Где применяется медь

Где применяется медь

Самородная медь размером около 4 см

Медь — минерал из класса самородных элементов. В природном минерале обнаруживаются Fe, Ag, Au, As и другие элементы в виде примеси или образующие с Cu твёрдые растворы. Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета (розового цвета при отсутствии оксидной плёнки). Один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Он входит в семёрку металлов, известных человеку с очень древних времён. Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных.

Смотрите так же:

Кристаллическая структура меди

Кубическая сингония, гексаоктаэдрический вид симметрии m3m, кристаллическая структура — кубическая гранецентрированная решётка. Модель представляет собой куб из восьми атомов в углах и шести атомов , расположенных в центре граней (6 граней). Каждый атом данной кристаллической решетки имеет координационное число 12. Самородная медь встречается в виде пластинок, губчатых и сплошных масс, нитевидных и проволочных агрегатов, а также кристаллов, сложных двойников, скелетных кристаллов и дендритов. Поверхность часто покрыта плёнками «медной зелени» (малахит), «медной сини» (азурит), фосфатов меди и других продуктов её вторичного изменения.

Кристаллы самородной меди, Верхнее озеро, округ Кинави, Мичиган, США. Размер 12 х 8,5 см

Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Наряду с осмием, цезием и золотом, медь — один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, отличную от серой или серебристой у прочих металлов. Этот цветовой оттенок объясняется наличием электронных переходов между заполненной третьей и полупустой четвёртой атомными орбиталями: энергетическая разница между ними соответствует длине волны оранжевого света. Тот же механизм отвечает за характерный цвет золота.

Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности среди металлов после серебра). Удельная электропроводность при 20 °C: 55,5-58 МСм/м. Медь имеет относительно большой температурный коэффициент сопротивления: 0,4 %/°С и в широком диапазоне температур слабо зависит от температуры. Медь является диамагнетиком.

Существует ряд сплавов меди: латуни — с цинком, бронзы — с оловом и другими элементами, мельхиор — с никелем и другие.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Образец меди, 13,6 см. Полуостров Кинави, Мичиган, США

Среднее содержание меди в земной коре (кларк) — (4,7-5,5)·10 −3 % (по массе). В морской и речной воде содержание меди гораздо меньше: 3·10 −7 % и 10 −7 % (по массе) соответственно. Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,3 до 1,0 %. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн т, из них 687 млн т — подтверждённые запасы, на долю России приходилось 3,2 % общих и 3,1 % подтверждённых мировых запасов. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет.
Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — пирометаллургия, гидрометаллургия и электролиз. Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS₂. Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Небольшой самородок меди

Обычно самородная медь образуется в зоне окисления некоторых медносульфидных месторождений в ассоциации с кальцитом, самородным серебром, купритом, малахитом, азуритом, брошантитом и другими минералами. Массы отдельных скоплений самородной меди достигают 400 тонн. Крупные промышленные месторождения самородной меди вместе с другими медьсодержащими минералами формируются при воздействии на вулканические породы (диабазы, мелафиры) гидротермальных растворов, вулканических паров и газов, обогащенных летучими соединениями меди (например, месторождение озера Верхнее, США).
Самородная медь встречается также в осадочных породах, преимущественно в медистых песчаниках и сланцах.
Наиболее известные месторождения самородной меди — Туринские рудники (Урал), Джезказганское (Казахстан), в США (на полуострове Кивино, в штатах Аризона и Юта).

ПРИМЕНЕНИЕ

Браслеты из меди

Из-за низкого удельного сопротивления, медь широко применяется в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов или других проводников, например, при печатном монтаже. Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов и силовых трансформаторов.
Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления.
В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, в которые помимо олова и цинка могут входить никель, висмут и другие металлы.
В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.
Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать её применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учреждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц — всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.

Медь — свойства, характеристики свойства

Медь – это пластичный золотисто-розовый металл с характерным металлическим блеском. В периодической системе Д. И. Менделеева этот химический элемент обозначается, как Сu (Cuprum) и находится под порядковым номером 29 в I группе (побочной подгруппе), в 4 периоде.

Латинское название Cuprum произошло от имени острова Кипр. Известны факты, что на Кипре ещё в III веке до нашей эры находились медные рудники и местные умельцы выплавляли медь. Купить медь можно в комании «КУПРУМ».

По данным историков, знакомству общества с медью около девяти тысячелетий. Самые древние медные изделия найдены во время археологических раскопок на местности современной Турции. Археологи обнаружили маленькие медные бусинки и пластинки для украшения одежды. Находки датируются рубежом VIII-VII тыс. до нашей эры. Из меди в древности изготавливали украшения, дорогую посуду и различные инструменты с тонким лезвием.

Великим достижением древних металлургов можно назвать получение сплава с медной основой – бронзы.

Основные свойства меди

1. Физические свойства.

На воздухе медь приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счёт образования оксидной плёнки. Тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато-голубого цвета. В чистом виде медь достаточно мягкая, тягучая и легко прокатывается и вытягивается. Примеси способны повысить её твёрдость.

Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим её преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. Такие примеси как железо, фосфор, олово, сурьма и мышьяк влияют на базовые свойства и уменьшают электропроводность и теплопроводность. По данным показателям медь уступает лишь серебру.

Медь обладает высокими значениями плотности, температуры плавления и температуры кипения. Важным свойством также является хорошая стойкость по отношению к коррозии. К примеру, при высокой влажности железо окисляется значительно быстрее.

Медь хорошо поддаётся обработке: прокатывается в медный лист и медный пруток, протягивается в медную проволоку с толщиной, доведённой до тысячных долей миллиметра. Этот металл является диамагнетиком, то есть намагничивается против направления внешнего магнитного поля.

2. Химические свойства.

Медь является сравнительно малоактивным металлом. В нормальных условиях на сухом воздухе её окисления не происходит. Она легко реагирует с галогенами, селеном и серой. Кислоты без окислительных свойств не оказывают воздействия на медь. С водородом, углеродом и азотом химических реакций нет. На влажном воздухе происходит окисление с образованием карбоната меди (II) – верхнего слоя платины.
Медь обладает амфотерностью, то есть в земной коре образует катионы и анионы. В зависимости от условий, соединения меди проявляют кислотные или основные свойства.

Способы получения меди

В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды — это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.

1. Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование.
Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.

Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.

Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450 °С.

В горизонтальных конвертерах с боковым дутьём медный штейн продувается сжатым воздухом для того, чтобы произошли процессы окисления сульфидов и феррума. Далее образовавшиеся окислы переводят в шлак, а серу в оксид. В конвертере образуется черновая медь, которая содержит 98,4-99,4% меди, железо, серу, а также незначительное количество никеля, олова, серебра и золота.

Черновая медь подлежит огневому, а далее электролитическому рафинированию. Примеси удаляют с газами и переводят в шлак. В результате огневого рафинирования образуется медь с чистотой до 99,5%. А после электролитического рафинирования чистота составляет 99,95%.

2. Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.

Применение меди

Благодаря ценным качествам медь и медные сплавы используются в электротехнической и электромашиностроительной отрасли, в радиоэлектронике и приборостроении. Существуют сплавы меди с такими металлами, как цинк, олово, алюминий, никель, титан, серебро, золото. Реже применяются сплавы с неметаллами: фосфором, серой, кислородом. Выделяют две группы медных сплавов: латуни (сплавы с цинком) и бронзы (сплавы с другими элементами).

Медь обладает высокой экологичностью, что допускает её использование в строительстве жилых домов. К примеру, медная кровля за счёт антикоррозионных свойств, может прослужить больше ста лет без специального ухода и покраски.

Медь в сплавах с золотом используется в ювелирном деле. Такой сплав увеличивает прочность изделия, повышает стойкость к деформированию и истиранию.

Для соединений меди характерна высокая биологическая активность. В растениях медь принимает участие в синтезе хлорофилла. Поэтому её можно увидеть в составе минеральных удобрений. Недостаток меди в организме человека может вызвать ухудшение состава крови. Она есть в составе многих продуктов питания. К примеру, этот металл содержится в молоке. Однако важно помнить, что избыток соединений меди может вызвать отравление. Именно поэтому нельзя готовить пищу в медной посуде. Во время кипячения в пищу может попасть большое количество меди. Если же посуда внутри покрыта слоем олова, то опасности отравления нет.

В медицине медь используют, как антисептическое и вяжущее средство. Она является компонентом глазных капель от конъюнктивита и растворов от ожогов.

Библиотека Лабиринта Мандрагоры

Оглавление

Краткое описание

Химический элемент I группы переодической системы Менделеева.

Латинское название — Cuprum.

Атомный номер — 29.

Атомная масса — 63,546.

Плотность — 8,9 г/см 3 .

Температура плавления — 1083,4 °С.

Розовато-красный металл, при просвечивании в тонких слоях зеленовато-голубой. Мягкий и ковкий. Хороший проводник тепла и электричества, уступает по этим качествам только серебру. Входит в семерку наиболее ценных металлов на ряду с золотом, серебром, железом, оловом, свинцом и ртутью. Медь относится к группе самородных металлов. Благодаря пластичности и вязкости часто используется для штамповки сложных рельефов и орнаментов. Проволока из красной меди — один из лучших материалов для филигранных работ. Важнейшие сплавы меди — бронза, латунь, мельхиор.

Очень широко используется в промышленности: главное применение меди — в качестве проводника электрического тока. Кроме того, медь используется в монетных сплавах, поэтому ее часто называют «монетным металлом». Она также входит в состав традиционных бронзы (сплавы меди с 7—10 % олова) и латуни (сплав меди с цинком) и специальных сплавов, таких как монель (сплав никеля с медью). Металлообрабатывающий инструмент из медных сплавов не искрит и может использоваться во взрывоопасных цехах. Сплавы на основе меди служат для изготовления духовых инструментов и колоколов. Медь устойчива в чистом сухом воздухе при комнатной температуре, но при температуре красного каления образует оксиды. Реагирует с серой и галогенами. В атмосфере, содержащей соединения серы, медь покрывается зеленой пленкой основного сульфата. Практически не взаимодействует с неокисляющими кислотами. Последние десятилетия интерес химиков к меди, точней, к оксидам этого металла связан с получением высокотемпературных сверхпроводников.

