Кто и когда открыл медь?

Медь является химическим элементом с атомным номером 29 и условным обозначением Cu. Медь представляет собой мягкий ковкий пластичный металл с очень хорошей тепло- и электропроводимостью.

Кто и когда открыл медь?

Медь как химический элемент таблицы Менделеева

Как была открыта медь

Такие металлы как медь, золото, серебро и олово были известны людям очень давно. Так как с медью легко работать, она использовалась древнейшими известными культурами уже 10000 лет назад. Пик популярности использования меди приходится начиная с 5 и заканчивая 3 тысячелетием до Нашей Эры. Это время в некоторых регионах принято называть «медным веком». Из этого металла изготавливались как орудия труда, так и украшения. На территории современного Ирана был найден медный кулон возраст которого приблизительно оценивается в 8700 год до Нашей Эры. Так же медь является первым металлом, который научились легировать с помощью олова и мышьяка до бронзы. В связи с этим открытием, которое произошло вероятно около 3 тысячелетия до Нашей Эры, началась так называемая эпоха «Бронзового века». Эта эпоха продлилась ориентировочно до первого тысячелетия до Нашей эры.

Затем производство меди и его обработка набирала уже значительные обороты. К началу новой эпохи мировое производство меди ориентировочно варьировалось в пределах 15 тонн в год. В первом тысячелетии Нашей Эры уже производились массивные сооружения из меди и его сплавов. В пример можно поставить бронзовую статую Будды храма Нара в Японии. По историческим сведениям ее отлили в 749 году. Для сооружения 16-ти метровой конструкции понадобилось 400 тонн сырья. Научное открытие самого металла можно присудить немецкому ученому Готфриду Осанну. Он изобрел порошковую металлургию, которую использовал на меди в 1830 году. В ходе своих испытаний он описал и определил атомный вес этого химического элемента.

Где и как добывают медь

Как становится понятно из текста выше, такой химический элемент как медь использовался уже с древнейших времен. И добыча этого элемента уже осуществлялась еще до Нашей эры. Медь является третьим металлом по применению после железа и алюминия. Вся добытая медная руда до 1900 года составляет менее 5% от всей руды извлеченной из недр Земли. В 2008 году добыча меди превысила порог в 15 миллионов тонн в год. На сегодняшний день эта цифра готовится превысить отметку в 20 миллионов тонн. Ведущими производителями меди являются Чили, Перу, Китай, США, Конго, Австралия, Замбия, Индонезия, Мексика и Россия.

Процесс получения самой меди выглядит следующим образом. Вначале медный камень Cu2S извлекается из медного гравия CuFeS2. Для этого гравий обжигают с добавлением кокса, а оксиды железа зашлаковывают кремнеземом. Шлак из силиката железа плавает на поверхности и может быть легко слит. Медный камень, оставшийся на дне, затем перерабатывается в черновую медь. Эта процедура обычно осуществляется в два этапа. На первом этапе образовавшийся сульфид железа обжигается до оксида железа и связывается с кварцевым шлаком, который в последующем выливается. На втором этапе две трети медного камня окисляется до оксида. После этого оксид меди реагирует с оставшимся сульфидом в результате чего появляется черновая медь.

Черновая медь имеет чистоту порядка 98%, а оставшиеся 2% приходятся на примеси железа, цинка, серебра и золота. Очистка черновой меди осуществляется методом электролитического рафинирования в серной кислоте. В ходе этой реакции железо и цинк растворяются в виде катионов, а благородные металлы осаждаются на дне. Чистота меди на выходе этого процесса составляет 99,99%.

Распространенность меди

Распространенность такого химического элемента как медь довольно широка. По распространенности в земной коре медь занимает 23 позицию. Ее содержание в земной коре оценивается в 0,006%. Этот химический элемент является одним из немногих, который встречается в природе в самородном виде. Сегодня известно более 3000 мест по всему миру, где ведется добыча меди. Самыми плодородными месторождениями обладают такие страны как Чили, Россия и США. На сегодняшний день, медными рудниками обладают более 50 стран по всему миру.

Так же стоит отметить, что медь по большей своей части добывается в составе минералов, так как в природном виде она встречается довольно редко. На сегодняшний день известно свыше 600 итнералов в составе которых присутствует медь. Самыми ценными из них являются халькопирит, халькозин, борнит, атакамит и малахит. В составе этих минералов процентное содержание меди превышает 60%.

