Cuivre
Saviez-vous ...
Les articles de cette s??lection ??coles ont ??t?? organis??s par sujet du programme d'??tudes gr??ce aux b??n??voles d'enfants SOS. Parrainage d'enfants aide les enfants du monde en d??veloppement ?? apprendre aussi.
| Cuivre | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
29 Cu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Apparence | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
lustre m??tallique rouge-orange  Cuivre natif (~ 4 cm de taille) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propri??t??s g??n??rales | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nom, symbole, nombre | cuivre, Cu, 29 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prononciation | / k ɒ p ər / KOP -ər | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cat??gorie Metallic | m??tal de transition | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Groupe, p??riode, bloc | 11, 4, r?? | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poids atomique standard | 63,546 (3) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuration ??lectronique | [ Ar ] 3d 10 4s 1 2, 8, 18, 1  | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Histoire | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D??couverte | Moyen-Orientaux ( 9000 BC) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propri??t??s physiques | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phase | solide | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densit?? (?? proximit?? rt) | 8,96 g ?? cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Liquid densit?? au mp | 8,02 g ?? cm -3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Point de fusion | 1357,77 K , 1084,62 ?? C, 1984,32 ?? F | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Point d'??bullition | 2835 K, 2562 ?? C, 4643 ?? F | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| La chaleur de fusion | 13,26 kJ ?? mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chaleur de vaporisation | 300,4 kJ ?? mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacit?? thermique molaire | 24,440 J ?? mol -1 .K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| La pression de vapeur | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propri??t??s atomiques | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??tats d'oxydation | 1, 2, 3, 4 (L??g??rement oxyde de base) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??lectron??gativit?? | 1,90 (??chelle de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ??nergies d'ionisation ( plus) | 1er: 745,5 kJ ?? mol -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2??me: 1957,9 kJ ?? mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3??me: 3555 kJ ?? mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon atomique | 128 h | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon covalente | 132 ?? 16 heures | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Rayon de Van der Waals | 140 h | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Miscellan??es | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Crystal structure | cubique ?? faces centr??es  | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ordre magn??tique | diamagn??tique | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| R??sistivit?? ??lectrique | (20 ?? C) 16,78 nΩ ?? m | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductivit?? thermique | 401 W ?? m -1 ?? K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dilatation thermique | (25 ?? C) 16,5 um ?? m -1 ?? K -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vitesse du son (tige mince) | ( rt) (recuit) 3810 m ?? s -1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Le module d'Young | 110-128 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Module de cisaillement | 48 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Module Bulk | 140 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Coefficient de Poisson | 0,34 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Duret?? Mohs | 3.0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Duret?? Vickers | 369 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Duret?? Brinell | 874 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Num??ro de registre CAS | 7440-50-8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| La plupart des isotopes stables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Article d??taill??: Isotopes du cuivre | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Le cuivre est un ??l??ment chimique avec le symbole Cu (de latin : cuprum) et de num??ro atomique 29. C'est un m??tal ductile ?? tr??s haute thermique et conductivit?? ??lectrique. Le cuivre pur est mou et mall??able; une surface fra??chement expos??e a une couleur rouge-orange. Il est utilis?? en tant que conducteur de la chaleur et de l'??lectricit??, un mat??riau de construction, et un constituant de divers m??taux alliages.
Le m??tal et ses alliages ont ??t?? utilis??s depuis des milliers d'ann??es. A l'??poque romaine, le cuivre a ??t?? principalement exploit?? sur Chypre , d'o?? l'origine du nom du m??tal que сyprium (m??tal de Chypre), plus tard r??duite ?? сuprum. Ses compos??s sont couramment rencontr??s en tant que sels de cuivre (II), qui conf??rent souvent des couleurs bleues ou vertes min??raux tels que azurite et turquoise et ont ??t?? largement utilis??s historiquement comme pigments. Structures architecturales construites avec corroder de cuivre pour donner verte vert de gris (ou patine). Art d??coratif figure en bonne place le cuivre, ?? la fois par lui-m??me et dans le cadre de pigments.
Le cuivre est essentiel pour tous les organismes vivants comme une trace min??ral alimentaire car il est un constituant essentiel du complexe enzymatique respiratoire cytochrome c oxydase. En mollusques et crustac??s cuivre est un constituant du pigment de sang l'h??mocyanine, qui est remplac?? par le fer complex?? h??moglobine chez les poissons et d'autres vert??br??s. Les principaux domaines o?? le cuivre se trouve chez les animaux vert??br??s sont le foie, les muscles et les os. En concentration suffisante, des compos??s de cuivre sont toxiques pour les organismes sup??rieurs et sont utilis??s comme substances bact??riostatiques, fongicides, et de pr??servation du bois.
Caract??ristiques
Physique
Le cuivre, l'argent et l'or sont en groupe 11 du tableau p??riodique, et ils partagent certaines caract??ristiques: ils ont un ??lectron s-orbital au-dessus d'un d- rempli couche ??lectronique et se caract??risent par une grande ductilit?? et conductivit?? ??lectrique. D-coquilles remplies de ces ??l??ments ne contribuent pas beaucoup aux interactions entre atomes, qui sont domin??s par les s-??lectrons ?? travers liaisons m??talliques. Contrairement aux m??taux avec le D-coquilles incompl??tes, liaisons m??talliques en cuivre manquent un covalente caract??re et sont relativement faibles. Ceci explique la faible duret?? et de haute ductilit?? des monocristaux de cuivre. A l'??chelle macroscopique, l'introduction de d??fauts ??tendus vers le r??seau cristallin, tels que des joints de grains, emp??che l'??coulement du mat??riau sous contrainte appliqu??e augmente sa duret??. Pour cette raison, le cuivre est g??n??ralement fourni dans un grain fin forme polycristalline, qui a plus de force que formes monocristallines.
