Användningen och syntesmetoderna för koppar, inklusive koppars användning och fysikaliska egenskaper, etc.
Sammanfattning: Koppar är ett grundämne i grupp 1B i den fjärde perioden i det periodiska systemet och är en viktig tung icke-järnmetall. Elementsymbolen är Cu, atomnumret är 29 och den relativa atommassan är 63,546. Koppar är fast vid rumstemperatur, det nya tvärsnittet är lila-rött och det oxideras lätt vid upphettning. Koppar har utmärkt elektrisk och termisk ledningsförmåga, bra korrosionsbeständighet, låg deformationsbeständighet och kan motstå en hög grad av kall deformation utan att spricka. Det är ett viktigt tungt icke-järnmetallmaterial, som främst används inom elektronik, elektroteknik, maskiner, industrisektorer som konstruktion och transport. Det finns hundratals kopparföreningar, men inte många produceras i industriell skala. Den viktigaste av dem är kopparsulfatpentahydrat, eller gallvitriol (CuSO4·5H2O), följt av Bordeaux-blandning (Cu(OH)2 ·CuSO4), kopparmetaarsenit (Cu(AsO2)2), kopparacetat [Cu(CH3COO) 2] komplex, kopparcyanid (CuCN), kopparklorid (CuCl2), kopparoxid (Cu2O), kopparoxid (CuO), basiskt kopparkarbonat och kopparnaftenat etc. Kopparsalter kan användas som jordbruksfungicider. Kopparsulfat kan användas som ett kräkmedel och som ett aktuellt motgift mot gula fosforbrännskador.
Koppar är ett grundämne i grupp 1B i period 4 i det periodiska systemet för grundämnen, en viktig tung icke-järnmetall. Elementsymbolen är Cu, atomnumret är 29 och den relativa atommassan är 63,546. Koppar är fast vid rumstemperatur, och det nya tvärsnittet är lila-rött, och det oxideras lätt när det värms upp. Koppar har utmärkt elektrisk och termisk ledningsförmåga, bra korrosionsbeständighet, låg deformationsbeständighet och kan motstå en hög grad av kall deformation utan att spricka. Det är ett viktigt tungt icke-järnmetallmaterial, som främst används inom elektronik, elektroteknik, maskiner, industrisektorer som konstruktion och transport. Det finns hundratals kopparföreningar, men inte många produceras i industriell skala. Den viktigaste av dem är kopparsulfatpentahydrat, eller gallvitriol (CuSO4·5H2O), följt av Bordeaux-blandning (Cu(OH)2 ·CuSO4), kopparmetaarsenit (Cu(AsO2)2), kopparacetat [Cu(CH3COO) 2] komplex, kopparcyanid (CuCN), kopparklorid (CuCl2), kopparoxid (Cu2O), kopparoxid (CuO), basiskt kopparkarbonat och kopparnaftenat etc. Kopparsalter kan användas som jordbruksfungicider. Kopparsulfat kan användas som ett kräkmedel och som ett aktuellt motgift mot gula fosforbrännskador.
Koppar är en av de tidigaste metallerna som upptäckts och används av människor. För cirka 10,000 år sedan lärde människor känna naturlig koppar och hamrade den till små kottar eller spikar. De tidigaste bronsartefakterna som hittills upptäckts är skrapor, mejslar och sylar som grävts fram i Tepehiya, Iran, som dateras till omkring 3800 f.Kr. Tennbronskniven som grävdes fram 1978 på Majiayao Chemicalbook-platsen i Dongxiang, Gansu-provinsen, är den tidigaste bronsanordningen som hittills upptäckts i Kina. Dess ålder är cirka 2750 f.Kr., vilket visar att Kina är den tidigaste användaren av ett av bronsländerna. Kina behärskade tekniken för kopparsmältning i schaktugnar så tidigt som 770 f.Kr. Under det första året av Song och Yuanfeng (1078) nådde kopparproduktionen 7300 ton, och kopparmetallurgisk teknik har nått en avsevärd nivå.