Что же касается распространенности во вселенной, то тут не все так однозначно. Определить его распространенность не представляется возможным из-за малого количества информации. Известно только его присутствие на луне и на марсе по взятым образцам с этих космических тел. Предположительная оценка концентрации не считается маленькой.

Применение меди

Около 98% всей меди используется либо в своем естественном виде, либо в виде сплавов. Широкое применение она находит благодаря своим физическим и химическим свойствам. К основным его своиствам относится пластичность, теплопроводность, электропроводность и устойчивость к коррозии. Для некоторых видов применения медь является слишком мягким металлом, поэтому она находит применение в составе таких сплавов как латунь(сплав цинка и меди) или бронза(сплав олова и меди).

Благодаря высокой электропроводности и устойчивости к коррозии она находит широкое применение в электронике. Из меди изготавливаются электрокабели, различные электрические провода, телефонные линии и микроволновые оболочки. Так же можно отметить сторительную отрасль. В этой отрасли изготавливаются медные плиты, а также листы для кровли. Кроме этого не стоит забывать про декоративную составляющую. В пример можно поставить фурнитуру для мебели и декоративные изделия ручного производства.

Если брать электронику, то медь является составным компонентом различного рода процессоров, аккумуляторов, печатных плат и др. Так же благодаря своей теплопроводности она используется в радиаторах охлаждения. В пример можно поставить радиаторы охлаждения видеокарт и процессоров.

Медь в прямом или косвенном смысле применяется почти во всех областях применения. Будь то пищевые добавки или компонент краски для стекла и керамики. Так же боеприпасы для оружия или краситель для фейрверков(синий цвет). Некоторые медицинские препараты для людей или удобрение для почвы и растений. Медь так же применяется как компонент пожаротушения класса D и для изготовления антимикробных защитных тканей.

Подведя итоги стоит отметить, что на сегодняшний день нет такой отрасли производства где прямого или косвенного участия не принимала бы медь.

Интересные факты

Так как применение меди очень широкое, соответственно и интересных фактов связанных с медью достаточно. Стоит начать с того, что цена на чистую медь на мировом рынке не такая уж и маленькая. В 2014 году 1 тонна меди на мировом рынке оценивалась в 7000 американских долларов. В связи с такой высокой ценой увеличилось количество краж медных предметов. Например в Германии железнодорожная кампания Deutsche Bahn AG понесла убытков на 14 миллионов евро из-за воровства медных заземляющих железнодорожных кабелей.

Еще одним интересным моментом является то, что первые изобретенные человеком зеркала изготавливались именно из меди. Медь натиралась(полировалась) до такой степени, пока не было видно отбражение на поверхности меди. Так же в области применения стоит отметить, что большая часть монет произведенных по всему миру содержит в своем составе медь. Еще одним интересным фактом является то, что медь как железо и алюминий могут подвергаться вторичной переработке без потери своих свойств.

Так же можно отметить и биологическую составляющую меди. В больших количествах она является токсичной, а в малых — неотъемлемая часть существования организма человека. В различных состояниях в человеческом организме содержится около 150 мг меди. Суточная доза потребления меди является нормальной для человека весом 75 кг равной 2 мг.

Как рождается Cu

Как рождается Cu

Медь (Cu) — элемент одиннадцатой группы четвёртого периода (побочной подгруппы первой группы) периодической системы химических элементов Менделеева, с атомным номером 29. Изначально медь — это пластичный переходный металл золотисто–розового цвета.

История открытия

Медь является одним из самых известных и полезных металлов. Его латинское название — Cuprum — произошло от названия острова Кипр, где в древности — уже в III тысячелетии до нашей эры — обнаружили богатые месторождения этого металла. Согласно верованиям греков, люди получали медь от Афродиты, богини любви и плодородия. При этом металл начали применять ещё в VI–IV тысячелетии до нашей эры: в период, который, по мнению археологов, был промежуточным звеном между каменным и бронзовым веками. Согласно исследованиям учёных, наши древние предки ошибочно принимали куски самородной меди за камни.

Распространению меди способствовали возможность её холодной ковки, относительная простота выплавки из богатых руд, а также мягкость. С одной стороны, это плохо — камень намного твёрже меди. Но зато благодаря мягкости медь хорошо поддаётся изгибу и заточке. Таким образом, в древности за медной рудой была настоящая охота.

Читайте также  Каким сверлом сверлить нержавеющую сталь?

