Miedź

MIEDŹ


Miedź (Cu, łac. cuprum) - pierwiastek chemiczny, metal z XI grupy pobocznej. Posiada 26 izotopów z przedziału mas 55-80. Trwałe są tylko dwa: 63 i 65.
Znana jest od starożytności, od kiedy to była podstawowym składnikiem brązów.
Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach 55 ppm w postaci minerałów: chalkopirytu, chalkozynu, malachitu i innych.
Z punktu widzenia żywienia, najwięcej miedzi znajduje się w nieprzetworzonych produktach spożywczych. Szczególnie dużo jest jej w owocach morza (ostrygi, homary), ale można ją znaleźć również w chlebie gruboziarnistym, warzywach strączkowych, gotowanych podrobach i kiwi.
Właściwości
Czysta miedź metaliczna jest różowo-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. Gdy w powietrzu zawarte jest dużo dwutlenku siarki zamiast zielonej patyny obserwuje się czarny nalot siarczku miedzi.
Związki
Siarczan miedzi(II) CuSO4 ma własności odkażające, a bezwodny ma silne własności higroskopijne i jest stosowany do suszenia 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. Roztwory wodne soli miedzi(I) są intensywnie zielone, a roztwory soli miedzi(II) intensywnie niebieskie, co wykorzystuje się w miareczkowaniu kolorymetrycznym układów redoks.
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.
Zastosowanie
Jest ona masowo wykorzystywana do produkcji przewodów elektrycznych i ogólnie w elektronice. Ze względu na duże zapotrzebowanie i stosunkowo małe zasoby neutralne miedź stanowi materiał strategiczny. Miedź jest dodawana do wielu stopów, zarówno do stali jaki i do stopów aluminium. Miedź jest też dodawana do srebra i złota poprawiając znacznie ich własności mechaniczne.
Znaczenie biologiczne
Miedź jest mikroelementem występującym w centrach reaktywności wielu enzymów. 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 podtlenkową, chroniącego błony komórkowe przed wolnymi rodnikami. Ponadto bierze udział w tworzeniu tkanki łącznej i sytnezie 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). Niewystraczająca ilość miedzi obniża również ilość białych krwinek, a zatem zmniejsza odporność organizmu.

Miedź była już znana w starożytności. Obecnie otrzymuje się ją za pomocą procesów ogniowych stosowanych w pirometalurgii oraz w mniejszym stopniu za pomocą procesów hydroelektrometalurgicznych.
Miedź otrzymana za pomocą procesów pirometalurgicznych jest silnie zanieczyszczona i z tego powodu poddaje się ją zazwyczaj rafinacji ogniowej lub elektrolitycznej.
Miedź elektrolityczna dla wielu celów, zwłaszcza naukowych i elektronicznych, jest jeszcze zbyt silnie zanieczyszczona i z tego powodu poddaje się ją dodatkowo rafinacji, ale najczęściej już w pracowniach naukowych lub w zakładach użytkowych, metodami metalurgii próżniowej.
Jako materiał wyjściowy do tej rafinacji służy miedź elektrolityczna, którą poddaje się najpierw w stanie ciekłym redukcji tlenkiem węgla, lub węglem i otrzymuje się miedź beztlenową. Następnie przetapia się ją w próżni i otrzymuje się miedź próżniową pozbawioną prawie całkowicie gazów.

Jedną z najważniejszych własności chemicznych miedzi jest jej stosunkowo duża odporność na korozję. W wilgotnym powietrzu miedź pokrywa się warstwą tzw. patyny, która jest zasadowym węglanem miedzi, chroniącą w pewnym stopniu miedź przed dalszą korozją.
Na działanie wilgotnej atmosfery przemysłowej, zawierającej dwutlenek siarki, jest miedź jednak nieodporna, ponieważ wytwarzająca się wtedy na jej powierzchni warstewka zasadowego siarczanu miedzi nie zabezpiecza jej przed dalszą korozją.