La faible duret?? du cuivre explique en partie sa conductivit?? ??lectrique ??lev??e (59,6 ?? 10 6 S / m) et ainsi ??galement une conductivit?? thermique ??lev??e, qui sont les deuxi??me plus ??lev?? parmi les m??taux purs ?? temp??rature ambiante. En effet, la r??sistivit?? de transport des ??lectrons dans les m??taux ?? temp??rature ambiante provient principalement de la diffusion des ??lectrons sur les vibrations thermiques du r??seau, qui sont relativement faibles pour un m??tal mou. La densit?? de courant maximale admissible de cuivre ?? l'air libre est d'environ 3,1 x 10 6 A / m 2 de surface de section transversale, au-del?? duquel il commence ?? chauffer de mani??re excessive. Comme avec d'autres m??taux, si le cuivre est plac??e contre un autre m??tal, corrosion galvanique se produit.
Avec le c??sium et l'or (?? la fois jaune), et l'osmium (bleu??tre), le cuivre est l'un des quatre m??taux ??l??mentaires avec une couleur naturelle autre que gris ou argent. Le cuivre pur est orange-rouge et acquiert une teinte rouge??tre ternir lorsqu'il est expos?? ?? l'air. La couleur caract??ristique de r??sultats de cuivre ?? partir des transitions ??lectroniques entre le 3 et coquilles atomiques rempli ?? moiti?? vides 4s - la diff??rence d'??nergie entre ces coquilles est telle qu'elle correspond ?? une lumi??re orange. Repr??sente le m??me m??canisme pour la couleur jaune d'or et le c??sium.
Chimique
Cuivre forme une riche vari??t?? de compos??s avec des ??tats d'oxydation 1 et 2, qui sont souvent appel??s cuivreux et de cuivre, respectivement. Il ne r??agit pas avec l'eau, mais il r??agit lentement avec l'oxyg??ne de l'air ?? former une couche d'oxyde de cuivre brun-noir. Contrairement ?? l'oxydation du fer par l'air humide, cette couche d'oxyde arr??te la poursuite, ?? la corrosion en vrac. Une couche verte de vert de gris (carbonate de cuivre) peut souvent ??tre vu sur les vieilles constructions de cuivre, tels que la Statue de la Libert??, la plus grande statue de cuivre dans le monde construit en utilisant Repouss??. Cuivre ternit lorsqu'il est expos?? ?? les sulfures d'hydrog??ne et d'autres sulfures qui r??agissent avec elle pour former divers sulfures de cuivre ?? la surface. Des solutions d'ammoniac contenant de l'oxyg??ne donnent des complexes hydrosolubles avec le cuivre, de m??me que de l'oxyg??ne et de l'acide chlorhydrique pour former des chlorures de cuivre et on acidifie le peroxyde d'hydrog??ne pour former des sels de cuivre (II). Cuivre (II) et le chlorure de cuivre comproportionate pour former de cuivre (I) de chlorure.
Isotopes
Il ya 29 isotopes de cuivre 63 Cu et 65 Cu sont stables, avec 63 Cu comprenant environ 69% de cuivre naturel. ils ont tous deux un spin de 3/2. Les autres isotopes sont radioactif, avec le plus stable ??tant 67 Cu avec une demi-vie de 61,83 heures. Sept isotopes m??tastables ont ??t?? caract??ris??s, avec 68m Cu la plus longue dur??e avec une demi-vie de 3,8 minutes. Les isotopes avec un nombre de masse sup??rieur ?? 64 d??sint??gration par β -, tandis que ceux avec un nombre de masse 64 ci-dessous par la pourriture β +. 64 Cu, qui a une demi-vie de 12,7 heures, se d??sint??gre dans les deux sens.
62 Cu et 64 Cu ont des applications importantes. 64 Cu est un agent de contraste radiologique pour l'imagerie de rayons X, et complex?? avec un chelate peut ??tre utilis?? pour le traitement du cancer. 62 Cu est utilis?? dans 62 Cu-PTSM qui est un traceur radioactif pour la tomographie par ??mission de positons.
Occurrence
Le cuivre est synth??tis?? dans les ??toiles massives et est pr??sent dans la cro??te de la Terre ?? une concentration d'environ 50 parties par million (ppm), o?? il se produit comme cuivre natif ou en min??raux tels que les sulfures de cuivre chalcopyrite et chalcocite, carbonates de cuivre azurite et et la malachite cuivre (I) d'oxyde min??ral cuprite. La plus grande masse de cuivre ??l??mentaire d??couvert pesait 420 tonnes et a ??t?? trouv?? en 1857 sur le P??ninsule de Keweenaw dans Michigan, ??tats-Unis. Cuivre natif est un polycristallin, avec le plus grand monocristal d??crit mesure 4,4 x 3,2 x 3,2 cm.
Production
La plupart cuivre est extrait ou extrait sous forme de sulfures de cuivre de grande mines ?? ciel ouvert dans d??p??ts de cuivre porphyrique qui contiennent de 0,4 ?? 1,0% de cuivre. Des exemples comprennent Chuquicamata au Chili , Bingham mine Canyon dans l'Utah, aux ??tats-Unis et La mine El Chino au Nouveau-Mexique, ??tats-Unis. Selon le British Geological Survey, en 2005, le Chili ??tait le premier producteur de la mine de cuivre avec au moins un tiers part du monde suivie par les ??tats-Unis, l'Indon??sie et le P??rou. Le cuivre peut aussi ??tre r??cup??r?? ?? travers le Processus de lixiviation in situ. Plusieurs sites de l'??tat de l'Arizona sont les premiers candidats consid??r??s pour cette m??thode. La quantit?? de cuivre dans l'utilisation augmente et la quantit?? disponible est ?? peine suffisant pour permettre ?? tous les pays d??velopp??s d'atteindre des niveaux mondiaux d'utilisation.