Русское «медь» происходит от греческого слова, означающего «рудни к, копь». На территории современной России и соседних стран мед ные рудники появились за два тысячелетия до нашей эры. Остатки копей сейчас находят на Урале, в Закавказье, в Сибири и на Алтае.

Промышленную выплавку меди освоили только в XIII–XIV веках. В Москве в XV веке был основан Пушечный двор, где из бронзы — сплава меди с оловом или некоторыми другими металлами — отливали орудия разных калибров. Были выполнены и такие произведения литейного искусства, как Царь–пушка и Царь–колокол. В XVIII–XIX веках близ Онежского озера добывали самородную медь, которую отправляли на монетный двор в Санкт–Петербург. Открытие промышленных месторождений меди на Урале и в Сибири связано с именем Никиты Демидова. Именно он по указу Петра I в 1704 году начал чеканить медные деньги.

С открытием электричества большие объёмы меди стали идти на производство проводов и других, связанных с ними, изделий. И хотя в XX веке их чаще стали делать из алюминия, медь не потеряла значения в электротехнике. В современной индустрии медь — один из самых востребованных промышленных металлов. Она незаменима в автомобилестроении, изготовлении бытовой техники, прокладке электрических сетей, выпуске точных приборов, фурнитуры и прочем.

В недрах Таймыра

Весной 1945 года Сталин подписал знаменитое постановление «Об увеличении производства цветных металлов на Норильском комбинате», которое предусматривало как увеличение вдвое выпуска меди, так и, собственно, строительство медеплавильного завода. При этом руководству комбината удалось убедить Москву в том, что будущий завод должен быть не медеплавильным (с выпуском конечной продукции в виде черновой меди), а медным — с полным циклом огневого и электролитического рафинирования. Спустя три года — в 1948–м — разработали проект будущего объекта и приступили к его строительству. 21 декабря 1949 года завод был запущен, а на следующий день Сталин уже держал в руках первый слиток черновой меди, доставленный самолётом из Норильска.

Спустя ровно год после пуска завода, 21 декабря 1950 года, гидрометаллургический цех выдал первые катоды. После строительства и ввода в эксплуатацию в 1952 г оду второй печи производительность анодного передела увеличилось вдвое. В 1954 году на территории медного завода началось строительство сернокислотного цеха, где предполагалось получать серную кислоту для нужд комбината. В этом же году в цехе электролиза меди блоки электролизных ванн были переведены на оборотную циркуляцию, смонтирована оригинальная схема подогрева электролита, не имевшая аналогов в отрасли. С ноября 1976 года по май 1977 года на заводе был смонтирован опытно–промышленный плавильный агрегат нового поколения — печь плавки в жидкой ванне, она же печь Ванюкова (по имени изобретателя). 10–миллионная тонна норильской меди была выгружена из ванн электролизного цеха в декабре 1988 года.

Сегодня медный завод перерабатывает весь объём медных концентратов Норильской и Талнахской обогатительных фабрик. Он состоит из четырёх цехов — сушильного, плавильного, электролиза меди, а также МЦ–1.

Технология успеха

«Норникель» входит в первую десятку мировых производителей меди. По статистике, каждая вторая тонна этого металла в России – плод труда медеплавильщиков Норильска. Каждая сороковая тонна катодной меди в мире производится на нашем медном заводе.

При этом на мировом рынке цена меди, как и других металло в, постоянно колеблется, и сейчас на Лондонской бирже её стоимость составляет примерно 5 700 долларов за тонну. В 2019 году Заполярным филиалом было выпущено

360 тысяч тонн катодной меди.

Если не расписывать технологическую цепочку слишком подробно, получение меди в НПР выглядит следующим образом. С Талнахской и Норильской обогатительных фабрик концентрат поступает на медный завод, где его сперва осушают, а затем плавят в печи Ванюкова до получения штейна. Его на конвертерах перерабатывают в черновую медь, затем в анодных печах — в анодную. Из неё в свою очередь получают катодную медь. Затем продукция идёт на переработку в электролизный цех — там в огромных ваннах с серной кислотой при помощи электрического тока и получ ается основная продукция завода — пе рвоклассные ме дные листы.

Товарный вид

Антисептик

Природные бактерицидные и бактериостатические свойства меди способны минимизировать риск передачи заражения, поэтому металл является наиболее подходящим материалом для изготовления дверных ручек, поручней, перил, воздухо– и водоводов в местах большого скопления людей, в частности, в медицинских учреждениях.