Miedź w mniejszym lub w większym stopniu utleniona, z jaką przeważnie ma się do czynienia w przemyśle, traci zdolność do obróbki plastycznej po wyżarzeniu jej w temperaturze 500C¬ lub w temperaturze wyższej w atmosferze redukującej, zawierającej wodór, a więc przede wszystkim w czystym wodorze, gazie świetlnym, gazie koksowniczym, gazie generatorowym wodnym itp.
To szkodliwe zjawisko, zwane chorobą wodorową miedzi, spowodowane jest stosunkowo dużą zdolnością wodoru do dyfundowania do miedzi, szczególnie w wyższych temperaturach i reakcją wodoru z tlenkiem miedziawym w myśl równania
Cu2 + H2 = 2Cu + H20
przy czym powstaje czysta miedź oraz para wodna, która z powodu braku zdolności do dyfuzji nie może się z miedzi wydostać na zewnątrz. Ponieważ wytworzona para wodna może mieć duże ciśnienie, przeto może ono wywołać lokalne mikroskopowe pęknięcia miedzi, których wpływ na własności uwidacznia się wyraźnie dopiero podczas następnej obróbki plastycznej. Uniknięcie tego szkodliwego zjawiska jest możliwe przez użycie miedzi niezawierającej tlenu lub przez zastosowanie wyżarzania w atmosferze niezawierającej wodoru, ani łatwo rozkładających się związków zawierających wodór.

Z technicznie ważnych materiałów chemicznych silnie działają na miedź: chlor, chlorek amonu, chlorek glinu, chlorek żelaza, fluorek amonu, kwas siarkowy w wyższych temperaturach, siarkowodór, a nieco słabiej: acetylen (niebezpieczeństwo eksplozji), chlorek sodowy, chlorek wapnia, chlorowodór, kwas solny, siarczek sodowy, wapno bielące, zaprawa murarska itp.

Rozpuszczalnikiem miedzi jest kwas azotowy, w którym rozpuszcza się ona bardzo łatwo, szczególnie przy użyciu go w stanie stężonym.

ZASTOSOWANIE MIEDZI ORAZ
WPŁYW NA ŚRODOWISKO

Zastosowanie miedzi ma duże znaczenie dla ochrony naturalnego środowiska człowieka. Takie cechy jak odporność na korozję, bakteriostatyczność i możliwość ponownego przetwarzania czyni miedź przyjaznym naturalnemu środowisku człowieka i ma bezpośredni wpływ na jego zdrowie.
Dzięki zastosowaniu miedzi w budowie maszyn i urządzeń elektrycznych można było rozwinąć technologie energooszczędne. Zastosowanie energooszczędnych napędów i urządzeń elektrycznych to możliwość zmniejszenia emisji do atmosfery takich szkodliwych gazów jak: dwutlenek węgla, dwutlenek siarki oraz tlenki azotu jak również zmniejszenie emisji pyłów. Jedna zaoszczędzona kilowatogodzina to mniej o: 1,2 kg CO2; 7,1 g SO2; 2,7 g NOx i 2,2 g pyłów. Szacuje się, że potencjał oszczędności, możliwy do osiągnięcia w naszym kraju w okresie do sześciu lat, jedynie dzięki wymianie silników na energooszczędne może wynosić 3,1 TWh rocznie. Oszczędności tego rzędu w znacznym stopniu przyczynić się mogą do zmniejszenia efektu cieplarnianego występującego na Ziemi.
Miedź stosuje się w budownictwie, szczególnie przy pokrywaniu dachów. Efekt starzejącej się przez dziesięciolecia miedzi od dawna jest symbolem architektonicznej elegancji, długowieczności i klasy.

Zastosowanie miedzi w architekturze wynika z jej szczególnych właściwości: piękno, odporność na korozję i łatwość w użyciu. Wykorzystanie miedzi przy pokrywaniu dachów znaczących budynków jest powszechne. Miedź sama w sobie stanowi dla architektów źródło inspiracji.



Ze względu na swoje właściwości fizyczne takie jak: trwałość, ciągliwość i połysk, miedź zawsze była wybierana przez artystów i rzemieślników, którym zależało na nadaniu swoim dziełom trwałego piękna.

Miedź znajduje także zastosowanie w świecie muzyki: w gitarach elektrycznych, kontrabasach, saksofonach, trąbkach i puzonach. Ciekawym faktem jest również to, że materiałem jubilerskim złoto staje się dopiero po stopieniu z miedzią.

Miedź ma nadzwyczajną zdolność do przewodzenia prądu, jest łatwa w użyciu, odporna na korozję. Dzięki temu jest najbardziej niezawodnym, oszczędnym oraz najbezpieczniejszym na świecie materiałem do przesyłania energii elektrycznej.

Jeśli ochronę środowiska rozumie się jako polepszanie jakości życia, to można bez wahania stwierdzić, iż miedź jest idealnym materiałem do wykorzystania w instalacjach elektrycznych, wodnych i gazowych.

Rury miedziane są odporne na korozje, nie są porowate i ograniczają rozwój bakterii w wodzie. Na przestrzeni wielu pokoleń setki milionów ludzi miało dostęp do wody pitnej dzięki rurom wykonanym z miedzi.