Наиболее известную простую соль — пентагидрат сульфата меди (II) CuSO₄·5H₂O — часто называют медным купоросом. Сульфат меди широко используется в электролитических процессах, при очистке воды, для защиты растений. Он является исходным веществом для получения многих других соединений меди.

Медь известна с древних времен. Она и ее сплавы сыграли значительную роль в становлении материальной культуры (так называемый «медный век век», 4—3 тысячелетие до н. э.). За счет легкой восстановимости из окислов и карбонатов, медь была первым металлом, который человек научился восстанавливать из руд. Считается, что медь начали использовать около 5000 до н. э.

Латинское название cuprum происходит от названия острова Кипр, где древние греки добывали медную руду. В древности для обработки скальной породы её нагревали на костре и быстро охлаждали, причём порода растрескивалась. При этих условиях были возможны процессы восстановления. В дальнейшем восстановление вели в кострах с большим количеством угля и с вдуванием воздуха посредством труб и мехов. Костры окружали стенками, которые постепенно повышались, что привело к созданию шахтной печи. Позднее методы восстановления уступили место окислительной плавке сульфидных медных руд с получением промежуточных продуктов — штейна (сплава сульфидов), в котором концентрируется медь, и шлака (сплава окислов). К 3000 до н. э. в Индии, Месопотамии и Греции для выплавки более твердой бронзы в медь стали добавлять олово. Открытие бронзы могло произойти случайно, однако ее преимущества по сравнению с чистой медью быстро вывели этот сплав на первое место. Так начался «бронзовый век».

В природе медь находится в самородном состоянии в виде руд. Содержание в земной коре — (4,7—5,5)×10 -3 % по массе; причем в нижней части земной коры её больше, чем в верхней. Богатые месторождения меди давно выработаны. Сегодня почти весь металл добывается из низкосортных руд, содержащих не более 1 % меди. Некоторые оксидные руды меди могут быть восстановлены непосредственно до металла нагреванием с коксом.

Применение в медицине

Традиционная медицина

Медь — важный элемент жизни, она участвует во многих физиологических процессах: синтезе гемоглобина, в образовании костной ткани, функционировании системы кровообращения и центральной нервной системы, при получении энергии из клеток. Среднее содержание меди в живом веществе 2×10 -4 % от массы. Ежедневная потребность взрослого человека в меди составляет 2—3 мг. Дефицит меди в организме может привести к таким тяжелым последствиям как порок развития костей, анемия и мозговая недостаточность. Металлическая медь, как и серебро, обладает антибактериальными и противогрибковыми свойствами.

В настоящее время в медицине применяют лазеры на парах меди для лечения онкологических заболеваний и косметических процедур. Волокна меди могут использоваться для массажа.

Лекарства с содержанием меди прописываются людям при переломах, для лечения ревматоидного артрита, пептических язв желудка и двенадцатиперстной кишки, при инфарктах.

Медь «контролирует» в организме уровни холестерина, сахара и мочевой кислоты, служит для поддержания баланса микрофлоры, сдерживающего рост дрожжевых микроорганизмов.

Медь играет важную роль в процессах биосинтеза гема и, соответственно, гемоглобина. Поэтому ее недостаток, так же как и железа, может привести к возникновению анемии. Регулирует обмен катехоламинов, серотонина, тирозина, меланина, способствует повышению активности инсулина и более полной утилизации углеводов.

Принимает участие в формировании структуры белков соединительной ткани — коллагена и эластина, которые являются структурными компонентами костной и хрящевой ткани, кожи, легких, стенок кровеносных сосудов. Поэтому дефицит меди может привести к формированию аневризмы аорты и сосудов головного мозга. По этой же причине недостаток меди приводит к деминерализации костной ткани и остеопорозу.

Удаляет излишки питты и жира. Является укрепляющим средством для печени, селезенки и лимфатической системы. Особо полезна для склонных к полноте людей. Способствует излечению малокровия.

Для лечения ожирения и заболеваний печени и селезенки промывают медную монету в жесткой (известковой) воде, помещают её в ёмкость с квартой воды и кипятят до тех пор, пока не останется половина объема. Две чайные ложки полученного раствора принимают 3 раза в день в течение месяца.

Для общего укрепления организма полезно носить на запястье медный браслет.

Применение в магии

Самым распространенным и известным магическим свойством меди является защита от нечистой силы. Медь является сильным металлом, поэтому ее очень часто используют в серьезных талисманах.

Для того, чтоб не мучали ночные кошмары, следует перед сном под подушку положить крестом пять медных монет так, чтоб центральная лежала вверх «решкой», а остальные четыре — орлом.

В любовной магии медь используется для привлечения любви понравившегося человека. С этой целью необходимо, не торгуясь, в пятницу купить медное кольцо и на его внутренней стороне выцарапать свое имя. Затем кольцо следует подарить тому человеку, любовь которого стремитесь завоевать. Если он примерит и станет носить — скоро ваши судьбы переплетутся. Если нет, то судьбе неугодно, чтоб вы были вместе.