Архитектура и декор

Медь используется во многих архитектурных элементах. Конструкции из этого металла обладают декоративными качествами: благодаря природным процессам окисления металл меняет расцветку от оранжевого цвета до коричневого и оттенков зелёного в течение десяти лет.

Трубы

Медные трубы широко используются для прокладки трубопроводов, тепловых коммуникаций, при установке климатического оборудования, в гидравлических и топливных системах двигателей. Медь распространена в теплотехнике, холодильном оборудовании и кондиционировании.

Электропроводники

Благодаря способности быстро и без потерь проводить электрический ток металл в чистом виде используют для изготовления кабелей широкого назначения — сетевых и силовых, аудиокабелей, проводов электропередачи. Для сердцевины кабелей применяется только чистая медь, наличие примесей значительно снижает проводниковый эффект.

История Азербайджана

Научно-популярный портал по истории Азербайджана

  • Home
  • /
  • Мировая история
  • /
  • История появления меди

История появления меди

О.БУЛАНОВА

Одним из первых металлов, которые человек стал в быту, стала медь. Медь, золото, серебро, железо, олово, свинец и ртуть принято называть доисторическими металлами – потому что они были известны человеку с древнейших времен. Однако роль меди в становлении человеческой культуры особенна.

Как известно, сначала был каменный век, названный так на основании материала, из которого делались орудия труда. Следующий за ним – медный век. Т.е. медь – металл, “укрощать” который человечество научилось прежде всего.

Но не везде процесс перехода от каменного века к медному происходил одновременно. Коренное население Америки, например, сделало этот переход лишь в XVI в., т.е. всего чуть больше четырехсот лет назад.

А в древнем Египте медный век наступил в IV тыс. до н.э.: ортодоксальная египтология считает, что каменные глыбы, из которых примерно 5 тысяч лет назад была сложена 147-метровая пирамида Хеопса, добыты и обтесаны медным инструментом… С этим можно спорить, но факт, что египтяне знали медь в те далекие тысячелетия, подтверждается обнаружением в раскопках мелких и крупных изделий из меди, а также орудий труда.

Подобно золоту и серебру, медь иногда образует самородки. По-видимому, именно из них и были сделаны в Египте эти вещи. Впрочем, в других местах земного шара изделия из самородковой меди были известны еще 10 тысяч лет назад.

На эти самородки наши предки, скорее всего, набрели чисто случайно, когда искали себе подходящие камни – чтобы сделать орудия труда. Они обратили внимание на серо-зеленые и красно-зеленые кусочки непонятной породы. Их находили на берегах рек, скальных обрывах. В те времена человеку были доступны только красная медная руда (куприт), медный блеск и медный колчедан. Сначала эти самородки использовались человеком так же, как и обычные камни, т.е. их подвергали минимальной обработке.

Вскоре древние люди заметили, что обработав медь каменным молотком, можно существенно повысить ее твердость и из нее будут получаться хорошие инструменты. Так зародился прообраз холодной ковки. Чуть позднее был открыт и секрет плавления меди, когда металл, попав в костер и остыв, сохранял новую форму.

Для отлива простых инструментов и оружия из меди использовали сделанные из подручных средств примитивные формы. Из меди отливали также украшения.

Распространению меди способствовала – кроме способности к холодной ковке – и относительная простота выплавки из богатых руд, а также мягкость. С одной стороны, это плохо – камень намного тверже меди. Но зато благодаря мягкости медь хорошо поддается изгибу и заточке. Так что за медной рудой была объявлена настоящая охота.

Как оказалось, встретить медную руду было не так и просто. На территориях, где обнаруживались ее залежи, организовывалась добыча, строились рудники и шахты. Даже в древности добыча меди велась в крупных масштабах, что было обусловлено большим спросом на этот металл.

Так, некоторые медные шахты производили ее добычу на глубине 100 м, удаляясь от основанного ствола на расстояние до нескольких километров. Перед шахтерами того времени стояли проблемы, аналогичные современным. Нужно было укреплять потолок штолен, вентилировать и освещать туннели, решать проблемы, связанные с подъемом руды наверх. В качестве подпорок для укрепления сводов использовали деревянные брусья и бревна. Плавление производили тут же рядом с шахтами, в толстостенных печах, сделанных из глины.