Miedź jest produktem wielokrotnego użytku bez utraty jego jakości. Ocenia się, że przynajmniej 80% całej wydobytej kiedykolwiek miedzi wciąż używa się do rożnych zastosowań - od układów scalonych do rur kanalizacyjnych.


Postęp w dziedzinie przesyłania danych, na przykład DSL, umożliwił milionom ludzi na świecie korzystanie z wysokiej jakości usług telefonicznych, przesyłania danych i obrazów przy użyciu istniejących miedzianych instalacji telefonicznych. Oznacza to szybszy i łatwiejszy dostęp do Internetu z wykorzystaniem instalacji miedzianej.
Miedź jest i zapewne długo jeszcze będzie najlepszym nośnikiem informacyjnym. Nawet światłowody nie mają zdolności przesyłania energii w ilościach wystarczających do obsługiwania systemu telefonicznego. Poza tym miedź jest odporna na korozję spowodowaną działaniem wody.
Spoglądając w przyszłość można oczekiwać, iż miedź zachowa funkcję materiału, sprawiającego, że woda pitna jest czysta i zdrowa. Miedź jest również niezawodnym i wydajnym przewodnikiem elektryczności pierwiastkiem pomocnym w zachowaniu zdrowia, dodającym budynkom piękna i trwałości.
Miedź jest jednym z największych darów Ziemi. Jej wykorzystanie do transportu wody i energii, jej wpływ na artystów i architektów oraz wkład w rozwój technologii sprawia, iż nie sposób oddzielić miedzi od życia ludzkiego i postępu cywilizacyjnego.

Miedź od niepamiętnych czasów jest środkiem postępu cywilizacyjnego. W 1913 roku przyjęto ją jako wzorzec przewodnictwa elektrycznego. Współczesne, nowoczesne technologie elektryczne przyczyniające się do bezpiecznego i ekonomicznego życia byłyby niemożliwe do osiągnięcia gdyby nie nadzwyczajne właściwości przewodzenia miedzi.

Druty miedziane są o wiele bardziej wydajne w przesyłaniu energii niż inne materiały. Wykorzystanie miedzi powoduje zmniejszenie strat cieplnych, tym samym oszczędności energetyczne i redukcję w zapotrzebowaniu na prąd.
Silniki elektryczne zużywają ponad połowę całej energii elektrycznej w krajach uprzemysłowionych. Silniki o wysokiej wydajności osiągają swoje parametry dzięki użyciu większej ilości miedzi w swoich uzwojeniach, co redukuje straty energii oraz obniża temperaturę ich pracy. Obniżenie zużycia energii oraz ograniczenie emisji niektórych gazów sprawia, że silniki o wysokiej wydajności są przyjazne dla środowiska.

Z tego powodu wiodącym przedsiębiorstwom zależy na nabywaniu najlepszych i najbardziej oszczędnych urządzeń.



Rury wykonane z miedzi są trwałe, odporne na przekłuwanie i ścieranie, nie kruszeją z wiekiem. Miedź dzięki swej nieporowatej strukturze chroni wodę pitną przed wieloma zanieczyszczeniami, na przykład produktów przemysłu petrochemicznego, czy środków owadobójczych. Biostatyczne właściwości miedzi hamują rozwój bakterii na jej powierzchni, co zapobiega szerzeniu się chorób.

Oprócz trwałości, miedź ma także właściwości odkażające. Zabija lub ogranicza rozwój bakterii, wirusów, pasożytów, grzybów oraz innych zagrażających życiu organizmów wodnych.

Miedź jest to pierwiastek naturalny - metal, który od wieków stanowi jeden z najbardziej pożytecznych i poszukiwanych surowców dla ludzkości. Ma istotny wpływ na zdrowie. Ryż, zboża, cytrusy, warzywa do prawidłowego rozwoju wymagają gleby z odpowiednią ilością miedzi.

W języku polskim słowo miedź pojawiło się w czasach prasłowian. Według jednej z hipotez, wywodzi się od słowa \\\"miód\\\" (ze względu na podobny kolor). Natomiast od słowa \\\"miedź\\\" pochodzi wyraz \\\"miednica\\\".

Miedź, z której wykonano Statuę Wolności, przez ponad 100 lat była wystawiana na działanie ostrych wiatrów morskich, zacinających deszczów i palącego słońca. Teraz Statua wygląda jeszcze piękniej, a jej powierzchnia w zasadzie pozostała nienaruszona.
Miedź występująca w przyrodzie jest przyjaznym dla środowiska surowcem. Od czasów faraonów ma zastosowanie w dostarczaniu wody pitnej dla setek milionów ludzi na całym świecie.


*właściwy referat w załączniku, tam jest lepiej ;))
pozdrawiam ;)))