Медь используют для ускорения процесса заживления ран. С этой целью ее просто прикладывают к пораженному месту.

Чтобы избавиться от судорог, нужно тоненькую медную проволоку трижды обернуть вокруг запястий и щиколоток.

Питье воды, где лежали медные предметы, помогает уравновесить кровяное давление. Значительного эффекта можно добиться, обернув полностью небольшой стеклянный стакан толстой медной проволокой. Питье из такого сосуда делает воду целительной. Она уравновешивает знергетические потоки и способствует более гармоничной работе внутренних органов.

Медь, положенная под ступню ноги на трое суток, снимает боли в суставах ног.

Оказывает целительный эффект при змеиных укусах. Если медь носить с собой в местах, где можно встретить змей, то даже при укусе она будет препятствовать быстрому проникновению змеиного яда в кровь.

Медь рекомендуется использовать людям, не умеющим контролировать свои эмоции. Медное кольцо или браслет помогают обрести внутренний контроль и успокоить психику. Медь снимает внутренее напряжение и способствует умиротворению: гневный становится спокойней, а нерешительный — уверенней в себе.

Целительство

Металл используют и для выведения бородавок. Для этого нужно взять нечетное количество мелких медных монет и тщательно промыть их под струей холодной воды. Затем каждую монетку потереть о бородавку и завернуть их в кусок белой ткани, после чего выбросить в лесу или малолюдном месте так, чтобы они рассыпались в разные стороны.

Астрология

Знак зодиака: Телец.

Период наибольшей активности: 21 апреля — 20 мая.

День наибольшей активности: пятница.

Период наименьшей активности: 23 сентября — 22 октября.

Несовместимый знак зодиака: Весы.

Мифы и легенды

Медь связывали с плодородием, соответственно, с женскими божествами:

• Венерой — богиней красоты и садов;
• Иштар — в аккадской мифологии центральное божество, богиня плотской любви;
• Астартой — в западносемитской мифологии богиней любви и плодородия;
• Хатор — в египетском пантеоне богиня неба.

В ветхозаветных преданиях говорится о магическом свойстве меди противостоять змеиным укусам. После исхода из Египта Моисей за малодушие и ропот был наказан дождем из змей. По указанию Бога он сделал медного змея. Спасались только те люди, кто прикасался к изваянию змея или смотрел на него.

Полезный совет

Потемневшие медные предметы можно очистить с помощью погружения их в 5—10 % раствор уксусной кислоты. Подойдет так же и простой столовый уксус. Так же медные изделия хорошо чистить смесью нашатырного спирта, мыла и воды в пропорции 3:1:6, после чего протереть тряпочкой до блеска.

Литература

• Большая советская энциклопедия, 1969 — 1978.
• Иллюстрированный энциклопедический словарь, Терра, 1998.
• Корнеев А. В. — Магия камней и металлов, 2004.
• Федосеева Т. А. — Большая энциклопедия очищения организма, 2005.
• Энциклопедия «Кругосвет».

Сферы применения меди

Одна из важнейших отраслей применения меди — электротехническая промышленность. Из меди изготовляют электрические провода. Для этой цели металл должен быть очень чистый: примеси резко снижают электрическую проводимость. Присутствие в меди 0,02% алюминия снизит ее электрическую проводимость почти на 10%. Еще более резко возрастает сопротивление металла в присутствии неметаллических примесей. У меди очень низкое удельное сопротивление — 0,0175 (уступает лишь серебру у которого 0,016). Медные провода, в свою очередь, также используются в обмотках энергосберегающих электроприводов (быт: электродвигателях) и силовых трансформаторов.

Высокая вязкость и пластичность металла позволяют применять медь для изготовления разнообразных изделий с очень сложным узором. Проволока из красной меди в отожженном состоянии становится настолько мягкой и пластичной, что из нее без труда можно вить всевозможные шнуры и выгибать самые сложные элементы орнамента. Кроме того, проволока из меди легко спаивается сканым серебряным припоем, хорошо серебрится и золотится. Эти свойства меди делают ее незаменимым материалом при производстве филигранных изделий.

Тонкая медная проволока в брикетах

Медная проволока широко используется в электротехнике и электроэнергетике, в телекоммуникационной отрасли, судо- и автомобилестроении, ее применяют для производства электрокабеля, проводов, обмоток, выводов искрового зажигания, плавких предохранительных устройств.

Отметим, что проволока-электрод из меди расходуется экономнее по сравнению с латунной на 20%. Иными словами, удорожание расходного материала даже на 30% не сравнимо с экономией машинного времени и самой проволоки.

Другое полезное качество меди — высокая теплопроводность. Это позволяет применять её в различных теплоотводных устройствах, теплообменниках, к числу которых относятся и широко известные радиаторы охлаждения, кондиционирования и отопления.