В Египте добывать медь стали из ее окисных руд – бирюзы, малахита и др. Руды плавили в примитивных горнах с применением дутья при 1083 градусах по Цельсию. Т.е. медь – относительно легкоплавкий металл, о работе таким же путем с железом, температура плавления которого составляет 1530 градусов, не могло быть и речи.

Читайте также  Прибор для сварки проводов в распределительной коробке

Около III-II вв. до н.э. выплавка меди производилась в широком масштабе не только в Египте, но и в Месопотамии, на Кавказе и Закавказье и в других странах древнего мира. Огромное количество древних медных и позднее бронзовых изделий, обнаруживаемых археологами, заставляет сомневаться в том, что медь выплавлялась только из окисных руд. Более поздние источники свидетельствуют об использовании для добычи меди сернистых руд.

Например, в сочинении Теофила “О различных искусствах” описывается предварительная операция обработки руды – окислительный обжиг кусков руды на кострах (выжигание серы).

История меди продолжалась вместе с развитием человечества. Усложнились плавильные процессы. Для литья стали использовать специальные печи, позволяющие добиваться высокой температуры плавления.

Медный век с течением времени сменился бронзовым, который длился вдвое дольше – около двух тысяч лет. Бронза – это сплав меди, обычно с оловом, но к бронзам также относят медные сплавы с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и др., за исключением цинка (это латунь) и никеля (это мельхиор).

Любопытно, что в Греции культура меди зародилась позже, чем в Египте, а бронзовый век наступил раньше. А все дело в том, что руда, из которой выплавляли медь египтяне, не содержала олова. Грекам в этом отношении повезло больше, они добывали “оловянный камень” иногда там же, где и медную руду.

Открытие бронзы произошло, по-видимому, случайно, однако большие твердость и плотность, а также относительная легкоплавкость позволили бронзе быстро вытеснить медь из многих производственных сфер.

Искусство выплавки и обработки меди и бронзы от греков унаследовали римляне. Они получали медь из покоренных стран, в первую очередь из Галлии и Испании, продолжали начатую греками добычу медной руды на Крите и Кипре.

Кстати, о Кипре. Именно с названием этого острова связано происхождение латинского названия меди – “Cuprum” (“Aes cuprium”, “Aes cyprium”). На Кипре уже в III в. до н.э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди.

Что касается других названий, то у Страбона медь именуется “халкос” – от названия города Халкиды на Эвбее. От этого слова произошли многие древнегреческие названия медных и бронзовых предметов, кузнечного ремесла, кузнечных изделий и литья. Второе латинское название меди “Aes” (санскритское “ayas”, готское “aiz”, германское “erz”, английское “ore”) означает “руда, рудник”.

Сторонники индогерманской теории происхождения европейских языков ведут происхождение русского слова “медь” (польское “miedz”, чешское “med”) от древненемецкого “smida” – “металл” и “Schmied” – “кузнец” (английское “Smith”).

Конечно, родство корней в данном случае несомненно, однако оба эти слова произведены, скорее всего, от греческого “рудник, копь” независимо друг от друга. От этого слова произошли и родственные названия – “медаль”, “медальон” (французское “medaille”). Слова “медь” и “медный” встречаются в древнейших литературных памятниках на славянских языках.

А вот алхимики, у которых был свой засекреченный язык, именовали медь “венера” (“Venus”); в более древние времена встречается название “марс” (“Mars”).

Но вернемся к истории, в данном случае – к римлянам. Оловянный камень римляне вывозили с Касситеридских островов (так тогда называли острова Британии); основной минерал олова называли касситеритом. Во II-I вв. до н.э. оружие римлян делалось уже в основном из железа, но в производстве предметов домашнего обихода все еще преобладали бронза и медь.

Бронза и медь сыграли выдающуюся роль не только в становлении материальной культуры большинства народов, но и в изобразительном искусстве.

В ХII-ХI вв. до н.э. медные и бронзовые орудия труда и оружие начинают постепенно вытесняться железными, и наступает железный век. Любопытно, кстати, что представление о трех веках – каменном, бронзовом и железном – существовало еще в античном мире, оно упоминается в работах Тита Лукреция Кара (I в. до н.э.). Однако официально термин “железный век” появился в научных работах в середине XIX в., его ввел датский археолог Кристиан Юргенсен Томсен.

