ทองแดงเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่มแรกช่วงที่สี่ของระบบธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D.I. Mendeleev โดยมีเลขอะตอม 29 ถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ Cu (lat. Cuprum) ทองแดงสสารเชิงเดี่ยวเป็นโลหะทรานซิชันเหนียวที่มีสีชมพูทอง (สีชมพูในกรณีที่ไม่มีฟิล์มออกไซด์) มีคนใช้กันอย่างแพร่หลายมาเป็นเวลานาน

คุณสมบัติทางกายภาพของทองแดง: โลหะดัดสีชมพูทอง เคลือบอย่างรวดเร็วในอากาศ ฟิล์มออกไซด์ซึ่งทำให้มีเฉดสีเหลืองแดงที่เข้มข้นเป็นพิเศษ ฟิล์มทองแดงบางมีสีเขียวแกมน้ำเงินเมื่อสัมผัสกับแสง ทองแดงเป็นโครงตาข่ายที่มีศูนย์กลางเป็นลูกบาศก์ ทองแดงมีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าสูง (เป็นอันดับสองในด้านการนำไฟฟ้ารองจากเงิน ค่าการนำไฟฟ้าที่ 20 °) มีไอโซโทปเสถียร 2 ไอโซโทป คือ 63 Cu และ 65 Cu และไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีอีกหลายชนิด 64 Cu ที่มีอายุยาวนานที่สุดมีครึ่งชีวิต 12.7 ชั่วโมงและมีโหมดการสลายตัวสองโหมดด้วยผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน มีโลหะผสมทองแดงหลายชนิด: ทองเหลือง - ผสมสังกะสี, ทองแดง - ผสมดีบุกและองค์ประกอบอื่น ๆ

เนื้อหาในธรรมชาติ: ทองแดงเกิดขึ้นในธรรมชาติทั้งในสารประกอบและในรูปแบบดั้งเดิม Chalcopyrite CuFeS 2 , chalcocite Cu 2 S และbornite Cu 5 FeS 4 มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม นอกจากนี้ยังพบแร่ธาตุทองแดงอื่น ๆ ร่วมด้วย: Covellite CuS, Cuprite Cu2O บางครั้งทองแดงพบในรูปแบบดั้งเดิมมวลของแต่ละกลุ่มสามารถเข้าถึง 400 ตัน คอปเปอร์ซัลไฟด์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในหลอดเลือดดำไฮโดรเทอร์มอลที่มีอุณหภูมิปานกลาง คราบทองแดงมักพบในหินตะกอน เช่น หินทรายและหินดินดาน เงินฝากประเภทนี้ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ Udokanskaya ในภูมิภาค Chita ในคาซัคสถาน และในเยอรมนี แหล่งทองแดงที่ร่ำรวยที่สุดอื่นๆ อยู่ในชิลีและสหรัฐอเมริกา ส่วนใหญ่แร่ทองแดงถูกขุดโดยการขุดหลุมแบบเปิด

วิธีการรับทองแดง เพื่อให้ได้ทองแดง, ไพโร-, ไฮโดร- และกระบวนการอิเล็กโทรเมทัลโลจิคัลถูกนำมาใช้ กระบวนการ pyrometallurgical ในการได้รับทองแดงจากแร่ซัลไฟด์ของประเภท CuFeS 2 แสดงโดยสมการโดยรวม: 2CuFeS 2 + 5O 2 + 2SiO 2 = 2Cu + 2FeSiO 3 + 4SO 2 วิธีการทางอุทกวิทยาในการรับทองแดงนั้นขึ้นอยู่กับการเลือกละลายของแร่ธาตุทองแดงในสารละลายเจือจางของกรดซัลฟิวริกหรือแอมโมเนียจากสารละลายที่ได้ ทองแดงจะถูกแทนที่ด้วยเหล็กโลหะ: CuSO 4 + Fe = Cu + FeSO 4 ทองแดงบริสุทธิ์ได้มาจากอิเล็กโทรไลซิส: 2CuSO 4 + 2H 2 O = 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4; ทองแดงถูกปล่อยออกมาที่แคโทด ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวก

คุณสมบัติทางเคมีของทองแดง: ทองแดงเป็นโลหะที่มีฤทธิ์ต่ำ ภายใต้สภาวะปกติ จะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ สารละลายอัลคาไล กรดไฮโดรคลอริก และกรดซัลฟิวริกเจือจาง อย่างไรก็ตามในกรดออกซิไดซ์ที่แรง (เช่นไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น) ทองแดงจะละลาย: Cu + 8HN0 3 = 3Cu(N0 3) 2 + 2NO + 4H 2 0 Cu เจือจาง + 4HN0 3 = Cu (N0 3) 2 + 2N0 2 + 2H 2 0 เข้มข้น

ผงทองแดงทำปฏิกิริยากับคลอรีน ซัลเฟอร์ และโบรมีนที่อุณหภูมิห้อง: ที่ 300-400 °C จะทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์และซีลีเนียม:

การใช้ทองแดง: ในวิศวกรรมไฟฟ้า: ทองแดงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมไฟฟ้าสำหรับการผลิตสายไฟ สายไฟ หรือตัวนำอื่น ๆ เช่นในการเดินสายวงจรพิมพ์ ในทางกลับกันลวดทองแดงยังใช้ในขดลวดของไดรฟ์ไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าประหยัดพลังงานอีกด้วย เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ โลหะจะต้องมีความบริสุทธิ์มาก: สิ่งเจือปนจะช่วยลดการนำไฟฟ้าลงอย่างมาก การถ่ายเทความร้อน: คุณภาพที่เป็นประโยชน์อีกประการหนึ่งของทองแดงคือค่าการนำความร้อนสูง ช่วยให้สามารถนำไปใช้ในอุปกรณ์กำจัดความร้อนและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนต่างๆ ซึ่งรวมถึงหม้อน้ำที่รู้จักกันดีสำหรับการทำความเย็น เครื่องปรับอากาศ และเครื่องทำความร้อน

ใช้ในโลหะผสม: โลหะผสมเครื่องประดับ: B เครื่องประดับโลหะผสมของทองแดงและทองมักใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานของผลิตภัณฑ์ต่อการเสียรูปและการเสียดสี เนื่องจากทองคำบริสุทธิ์มีค่ามาก โลหะอ่อนและไม่ทนต่ออิทธิพลทางกลเหล่านี้ การใช้งานอื่นๆ: ทองแดงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันอะเซทิลีนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ทองแดง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสถาปัตยกรรม

การแนะนำ. มันบังเอิญว่าในกลุ่มย่อยกลุ่มหนึ่งมีทองแดง เงิน และทอง ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่สอดคล้องกับอารยธรรม พวกเขาทั้งหมดอยู่ใน เวลาที่แตกต่างกันทำหน้าที่เป็นตัววัดคุณค่าขั้นสูงสุด กล่าวคือ เงิน โลหะเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในการปลอมอาวุธ ทำเครื่องใช้ในครัวเรือนและเครื่องประดับ ปัจจุบันทองแดง เงิน และทองมีความหนามาก ความก้าวหน้าทางเทคนิค. นักฟิสิกส์จะเน้นความร้อนและการนำไฟฟ้าที่ไม่มีใครเทียบได้ ช่างแกะสลักจะสังเกตเห็นความเป็นพลาสติกและรูปลักษณ์ที่สวยงาม ช่างอัญมณีและช่างทำเหมืองจะสนับสนุนเขาและนักเคมีจะจดจำความเฉื่อยอันสูงส่งและความต้านทานการกัดกร่อนสูงของโลหะเหล่านี้อย่างแน่นอน หน้ากากทองคำของฟาโรห์ตุตันคามุน นักเก็ตทองคำ "ปีศาจ" หนัก 20.25 กรัม พบในไซบีเรีย กองทุนเพชร. มอสโก หมวกนักเก็ตเงิน Monomakh บอสต็อค ปลายศตวรรษที่ 13 ต้นศตวรรษที่ 14 ชาม. มาตุภูมิโบราณเชอร์นิกอฟ ศตวรรษที่ 12 เงิน; การปลอมแกะสลัก เป็นของเจ้าชายวลาดิเมียร์ ดาวิโดวิชแห่งเชอร์นิกอฟ