R??serves
Le cuivre a ??t?? utilis?? au moins dix mille ann??es, mais plus de 95% de tout le cuivre et jamais extrait fondus a ??t?? extraite depuis 1900. Comme de nombreuses ressources naturelles, la quantit?? totale de cuivre sur Terre est vaste (environ 10 14 tonnes seulement dans le kilom??tre sup??rieure de la cro??te de la Terre, soit environ 5.000.000 ann??es valeur au rythme actuel d'extraction). Cependant, seule une petite fraction de ces r??serves est ??conomiquement viable, compte tenu des prix et des technologies actuelles. Diverses estimations de r??serves de cuivre existantes disponibles pour l'exploitation mini??re varient de 25 ?? 60 ans, selon les hypoth??ses de base tels que le taux de croissance. Le recyclage est une source importante de cuivre dans le monde moderne. En raison de ces facteurs et d'autres, l'avenir de la production de cuivre et de l'offre est l'objet de nombreux d??bats, y compris le concept de Cuivre Peak, analogue ?? Peak Oil.
Le prix du cuivre a toujours ??t?? instable, et il quintupl?? par rapport au creux de 60 ans de 0,60 $ US / lb (1,32 US $ / kg) en Juin 1999 ?? US $ 3,75 par livre (8,27 US $ / kg) en mai 2006. Il est tomb?? ?? US $ 2,40 / lb (5,29 US $ / kg) en F??vrier 2007, puis a rebondi ?? US $ 3,50 / lb (7,71 US $ / kg) en Avril 2007. En F??vrier 2009, l'affaiblissement de la demande mondiale et une forte baisse des prix des mati??res premi??res depuis les sommets de l'ann??e pr??c??dente laiss?? prix du cuivre ?? US $ 1,51 / lb.
M??thodes
La concentration de cuivre dans les minerais moyennes de seulement 0,6%, et la plupart des minerais de sulfures sont commerciaux, en particulier la chalcopyrite (CuFeS 2) et ?? un degr?? moindre chalcocite (Cu 2 S). Ces min??raux sont concentr??es ?? partir de minerais broy??s au niveau de 10 ?? 15% de cuivre par mousse de flottation ou biolixiviation. Le chauffage de cette mati??re avec de la silice en fusion ??clair enl??ve une grande partie du fer que le laitier. Le proc??d?? exploite la plus grande facilit?? de convertir des sulfures de fer dans ses oxydes, qui ?? leur tour r??agissent avec la silice pour former la scorie de silicate, qui flotte au-dessus de la masse chauff??e. La matte de cuivre r??sultant constitu?? de Cu 2 S est alors r??ti de convertir tous les sulfures en oxydes:
- 2 Cu 2 S + 3 O 2 → 2 Cu 2 O + 2 SO 2
L'oxyde cuivreux est converti en cuivre brut lors du chauffage:
- 2 Cu 2 O 4 → Cu 2 O +
Le Sudbury Proc??d?? mat convertie seulement ?? la moiti?? de l'oxyde et sulfure ensuite utilis?? cet oxyde pour ??liminer le reste du soufre sous forme d'oxyde. Ce est alors ??lectrolytique raffin?? et la boue d'anode exploit??e pour le platine et l'or qu'il contenait. Cette ??tape exploite la r??duction relativement facile d'oxydes de cuivre en cuivre m??tallique. Le gaz naturel est souffl?? ?? travers le blister pour enlever la plupart de l'oxyg??ne restant et ??lectroraffinage est effectu?? sur le mat??riau r??sultant pour produire du cuivre pur:
- Cu 2+ + 2 e - → Cu
Recyclage
Cuivre, comme l'aluminium, est recyclable ?? 100% sans aucune perte de qualit?? si ?? l'??tat brut ou contenues dans un produit manufactur??. En volume, le cuivre est le troisi??me m??tal le plus recycl?? apr??s le fer et l'aluminium. On estime que 80% du cuivre jamais extrait est encore en usage aujourd'hui. Selon le International des ressources du Groupe sp??cial Stocks de m??taux dans les rapport de la Soci??t??, par habitant stock mondial de cuivre en usage dans la soci??t?? est de 35 ?? 55 kg. Beaucoup de ceci est dans les pays les plus d??velopp??s (140-300 kg par habitant) plut??t que les pays moins d??velopp??s (30-40 kg par habitant).
Le processus de recyclage du cuivre suit ?? peu pr??s les m??mes ??tapes que est utilis?? pour extraire le cuivre, mais n??cessite moins d'??tapes. Cuivre de haute puret?? ferraille est fondue dans un four et ensuite r??duite et jet?? dans billettes et lingots; d??chets de faible puret?? est affin??e par ??lectrod??position dans un bain d'acide sulfurique.
Alliages
Nombreux alliages de cuivre existent, la plupart avec des utilisations importantes. Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc . Bronze se r??f??re g??n??ralement ?? cuivre ??tain alliages, mais peut se r??f??rer ?? tout alliage de cuivre tels que bronze d'aluminium. Le cuivre est l'un des constituants les plus importants de carats argent et alliages d'or et carat soudures utilis??s dans l'industrie des bijoux, modifier le point des alliages r??sultant couleur, la duret?? et la fusion.
L'alliage de cuivre et de nickel, appel??e cupronickel, est utilis?? dans faible d??nomination statuaire pi??ces , souvent pour le rev??tement ext??rieur. Les ??tats-Unis pi??ce de 5 cents appel?? nickel se compose de 75% de cuivre et 25% de nickel et a une composition homog??ne. Le cuivre / 10% d'alliage de nickel ?? 90% est remarquable par sa r??sistance ?? la corrosion et est utilis?? dans diverses parties ??tant expos?? ?? l'eau de mer. Alliages de cuivre ?? l'aluminium (environ 7%) ont une couleur dor??e agr??able et sont utilis??s dans les d??corations. alliages de cuivre avec l'??tain font partie de soudures sans plomb.
Compos??s
Compos??s binaires
Comme pour les autres ??l??ments, les compos??s les plus simples de cuivre sont compos??s binaires, ce est ?? dire ceux contenant seulement deux ??l??ments. Les principaux sont les oxydes, les sulfures et halog??nures. Les deux cuivreux et oxydes cuivriques sont connus. Parmi les nombreux sulfures de cuivre, des exemples importants comprennent cuivre (I) sulfure et cuivre (II) sulfure.
