Propiedades y usos relacionados con el cobre

Estructura electrónica y valencia del cobre.

El número atómico del cobre es 29, perteneciente a la familia IB de la tabla periódica. La capa electrónica está organizada como [Ar] 3d104s1, que parece ser similar al potasio [Ar] 4s1. Sin embargo, dado que el efecto de blindaje de los electrones d es mucho más débil que el de los electrones p, el primer potencial de ionización del cobre es 7.726Ev, y los potenciales de ionización segundo y tercero son aproximadamente 10eV más bajos que el potasio. Esto muestra que el cobre es un metal poco vivo. Está entre el metal base y el metal precioso en la secuencia de actividad del metal, e indica que puede tener múltiples estados de valencia.

Los hábitos comunes del cobre son 2 y 1. Cu (II) es un estado de valencia relativamente estable. Un compuesto de Cu (III), como CuF3, se forma en condiciones de oxidación muy fuertes.

Compuestos de cobre y compuestos de coordinación

Hay cientos de compuestos de cobre, entre los cuales el valor de uso más industrial es el sulfato de cobre, el óxido de cobre, el cloruro cuproso, el óxido cuproso y similares. Tanto el Cu (II) como el Cu (I) forman muchos compuestos de coordinación estables, en los que el complejo de Cu (II) y la cloración de Cu (I) son importantes en la hidrometalurgia.

Cuando Cu (II) tiene un número de coordinación de 4, generalmente es una coordinación cuadrada plana, y cuando el número de coordinación es 6, es una configuración octaédrica distorsionada. Los complejos formados por Cu (I) son en su mayoría lineales. Un ligando quelante que contiene un donante de nitrógeno y oxígeno tal como salicilato de bario, azoína, 8-hidroxilo y sus sustitutos y Cu2 constituyen una pluralidad de compuestos quelatos estables y generalmente tienen una estructura cuadrada plana. Se han desarrollado muchos extractantes de cobre comerciales sobre la base de estos ligandos. La estructura cuadrada plana constituye la base química separada del cobre.

Normas de higiene y biouso del cobre

Hay muchos organismos que contienen cobre-proteasa, y algunos de los gasterópodos en los gasterópodos de los gasterópodos, cefalópodos y crustáceos son ceruloplasmina. La ceruloplasmina plasmática contiene 8 átomos de cobre en el suero humano y tiene la función de catalizar la oxidación del Fe2. Una persona necesita consumir de 2,5 a 5 mg de cobre por día y de 100 a 200 mg de cobre en el cuerpo, principalmente en los músculos.

Las sales de cobre son altamente tóxicas para los organismos inferiores. El agua superficial limita el contenido de cobre a 0,1 mg / L, y el contenido de cobre de la descarga de aguas residuales industriales debe ser inferior a 1 mg / L. La OMS aboga por el agua potable con un contenido de cobre de 0,05 a 1,5 mg / L. El umbral del lugar de trabajo habitual de EE. UU. (Uniformidad ponderada en el tiempo) es: polvo 1 mg / m3, hollín 0,2 mg / m3

Propiedades físicas del cobre

El cristal de cobre es una red cúbica centrada en la cara con una densidad de 8,96t / m3, una conductividad térmica de 394 W / (m · K), una resistividad de 1,6730μΩ / cm a 20 ° C y un coeficiente de temperatura de resistividad de 1-100 ° C. Es 0.00681, el punto de fusión es 1083 ° C, el calor latente de fusión es 212 kJ / kg, la capacidad calorífica específica a 20 ° C es 384 J / (kg · ° C), el punto de ebullición es 2595 ° C, el coeficiente de expansión lineal es 16,5 × 10 -6 ° C-1, la resistencia a la tracción 23 × 104 kPa, el módulo de elasticidad (10,2 a 12) × 104 MPa y el módulo de rigidez 44 000 MPa.

Estándares y usos del cobre

El cobre electrolítico de China cumple con el GB466-82 mundial. El estándar de Clase A del Mercado de Comercio de Metales de Londres (LME) se utiliza a menudo en el mundo, y el estándar para el cobre de cátodo de alta pureza en China es similar.

El cobre puro se utiliza para cables y electrodomésticos. El cobre constituye una variedad de aleaciones con valor industrial primario. La aleación de cobre y zinc se llama latón, y la aleación de cobre y estaño es bronce, que se usa para cojinetes, interruptores, intercambiadores de calor y similares. La aleación de cobre y aluminio se llama bronce de aluminio, y las aleaciones de cobre y bismuto se llaman bronce de berilio. Tienen excelentes propiedades mecánicas y se utilizan para piezas mecánicas y exteriores. El cobre y el níquel forman una aleación blanca, que es muy resistente a la corrosión y se utiliza en válvulas, bombas y decoración. El cobre y sus aleaciones se utilizan principalmente en energía eléctrica, maquinaria, transporte, construcción, electrónica y exteriores.