Miedź

Miedźjest pierwiastkiem chemicznym. Jest to 29. element układu okresowego. Jego masa atomowa wynosi 63,55. Jest metalem przejściowym znajdującym się pośrodku układu okresowego. Symbolem miedzi jest „Cu”, które pochodzi od łacińskiego słowakuprum, co z kolei pochodzi od łacińskiego słowa oznaczającego wyspę Cypr, na której znaleziono miedź.^[1]

Właściwości[zmień|zmień źródło]

Właściwości fizyczne[zmiana|zmień źródło]

Miedziany krążek, trawiony kwasem, widać normalnie niewidoczną strukturę krystaliczną

Miedź w czystej postaci ma czerwono-pomarańczowy kolor, ale wkrótce po wystawieniu na działanie powietrza nabiera czerwonawego nalotu.

Miedź jest jednym z niewielu metali kolorowych. Większość metali jest szara lub srebrna. Złoto, miedź, cez i osm to jedyne cztery metale kolorowe. Jest magnetyczny. Miedź jest zielona jako węglan miedzi(II) i wodorotlenek miedzi(II). Zmienia kolor na zielony, ponieważ utlenia się. Po pewnym czasie w powietrzu miedź tworzy na powierzchni zielony węglan miedzi, zwany grynszpanem. Dlatego miedziany dach budynku wygląda na zielony.

Miedź jest bardzo elastyczna i plastyczna. Można go łatwo rozciągnąć w druty. Miedź jest również bardzo miękka, ma twardość w skali Mohsa od 2,5 do 3. Oznacza to, że jest twardsza niż paznokieć, ale bardziej miękka niż stalowy scyzoryk.

Reaguje z roztworami kwasu solnego lub amoniaku zawierającymi tlen. Może również rozpuszczać się w mieszaninie nadtlenku wodoru i kwasu solnego. W ten sposób powstaje chlorek miedzi (II). Nie rozpuszcza się w słabych kwasach. Może rozpuszczać się w kwasie azotowym, tworząc azotan miedzi (II) i dwutlenek azotu lub tlenek azotu.

Związki[zmiana|zmień źródło]

Miedź tworzy związki chemiczne. W tych związkach ma dwa normalne stopnie utlenienia: +1 i +2. +2 jest bardziej powszechne. Większość +2 związków miedzi jest niebieska. +1 związki miedzi mogą być białe. Związki miedzi są słabymi utleniaczami. Korodują wiele metali. Korozja zabiera metal i umieszcza go w związku chemicznym, pozostawiając miedź. Przykładem może być reakcja siarczanu żelaza i miedzi (II), w wyniku której powstaje siarczan miedzi i żelaza (II). +1 związki miedzi są środkami redukującymi w powietrzu. Zwykle powstają one poprzez redukcję związków +2.

Związki miedzi mogą być czarne, zielone, czerwonawe, białe, niebieskie lub żółte.

Związki miedzi(I)[zmiana|zmień źródło]

Związki miedzi(I) zawierają miedź na +1 stopniu utlenienia. Są słabymi środkami redukującymi. Reagują z powietrzem, tworząc związki miedzi(II). Są również nieproporcjonalne do związków miedzi i miedzi (II). Większość z nich nie rozpuszcza się w wodzie.

Acetylenek miedzi(I), czerwonobrązowy, wybuchowy

Bromek miedzi(I).

Chlorek miedzi(I), biały w stanie czystym, zielony po utlenieniu

Jodek miedzi(I), bezbarwne ciało stałe

Tlenek miedzi(I), czerwonobrązowy

Związki miedzi(II)[zmiana|zmień źródło]

Związki miedzi(II) zawierają miedź na +2 stopniu utlenienia. Są słabymi utleniaczami. Są zielonkawe, gdy są uwodnione (dodano cząsteczki wody). Są bardziej stabilne w powietrzu niż związki miedzi (I).

Bromek miedzi(II), szare ciało stałe

Węglan miedzi(II), zielonkawy, tworzy się na miedzi w powietrzu

Chlorek miedzi(II), zielonkawy w stanie uwodnionym, brązowy w stanie bezwodnym

Wodorotlenek miedzi(II), jasnoniebieski, łatwo przekształca się w węglan miedzi(II).

Azotan miedzi(II), niebieski, utleniacz, stosowany w demonstracyjnych ogniwach galwanicznych

Tlenek miedzi(II), czarny

Siarczan miedzi(II), niebieski, najpowszechniejszy związek miedzi

Paris Green, wyjątkowo toksyczny, jasnoniebiesko-zielony

Siarczan miedzi (II), związek miedzi (II).

Chlorek miedzi (II), związek miedzi (II).