Несмотря на наступление этого самого железного века, медь не потеряла своих позиций и сохранила свое важное техническое значение. Медь – главный металл электротехники. Он популярен не только в среде инженеров-конструкторов, электриков и машиностроителей, но и у людей гуманитарных профессий – историков, скульпторов, литераторов…

Любопытно, что тупых, ограниченных людей называли меднолобыми. Легендарный Ходжа Насреддин известен в этой связи поговоркой-дразнилкой: “Тот, кто носит медный щит, тот имеет медный лоб”. К медному щиту вернемся позже, а пока стоит разобраться с медным лбом.

Может быть, меднолобыми тупых людей называют из-за того, что медь – метал, несмотря на свою мягкость, прочный? Но он отнюдь не прочный.

Противодействие ударным нагрузкам (а именно такие нагрузки в основном достаются щитам – тем самым, из дразнилки Насреддина) у меди также меньше, чем у многих других металлов и сплавов. Не отличается медь и особой твердостью: она, правда, тверже, чем золото и серебро, но в полтора раза мягче железа.

А вот теперь можно подойти к загадочному щиту, который какие-то древние тупые граждане додумались делать из меди, мягкого и непрочного металла. Может быть, не стоит все-таки считать их такими уж тупыми?

Оружейников древности и даже Средневековья прочностные характеристики меди вполне устраивали. Во-первых, нагрузка, которую испытывал щит при ударе копьем или секирой, куда меньше пробивной силы винтовочного выстрела. Во-вторых, у древних металлургов не было другого материала – прочного, как медь, и доступного, как медь. Не случайно античный бог- кузнец Гефест выковал непобедимому Ахиллесу медный щит. Именно медный!

Так что Насреддин усмотрел глупость стражников не в том, что они носили медные щиты, а в том, что были стражниками…

Кто и когда открыл 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.

  1. Структура
  2. Свойства
  3. Запасы и добыча
  4. Происхождение
  5. Применение
  6. Классификация
  7. Физические свойства
  8. Оптические свойства
  9. Кристаллографические свойства

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

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.

СВОЙСТВА

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.

Читайте также  Кому идет золото а кому серебро?

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.

Кто и когда открыл медь?

«Медь — металл, давший человеку первый сплав»,— так часто говорят о меди, открывшей эру металлургии. Несмотря на то что золото первобытный человек познал раньше меди, роль золота в становлении человека гораздо меньше. Первые металлические орудия труда, изготовленные человеком, были из меди. «Но применение меди скорей, чем железа, узнали: легче ее обработка, а также количества больше»,— писал Тит Лукреций Кар в I в. до нашей эры.

Начиная рассказ о меди, трудно ответить на вопросы: когда, где и кто открыл для человечества медь? Правда, на вопрос «Кто открыл медь?» ответ есть точный — первобытный человек. А на остальные два вопроса археологами и историками ответ, видимо будет получен позже.

Предложенная датским ученым К—Ю. Томсеном археологическая периодизация по векам (каменный, бронзовый, железный) и оценка относительной роли камня, меди, бронзы и железа в техническом развитии древнего мира со временем получают поправки. Археология периодически вносит уточнения в историю металлургии. Так, в период с 1956 по 1963 гг. в различных местах нашей планеты были обнаружены медные орудия и украшения, изготовленные более 9000 лет назад. Удивляет не дата находок, удивляет то, что найденные изделия изготовлены не из самородной меди, а из сплава меди с другими элементами (висмут, мышьяк).

Медь и ее сплавы за многие тысячелетия службы человеку многократно меняли и расширяли сферу своего применения. Очевидно, каменный топор и деревянная соха были вытеснены медными и бронзовыми (сплав на основе меди). Многие столетия бронзовые меч и пушки были на вооружении военных дружин. «Медным орудием почва пахалась, и медь приводила битву в смятенье, тяжкие раны везде рас-севая. Скот и поля похищались при помощи меди. Все безоружное, голое повиновалось оружью» (Лукреций).

Медь медленно, но уверенно завоевывала позиции не только в ратном деле. Из бронзы изготовляли топоры, мотыги, копья, мечи, стрелы, бронза стала основным материалом для различных украшений, скульптур, колоколов.

Литье колоколов известно с древнейших времен. Об этом свидетельствуют археологические раскопки в различных регионах мира. Большое количество колоколов, являющихся выдающимися произведениями литейного искусства, было создано в России. Впервые на Руси они появились в Пскове и Новгороде; в летописях о них упоминается уже в 988 г. Древняя Русь славилась малиновым звоном колоколов.