ประวัติความเป็นมาของทองแดง ทองแดงเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ และเป็นหนึ่งใน "เจ็ดอันงดงาม" ของโลหะที่เก่าแก่ที่สุดที่มนุษย์ใช้ ได้แก่ ทองคำ เงิน ทองแดง เหล็ก ดีบุก ตะกั่ว และปรอท ตามข้อมูลทางโบราณคดี ผู้คนรู้จักทองแดงเมื่อ 600 ปีที่แล้ว มันกลายเป็นโลหะชิ้นแรกที่เข้ามาแทนที่หินสำหรับคนโบราณในเครื่องมือดึกดำบรรพ์ นี่คือจุดเริ่มต้นของสิ่งที่เรียกว่า ยุคทองแดงซึ่งกินเวลาประมาณ 2,000 ปี ขวาน มีด กระบอง และของใช้ในบ้านถูกหล่อขึ้นจากทองแดงแล้วจึงหลอม ตามตำนานเทพเจ้าช่างตีเหล็กโบราณ Hephaestus ได้สร้างโล่ทองแดงบริสุทธิ์สำหรับจุดอ่อนที่อยู่ยงคงกระพัน หินสำหรับปิรามิด Cheops สูง 147 เมตร ภาพปูนเปียกจากเมืองปอมเปอี: Hephaestus แสดง Thetis ซึ่งเป็นโล่ที่สร้างขึ้นสำหรับ Achilles ตกลง. 70 น. จ. พิพิธภัณฑ์แห่งชาติ. เนเปิลส์

ตอนนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุได้ว่าเมื่อใดที่คน ๆ หนึ่งเริ่มคุ้นเคยกับทองแดง ไม่ว่าในกรณีใดประมาณ 3,000 ปีก่อนคริสตกาล จ. ชาวอียิปต์ก็ทำลวดจากมันได้แล้ว ในธรรมชาติ บางครั้งทองแดงมักพบในสภาพดั้งเดิม และทำให้ช่างฝีมือโบราณสกัดได้ง่ายขึ้น พวกเขารู้วิธีปลอมแปลงผลิตภัณฑ์ต่างๆ จากโลหะนี้โดยใช้เครื่องมือหิน ต่อมาเหมืองทองแดงเริ่มได้รับการพัฒนาซึ่งกระจัดกระจายไปทั่วโลก: และใน อเมริกาเหนือบนชายฝั่งของเกรตเลกส์และในเอเชียบนคาบสมุทรซีนายและในยุโรปในดินแดนของออสเตรียในปัจจุบันและบนเกาะไซปรัส ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ ชื่อภาษาละตินของโลหะ "คิวรัม" มาจากชื่อของเกาะแห่งนี้ ชื่อของโลหะที่คุ้นเคยกับหูของรัสเซีย "ทองแดง" อาจมาจากคำว่า "ช่างเหล็ก" ของชาวสลาโวนิกเก่า ซึ่งหมายถึงโลหะโดยทั่วไป ก้อนทองแดง.