Chlorek miedzi (I), związek miedzi (I). Jest biały, ale powietrze łatwo z nim reaguje, zmieniając kolor na zielony

Tlenek miedzi (I), związek miedzi (I).

Tlenek miedzi (II), związek miedzi (II).

Wystąpienie[zmiana|zmień źródło]

Miedź jako metal w ziemi

Chalkopiryt

Miedź można znaleźć w ziemi jako metal. Zwykle jest zielony na zewnątrz. Większość miedzi nie występuje w postaci metalu, ale w związkach chemicznych. Chalkopiryt jest najczęstszą rudą miedzi. Jest to mieszanina pirytu i siarczku miedzi. Miedź występuje w niewielkich ilościach w organizmach żywych. Niektóre mięczaki i stawonogi mają niebieską krew, ponieważ mają we krwi miedź. Zwierzęta takie jak ludzie i inne ssaki mają czerwoną krew, ponieważ zawiera żelazo.

Używa [zmień|zmień źródło]

Miedź może być wykorzystywana na wiele sposobów, ale jednym z przykładów są druty. Miedź jest używana do produkcji drutów, ponieważ łatwo ją rozciągać i nie jest droga. Dlatego też duże firmy produkujące druty będą używać miedzi, ponieważ jest ona tańsza i wymaga mniej czasu na jej uzyskanie

Miedź może być najstarszym używanym metalem, ponieważ odkryto bardzo stare narzędzia miedziane. Miedź jest stosowana w okablowaniu elektrycznym. Można go również formować w różne części. Można go stosować w radiatorze. Statua Wolności jest wykonana z miedzi. Stosowany jest także w rurach przewodzących wodę, gdyż nie ulega korozji.

Kiedy ludzie mieszają miedź z cyną, powstaje brąz. Brąz jest znacznie twardszy i stworzył epokę brązu. Stało się mniej ważne, gdy ludzie nauczyli się lepiej używać żelaza. Kiedy cynk miesza się z miedzią, powstaje mosiądz, który jest jeszcze twardszy niż brąz. Miedź z niklem daje miedzionikiel.

Miedź wykorzystywana jest także w przemyśle medycznym i spożywczym. Miedź może zmieniać białka, tworzyć rodniki i zakłócać działanie enzymów, inaktywując lub zabijając bakterie i wirusy.^[2]

Miedź jest łatwo formowanym metalem nieszlachetnym, często dodawanym do metali szlachetnych w celu poprawy ich elastyczności, elastyczności, twardości, koloru i odporności na korozję.

Jako związki chemiczne[zmień|zmień źródło]

Miedź jest ważna w organizmie człowieka. Jeśli dana osoba nie otrzymuje wystarczającej ilości miedzi, cząsteczki w organizmie mogą nie działać. Jednak nadmiar miedzi może stanowić problem. Ludzie pozyskują większość potrzebnej miedzi z pożywienia, a witaminy zawierają również miedź, aby zapewnić sobie wystarczającą ilość.^[3]Związki miedzi są również stosowane do zabijania grzybów i glonów.

Bezpieczeństwo[zmiana|zmień źródło]

Miedź nie jest tak toksyczna jak metal. Związki miedzi są toksyczne, choć do życia potrzebne są ich niewielkie ilości. Miedź jest łatwo wydalana z organizmu, więc nie kumuluje się w niej toksycznie.

Przygotowanie[zmiana|zmień źródło]

Miedź czasami jest po prostu wyjmowana z ziemi i formowana w przedmioty. Jednak większość miedzi nie występuje w ziemi w postaci metalicznej. Chalkopiryt jest główną rudą miedzi. Ogrzewa się go powietrzem w celu oddzielenia żelaza w postaci tlenku żelaza (II). Powstaje pewna ilość tlenku miedzi (I). Wytwarzany jest także dwutlenek siarki. Następnie dodaje się dwutlenek krzemu, który reaguje z tlenkiem żelaza(II), tworząc ciecz, którą odprowadza się. Teraz została tylko miedź i siarczek. Siarczek miedzi reaguje z powietrzem, tworząc metaliczną miedź i dwutlenek siarki. Część siarczku miedzi reaguje z tlenkiem miedzi(I), tworząc miedź i dwutlenek siarki. W ten sposób powstaje zanieczyszczona miedź.

Miedź jest czysta poprzez jej elektrolizę. Na katodę nakłada się cienki arkusz czystej miedzi, a na anodę gruby arkusz zanieczyszczonej miedzi. Elektrolitem jest siarczan miedzi. Zanieczyszczona miedź rozpuszcza się w roztworze. Następnie pokrywa cienką warstwę czystej miedzi. Dzięki temu miedź jest czysta.

Duże ilości miedzi są poddawane recyklingowi ze względu na jej wysoką wartość i rosnące wyczerpywanie się światowych zasobów miedzi.