Les halog??nures cuivreux avec du chlore , le brome, et l'iode est connue, comme le sont les halog??nures cuivriques avec le fluor, le chlore , et brome. Les tentatives pour pr??parer cuivre (II) donnent iodure et l'iode de l'iodure cuivreux.
- 2 Cu 2+ + 4 I - → 2 + I 2 Cul
La chimie de coordination
Cuivre, comme tous les m??taux, formes des complexes de coordination avec ligands. En solution aqueuse, le cuivre (II) existe sous la forme [Cu (H 2 O) 6] 2+. Ce complexe pr??sente le plus fort taux de change de l'eau (vitesse de ligands d'eau attacher et d??tacher) pour toute transition aquo complexe m??tallique. Ajout aqueuse d'hydroxyde de sodium provoque la pr??cipitation d'un solide bleu clair cuivre (II) de l'hydroxyde. Une ??quation simplifi??e est:
- Cu 2+ + 2 OH - → Cu (OH) 2
R??sultats de l'ammoniaque aqueuse dans le m??me pr??cipit??. Apr??s addition d'un exc??s d'ammoniac, le pr??cipit?? se dissout, formant tetraamminecopper (II):
- Cu (H 2 O) 4 (OH) 2 + 4 NH 3 → [Cu (H 2 O) 2 (NH 3) 4] 2+ + H 2 O 2 + 2 OH -
Beaucoup d'autres oxyanions forment des complexes; il se agit notamment cuivre (II) ac??tate, le cuivre (II) nitrate , et cuivre (II) carbonate. cuivre (II) sulfate forme un penta cristalline bleu hydrate, qui est compos?? de cuivre les plus connus dans le laboratoire. Il est utilis?? dans un fongicide appel?? le Bouillie bordelaise.
Des polyols, des compos??s contenant plus d'un alcool groupe fonctionnel, g??n??ralement interagir avec des sels cuivriques. Par exemple, les sels de cuivre sont utilis??s pour tester sucres r??ducteurs. Plus pr??cis??ment, en utilisant R??actif de Benedict et Liqueur de Fehling la pr??sence du sucre est signal??e par un changement de couleur du bleu Cu (II) ?? rouge??tre cuivre (I) oxyde. R??actifs et connexes les complexes de Schweizer avec l'??thyl??nediamine et d'autres amines dissoudre la cellulose. Les acides amin??s forment des complexes chelates tr??s stables avec le cuivre (II). De nombreux tests chimiques humides pour les ions de cuivre existent, impliquant une ferrocyanure de potassium, ce qui donne un pr??cipit?? brun avec des sels de cuivre (II).
Organocuivre chimie
Les compos??s qui contiennent une liaison carbone-cuivre sont connus en tant que compos??s organiques de. Ils sont tr??s r??actifs ?? l'??gard de l'oxyg??ne pour former de cuivre (I) et l'oxyde avoir de nombreuses utilisations en chimie. Ils sont synth??tis??s par traitement de cuivre (I) avec des compos??s R??actifs de Grignard, le terminal ou alcynes des r??actifs d'organolithium; en particulier, la derni??re r??action d??crit un produit R??actif Gilman. Ceux-ci peuvent subir substitution avec des halog??nures d'alkyle pour former produits de couplage; en tant que tels, ils sont importants dans le domaine de synth??se organique. Le cuivre (I) ac??tylure est tr??s sensible aux chocs mais est un interm??diaire dans des r??actions telles que la Cadiot-accouplement et la Chodkiewicz Couplage de Sonogashira. Outre conjugu?? ?? ??nones et carbocupration d'alcynes peut ??galement ??tre obtenu avec des compos??s organiques de. Le cuivre (I) forme une vari??t?? de complexes faibles avec des alc??nes et de monoxyde de carbone , en particulier en pr??sence de ligands de type amine.
Cuivre (III) et le cuivre (IV)
Cuivre (III) est le plus typiquement trouv?? dans oxydes. Un exemple simple est le potassium cuprate, KCuO 2, un solide bleu-noir. Les meilleurs cuivre ??tudi?? compos??s (III) sont les supraconducteurs cuprates. Yttrium oxyde de cuivre de baryum (YBa 2 Cu 3 O 7) est constitu??e ?? la fois de Cu (II) et Cu (III) des centres. Comme oxyde, fluorure est un anion fortement basique et est connue pour stabiliser les ions m??talliques dans les ??tats d'oxydation ??lev??s. En effet, ?? la fois de cuivre (III), et m??me de cuivre (IV) sont connus fluorures, K 3 CuF 6 et Cs 2 CuF 6, respectivement.
Certaines prot??ines de cuivre forment complexes oxo, qui disposent ??galement du cuivre (III). Avec di- et tri peptides, de cuivre de couleur pourpre (III) sont stabilis??es par la d??proton?? ligands amide.
Complexes de cuivre (III) sont ??galement observ??es comme interm??diaires dans des r??actions de compos??s organo.