การใช้ทองแดง ทองแดงถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างมานานแล้ว: ชาวอียิปต์โบราณสร้างท่อน้ำทองแดง หลังคาของปราสาทและโบสถ์ยุคกลางมุงด้วยแผ่นทองแดง เช่น ปราสาทหลวงอันโด่งดังในเอลซินอร์ (เดนมาร์ก) มุงด้วยหลังคาทองแดง เหรียญและเครื่องประดับทำจากทองแดง เนื่องจากมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำ ทองแดงจึงเป็นโลหะหลักในงานวิศวกรรมไฟฟ้า โดยมากกว่าครึ่งหนึ่งของทองแดงที่ผลิตทั้งหมดถูกนำมาใช้ในการผลิตสายไฟฟ้าสำหรับการส่งไฟฟ้าแรงสูงและสายเคเบิลกระแสไฟต่ำ แม้แต่สิ่งเจือปนที่ไม่มีนัยสำคัญในทองแดงก็ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและการสูญเสียไฟฟ้าจำนวนมาก ตัวเรือหุ้มด้วยดีบุกทองแดง การนำความร้อนสูงและความต้านทานการกัดกร่อนทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนทองแดงสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตู้เย็น อุปกรณ์สูญญากาศ ท่อส่งน้ำมันและเชื้อเพลิง ฯลฯ ทองแดงยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการชุบด้วยไฟฟ้าเมื่อใช้การเคลือบป้องกันกับผลิตภัณฑ์เหล็ก ตัวอย่างเช่น เมื่อวัตถุเหล็กชุบนิกเกิลหรือโครเมียม ทองแดงจะถูกฝากไว้ล่วงหน้า ในกรณีนี้การเคลือบป้องกันจะอยู่ได้นานกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า ทองแดงยังใช้ในการชุบด้วยไฟฟ้า (เช่น เมื่อจำลองผลิตภัณฑ์โดยได้ภาพสะท้อนในกระจก) เช่น ในการผลิตเมทริกซ์โลหะสำหรับพิมพ์ธนบัตรและทำซ้ำผลิตภัณฑ์ประติมากรรม

สีบรอนซ์ อาวุธที่ทำจากทองสัมฤทธิ์ตั้งแต่สมัยเดือนมิถุนายนในประเทศจีน นักโลหะวิทยาโบราณเรียนรู้ที่จะสกัดทองแดงจากแร่และเติมสารเติมแต่งเข้าไปเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะผสม ดังนั้นเมื่อผสมทองแดงกับดีบุกจะได้ทองสัมฤทธิ์ นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญมาก ประวัติศาสตร์ของมนุษย์ที่เราเรียกว่ายุคสำริด วิธีการง่าย ๆ ที่ไม่ธรรมดาในการรับโลหะผสม (เปลวไฟของไฟละลายส่วนผสมของดีบุกและทองแดง) ทำให้ช่างฝีมือสามารถสร้างเครื่องมือเครื่องมือต่าง ๆ และแน่นอนว่าเป็นอาวุธจากมัน บรอนซ์แข็งกว่าทองแดง มีความเสถียรในอากาศ แปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้ง่าย แต่ละลายได้ง่ายกว่า ชาวกรีกโบราณ เมโสโปเตเมีย และช่างฝีมือชาวญี่ปุ่นสามารถผลิตโลหะผสมคุณภาพสูงโดยเฉพาะได้ ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องบังเอิญเลยที่การขึ้นและลงของรัฐจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับระดับการพัฒนาของโลหะวิทยา

ผลิตภัณฑ์ทองแดงถูกใช้ในหมู่ชาวอียิปต์โบราณ อัสซีเรีย และอิทรุสกัน รูปปั้นทองสัมฤทธิ์ที่สวยงามถูกหล่อขึ้นในกรีซและโรม หลายแห่งรอดชีวิตมาได้จนถึงทุกวันนี้ เช่น รูปปั้นนักขี่ม้าอันโด่งดังของ Marcus Aurelius ในกรุงโรม หรือหนึ่งในเจ็ดสิ่งมหัศจรรย์ของโลกอย่าง Colossus of Rhodes สำหรับงานประติมากรรมที่ตั้งอยู่กลางแจ้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานที่ที่มีสภาพอากาศชื้น บรอนซ์จะดีกว่าเนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไป ผิวเคลือบสีน้ำตาลอมเขียวหนาแน่นหรือคราบจะปรากฏขึ้น ซึ่งช่วยปกป้องโลหะจากการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม โล่ของกองทหารโรมันก็ถูกมัดด้วยทองสัมฤทธิ์เช่นกัน โล่ของกองทหารโรมัน

