В истории Земли на смену каменному веку пришел медный. Элемент, расположенный в периодической системе Д.И. Менделеева под номером 29, входит в состав бронзы. Помимо щелочных металлов в первой колонке, медь образует собственную побочную подгруппу с золотом и серебром. Имея общие свойства в строении, она совершенно отличается от всех по химическим и физическим характеристикам. Больше всего медь похожа на своего соседа из другой группы – никеля.
Металлическая прима
Благодаря мягкости, именно с медью человек начал работать первой среди всех металлов. Установлено, что за несколько тысячелетий до нашей эры египтяне умели изготавливать изделия, чеканить монеты. При строительстве пирамиды Хеопса (одно из Чудес света) использовали медные инструменты. Она сложена из миллионов многотонных каменных глыб. В Причерноморье найдены медные монеты в форме дельфина.
Медь в составе бронзы
Попал в руки мастеров металл в виде самородков. Часто в природных соединениях она сопровождается металлическим оловом. Мягкая красноватая медь в натуральном сплаве становится твердой и желтой по цвету. Бронзу используют для изготовления орудий труда, оружия, скульптур.
С использованием сплава стартовал в истории человечества бронзовый век. На территории России обнаружены остатки 4 тыс. давности. В засыпанных шахтах для добычи медной руды нашли орудия труда, изготовленные из бронзы и камня. 32-х метровый Колосс Родосский (очередное Чудо света) – бронзовая статуя.
Железный век пришел на смену медному. Современные конкуренты металлам: синтетические волокна, пластмассы, стекло, керамика. Сплав продолжает быть одним из основных материалов. Знаменитые российские скульптуры из бронзы: царь-пушка и царь-колокол в Московском кремле, «Медный всадник» в Санкт-Петербурге.
Строение атома розового металла
Атомный вес меди составляет 64 единицы массы. На внешней оболочке, как у всех щелочных металлов, 1 электрон. Атом его с легкостью отдает. Но предпоследний электронный слой является неустойчивым. В результате, атом может расстаться и с 2 электронами. Поэтому, существуют два вида оксидов: с одновалентной медью Си2О (красного цвета) и двухвалентной – СиО (черного).
В составе природных соединений
Человек научился добывать медь из руд. В земной коре цветного металла содержится почти 0,01%. Важнейшие его руды:
- Медный блеск.
- Колчедан.
- Малахит.
Выплавляется медь большей частью из колчедана. Руда содержит и пустую породу, от которой приходится избавляться.
Методом флотации она подвергается обогащению. Самую чистую медь получают путем электролитического рафинирования. При этом побочным продуктом процесса оказываются благородные металлы (серебро, золото). В этом заключается выгода рафинирования.
Медь на воздухе
С металлом происходят изменения в присутствии влаги и углекислого газа – появляется зеленоватый налет. Сухой и чистый воздух не разрушает светло-розовую медь. Тонкая пленка ее оксидов, образующаяся на поверхности, придает металлу более насыщенный цвет.
Она и защищает от дальнейшего окисления. Если позеленевшую медную проволоку нагреть, то ее налет превратится сначала в красный, затем – в черный. Зеленый цвет бронзовых памятников старины – это продукт коррозии меди в атмосфере. Например, об этом упоминается в сказке Павла Бажова «Малахитовая шкатулка».
Микроэлемент и биологически активные вещества
Микродозы меди необходимы для растений. Их недостача приводит к:
- Сокращению урожая, вплоть до его гибели.
- Тяжелым заболеваниям сельскохозяйственных животных.
- Понижению устойчивости растений к грибковым поражениям.
Торфяная почва, часто встречаемая в России, бедная медью. Ее освоение требует внесения медных удобрений.
Микроэлемент входит в состав БАВ. Гормоны, ферменты регулируют работу всех систем в организме человека и животных. Поступает полезный микроэлемент, в основном, с растительной пищей (гречка, вишня, бобы).
Дефицит меди
К начальным внешним симптомам недостатка металла в организме относят вялость, отсутствие аппетита, плохой сон. Фармацевтами разработаны следующие препараты для восполнения дефицита:
- Витрум содержит 2 мг меди.
- Супрадин – 1 мг.
- Комплевит – 0,75 мг.
Лекарства применяются по назначению врача, после полного обследования пациента.
Практическая ценность металла
По электропроводности медь уступает только серебру. В виде проволоки ее применяют для обмотки динамо-машин и электрических моторов. Энергия от электростанций к потребителям, телефонная сеть передаются по медным проводам. В составе сплавов присутствует медь в бронзе, мельхиоре (80%), латуни – до 90%.
Дюраль обладает хорошими механическими свойствами. Применяется в самолето- и машиностроении. Сплав содержит медь и другие легирующие добавки (вольфрам, никель, хром). Они также усиливают антикоррозийные свойства стали.
Медь, медь, медь…
- Пористая бронза для самосмазывающихся подшипников изготавливается методом порошковой металлургии. Порошки тонкоизмельченных металлов спекают между собой.
- Алхимики, верившие в мистическую связь металла с планетой Венерой, изображали элемент и имя античной богини одним значком. «Ручное зеркальце», как символ, использовали веками, вплоть до реформы химического языка в 19 веке.
- Медный купорос в безводном состоянии – порошок белого цвета. При поглощении молекул воды ядовитая соль синеет. На ее основе готовят минеральные краски, средства для борьбы с вредными насекомыми, грибками в сельском хозяйстве.
- Лучшим фунгицидом признана «бордосская жидкость».
- С разбавленными растворами кислот медь не реагирует. Концентрированные серная и азотная превращают ее в соль. Реакции протекают с выделением соответствующих кислотных оксидов.
- В медной посуде, а также в латунной или оцинкованной, нельзя квасить капусту, готовить пищу, солить огурцы. Для этого необходимо использовать деревянные бочки, эмалированную тару, стеклянную сосуды.
- Си (по латыни, купрум) входит в состав крови, молока млекопитающих.
- У гидрометаллургического метода добычи меди большое будущее. Металл удается получать, не извлекая руду на поверхность. В настоящее время таким способом добывают до 25% от общего количества в мировом масштабе.