Histoire
??ge du cuivre
Cuivre produit naturellement comme le cuivre natif et ??tait connu pour certaines des plus anciennes civilisations au dossier. Il a une histoire de l'utilisation qui est ??g?? d'au moins dix mille ann??es, et les estimations de sa d??couverte placent au 9000 BC dans le Moyen-Orient; un pendentif en cuivre a ??t?? trouv?? dans le nord de l'Irak qui remonte ?? 8700 avant JC. Il existe des preuves que l'or et fer m??t??orique (mais pas la fusion de fer) ont ??t?? les seuls m??taux utilis??s par les humains avant cuivre. L'histoire de la m??tallurgie du cuivre est suppos?? avoir suivi la s??quence suivante: 1) travail ?? froid des cuivre natif, 2) recuit, 3) fusion, et 4) la m??thode de la cire perdue. Dans le sud de l'Anatolie, tous les quatre de ces techniques m??tallurgiques semble plus ou moins simultan??ment au d??but du n??olithique c. 7500 BC. Cependant, tout comme l'agriculture a ??t?? invent?? ind??pendamment dans plusieurs r??gions du monde (y compris le Pakistan, la Chine et les Am??riques) fonderie de cuivre a ??t?? invent?? localement dans plusieurs endroits diff??rents. Il a probablement ??t?? d??couvert ind??pendamment en Chine avant 2800 BC, en Am??rique centrale peut-??tre autour de 600 apr??s JC, et en Afrique de l'Ouest au sujet de la 9e ou 10e si??cle de notre ??re. Coul??e de a ??t?? invent?? en 4500-4000 avant JC en Asie du Sud-Est et datation au carbone a ??tabli mini??re au Alderley Edge dans Cheshire, Royaume-Uni ?? 2280-1890 BC. ??tzi, un homme datant de 3300-3200 avant JC, a ??t?? trouv?? avec une hache avec une t??te de cuivre de 99,7% pure; des niveaux ??lev??s de l'arsenic dans ses cheveux sugg??rent son implication dans la fonte du cuivre. Exp??rience avec le cuivre a contribu?? ?? l'??laboration d'autres m??taux; en particulier, la fonte du cuivre a conduit ?? la d??couverte de la fonte du fer. La production dans le Complexe de cuivre vieille de Michigan et Wisconsin est dat??e entre 6000 et 3000 avant JC. Bronze naturel, un type de cuivre fabriqu??s ?? partir de minerais riches en silicium, l'arsenic et (rarement) l'??tain, est entr?? en usage g??n??ral dans les Balkans autour de 5500 BC. Auparavant, le seul outil en cuivre avait ??t?? le poin??on, utilis?? pour trous dans le cuir de poing et arracher les chevilles des trous pour rejoindre le bois. Toutefois, l'introduction d'une forme plus robuste du cuivre a conduit ?? la g??n??ralisation, et la production ?? grande ??chelle des outils de m??taux lourds, y compris les axes, herminettes, et Ax-herminettes.
??ge De Bronze
Alliage de cuivre avec de l'??tain pour fabriquer du bronze ??tait d'abord pratiqu?? environ 4000 ans apr??s la d??couverte de la fonte de cuivre, et environ 2000 ann??es apr??s "bronze naturel?? ??taient entr??s en usage g??n??ral. Bronze artefacts de sum??riens et villes ??gyptiennes artefacts de cuivre et les alliages de bronze datent de 3000 av. L' ??ge du bronze a commenc?? en Europe du Sud autour de 3700 - 3300 BC, au nord-ouest l'Europe environ 2500 BC. Elle a pris fin avec le d??but de l'??ge du fer, 2000-1000 BC dans le Proche-Orient, 600 BC en Europe du Nord. La transition entre la N??olithique et de l'??ge du bronze ??tait autrefois appel??e Chalcolithique (cuivre-pierre), avec des outils de cuivre ??tant utilis?? avec des outils de pierre. Ce terme se est progressivement tomb?? en disgr??ce parce que dans certaines parties du monde, la Calcholithic et du n??olithique sont co??ncidents aux deux extr??mit??s. Laiton, un alliage de cuivre et de zinc, est d'origine beaucoup plus r??cente. Il ??tait connu des Grecs, mais il est devenu un compl??ment important pour le bronze lors de l'Empire romain.
Antiquit?? et Moyen ??ge
En Gr??ce, le cuivre a ??t?? connu sous le nom chalkos (χαλκός). Ce est une ressource importante pour les Romains, les Grecs et les autres peuples anciens. A l'??poque romaine, il ??tait connu comme aes Cyprium, aes ??tant le terme latin g??n??rique pour les alliages de cuivre et Cyprium de Chypre , o?? une grande partie de cuivre a ??t?? exploit??. La phrase a ??t?? simplifi??e pour cuprum, d'o?? le cuivre anglais. Aphrodite et Venus repr??sent?? cuivre dans la mythologie et l'alchimie, ?? cause de sa beaut?? brillante, son utilisation ancienne dans les miroirs de production, et son association avec Chypre, qui ??tait sacr?? pour la d??esse. Les sept corps c??lestes connus des anciens ont ??t?? associ??s avec les sept m??taux connus dans l'antiquit??, et V??nus a ??t?? affect?? au cuivre.
La premi??re utilisation de la Grande-Bretagne se est produite en laiton autour du 3??me au 2??me si??cle avant JC. En Am??rique du Nord, les mines de cuivre a commenc?? avec fonctionnement marginaux par les Am??rindiens. Cuivre natif est connu pour avoir ??t?? extraite de sites sur Isle Royale avec des outils de pierre primitifs entre 800 et 1600. m??tallurgie du cuivre a ??t?? florissante en Am??rique du Sud, en particulier au P??rou vers l'an 1000; il a proc??d?? ?? un rythme beaucoup plus lent sur d'autres continents. Cuivre plantes ornementales fun??raires du 15e si??cle ont ??t?? d??couverts, mais la production commerciale de m??tal n'a pas commenc?? avant le d??but du 20e si??cle.
Le r??le culturel du cuivre a jou?? un r??le important, en particulier dans la monnaie. Romains dans la 6??me ?? la 3??me si??cle avant JC utilis?? des morceaux de cuivre que l'argent. Dans un premier temps, le cuivre se est appr??ci??, mais peu ?? peu la forme et l'apparence du cuivre est devenu plus important. Jules C??sar avait ses propres pi??ces en laiton, tandis que Octavien Auguste C??sar pi??ces s 'ont ??t?? faites ?? partir d'alliages Cu-Pb-Sn. Avec une production annuelle estim??e ?? environ 15 000 t, Activit??s mini??res et des fonderies de cuivre romaine atteint une ??chelle in??gal??e jusqu'?? ce que le moment de la r??volution industrielle ; les provinces les plus intens??ment exploit??es ??taient ceux de Hispania, Chypre et en Europe centrale.