มาจากทองสัมฤทธิ์ที่ "Bronze Horseman" ซึ่งได้รับการยกย่องโดย A. S. Pushkin ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กและอนุสาวรีย์ Minin และ Pozharsky บนจัตุรัสแดงในมอสโกถูกหล่อ เนื่องจากคุณสมบัติทางกลพิเศษและคุณภาพการหล่อที่ดี ทองแดงจึงเป็นโลหะที่เหมาะสำหรับการหล่อระฆังด้วยเสียงที่ดังและไพเราะ ทุกคนรู้จักยักษ์ "ซาร์เบลล์" ในมอสโกเครมลินซึ่งมีน้ำหนักเกือบ 202 ตันโดยปรมาจารย์ชาวรัสเซีย I. F. และ M. F. Matronin ในสมัยก่อนปืนก็ทำมาจากทองสัมฤทธิ์เช่นกัน ปืนใหญ่ซาร์ที่ใหญ่ที่สุด (39.3 ตัน) มีไว้สำหรับการป้องกันมอสโกเครมลินและถูกหล่อโดยปรมาจารย์ A. Chokhov ในปี 1586 โดย E. M. Falcone "นักขี่ม้าสีบรอนซ์". เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก. ระฆังซาร์ถูกหล่อขึ้นตามคำสั่งของจักรพรรดินีอันนา ไอโออันนอฟนาในช่วงหลายปีที่ผ่านมา คนงานโรงหล่อในมอสโก Ivan Motorin และมิคาอิลลูกชายของเขาเข้ามาแทนที่ระฆังอัสสัมชัญอันยิ่งใหญ่ซึ่งพังในเมืองระหว่างเกิดเพลิงไหม้

ปืนใหญ่ซาร์ อาจารย์ Andrey Chokhov ปี อนุสาวรีย์ของพ่อค้า Kuzma Minin และ Prince Dmitry Pozharsky ถูกสร้างขึ้นตามการออกแบบของศิลปิน I. P. Martos และหล่อด้วยทองสัมฤทธิ์โดยปรมาจารย์โรงหล่อของ Academy of Arts V. P. Ekimov เปิดเมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2361

และตอนนี้มีการหล่อประติมากรรมจากทองสัมฤทธิ์, โคมไฟระย้า, เชิงเทียน, เชิงเทียนรวมถึงส่วนของกลไกต่าง ๆ (เช่นตลับลูกปืน) เมื่อหลายศตวรรษก่อน เศษทองแดงและทองแดงถูกหลอมรวมกับดีบุกเพื่อผลิตเป็นทองสัมฤทธิ์ ไม่ใช่แค่ในเตาอบดิน แต่ในเตาอบไฟฟ้าสมัยใหม่ เพื่อไม่ให้ทองแดงและดีบุกออกซิไดซ์ในระหว่างการหลอม และทองแดงมีความทนทานเป็นพิเศษ สารประกอบฟอสฟอรัสจะถูกเติมเข้าไปในประจุก่อนการหล่อ เนื่องจากการขาดแคลนดีบุกและมัน ราคาสูงบรอนซ์ดีบุกจะค่อยๆถูกแทนที่ด้วยบรอนซ์อื่นๆ Ch. อ๊าก อลูมิเนียม อลูมิเนียมบรอนซ์ที่มีอัลถึง 11% มีดี คุณสมบัติทางกลมีความเสถียรในน้ำทะเลและแม้แต่ในกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง อันนี้เท่มาก โลหะผสมที่ทนทานใช้สำหรับการผลิตท่อและชิ้นส่วน กังหันไอน้ำและ เครื่องยนต์อากาศยานเป็นต้น เหรียญ “ทองแดง” ผลิตขึ้นจากอลูมิเนียมบรอนซ์ในรัสเซียตั้งแต่ปี พ.ศ. 2469 ถึง 2500 ตลับลูกปืนสำหรับหัวรถจักรดีเซล เครื่องยนต์เรือ และกังหันน้ำทำจากตะกั่วบรอนซ์ เบริลเลียมบรอนซ์มีความแข็งแรงและทนทานเป็นพิเศษ ซึ่งเนื่องจากคุณสมบัติยืดหยุ่น จึงทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับสปริงที่ไม่ทราบความล้า (ทนทานต่อรอบการโหลดได้ถึง 20 ล้านรอบ) เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก. อนุสาวรีย์ทองสัมฤทธิ์ของ Ostap Bender บนถนน Italianskaya ประติมากรอัลเบิร์ต ชาร์กิน