Наиболее распространённые сплавы — бронза и латунь

В разнообразных областях техники широко используются сплавы с использованием меди, самыми широко распространёнными из которых являются упоминавшиеся выше бронза и латунь. Оба сплава являются общими названиями для целого семейства материалов, куда помимо олова и цинка могут входить никель, висмут и другие металлы. Например, в состав так называемого пушечного металла, который в XVI—XVIII вв. действительно использовался для изготовления артиллерийских орудий, входят все три основных металла — медь, олово, цинк; рецептура менялась от времени и места изготовления орудия. В наше время находит применение в военном деле в кумулятивных боеприпасах благодаря высокой пластичности, большое количество латуни идёт на изготовление оружейных гильз. Медноникелевые сплавы используются для чеканки разменной монеты. Медноникелиевые сплавы, в том числе т. н. «адмиралтейский» сплав широко используются в судостроении и областях применения, связанных с возможностью агрессивного воздействия морской воды из-за образцовой коррозионной устойчивости.

Сплав меди, известный с древнейших времен,-бронза содержит 4-30% олова (обычно 8-10%). Интересно, что бронза по своей твердости превосходит отдельно взятые чистые медь и олово. Бронза более легкоплавка по сравнению с медью. До наших дней сохранились изделия из бронзы мастеров Древнего Египта, Греции, Китая. Из бронзы отливали в средние века орудия и многие другие изделия. Знаменитые Царь-пушка и Царь-колокол в Московском Кремле также отлиты из сплава меди с оловом.

В настоящее время в бронзах олово часто заменяют другими металлами, что приводит к изменению их свойств. Алюминиевые бронзы, которые содержат 5-10% алюминия, обладают повышенной прочностью. Из такой бронзы чеканят медные монеты. Очень прочные, твердые и упругие бериллиевые бронзы содержат примерно 2% бериллия. Пружины, изготовленные из бериллиевой бронзы, практически вечные. Широкое применение в народном хозяйстве нашли бронзы, изготовленные на основе других металлов: свинца, марганца, сурьмы, железа, никеля и кремния.

Большую группу составляют медно-никелевые сплавы. Эти сплавы имеют серебристо-белый цвет, несмотря на то что преобладающим компонентом является медь. Сплав мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Он имеет красивый внешний вид. Из мельхиора изготавливают посуду и украшения, чеканят монеты («серебро»). Похожий на мельхиор сплав — нейзильбер-содержит кроме 15% никеля, до 20% цинка. Этот сплав используют для изготовления художественных изделий, медицинского инструмента.

Медно-никелевые сплавы константан (40% никеля) и манганин (сплав меди, никеля и марганца) обладают очень высоким электрическим сопротивлением. Их используют в производстве элект­роизмерительных приборов. Характерная особенность всех медно-никелевых сплавов-их высокая стойкость к процессам коррозии — они почти не подвергаются разрушению даже в морской воде.
Сплавы меди с цинком с содержанием цинка до 50% носят название латунь. Это дешевые сплавы, обладают хорошими механическими свойствами, легко обрабатываются. Латуни благодаря своим качествам нашли широкое применение в машиностроении, химической промышленности, в производстве бытовых товаров. Для придания латуням особых свойств в них часто добавляют алюминий, никель, кремний, марганец и другие металлы.
Из латуней изготавливают трубы для радиаторов автомашин, трубопроводы, патронные гильзы, памятные медали, а также части технологических аппаратов для получения различных веществ.

Оксиды меди используются для получения оксида иттрия бария меди YBa₂Cu₃O_7-δ, который является основой для получения высокотемпературных сверхпроводников. Медь применяется для производства медно-окисных гальванических элементов, и батарей.

Ювелирные медные сплавы

В ювелирном деле часто используются сплавы меди с золотом для увеличения прочности изделий к деформациям и истиранию, так как чистое золото очень мягкий металл и нестойко к этим механическим воздействиям.

Другие сферы применения меди

Медь — самый широко употребляемый катализатор полимеризации ацетилена. Из-за этого трубопроводы из меди для транспортировки ацетилена можно применять только при содержании меди в сплаве материала труб не более 64 %.

Широко применяется медь в архитектуре. Кровли и фасады из тонкой листовой меди из-за автозатухания процесса коррозии медного листа служат безаварийно по 100—150 лет. В России использование медного листа для кровель и фасадов нормируется федеральным Сводом Правил СП 31-116-2006.

Прогнозируемым новым массовым применением меди обещает стать ее применение в качестве бактерицидных поверхностей в лечебных учреждениях для снижения внутрибольничного бактериопереноса: дверей, ручек, водозапорной арматуры, перил, поручней кроватей, столешниц — всех поверхностей, к которым прикасается рука человека.

Коэффициент линейного и объемного расширения меди при нагревании приблизительно Такой же, как у горячих эмалей, в связи с чем при остывании эмаль хорошо держится на медном изделии, не трескается , не отскакивает. Благодаря этому мастера для производства эмалевых изделий предпочитают медь всем другим металлам.

