Det fengende elementet kobber

Elementet kobber

Introduksjon til elementet kobber

Deelement kobberer et metallelement som tilhører gruppe 11 i det periodiske system. Den er kjent for sin formbarhet, ledningsevne for varme og elektrisitet og høy duktilitet. Disse egenskapene gjør det til et ofte brukt element i industrielle produkter. Kobber finnes i naturen, og har vært brukt i tusenvis av år. Den er oppkalt etter det latinske navnet cuprum.

Kobber i det periodiske systemet

Grunnstoffet kobber har symbol Cu og atomnummer 29. Kobber er et overgangsmetall øverst i gruppe 11 i det periodiske system, sammen med sølv og gull. Imidlertid har alle grunnstoffene i gruppe 11 ganske distinkte kjemiske egenskaper. Som sølv og gull har kobber en veldig rik vannkjemi.

Kobber er lokalisert i d-blokken og elektronkonfigurasjonen er [Ar]4s¹3d¹⁰. Det ligger til høyre for nikkel og til venstre for sink på det periodiske systemet.

Morsomme fakta om kobber

Kobber har antimikrobielle egenskaper. Kobberoverflater beskytter mot overføringer av SARS-CoV-2-viruset.

Det er mer enn 570 kobberlegeringer; de 2 mest kjente kobberlegeringsfamiliene er messing og bronse.

Ordet "kobber" kommer fra den opprinnelige beskrivelsen somCyprium aes, som betyr "metall fra Kypros".

Pennies ble opprinnelig laget av rent kobber; imidlertid er de nå omtrent 97,5 % sink med bare et tynt kobberbelegg.

Frihetsgudinnen får sin grønne farge fra kobberbelegget som oksiderer.

Elementet kobber har ekstremt høy ledningsevne av både varme og elektrisitet.

Kobber er essensielt for alle levende organismer fordi det er en nøkkelkomponent i et respiratorisk enzymkompleks

Rent kobber har en rødoransje farge, et av de eneste metallene som ikke er sølvaktige eller grå

Kobberpulver kan enkelt lages ved å tilsette aluminiumsfolie og en dash salt til en kobbersulfatløsning

Kobberacetat kan enkelt lages hjemme ved å tilsette kobber til en blanding av eddik og 3 % hydrogenperoksid

Pennies i USA gikk fra å være hovedsakelig kobber, til å være mest sink i 1982.

Kobbers antimikrobielle egenskaper

I 2008 kåret Environmental Protection Agency (EPA) kobber til det første antimikrobielle metallet. Videre listet organisasjonen opp 300 kobberoverflater som antimikrobielle. Begrepet "kontaktdrap" ble laget for prosessen med at mikrober ble inaktivert på kobberoverflater. Ifølge professor Cassandra D. Salgado skjer dette ettersom elementet «interfererer med den elektriske ladningen til organismenes cellemembraner». Forskere har observert at effektiviteten av kontaktdrap øker med økt kobberinnhold (i legeringer), økt temperatur og økt relativ fuktighet.

Kobbers applikasjoner i dagens verden

Hva brukes kobber til?

Kobber har ulike industrielle anvendelser på grunn av dets metalliske egenskaper. Noen av disse produktene inkluderer stenger og stenger, ledninger, rør og rør. Kobberlegeringer har mange egenskaper som korrosjonsbestandighet og biobegroingsbestandighet; disse gjør kobber egnet og effektivt for mange bruksområder, for eksempel i marine miljøer.

Kobber er også viktig for menneskekroppen. Vi trenger omtrent et milligram kobber hver dag. Kobber brukes i mynter i de fleste land

Historien om elementet kobber

La oss snakke om hvem som oppdaget kobber. Kobber var et av de første elementene som ble brukt av mennesket, med kobbergjenstander som dateres tilbake til 9000 f.Kr. I de tidlige aldre brukte mennesker kobber i verktøy og til dekorative formål på grunn av dets formbarhet og holdbarhet. Så for å være ærlig er det ingen som vet hvem som "oppdaget" kobber.

Tidlige romere kalte kobberaes Cyprium, som betyr "metall fra Kypros," fordi de var i stand til å utvinne kobber i store mengder på Kypros. Navnet ble etter hvert forkortet tilcupriumpå latin, som ble til «kobber» på engelsk.

Kobberkjemi – reaksjoner og forbindelser

Korrosjon – Kobberoksidasjon

Kobbermetall reagerer med luft og vann (fuktighet i luften) for å danne kobberkarbonat.