Les portes de la Temple de J??rusalem utilis?? Bronze corinthien faite par l'??puisement dorure. Ce ??tait le plus r??pandu dans Alexandrie, o?? l'alchimie est suppos?? avoir commenc??. Dans l'Inde ancienne, le cuivre a ??t?? utilis?? dans la science m??dicale holistique Ayurveda pour les instruments chirurgicaux et autres ??quipements m??dicaux. Les anciens Egyptiens (~ 2400 BC) ont utilis?? le cuivre pour st??riliser les plaies et l'eau potable, et plus tard pour les maux de t??te, des br??lures et des d??mangeaisons. Le Bagdad batterie, avec des cylindres de cuivre soud??es au plomb, remonte ?? 248 av JC ?? 226 et ressemble ?? une cellule galvanique, conduisant les gens ?? croire que ce ??tait la premi??re batterie; la demande n'a pas ??t?? v??rifi??e.
P??riode Moderne
Le Grande Copper Mountain ??tait une mine ?? Falun, en Su??de, qui op??rait ?? partir du 10??me si??cle ?? 1992. Il a produit deux tiers de la demande de cuivre de l'Europe au 17??me si??cle et a aid?? ?? financer un grand nombre de guerres de la Su??de pendant cette p??riode. Il a ??t?? d??sign?? comme le tr??sor de la nation; La Su??de avait une cuivre devise soutenue.
Les usages du cuivre dans l'art ne se limitaient pas ?? la monnaie: il a ??t?? utilis?? par la Renaissance sculpteurs, dans la technologie photographique connu sous le nom daguerr??otype, et de la Statue de la Libert??. placage de cuivre et gaine de cuivre pour les coques de navires a ??t?? g??n??ralis??e; les navires de Christophe Colomb ??taient parmi les premiers ?? avoir cette fonction. Le Norddeutsche Affinerie ?? Hambourg ??tait le premier moderne galvanoplastie usine ?? partir de sa production en 1876. Le scientifique allemand Gottfried Osann invent?? m??tallurgie des poudres en 1830 lors de la d??termination de la masse atomique du m??tal; autour puis il a ??t?? d??couvert que la quantit?? et le type de l'??l??ment d'alliage (par exemple, l'??tain) au cuivre affecteraient tons de sonnerie. La fusion flash a ??t?? d??velopp?? par Outokumpu en Finlande et de la premi??re application Harjavalta en 1949; explique le processus ?? haut rendement ??nerg??tique pour 50% de la production de cuivre primaire du monde.
Le Conseil intergouvernemental des pays exportateurs de cuivre, form??s en 1967 avec le Chili, le P??rou, le Za??re et la Zambie, a jou?? un r??le similaire pour le cuivre que OPEP fait pour le p??trole. Il n'a jamais atteint la m??me influence, en particulier parce que le deuxi??me producteur, aux ??tats-Unis, n'a jamais ??t?? membre; elle a ??t?? dissoute en 1988.
Applications
Les principales applications de cuivre sont dans les fils ??lectriques (60%), la toiture et de plomberie (20%) et les machines industrielles (15%). Le cuivre est souvent utilis?? en tant que m??tal, mais quand une duret?? plus ??lev??e est requis, il est combin?? avec d'autres ??l??ments pour faire un alliage (5% de la consommation totale) de telle sorte que laiton et bronze. Une petite partie de l'approvisionnement en cuivre est utilis?? dans la production de compos??s pour les suppl??ments nutritionnels et les fongicides dans l'agriculture. Usinage de cuivre est possible, mais il est g??n??ralement n??cessaire d'utiliser un alliage de pi??ces complexes pour obtenir de bonnes caract??ristiques d'usinabilit??.
Fils et c??bles
Malgr?? la concurrence des autres mat??riaux, le cuivre reste le pr??f??r?? conducteur ??lectrique dans presque toutes les cat??gories de c??blage ??lectrique avec la principale exception ??tant les frais g??n??raux transmission d'??nergie ??lectrique o?? l'aluminium est souvent pr??f??r??. Le fil de cuivre est utilis?? dans la production d'??nergie, transmission de puissance, distribution d'??nergie, les t??l??communications , l'??lectronique circuit, et d'innombrables types de ??quipement ??lectrique. Le c??blage ??lectrique est le march?? le plus important pour l'industrie du cuivre. Cela inclut fils de b??timent, c??ble de communication, c??ble de distribution d'alimentation, le c??ble de l'appareil, les fils et c??bles pour l'automobile, et de fil de bobinage. Environ la moiti?? de tous cuivre extrait est utilis?? pour la fabrication de fils et c??bles conducteurs ??lectriques. De nombreux appareils ??lectriques se appuient sur le c??blage de cuivre en raison de sa multitude de propri??t??s b??n??fiques inh??rentes, comme sa haute conductivit?? ??lectrique, r??sistance ?? la traction, ductilit??, fluage (d??formation) la r??sistance, la corrosion r??sistance, faible dilatation thermique, haute conductivit?? thermique, soudabilit??, et facilit?? d'installation.
Les circuits int??gr??s et cartes de circuits imprim??s disposent de plus en plus du cuivre ?? la place de l'aluminium en raison de sa conductivit?? ??lectrique sup??rieure (voir interconnexion de cuivre pour l'article principal); dissipateurs de chaleur et ??changeurs de chaleur utilisent cuivre en raison de sa capacit?? sup??rieure de dissipation de chaleur ?? l'aluminium. Les ??lectro-aimants, tubes ?? vide, tubes cathodiques, et magn??trons dans les fours ?? micro-ondes utilisent le cuivre, comme le font guides d'ondes pour le rayonnement de micro-ondes.