Культ колоколов развился настолько, что их в какой-то мере фетишизировали, относились к ним, как к людям: их наказывали, брали в плен, казнили и миловали. Так, в 1599 г. набатный колокол Углича был снят, высечен плетьми, ему отрубили ухо, вырвали язык и сослали в Сибирь за участие в бунте против Бориса Годунова В 1681 г был сослан московский колокол в Николаевский карельский монастырь за то, что он разбудил царя Федора Алексеевича во время послеобеденного сна.

Беспокойной была жизнь и колоколов Кремлевских курантов. В 1771 г. Екатерина II приказала снять большой колокол и сослать в Тобольск, а девять других переплавить. Невероятными усилиями москвичей жизнь большого колокола была спасена. Однако в 1812 г. бежавший из Москвы и практически уже признавший свое поражение Наполеон приказал заминировать большой колокол. Варварский замысел был сорван специальным отрядом казаков. В 1917 г. куранты смолкли опять — в башню попал осколок снаряда. Жизнь колоколу и часовому механизму вернули по личному распоряжению В. И. Ленина.

Очень метко было сказано болгарским поэтом Л. Левчевым: «Колокол — это голос народов, стремящихся пробудить в людях творческое начало и гармонию личности и человечности». Действительно, звон колокола всегда возвещал об исключительно важных событиях, часто он призывал людей на ратные дела.

Посетители Московского кремля могут увидеть шедевр бронзового литья — «Царь-колокол», масса которого составляет 205 т. Он был отлит в 1735 г. русским мастером И. Ф. Моториным и его сыном Михаилом. Но не сумел гигант сказать ни одного слова — через два года, т. е. в 1737 г., в Москве случился пожар и люди, боясь, что колокол расплавится, стали поливать его водой. Колокол треснул — откололся кусок массой 11,5 т.

До нас дошли другие замечательные памятники бронзового литья русских литейщиков. Московский «колокольный и пушечный литец» Андрей Чохов отлил в 1586 г. «Царь-пушку» массой 40 т — шедевр художественного бронзового литья.

А. Чохов работал на Московском пушечном дворе более 60 лет, отлил много пушек, сыгравших значительную роль в военных операциях того времени. Например, пушка «Лисица», стрелявшая чугунными ядрами по 6 кг, более 100 лет охраняла город-крепость Смоленск.

Вообще в России качеству литья уделялось огромное внимание. К бракоделам применялись самые строгие меры: «А буде мастеры. учнут пушки лить опять кривороты и со всякими охулками, худые и к делу не годны. быть из них кому повешену. » (Петр I, Письмо от 1706 г.).

Интересно отметить, что в те времена бронзами было принято называть только сплавы меди с оловом и классифицировать их по назначению: зеркальная (содержала олова 30—35 %); колокольная (20—30%); пушечная (8—18%); монетная (4—8%). Такая классификация сохранялась еще в начале нашего века.

Медь и ее сплавы широко применялись в далеком прошлом и использовались в наше время для выполнения художественных изделий. Во всех древнейших очагах человеческой культуры находятся памятники искусства, сделанные из меди, латуни и бронзы. В состав наиболее древних бронз (фигура «Дельфийского возничего», отлита в 470 г. до нашей эры) входило до 12 % олова. Бронза середины XIX в. включала до 5 % цинковой лигатуры. Из такой бронзы отлито около 70 памятников на Санкт-Петербургской фабрике бронзового литья. Это памятник И. Ф. Крузенштерну и М. И. Глинке в Ленинграде, Н. В. Гоголю в Москве и др.

Бронза применяется и для отливки художественных предметов убранства общественных зданий (театров, дворцов, залов), например больших люстр, бра, торшеров и других предметов.

XX в. окончательно определил основные направления использования меди и сплавов на ее основе и прежде всего новое предназначение — быть проводником электричества. Для электрических целей применяется наиболее чистая техническая медь (примесей 0,007— 0,1 %). Из нее изготовляют проволоку и токопроводящие детали, на что расходуется около половины всего мирового производства меди. Медь используется также для изготовления прокладок, трубопроводов малого диаметра, шайб, заклепок, особенно в производстве криогенного оборудования. Для электротехнических целей широко применяются и сплавы на медной основе — манганин и константан.

Оцените статью
Добавить комментарий