.} 12,7 godz w.e. 1,675 64Ni β- 0,579 64Zn 65Cu 30,83% stabilny izotop z 36 neutronami 67Cu {syn.} 61,9 godz β- 0,58 67Zn
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu, w.e.=wychwyt elektronu

Miedź (Cu, łac. cuprum) – pierwiastek chemiczny, z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa miedzi w języku angielskim pochodzi od Cypru, gdzie w starożytności odkryto ten metal. Początkowo nazywano go metalem cypryjskim (łac. cyprum aes), a następnie cuprum.

Posiada 26 izotopów z przedziału mas 55-80. Trwałe są tylko dwa: 63 i 65.

Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach 55 ppm. W naturze występuje w postaci rud oraz w postaci czystej jako minerał - miedź rodzima. Miedź rodzima jest rzadko spotykana. Głównym źródłem tego metalu są minerały: – siarczki: [ chalkopiryt (CuFeS₂), chalkozyn (Cu₂S), bornit (Cu₅FeS₄)] i węglany - azuryt (Cu₃(CO₃)₂(OH)₂), malachit (Cu₂CO₃(OH)₂).

Spis treści 1 Czysta miedź metaliczna 1.1 Związki 1.2 Zastosowanie miedzi 1.3 Znaczenie biologiczne 1.4 Żródło miedzi w przyrodzie 2 Miedź a gospodarka 3 Przypisy 4 Zobacz też

[edytuj] Czysta miedź metaliczna

Miedź jest metalem barwy ceglastoczerwonej, o gęstości 8,96 g/cm³ i temperaturze topnienia 1083°C. Miedź metaliczna po wytopie i oczyszczeniu jest czerwono-brązowym, miękkim metalem o bardzo dobrym przewodnictwie cieplnym i elektrycznym. Nie ulega na powietrzu korozji, ale reaguje z zawartym w powietrzu dwutlenkiem węgla pokrywając się charakterystyczną zieloną patyną zwaną grynszpanem szlachetnym. W środowisku o dużym stężeniu dwutlenku siarki zamiast zielonej patyny pojawia się czarny nalot siarczku miedzi.

Można ją przerabiać plastycznie na zimno i na gorąco, ale w przypadku przeróbki na zimno następuje utwardzenie metalu (w wyniku zgniotu), które usuwa się przez wyżarzenie rekrystalizujące (w temp. 400-600°C). Przeróbkę plastyczną na gorąco przeprowadza się w temp. 650-800°C. Cennymi własnościami miedzi są wysoka przewodność elektryczna i cieplna oraz odporność chemiczna (z tej przyczyny miedź określa się jako metal półszlachetny).

Miedź czysta zawiera 0,01-1,0% zanieczyszczeń, zależnie od rodzaju wytwarzania, przetwarzania i oczyszczania. Za zanieczyszczenia uważa się takie pierwiastki jak: Bi, Pb, Sb, As, Fe, Ni, Sn, Zn, oraz S.

[edytuj] Związki

Pięciowodny siarczan miedzi(II) CuSO₄·5H₂O ma własności odkażające, a bezwodny ma silne własności higroskopijne i niekiedy stosowany jest do osuszania rozpuszczalników. Kompleksy miedzi są trwałe, jednak dość łatwo jest zmieniać stopień utlenienia miedzi w takich kompleksach i dlatego są one często stosowane jak katalizatory reakcji redoks. Związki miedzi(I) są trudnorozpuszczalne w wodzie, natomiast wodne roztwory soli miedzi(II) z reguły mają barwę niebieską lub niebiesko-zieloną.

[edytuj] Zastosowanie miedzi

Miedź, obok żelaza odegrała wyjątkową rolę w rozwoju cywilizacji ludzkiej. Epoka brązu zawdzięcza swoją nazwę jednemu ze stopów miedzi. Pierwiastek ten znany jest od starożytności, od kiedy to był podstawowym składnikiem brązów.

Jest masowo wykorzystywana jako surowiec do produkcji przewodów elektrycznych i powszechnie w elektronice, a także w budownictwie (pokrycie dachów, elementy różnych instalacji), jako barwnik szkła oraz katalizator.

Miedź jest dodawana do wielu stopów, zarówno do stali jaki i do stopów aluminium. Jest też dodawana do srebra i złota poprawiając znacznie ich własności mechaniczne.

Miedź z cyną, cynkiem, molibdenem i innymi metalami przejściowymi tworzy cały zestaw stopów zwanych ogólnie brązami. Najbardziej znane z nich to: udający złoto tombak i posiadający bardzo dobre własności mechaniczne oraz znaczną odporność na korozję mosiądz. Stopy miedzi stosuje się do wyrobu kosztownej armatury, elementów precyzyjnych urządzeń mechanicznych i w jubilerstwie.

[edytuj] Znaczenie biologiczne

Miedź występuje powszechnie w wielu organizmach roślinnych i zwierzęcych. Szczególnie dużo jest jej w wołowinie, sałacie, grzybach, owocach morza (ostrygi, homary), gotowanych podrobach, ale można ją znaleźć również w chlebie gruboziarnistym, warzywach strączkowych, owocach awokado i kiwi. Dużą zawartość miedzi ma także nasienie ssaków.