Moteurs ??lectriques
La plus grande de cuivre conductivit?? par rapport ?? d'autres mat??riaux m??talliques am??liore l'efficacit?? de l'??nergie ??lectrique de moteurs. Ce est important parce que les moteurs et les syst??mes motoris??s repr??sentent 43% -46% de la consommation mondiale d'??lectricit?? et 69% de toute l'??lectricit?? utilis??e par l'industrie. L'augmentation de la section de masse et de croix de cuivre dans un bobine augmente l'efficacit?? de l'??nergie ??lectrique du moteur. rotors de moteurs de cuivre, une nouvelle technologie con??ue pour les applications automobiles o?? les ??conomies d'??nergie sont les premiers objectifs de conception, permettent ?? usage g??n??ral moteurs ?? induction pour satisfaire et d??passer Electrical Manufacturers Association nationale (NEMA) normes d'efficacit?? prime.
Architecture
Le cuivre a ??t?? utilis?? depuis l'antiquit?? comme une solution durable, r??sistant ?? la corrosion et aux intemp??ries mat??riau architectural. Toits, solins, goutti??res, descentes pluviales, d??mes, clochers, vo??tes, et portes ont ??t?? fabriqu??s ?? partir de cuivre pour des centaines ou des milliers d'ann??es. Usage architectural de cuivre a ??t?? ??largi dans les temps modernes d'inclure int??rieur et ext??rieur rev??tement de mur, b??timent joints de dilatation, fr??quence radio blindage, et produits d'int??rieur antimicrobiens, tels que les mains courantes attractifs, les sanitaires, et les comptoirs. Certains des autres avantages importants de cuivre comme mat??riau architectural comprennent sa faible mouvement thermique, poids l??ger, protection contre la foudre , et sa recyclabilit??.
Vert naturel distinctif de la m??tal patine a longtemps ??t?? convoit?? par les architectes et les designers. La patine finale est une couche particuli??rement r??sistante qui est hautement r??sistant ?? la corrosion atmosph??rique, ce qui prot??ge le m??tal sous-jacent contre les intemp??ries plus. Il peut ??tre un m??lange de compos??s de carbonate et de sulfate en diverses quantit??s, en fonction des conditions environnementales telles que l'acide contenant du soufre pluie. Architectural cuivre et ses alliages peuvent ??galement ??tre ??Termin???? pour lancer un look particulier, sentir, et / ou couleur. Finitions comprennent les traitements m??caniques de surface, colorant chimique, et des rev??tements.
Le cuivre a une excellente brasage et propri??t??s de soudage et peuvent ??tre soud??s ; les meilleurs r??sultats sont obtenus avec soudage ?? l'arc m??tallique sous gaz .
Applications Antibiofouling
Le cuivre est utilis?? depuis longtemps en tant que surface biostatique ?? des parties de la ligne de navires pour se prot??ger contre les bernacles et moules. Il a ??t?? initialement utilis?? pur, mais a depuis ??t?? remplac?? par M??tal Muntz. Les bact??ries ne se d??veloppent sur une surface de cuivre, car il est biostatique. De m??me, comme d??crit dans alliages de cuivre dans l'aquaculture, les alliages de cuivre sont devenus des mat??riaux de compensation importants dans le industrie de l'aquaculture en raison du fait qu'ils sont antimicrobien et pr??venir encrassement biologique, m??me dans des conditions extr??mes et avoir de solides structurelles et r??sistant ?? la corrosion propri??t??s dans les milieux marins.
Applications antimicrobiennes
De nombreuses ??tudes d'efficacit?? antimicrobiens ont ??t?? men??es au cours des 10 derni??res ann??es en ce qui concerne l'efficacit?? du cuivre pour d??truire un large ??ventail de bact??ries, ainsi que virus influenza A, l'ad??novirus, et les champignons .
Surfaces tactiles alliage de cuivre ont des propri??t??s intrins??ques naturelles pour d??truire un large ??ventail de les micro-organismes (par exemple, E. coli O157: H7, r??sistant ?? la m??thicilline Staphylococcus aureus ( SARM), Staphylococcus, Clostridium difficile, virus influenza A, ad??novirus et champignons ). Quelques 355 alliages de cuivre ont ??t?? prouv??s pour tuer plus de 99,9% des bact??ries pathog??nes en seulement deux heures lorsqu'ils sont nettoy??s r??guli??rement. Le Environmental Protection Agency des ??tats-Unis (EPA) a approuv?? les inscriptions de ces alliages de cuivre comme " mat??riaux antimicrobiens avec les prestations de sant?? publique ??, qui permet aux fabricants de faire l??galement revendications quant aux avantages de produits fabriqu??s avec des alliages de cuivre antimicrobiens enregistr??s de sant?? publique positifs. En outre, l'EPA a approuv?? une longue liste de produits de cuivre antimicrobiens fabriqu??s ?? partir de ces alliages, tels que les ridelles, rampes, tables plus-lit, ??viers, robinets, poign??es de porte, mat??riel de toilette, claviers d'ordinateur, ??quipement de club de sant??, commerciaux poign??es de panier, etc. (pour une liste compl??te de produits, voir: En alliage de cuivre antimicrobien tactiles # surfaces de produits approuv??s). poign??es de porte en cuivre sont utilis??s par les h??pitaux pour r??duire la transmission de maladies, et La maladie du l??gionnaire est supprim?? par un tube de cuivre dans les syst??mes de plomberie. Produits en alliage de cuivre antimicrobiens sont maintenant install??s dans les ??tablissements de soins de sant?? au Royaume-Uni, l'Irlande, le Japon, la Cor??e, la France, le Danemark et le Br??sil et dans le syst??me de transit de m??tro ?? Santiago, au Chili, lorsque les mains courantes en alliage de cuivre-zinc seront install??s dans certains 30 stations entre 2011-2014.