ทองเหลือง. ทองเหลืองเป็นโลหะผสมของทองแดงและสังกะสี แม้ว่าสังกะสีจะถูกค้นพบในยุคกลางเท่านั้น แต่ทองเหลืองก็เป็นที่รู้จักของชาวโรมันโบราณ ซึ่งได้มาจากการถลุง แร่ทองแดงด้วยสังกะสีที่ไม่มีอากาศเข้า เพื่อให้ทองเหลืองมีคุณสมบัติที่ต้องการจึงมักเติมเข้าไปในองค์ประกอบ ปริมาณเล็กน้อยโลหะผสมเช่น Al, Mn, Ni, Fe ฯลฯ ทองเหลืองละลายง่ายกว่าทองแดง แต่ยากกว่า ทองเหลืองได้รับการตีขึ้นรูปอย่างดี เจาะเป็นแผ่น ประทับตรา ดึงเป็นลวด และขัดเงาอย่างดี (เพื่อให้เงาเหมือนกระจก) ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากมันสามารถชุบแข็งได้ หากจำเป็น สามารถใช้ทองเหลืองกับพื้นผิวของโลหะอื่น ๆ ได้โดยใช้วิธีเคมีไฟฟ้า สิ่งสำคัญคือทองเหลืองมีราคาถูกกว่าทองแดงมาก ทองเหลืองใช้ในวิศวกรรมเครื่องกลและวิศวกรรมไฟฟ้า ใช้ทำชิ้นส่วนกลไกต่างๆ ก๊อกน้ำและแก๊ส ท่อหม้อน้ำ ที่จับประตู บานพับ และกล่องตลับ ทองเหลืองที่มีการเติมอลูมิเนียม รูปร่างดูเหมือนว่าทองคำ ตราสัญลักษณ์ ตราสัญลักษณ์ และเหรียญรางวัลจะทำมาจากมัน หากมีสังกะสีค่อนข้างน้อยในโลหะผสม (มากถึง 18%) ทองเหลืองก็จะมีโทนสีแดง ตัวอย่างเช่น ทองเหลืองที่มีสังกะสีมากถึง 10% เรียกว่า ทอมบัก จากโลหะผสมนี้ตั้งแต่ปี 1961 ถึง 1991 เหรียญ "ทองแดง" ถูกสร้างขึ้นในรัสเซียในสกุลเงินตั้งแต่ 1 ถึง 5 kopeck โลหะผสมที่มีปริมาณสังกะสีสูง (มากถึง 50%) จะเป็นสีเหลืองและเรียกว่าทองเหลือง พวกเขาได้รับการประมวลผลอย่างสมบูรณ์แบบโดยการรีดการกดและการวาดและการหล่อคุณภาพสูงได้มาจากพวกเขา

โลหะผสมอื่นๆ ในบรรดาโลหะผสมอื่นๆ เราสังเกตว่าโลหะโมเนล (% ทองแดง, % นิกเกิลและสังกะสีที่เติมตะกั่ว ดีบุกและเหล็ก) ก่อนหน้านี้เคยใช้สำหรับการผลิตช้อนส้อมและเครื่องประดับ "เช่นเงิน" เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนและความแข็งแรงสูง มีความเหนียวที่ดี จึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเคมี การต่อเรือ การแพทย์ น้ำมัน สิ่งทอ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ แต่ค่าคงที่ แมงกานีส โครเมล และโคเปลแทบจะไม่เปลี่ยนความต้านทานเมื่อมีความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงให้บริการอย่างซื่อสัตย์ในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าสำหรับการผลิตเทอร์โมคัปเปิลซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนมากในการวัดอุณหภูมิ สายไฟชดเชย รีโอสแตท และชิ้นส่วนของอุปกรณ์ทำความร้อนก็ทำจากโครเมลและโคเปลเช่นกัน Mangonin ใช้เพื่อสร้างตัวต้านทานอ้างอิงและส่วนประกอบของเครื่องมือวัด