2Cu + O₂+ CO₂ + H₂O → CuCO₃+ Cu(OH)₂

Så hva skjer her? Over tid vil kobbermetall oksidere i luft og miste glansen. Kobber danner kobber(I)oksid og deretter kobber(II)oksid, som deretter blir til basisk kobberkarbonat. Dette grønnaktige laget kalles apatina, og er best sett på frihetsgudinnen. Det er en fin forklaring her. Hvis det er forurensning i luften (f.eks. svoveldioksid), vil det også dannes kobbersulfid og basisk kobbersulfat som en del av patinaen.

Kobber + oksygen

Oppvarmet kobbermetall ved høye temperaturer kan reagere med oksygen og danne kobber(II)oksid (CuO). Deretter kan kobber(II)oksidet reagere med hydrogengass ved høye temperaturer for å danne kobbermetall og vann.

2Cu + O₂→ 2CuO

CuO + H₂→ Cu + H₂O

Kobber(II)oksid, et svart pulver, kan også dannes ved dekomponering av kobber(II)nitrat, karbonat eller hydroksyd. Når den er nyprodusert, reagerer den lett med syrer for å danne det tilsvarende kobber (II) salt.

Kobberoksid

Kobber(I)oksid, Cu₂O er gul eller rød, avhengig av partikkelstørrelsen. Det finnes i naturen som mineralet cupritt. Det kan dannes via langsom oksidasjon av kobber, eller via reduksjon av en kobber (II) løsning med et mildt reduksjonsmiddel. Kobber(I)oksid er produktet av Fehlings test og Benedicts test som tester for å redusere sukker. Reduserende sukker vil redusere en basisk løsning av et kobber(II)-salt, og produsere et knallrødt bunnfall av Cu₂O.

Kobber + vann og syrer

Grunnstoffet kobber reagerer ikke med vann; dette gjør den egnet for bruk i industrielle produkter som rør. Kobber reagerer ikke synlig med saltsyre, svovelsyre eller eddiksyre. Imidlertid vil tilsetning av hydrogenperoksid føre til at kobberet reagerer, og danner ofte en blanding av kobber(I)- og kobber(II)-salter.

Kobber reagerer kraftig med konsentrert salpetersyre, og skaper den giftige nitrogendioksidgassen. Med fortynnet salpetersyre produseres jo mindre giftig NO.

Kobberhalogenider

Fluor: Cu + F₂→ CuF₂

Klor: Cu + Cl₂→ CuCl₂

Brom: Cu + Br₂→ CuBr₂

Kobber(II)jodid er ikke stabilt, og i stedet produseres vanligvis en kombinasjon av elementært kobber og hvitt kobber(I)jodid. De andre kobberhalogenidene er mer stabile.

Kobberforbindelser

Kobber danner vanligvis forbindelser kjent som kobber(II)-salter, som er blågrønne i oppløsning. Disse saltene er også vannløselige og kan være giftige i store mengder. Mange levende organismer har spormengder av forbindelsene som essensielle næringsstoffer. Den blå fargen på kobber i vandig løsning skyldes dannelsen av heksakaa-kobber(II)-ionet, Cu(H)₂O)₆²⁺.

Kobbersulfat

Kobber(II)sulfat er en uorganisk forbindelse med formelen CuSO₄. I sin pentahydratform er forbindelsen et knallblått salt som løses opp i vann i en eksoterm reaksjon og brytes ned til vannfri form før den smelter.

Vannfritt kobber(II)sulfat er et hvitt fast stoff som dannes ved dehydrering av kobber(II)sulfatpentahydrat. Mange tester bruker også kobber(II)sulfat som analytisk reagens.

Isolering av kobber

Tilsetning av et mer reaktivt metall til en kobberforbindelsesløsning kan enkelt isolere kobber. Du kan for eksempel lage kobberpulver av aluminiumsfolie, eller kobberkrystaller av et stykke sink. I videoen nedenfor lager vi kobberpulver

I tillegg har kobbernanopartikler blitt syntetisert ved hjelp av den kjemiske reduksjonsmetoden. I eksperimentet blir kobber(II)sulfatpentahydratløsning, stivelse, askorbinsyre og natriumhydroksidløsning kombinert og oppvarmet. Når det er avkjølt, filtrerer forskerne ut bunnfallene fra den endelige løsningen.