Медный купорос используют в производстве минеральных и органических красителей, в медицинской промышленности, для пропитки древесины в качестве антисептика (предохраняет дерево от гниения). Большое значение имеет медный купорос в сельском хозяйстве: им протравливают семена перед посевом, опрыскивают деревья и кустарники для борьбы с вредителями.
Соединения меди обладают высокой биологической активностью. Они содержатся в животных и растительных организмах. В растениях медь участвует в процессах синтеза хлорофилла, поэтому она входит в качестве одного из компонентов в состав минеральных удобрений. Медь встречается в составе многих продуктов, которые использует в пищу человек: много меди, например, в молоке. Употребление продуктов с пониженным содержанием меди может привести к различным заболеваниям, в частности, может ухудшиться состав крови. Однако избыток соединений меди также вреден, он может привести к тяжелым отравлениям.

Католический собор в Хильдесхайме, ФРГ покрыт медной кровле. Этой кровле на здании уже свыше 700 лет! Примечательно, что во время ремонта, вызванного повреждениями военной поры (и только по этой причине) многие древние медные листы были использованы вновь.

В связи с высокой механической прочностью, но одновременно пригодностью для механической обработки, медные бесшовные трубы круглого сечения получили широкое применение для транспортировки жидкостей и газов: во внутренних системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, системах кондиционирования и холодильных агрегатах. В ряде стран трубы из меди являются основным материалом, применяемым для этих целей: во Франции, Великобритании и Австралии для газоснабжения зданий, в Великобритании, США, Швеции и Гонконге для водоснабжения, в Великобритании и Швеции для отопления.

В России производство водогазопроводных труб из меди нормируется национальным стандартом ГОСТ Р 52318-2005, а применение в этом качестве федеральным Сводом Правил СП 40-108-2004. Кроме того, трубопроводы из меди и сплавов меди широко используются в судостроении и энергетике для транспортировки жидкостей и пара.

Медные трубы имеют высокую механическую прочность, устойчива к износу и коррозии, экологически безопасна. Рекомендуется к применению при прокладке систем горячего и холодного водоснабжения, отопления, подаче топлива и др. Такая труба устойчива к любым температурам жидкости (рабочая температура медных труб варьируется от -200 до +250 градусов). Также среди других преимуществ медных труб — простота монтажа, длительные сроки эксплуатации, возможность вторичного использования после переработки. Этот материал известен очень давно, однако со временем медные трубы были вытеснены более дешевыми стальными. Медные трубы практически не подвержены коррозии и при этом не стареют! При правильной прокладке магистралей трубам не грозит повреждение даже в случае выхода из строя регулирующей аппаратуры и неконтролируемого роста температуры теплоносителя — трубы достаточно упруги и пластичны, чтобы выдержать нагрузку.

Недаром существует поговорка – пройти через огонь, воду и медные трубы.

Медь (Cu) – роль в организме, симптомы недостатка, источники

Медь (Cuprum, Cu) – химический элемент, который несмотря на свое издревле широкое повсеместное применение в человеческой жизни, несет благотворное воздействие в качестве микроэлемента и внутри живых организмов. Так, находясь в различных ферментах этот микронутриент помогает усваивать и перерабатывать продукты питания, а транспортируясь с током крови находит свое «депо» в клетках печени, откуда при недостаточном поступлении извне организм ее извлекает.

Кроме того, медь, или как ее еще со школьных лет многие из нас знают под термином «купрум» участвует в метаболизме белков и находясь в клетках хрящевой и костной тканей способствует их росту, и соответственно нормальному развитию опорно-двигательного аппарата человека и животных.

В виде самостоятельного минерала медь представляет собой пластичный металл розоватого с золотистым отблеском цвета, который при контакте с кислородом быстро покрывается оксидной пленкой, придавая ему желто-красный оттенок.

Количество меди в коре Земли составляет примерно от 4,7 до 5,5×10 -3 %, а наименьшая часть его присутствует в воде нашей планеты. Встречается как в качестве самостоятельного металла, так и в составе различных соединениях, особенно халькопирите (CuFeS₂), халькозине (Cu₂S), борните (Cu₅FeS₄), куприте (Cu₂O), ковеллине (CuS), малахите (Cu₂CO₃(OH)₂), азурите (Cu₃(CO₃)₂(OH)₂) и прочих. Среди наиболее крупных месторождений выделяют Казахстан, Забайкалье, Центральная Африка, Германия, Чили и США.

Свое наименование купрум («Cuprum», Cu) получил в честь острова Кипр (Cuprium, Cyprium), расположенного в Средиземном море, т.к. именно там в древности было весьма богатое на этот металл месторождение. На территории же бывшего СССР купрум больше известен под темином «медь», этимология которого до конца не известно, однако его связывают с наименованием древней страны «Мидия» (Μηδία) и древнегерманским «smid» (кузнец). В старословянском обозначалось «Мѣдь». Алхимики называли купрум — «Венера», и обозначали символом «♀».

История – краткая справка

Первые изделия из меди люди использовали еще далеко до рождения Иисуса Христа. Одни из наиболее ранее изготовленных медные предметы обнаружены на территории Турции во время раскопок старого поселения Чаталхёюк, датирующегося примерно 5600 годом до н. э. Также на Ближнем Востоке и Кипре найдены бронзовые вещи (сплав меди и олова), датируемые 3000 годом до Рождества Христова.