fysikaliska egenskaper
Koppar är en utmärkt ledare av elektricitet och värme efter silver. Den elektriska ledningsförmågan och värmeledningsförmågan för koppar vid rumstemperatur är 94 % respektive 73,2 % av silver. Kopparatomernas yttre elektronskalskonfiguration är [Ar]3d104s1. När koppar bildar en förening kan den förlora en elektron i 4s-banan och en elektron i 3d-banan samtidigt. Därför har koppar huvudsakligen två valenstillstånd: +1 och +2. Oxidationstillståndet för koppar är huvudsakligen +2 vid rumstemperatur och lågvalenta föreningar är stabila vid höga temperaturer. Koppar har två stabila naturliga isotoper, 63Cu och 65Cu. 63Cu innehåller 29 protoner och 34 neutroner, och 65Cu innehåller 29 protoner och 36 neutroner. Koppar är känt för att ha 9 instabila isotoper. Koppar kan existera stabilt i torr luft vid rumstemperatur, men när den placeras i fuktig luft som innehåller CO2 under lång tid kommer grönt alkaliskt kopparkarbonat att genereras, allmänt känt som patina. Den elektrokemiska ekvivalenten av tvåvärd koppar är 0,329 mg/C. Koppar kan inte ersätta väte i sura vattenlösningar, och är inte löslig i saltsyra och svavelsyra utan löst syre, men är löslig i salpetersyra som har en oxiderande effekt. Koppar reagerar långsamt med alkaliska lösningar, men reagerar lätt med ammoniak för att bilda komplex. Koppar är lättlösligt i organiska syror som ättiksyra. Lösliga kopparsalter är i allmänhet giftiga. Kristallstrukturen av koppar är ett ansiktscentrerat kubiskt gitter. Ren koppar har mycket god duktilitet och kan bearbetas till mycket fina trådar och tunna plåtar. Koppar är en utmärkt elektrisk och termisk ledare, och dess elektriska och termiska ledningsförmåga är näst efter silver bland metaller. Närvaron av spårföroreningar kommer att kraftigt minska ledningsförmågan hos koppar.
Det huvudsakliga syftet
Eftersom koppar har många utmärkta egenskaper används den i stor utsträckning inom olika industrisektorer. Fram till 1960-talet var koppar näst efter järn i betydelse och konsumtion. Efter 1960-talet gav det plats för aluminium med rikligare resurser och billigare priser, vilket förvisade det till tredje plats. Andelen kopparkonsumtion i Kina i slutet av 1980-talet framgår av tabell 2. Över hela världen används mer än hälften av kopparproduktionen inom kraft- och elektronikindustrin, såsom tillverkning av kablar, ledningar, motorer och annan kraftöverföring och telekommunikation Utrustning. Efter 1980-talet ersattes en del av kopparns användningsområden inom telekommunikation med optiska fibrer. Koppar är också ett viktigt material för försvarsindustrin. Eftersom koppar har god elektrisk ledningsförmåga används den i stor utsträckning inom elindustrin. Ren koppar (innehåll på mer än 99,95%) krävs för att tillverka ledningar och kablar, som förfinas genom elektrolys av blisterkoppar. Koppar kan bilda många viktiga legeringar med zink, tenn, aluminium, nickel, beryllium etc. Mässing (koppar-zink-legering) och brons (koppar-tennlegering) används för att tillverka lager, kolvar, brytare, oljerör, värmeväxlare, etc. Aluminiumbrons (koppar-aluminiumlegering) har starkt vibrationsmotstånd och kan användas för att tillverka gjutgods som kräver styrka och seghet. Monel-legering bland koppar-nickellegeringar är känd för sin korrosionsbeständighet och används mest vid tillverkning av ventiler, pumpar och högtrycksångutrustning. Vit koppar är en koppar-nickellegering med goda mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet och används vid tillverkning av precisionsmaskiner. Berylliumbrons (berylliumhaltig kopparlegering) har mekaniska egenskaper som överstiger de hos högkvalitativt stål och används i stor utsträckning vid tillverkning av olika mekaniska komponenter, verktyg och radioutrustning. Kopparföreningar är viktiga råvaror för bekämpningsmedel, fungicider, pigment, elektroplätering, galvaniska batterier, färgämnen och katalysatorer. Syrefri koppar används i vågledare, vakuumrör och transistorkomponenter, glas- och metalltätningar, koaxialkablar och stabilisering av supraledande magnetiska lindningar på grund av dess höga renhet och brist på väteförsprödningsproblem. Tuff koppar används för att tillverka kopparskenor, kontaktorer, olika typer av ledare, radarkomponenter, brytare och kontakter etc. Ovanstående två typer av koppar behandlade med silver används för att tillverka enheter som kräver motstånd mot mjukning, såsom lindningar av transformatorer , generatorer och stora synkrongeneratorer. Fosfordeoxiderad koppar används främst för att tillverka rör för kylskåp och luftkonditioneringsapparater, likriktare, vattenrör eller gasrör (när elektrisk och termisk ledningsförmåga, svetsprestanda eller hårdlödningsprestanda krävs). Friskärande koppar används främst för att tillverka gängade produkter och andra svetsspetsar, klämmor, terminaler och brytarkomponenter.
