Бакар

Из Википедије, слободне енциклопедије
Disambig.svg
За друго значење, погледајте чланак Бакар (вишезначна одредница).
Бакар (29Cu)
Ni - Cu - Zn
 
Cu
Ag  
 
 
Cu-TableImage.png

Cu,29.jpg

Општи подаци
Припадност скупу прелазни метали
група, периода VIIIB , 4
густина, тврдоћа 8920 kg/m3, 3,0
боја црвенкаста
Особине атома
атомска маса 63,546 u
атомски радијус 135 (145) pm
ковалентни радијус 138 pm
ван дер Валсов радијус 140 pm
електронска конфигурација [Ar]3d104s1
e- на енергетским нивоима 2, 8, 18, 1
оксидациони број 1, 2, 3, 4
Особине оксида средње базни
Кристална структура регуларна зидно
центрирана
Физичке особине
агрегатно стање чврсто
температура топљења 1357,6 K
(1084,4 °C)
температура кључања 2840 K
(2567 °C)
молска запремина 7,11×10−3 m³ /mol
топлота испаравања 300,3kJ/mol
топлота топљења 13,05 kJ/mol
брзина звука 3570 m/s (293,15 K)
Остале особине
Електронегативност 1,90 (Паулинг)
1,75 (Алред)
специфична топлота 380J/(kg*K)
специфична проводљивост 59,6×106 S/m
топлотна проводљивост 401W/(m*K)
I енергија јонизације 745,5 kJ/mol
II енергија јонизације 1957,9 kJ/mol
III енергија јонизације 3555 kJ/mol
IV енергија јонизације 5536 kJ/mol
Најстабилнији изотопи

Бакар (Cu, лат. cuprum) - хемијски елемент, метал VIIIB групе.[1] Поседује 18 изотопа чије се атомске масе налазе између 58-73. Постојана са само два: 63 и 65.

Назив[уреди]

Бакар је познат од давнина, као основни састојак бронзе. Заправо, познат је још у праисторијско доба, па се и доба у људској историји назива бакарним добом. Стари Грци су га називали халкос, али су тако такође називали и месинг и бронзу. Данас је ова реч део кованица за разне минерале који садрже бакар попут халкопирита и халкозина, а бакрорез се још назива и халкографија.

Латински назив за бакар је cuprum из којег је изведен симбол за елемент. Овај назив води порекло од израза cyprium aes што значи кипарски метал или кипарска бронза. Од овог назива воде порекло називи на енглеском, француском, немачком, холандском, норвешком, финском, шведском, исландском, данском, шпанском и португалском језику.

У словенским језицима преовладава израз из старословенског језика, који се и у Србији некада користио као мед (или мјед), именица женског рода која је означавала и бакар и месинг. Данас се у Србији назив више не користи, а порекло речи није разјашњено. Овај израз је у свом уџбенику „Основи хемије (Извод из Роскојеве хемије)“ користио професор Борислав Тодоровић (1846—1925), али је због тога (између осталог) добио негативну рецензију Симе Лозанића са коментаром да је такав и слични називи сувише „посрбљен“[2]. У Србији се усталио назив бакар који је преузет из турског језика. Овакав израз алтернативно користе и Бугари, Албанци и Грци.

Италијански, мађарски и румунски језик користе назив изведен од латинског aeramen, а алтернативно се тај назив користи и у Турској и Финској.

Заступљеност[уреди]

Рудник бакра

Заступљен је у земљиној кори у количини од 55 ppm (енгл. parts per million) у виду минерала: Халкопирита(Cu2S* FeS2), халкозина(Cu2S), куприта(Cu2O) и других.

Највећи извор бакра у исхрани су морски плодови а међу њима бакра највише има у остригама. Бакар се такође моће наћи и у зрнастом црном хлебу, махунастом поврћу, куваним изнутрицама и кивију.

Бакар улази у састав легура од којих су најкоришћеније бронза и месинг. Састав бронзе је 94% Cu и 6% Sn, а месинга 67% Cu и 33% Zn. Највећа налазишта бакра су у Сједињеним Америчким Државама (Lake Superior), у Русији и Канади.[3] Месинг са високим садржајем бакра-томбак је изгледом сличан злату и уобичајен је у изради накита. [4] За индустрију бакар се издваја претежно из сулфитних руда.