Miedź jest mikroelementem występującym w centrach aktywnych wielu enzymów. Znajduje się tam, ze względu na łatwość pobierania i oddawania elektronu w czasie zmiany stopnia utlenienia. Potrzebna jest do tworzenia się krwinek czerwonych, wchodzi w skład hemocyjaniny, wpływa pozytywnie na błonę otaczającą komórki nerwowe, bierze udział w przesyłaniu impulsów nerwowych. Wchodzi w skład enzymu o działaniu przeciwutleniającym, zwanego dysmutazą ponadtlenkową, chroniącego błony komórkowe przed wolnymi rodnikami. Ponadto bierze udział w tworzeniu tkanki łącznej (wiązania krzyżowe w cząsteczkach kolagenu i elastyny katalizowane przez oksydazę lizylową) i syntezie prostaglandyn, związków zwanych hormonami miejscowymi, wpływających między innymi na czynność serca i ciśnienie tętnicze krwi.

Jej minimalne dzienne spożycie wynosi 0,5 ppm. Genetycznie uwarunkowany defekt metabolizmu miedzi prowadzi do wystąpienia schorzenia nazywanego chorobą Wilsona (zwyrodnienie wątrobowo-soczewkowe). Niedobór miedzi może stać się przyczyną niedokrwistości, ponieważ zbyt mała ilość tego pierwiastka powoduje gorsze wchłanianie żelaza i zmniejszenie liczby czerwonych krwinek. Ponadto przypuszcza się, że powoduje uszkodzenie serca i tętnic, zaburzenia pracy systemu nerwowego, np. mrowienia, brak koncentracji. Niewystarczająca ilość miedzi obniża również ilość białych krwinek, a zatem zmniejsza odporność organizmu. Niedobór miedzi zaburza również gospodarkę lipidową organizmu^{[potrzebne źródło]} - powoduje wzrost poziomu trójglicerydów we krwi, niealkoholowe stłuszczenie wątroby (NASH)^{[potrzebne źródło]} oraz zaburzenia syntezy dopaminy i melaniny, które objawiają sie złym samopoczuciem i opalaniem sie nie na brązowo tylko na różowo z oparzeniami słonecznymi^{[potrzebne źródło]}.

Wchłanianie miedzi (podobnie jak jonów innych metali) w przewodzie pokarmowym jest blokowane przez białka mleka i jaj oraz warzywa krzyżowe zawierające duże ilości związków siarki (np. kapusta, cebula, por, czosnek, gorczyca). Spożywanie tych produktów łącznie z pokarmem o dużej zawartości miedzi znacząco zmniejsza wchłanianie tego pierwiastka przez organizm. Owoce morza obok miedzi zawierają bardzo dużo cynku, który całkowicie blokuje wchłanianie miedzi.

Spożywanie nadmiaru miedzi prowadzić może do zaburzeń pokarmowych i uszkodzenia wątroby. Może to mieć miejsce w przypadku spożywania wody pitnej o niskiej twardości lub niskim pH dostarczanej miedzianą instalacją wodociągową (woda taka wypłukuje miedź z instalacji)^[1]. Dawka śmiertelna miedzi zawarta jest w około 30 g siarczanu miedzi. Znośne górne spożycie wynosi 10 mg/dzień dla dorosłych. Objawy zatrucia są podobne do zatrucia arszenikiem. W przypadku podejrzenia zatrucia podaje się albuminę jako mleko lub białko jaj.

[edytuj] Żródło miedzi w przyrodzie

• nasiona słonecznika,
• nasiona soi,
• orzechy,
• płatki owsiane,
• wątroba,
• suche nasiona roślin strączkowych,
• pieczywo ciemne,
• kasza,
• ryby,
• podroby,
• warzywa (dynia, cykoria),
• owoce (cytryny, agrest, maliny, morele).

[edytuj] Miedź a gospodarka

Ze względu na duże zapotrzebowanie i stosunkowo małe zasoby naturalne miedź stanowi materiał strategiczny. Większość miedzi wydobywa się jako siarczek w kopalniach odkrywkowych ze złóż porfiru miedziowego zawierającego do 1% miedzi. W światowym wydobyciu rud miedzi w przeliczeniu na czysty składnik, wynoszącym w 2003 r. łącznie 13 600 tys. ton, przodowały: Chile (4 900 tys. ton), USA (1 140 tys. ton), Indonezja (1 000 tys. ton), Australia (860 tys. ton), Peru (840 tys. ton), Kanada (614 tys. ton), Rosja (500 tys. ton), Polska (460 tys. ton) i Zambia (430 tys. ton).

W światowej produkcji miedzi rafinowanej, która w 2003 r. wyniosła 15 200 tys. ton, przodowały: Chile (2 900 tys. ton), Chiny (1 700 tys. ton), Japonia (1 430 tys. ton), USA (1 320 tys. ton), Rosja (820 tys. ton), Niemcy (595 tys. ton), Polska (530 tys. ton), Peru (520 tys. ton), Australia (500 tys. ton), i Korea Południowa (510 tys. ton).

Przypisy

[edytuj] Zobacz też

• choroba Wilsona
• choroba wodorowa miedzi
• malachit
• azuryt
• chalkopiryt
• chalkozyn
• miedź rodzima
• Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy
• Siarczan miedzi
• chalkantyt
• miedziankit