D'autres utilisations
Les compos??s de cuivre sous forme liquide sont utilis??s comme agent de conservation du bois, en particulier dans le traitement de partie originale de structures lors de la restauration des dommages dus ?? pourriture s??che. Ensemble de zinc, des fils de cuivre peut ??tre plac?? sur les mat??riaux de couverture non conducteurs pour d??courager la croissance de la mousse. Fibres textiles utilisent cuivre pour cr??er des tissus de protection antimicrobiens, comme le font gla??ures c??ramiques, vitraux et instruments de musique . Galvanoplastie utilise couramment cuivre comme une base pour d'autres m??taux comme le nickel.
Le cuivre est l'un des trois métaux, le long de plomb et d'argent, utilisé dans une procédure d'essai de matériaux de musée appelé le test de Oddy. Dans ce procédé, le cuivre est utilisé pour détecter des chlorures, des oxydes et composés sulfurés.
Le cuivre est également souvent dans les bijoux, et le folklore dit que des bracelets de cuivre soulagerles symptômes de l'arthrite, même si cela a été montré pour être incorrect.
L'oxyde de cuivre et le carbonate est utilisé dansla fabrication du verreetémaux céramiques pour conférer des couleurs vertes et brunes.
R??le biologique
les protéines de cuivre ont divers rôles dans le transport d'électrons et le transport biologique de l'oxygène, procédés qui exploitent l'interconversion facile de Cu (I) et Cu (II). Le rôle biologique pour le cuivre a commencé avec l'apparition de l'oxygène dans l'atmosphère de la terre. La protéine de patelle est le transporteur d'oxygène dans la plupart des mollusques et certains arthropodes comme la limule ( Limulus polyphemus ). Parce hemocyanin est bleu, ces organismes ont le sang bleu, pas le sang rouge trouvé dans les organismes qui comptent sur ??????l'hémoglobine à cet effet. Structurellement liés à hemocyanin sont les laccases et tyrosinases. Au lieu de façon réversible l'oxygène de liaison, ces protéines substrats hydroxyler, illustrée par leur rôle dans la formation de laques.
Le cuivre est également un composant d'autres protéines associées à la transformation de l'oxygène. En cytochrome c oxydase, qui est nécessaire pour aérobie respiration, le cuivre et le fer coopérer dans la réduction de l'oxygène. Le cuivre est également présent dans de nombreuses superoxyde dismutases, des protéines qui catalysent la décomposition des superoxydes, en le convertissant (par dismutation) de l'oxygène et du peroxyde d'hydrogène :
- 2 HO2??? H2O2+ O2
Plusieurs protéines de cuivre, tels que les protéines de cuivre "bleu", ne pas interagir directement avec des substrats, par conséquent, ils ne sont pas des enzymes. Ces protéines relais électrons par le processus appelé transfert d'électrons.
Les besoins nutritionnels
Le cuivre est un ??l??ment essentiel oligo-éléments dans les plantes et les animaux, mais pas certains micro-organismes. Le corps humain contient du cuivre à un niveau d'environ 1,4 à 2,1 mg par kg de masse corporelle. Autrement dit, la RDA pour le cuivre chez les adultes en bonne santé normaux est cité comme 0,97 mg / jour et de 3,0 mg / jour. Le cuivre est absorbé dans l'intestin, puis transporté vers le foie lié à l'albumine. Après le traitement dans le foie, le cuivre est distribué à d'autres tissus dans une seconde phase. le transport de cuivre ici implique la protéine céruloplasmine, qui transporte la majeure partie de cuivre dans le sang. Céruloplasmine porte également du cuivre qui est excrété dans le lait, et est particulièrement bien absorbé comme une source de cuivre. Le cuivre dans le corps subit normalement la circulation entéro-hépatique (environ 5 mg par jour, par rapport à environ 1 mg par jour dans le régime alimentaire absorbé et excrété par le corps), et le corps est capable d'excréter un certain excès de cuivre, le cas échéant, par l'intermédiaire de la bile, du cuivre qui porte sur le foie qui ne sont pas alors réabsorbé par l'intestin.
Troubles à base de cuivre-
En raison de son rôle en facilitant l'absorption du fer,carence en cuivre peut produirel'anémiedes symptômes semblables,neutropénie, des anomalies osseuses, hypopigmentation, troubles de la croissance, augmentation de l'incidence des infections, l'ostéoporose, l'hyperthyroïdie, et des anomalies dans le métabolisme du glucose et de cholestérol. Inversement, La maladie de Wilson provoque une accumulation du cuivre dans les tissus du corps.
Une carence grave peut être trouvé en testant pour de faibles niveaux de superoxyde dismutase des globules rouges niveaux sériques de cuivre à faible plasma ou à faible céruloplasmine, et; ceux-ci ne sont pas sensibles à l'état de cuivre marginal. Le «activité c oxydase cytochrome de leucocytes et des plaquettes" a été déclaré comme un autre facteur dans le déficit, mais les résultats ont pas été confirmée par la réplication.
| NFPA 704 |
|---|
 0 2
0 |
| diamant feu pour le m??tal de cuivre |
des quantités de gramme de divers sels de cuivre ont été prises dans les tentatives de suicide et produit la toxicité du cuivre aiguë chez l'homme, peut-être due à un cycle de redox et la génération d' espèces réactives de l'oxygène qui endommagent l'ADN . Montants correspondants des sels de cuivre (30 mg / kg) sont toxiques pour les animaux. Une valeur alimentaire minimum pour une croissance saine dans les lapins a été signalé à être d'au moins 3 ppm dans le régime alimentaire. Cependant, des concentrations plus élevées de cuivre (à 100 ppm, 200 ppm ou 500 ppm) dans l'alimentation des lapins peuvent influencer favorablement efficacité de conversion alimentaire, taux de croissance, et les pourcentages carcasse de chambre.
Toxicité chronique au cuivre ne se produit pas normalement chez l'homme en raison de systèmes de transport qui régulent l'absorption et l'excrétion. Mutations autosomiques récessives dans les protéines de transport de cuivre peuvent désactiver ces systèmes, conduisant à la maladie de Wilson avec une accumulation de cuivre et de la cirrhose du foie chez les personnes qui ont hérité de deux gènes défectueux.