Особине[уреди]

Чисти бакар је црвенкасто-браон боје, мек метал, врло велике топлотне и електричне проводљивости.[5][6]

На ваздуху не подлеже корозији, али дугим стајањем на њему бакар се превлачи зеленом патином базних соли бакра (хидрокси карбоната, хидроксисулфата или хидроксихлорида). Ако се у ваздуху налази велика количина сумпордиоксида уместо зелене патине ствара се црни слој бакар сулфида.[7]

Може се добити реакцијом метала и воденог раствора бакарне соли. На пример:

3CuSO_4 + 2Al \rarr Al_2(SO_4)_3 + 3Cu

Реакција се дешава зато што је алуминијум реактивнији од бакра, па га истискује из соли.

Једињења[уреди]

Плави камен- CuSO4 • 5H2О користи се као хербицид и фунгицид[8]. Осим самородног бакра у природи га можемо наћи у минералима: куприту, малахиту, азуриту, халкопириту и борниту Има веома важну примену као добар проводник топлоте и електрицитета[9].

CuSO4 има бактерицидне особине, а безводни је јака стипса (упија воду). Комплексна једињења бакра су стабилна, ипак доста лако се мења оксидациони број бакра у таквим једињењима и зато се она често користе као катализатори.

Бакар препознајемо по карактеристичној црвенкастој боји прошараној зеленкастом патином створеном услед оксидације. Водени раствори соли бакра(I) имају интензивну зелену, а раствори соли бакра(II) интензивну плаву боју.[10]


Руда бакра

Бакар са калајем, цинком, молибденом и другим прелазним металима чини групу растопа који се уопштено називају бронзити. Од њих су најпознатији: томбак који подсећа на злато и који има веома добре механичке особине и отпорност на корозију.

Употреба[уреди]

Бакар се масовно употребљава за продукцију електричних проводника и уопште у електроници. Због малих резерви и велике примене бакар представља материјал од стратешког значаја. Бакар се додаје у разне легуре. Меша се и са сребром и златом што у знатној мери побољшава њихове механичке особине.

У грађевинарству се бакар користи као кровни покривач и за израду олука, а од скора и као материјал за облагање фасада. Пријатна и нежна зелена боја његове патине, као и велика трајност, чине га готово идеалним, иако скупим, грађевинским материјалом.

Биолошки значај[уреди]

Бакар је микроелемент који се јавља у реактивним центрима многих ензима, као што је супероксиддизмутаза.[11] Потребан је за стварање црвених крвних зрнаца, улази у састав хемоцијанина, има позитиван утицај на ћелијску мембрану нервних ћелија, и има утицај у слању нервних импулса. Дневно је потребно минимално унети 0,5 ppm. Недостатак бакра доводи до Вилсонове болести.

Недостатак бакра може да проузрокује и малокрвност, јер недовољна количина бакра изазива лошу апсорпцију гвожђа и смањење броја крвних зрнаца. Претпоставља се да сем тога недостатак бакра изазива поремећаје у раду срца и успорава рад нервног система (на пример слаба концентрација). Недостатак бакра такође смањује и количину белих крвних зрнаца, а самим тим и отпорност организма на болести.

Бакарно доба[уреди]

Још у 6. миленијуму п. н. е. човек је користио бакар, што доказују перлице пронађене на археолошким локалитетима, које су направљене од самородног бакра, али то се не може сматрати за почетак металургије.

Период у праисторији који је обележило почетак металургије и откриће бакра, метала који почиње да се користи у изради примитивног оруђа и оружја у литератури се назива Бакарно доба (енеолит, халколит или камено бакарно доба).

Уопштено говорећи, овај период обухвата трећи миленијум пре наше ере, по високој хронологији од 3300. године до 2000/1900. п. н. е. а по класичној од 2200. до 1700. п. н. е. Ово је период суббореалне климе.

У првој фази бакар се користио као петрографска сировина, то је био самородни бакар који се и у ранијем периоду користио за накит. У Европи већ у културама позног неолита имамо појаву самородног бакра и оксидних руда. Лежишта бакарне руде су на Карпатима, у Чешком Равногорју, на Кавказу, на Уралу (где рано почиње мешање бакра и арсена, чиме се добија арсенска бронза).