Медь была используемая для внутренней отделки храма Господнего, построенного Соломоном (примерно в 957-950 до Р.Х.):

«столбы числом два, море одно, и подставы, которые сделал Соломон в дом Господень, – меди во всех сих вещах не было весу. Восемнадцать локтей вышины в одном столбе; венец на нём медный, а вышина венца три локтя, и сетка и гранатовые яблоки вокруг венца – все из меди. То же и на другом столбе с сеткою.» (4Царств 25:16,17)

Изначально древние народы добывали медь из малахитовой руды.

Активное применение медь нашла во время открытия и широкого использования электричества, т.к. этот металл обладает превосходными электропроводящими свойствами.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — IV период, V ряд, I группа, в новой версии таблицы – 11 группа, 4 период.

• Атомный номер – 29
• Атомная масса – 63,546 г/моль
• Электронная конфигурация – [Ar] 3d 10 4s 1
• Температура плавления (°С) – 1083,4 (1356,55 K)
• Температура кипения (°С) – 2567.
• CAS: 7440-50-8.

Физико-химические свойства

Чистая медь – довольно пластичный металл, из-за чего он и находил издревле широкое применение. Окрашен в золотисто-розовый цвет с небольшим отблеском, однако при контакте с воздухом стремительно покрывается оксидной пленкой, которая придает купруму желтовато-красный цвет.

Широкое применение в электротехнике, системах отопления и других сферах современного быта получила из-за своих замечательных показателей в теплопроводности и электропроводности, является диамагнетиком.

При воздействии на металл влажного воздуха окисляется, образовывая карбонат меди.

При контакте с водой или разбавленной кислотой в реакцию не вступает.

Биологическая роль и функции меди в организме

Для чего нужна медь организму? Cu играет важную роль в превращении железа (Fe) внутри организма в гемоглобин, за счет чего этот микроэлемент косвенно поддерживает функцию кроветворения. Также, находясь в составе многих ферментов – тирозиназы, аскорбиназы, цитохромоксидазы, меланина и многих других медь сопричастна к пигментации волос и кожного покрова, формировании и развитию костных и хрящевых тканей, образованию эластина и коллагена (входят в состав соединительной ткани), эндорфинов (т.н. «гормоны счастья») и прочих.

Количество меди в организме взрослого среднестатистического человека колеблется в пределах 100 мг, большая часть из которой присутствует в печени.

Медь выполняет и множество других полезных функций, среди которых:

• Участие в работе супероксиддисмутазы, являющейся ферментом-антиоксидантом, выполняющего роль защиты организма от процессов окисления, распространения и негативного воздействия свободных радикалов, т.е. профилактирует развитие онкологических болезней;
• Защита организма от патогенной микрофлоры, т.к. этот металл обладает замечательным бактерицидным действием, из-за чего Cu применяли для изготовления различной кухонной утвари;
• Обладает противовоспалительным действием, за счет чего человеку легче справляться с различными воспалительными заболеваниями, часто обусловленных инфицированием организма;
• Замечено действие по снижению выраженности клинических проявлений аутоиммунных заболеваний – ревматоидного артрита и прочих;
• Помогает бороться с отравлениями – способствует укреплению организма и выведению из него токсинов;
• Поддерживает функционирование нервной системы – являясь строительным материалом для фосфолипидов, поэтому косвенно участвует в сохранении миелина (внешняя оболочка нервных волокон), а также берет участие в регулировании нейромедиаторов;
• Участвует в процессах кроветворения – используется для формирования эритроцитов. Именно купрум высвобождает железо из «депо» и в дальнейшем помогает усвоить Fe организмом, а также выработать гемоглобин;
• Ускоряет кровообращение при физической активности, из-за чего не только способствует похудению, но и предотвращению развития сердечно-сосудистых болезней;
• Участвует в продукции женских половых гормонов;
• Несет весомый вклад в обменных процессах – активирует инсулин, помогает расщеплять жиры и углеводы, а также помогает в утилизации белков, углеводов и аскорбиновой кислоты. Участвует в синтезе простагландинов, который помогает регулировать кровяное давление, сердечные сокращения, свертываемость крови и прочие.
• У некоторых живых организмах, особенно беспозвоночных (моллюски и другие) транспорт кислорода осуществляется не гемоглобином, а гемоцианином (медьсодержащий белок).

Применение меди в других сферах человеческой жизни

• В медицинской практике – в качестве антисептика и вяжущего средства;
• В металлургии – для изготовления бронзы (сплав с оловом и др. веществами), латуни (сплав с цинком), мельхиора (сплав с никелем);
• В электротехнике и радиоэлектронике – для изготовления кабелей, проводов, контактов и прочих элементов;
• В быту – для изготовления посуды и других кухонных предметов, а также батарей и труб, монет;
• В искусстве – для изготовления красок, украшений, различных декоративных отделок, памятников и прочих изделий;
• Для изготовления минеральных удобрений.

Суточная потребность

Суточная потребность в Cu зависит от пола, возраста, дневного рациона и места проживания человека.