Велики рудници у доба енеолита су били квалитетни. Руда је примитивно вађена, следила се жила сулфидне руде, која је дробљена и затим извлачена. Касније се развијају и једноставне пећи за прераду руде. Оксидне руде су топљене у јамама (руда је на дну, ћумур постављен около се палио) или огњиштима. Метал би се захватао у велике керамичке зделе. Постојала је и „рециклажа“, што значи да се старо оруђе и оружје поново претапало.

Сулфидне руде су тражиле велику ватру, били су потребни мехови, а претпоставља се и „сопаљ“ — шупљи предмет од керамике, који је служио за дување (потпиривање ватре). Овакви предмети су пронађени на енеолитским арехеолошким локалитетима поред посуда за ливење. Истопљени бакар се хватао у малим посудама.

У позном енеолиту се јављају калупи. Били су од камена, издубљени, у почетку једноделни, за једнократну употребу. Дводелни калуп се јавља тек 2300/2200. п. н. е. у Вучедолској култури.

Мешањем бакра и калаја добијена је тврда легура — бронза, која потискује у потпуности камен као материјал за израду предмета. Бакар није једини метал по коме је названо читаво једно доба у праисторији човечанства, управо по бронзи назива се следеће доба, које смењује енеолит, а зове се бронзано доба.

Алхемија[уреди]

Алхемичари су знали за бакар и користили га. Алхемијски симбол за бакар је исти као и симбол за женски пол (♀). Парацелзус, који је практично увео познавање хемије у медицину (хемијатрија) је у терапијама користио хемикалије, које су између осталог садржавале и бакар. Ове лекове добијао је разним поступцима као што су жарење, топљење, кристализација, дестилација итд. Говорио је да нас алхемија учи како треба припремити лек (Modus praeparandi rerum medicinalium) и потпуно је одвајао учешће алхемије у припремању лекова „alchemia medica“, од „alchemia transmutatoria“, односно класичне алхемије чији је задатак био претварање елемената један у други и добијање злата.[12]


Налазишта[уреди]

Бакар најчешће настаје у цементацијској зони лежишта сулфидних руда бакра. Гради велики број генетски различитих типова лежишта и познат је у ендогеном, егзогеном и хидротермалном стадијуму образовања орудњења. У хидротерална лежишта спадају порфирска коју су позната као једна од економски најзначајнијх. Штокверно-импрегнационог типа су и рудни минерали који се тамо налазе су халкопирит и борнит. Седиментана лежишта спадају у егзогена и посебно су значајна маринска лежишта. У њиховом стварању у чествују бактерије и често се налазе на тлу Африке.[13] Најзначајнији рудник на нашим просторима је био Рудна Глава, а сада су Бор и Мајданпек.

Извори[уреди]

  1. ^ Housecroft C. E., Sharpe A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0131755536. 
  2. ^ Бојовић С. Хемијски преглед 3, годиште 43, година 2002, pp. 60-65. Српско хемијско друштво.
  3. ^ Вркљан М. al all. 1998. Минералогија. Загреб:Школска књига, стр. 189, 190.
  4. ^ Glinka N. 1981. General Čemistry. Moscow:Mir Publišers, стр. 241.
  5. ^ Lide David R., ed. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. 0-8493-0487-3. 
  6. ^ Susan Budavari, ed. (2001). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (13th ed.). Merck Publishing. ISBN 0911910131. 
  7. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  8. ^ Brown T. at all. 1988. Čemistry The Central Science. New Jersey:Prentice Hall, стр. 849
  9. ^ Арсенијевић С. 1983. Општа и неорганска хемија. Београд: Научна књига, стр. 563, 566.
  10. ^ Smoot R. at all. 1965. Čemistry a modern course. Colombus: Čarles E. Merrill Books, стр. 449.
  11. ^ Хемијски преглед 1-2 годиште 38, година 1997, pp. 25
  12. ^ Тимочки медицински гласник:Парацелзус-алхемичар или лекар
  13. ^ Јеленковић Р. al all. 2010. Лежишта минералних сировина. Београд:Рударско-геолошки факултет, стр. 127,128. и 131.

Литература[уреди]

  • Никола Тасић, "Eneolithic cultures of Central and West Balkans", Београд, 1995
  • Праисторија Југословенских Земаља, Том III, Енеолит, Сарајево, 1979.

Спољашње везе[уреди]


Са других Викимедијиних пројеката :