Рекомендуемые суточные дозы меди:

• Младенцы от 0 до 1 года – 0,5 мг;
• Дети от 1 до 3 лет – 0,5 мг;
• Дети от 3 до 7 лет – 0,6 мг;
• Дети от 7 до 11 лет – 0,7 мг;
• Дети от 11 до 14 лет – 0,8 мг;
• Подростки от 14 до 18 лет – 1 мг;
• Взрослые и лица преклонного возраста – от 1 до 2,5-3 мг.
• Во время беременности дозировку увеличивают от нормы на 0,1 мг;
• В период кормления грудью: + 0,4 мг.

Согласно методическим рекомендациям Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека №2.3.1.1915-04 от 02.07.2004 г суточная норма меди для граждан России составляет от 1 до 5 мг. Причем 5 мг – максимально допустимая доза.

Суточная доза меди повышается при воспалительных заболеваниях, анемии, повышенной физической нагрузке, злоупотреблении алкогольными напитками, снижении реактивности иммунной системы.

Нехватка меди — симптомы

Дефицит Cu может вызывать следующие нарушения в работе организма:

• Побледнение кожи, что обусловлено недостаточной выработкой гемоглобина и развитием анемии;
• Замедленное развитие костных тканей, различные деформации костей и частые переломы, развитие остеопороза;
• Ухудшение психоэмоционального состояния – депрессивные состояния, повышенная восприимчивость к стрессам, повышенная утомляемость и периодическая апатия к окружающему миру;
• Ухудшение состояния и здоровья кожи и костей – повышенная скорость поседения и выпадения волос, появление пигментных пятен (витилиго), периодически появляется сыпь;
• Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы – аритмии, варикозное расширение вен, аневризмы, развитие атеросклероза;
• Ухудшение качества крови – развитие лейкопении, нейтропении;
• Снижение реактивности иммунитета и повышенная восприимчивость к инфекционным болезням, особенно ОРЗ.

Причины нехватки Cu

• Недостаточное поступление в организм медьсодержащих продуктов, а также голодание, диеты, длительное парентеральное питание;
• Наличие синдрома маальсорбции – нарушение процесса всасывания вещества органами пищеварения;
• Повышенное поступление в организм цинка (Zn), а также обратный эффект – если много меди, то в организме уменьшается количество цинка;
• Недостаточное количество витамина С (аскорбиновой кислоты);
• Синдром Менкеса – сбой в межклеточном транспорте Cu.

Применение меди в медицине

Применение Cu целесообразно в следующих случаях:

• Для предотвращения дефицита микроэлемента в организме и связанных с этим состояний, синдромов и болезней;
• Для улучшения качества волос, кожи.

Избыток меди

Избыток меди, собственно, как и недостаток также может нанести вред здоровью.

Правда передозировка или отравление медью более вероятно при поступлении солей или других химически активных соединений меди. Все соли Cu токсичны для внутренней среды организма.

Отравление медью сопровождается следующими симптомами:

• Нарушения функции печени, выражающиеся бледностью или желтизной кожи;
• Нарушения в пищеварительной системе — отсутствие аппетита, тошнота, приступы рвоты;
• Развитие почечной недостаточности – уменьшение количество вырабатываемой почками мочи, а также изменение ее цвета;
• При поступлении в организм от 30 до 50 мл медного купороса может закончиться летальным исходом.

Причины переизбытка Cu в организме

Злоупотребление препаратами, в которых содержится это вещество.

Источники меди

В каких продуктах Cu содержится больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): печень говяжья (жаренная — 14,6, тушенная – 14,3), печень консервированной трески (14,2), морские водоросли спирулина (6,1), грибы шитаки сушенные (5,1), соевая мука (5,1), кунжутное масло (4,2), кунжут (4,1), какао в порошке (3,8), орехи кешью или масло из них (2,2), базилик (2,1), черные семечки подсолнуха (1,8), кориандр (1,8), фундук (1,8), редис (1,6), орех грецкий (1,6), мята сушенная (1,5), томаты сушенные (1,4), белые семечки тыквы (1,3), фисташки (1,3), шоколад темный (1,2), гречка (1,1), пшеничные отруби (1), семена тмина (0,9), горох (0,75), крупа овсяная (0,5), крупа геркулес (0,45), редька (0,15), свекла (0,14), картофель (0,14), баклажаны (0,14), абрикос (0,14), клубника (0,13), чеснок (0,13), морковь (0,08), яйцо куриное (0,08), капуста белокочанная (0,08), виноград (0,08), грейпфрут (0,07), апельсины (0,07), творог (0,07).

Химические источники (Cu): витаминно-минеральные комплексы «Витрум плюс», «Мультимакс», «Медь активная) и другие препараты меди.

Синтез в организме: не синтезируется.

Взаимодействие меди с другими веществами

• Прием повышенного количества цинка, витамина С, молибдена, фруктозы, фитаты уменьшают усвояемость меди;
• Повышенное количество Cu уменьшает усвояемость витамина А, цинка, молибдена и кобальта;
• Кобальт повышает усвояемость меди.