1 จาก 14

การนำเสนอในหัวข้อ:ทองแดงและโลหะผสมของมัน

สไลด์หมายเลข 1

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 2

คำอธิบายสไลด์:

มันบังเอิญว่าในกลุ่มย่อยกลุ่มหนึ่งมีทองแดง เงิน และทอง ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่สอดคล้องกับอารยธรรม สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดในเวลาที่ต่างกันทำหน้าที่เป็นตัววัดคุณค่าขั้นสูงสุด กล่าวคือ เงิน โลหะเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในการปลอมอาวุธ ทำเครื่องใช้ในครัวเรือนและเครื่องประดับ ปัจจุบัน ทองแดง เงิน และทองมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างหนาแน่น นักฟิสิกส์จะเน้นความร้อนและการนำไฟฟ้าที่ไม่มีใครเทียบได้ ช่างแกะสลักจะสังเกตเห็นความเป็นพลาสติกและรูปลักษณ์ที่สวยงาม ช่างอัญมณีและช่างทำเหมืองจะสนับสนุนเขาและนักเคมีจะจดจำความเฉื่อยอันสูงส่งและความต้านทานการกัดกร่อนสูงของโลหะเหล่านี้อย่างแน่นอน

สไลด์หมายเลข 3

คำอธิบายสไลด์:

ทองแดงเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ และเป็นหนึ่งใน "เจ็ดอันงดงาม" ของโลหะที่เก่าแก่ที่สุดที่มนุษย์ใช้ ได้แก่ ทองคำ เงิน ทองแดง เหล็ก ดีบุก ตะกั่ว และปรอท ตามข้อมูลทางโบราณคดี ผู้คนรู้จักทองแดงเมื่อ 600 ปีที่แล้ว มันกลายเป็นโลหะชิ้นแรกที่เข้ามาแทนที่หินสำหรับคนโบราณในเครื่องมือดึกดำบรรพ์ นี่คือจุดเริ่มต้นของสิ่งที่เรียกว่า ยุคทองแดงซึ่งกินเวลาประมาณ 2,000 ปี ขวาน มีด กระบอง และของใช้ในบ้านถูกหล่อขึ้นจากทองแดงแล้วจึงหลอม ตามตำนานเทพเจ้าช่างตีเหล็กโบราณ Hephaestus ได้สร้างโล่ทองแดงบริสุทธิ์สำหรับจุดอ่อนที่อยู่ยงคงกระพัน หินสำหรับปิรามิด Cheops สูง 147 เมตร

สไลด์หมายเลข 4

คำอธิบายสไลด์:

ตอนนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุเมื่อ เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุเมื่อบุคคลเริ่มคุ้นเคยกับทองแดงเป็นครั้งแรก ไม่ว่าในกรณีใดประมาณ 3,000 ปีก่อนคริสตกาล จ. ชาวอียิปต์ก็ทำลวดจากมันได้แล้ว ในธรรมชาติ บางครั้งทองแดงมักพบในสภาพดั้งเดิม และทำให้ช่างฝีมือโบราณสกัดได้ง่ายขึ้น พวกเขารู้วิธีปลอมแปลงผลิตภัณฑ์ต่างๆ จากโลหะนี้โดยใช้เครื่องมือหิน ต่อมาเหมืองทองแดงเริ่มได้รับการพัฒนาซึ่งกระจัดกระจายไปทั่วโลก: ในอเมริกาเหนือบนชายฝั่งของ Great Lakes ในเอเชียบนคาบสมุทรซีนายและในยุโรปในดินแดนของออสเตรียในปัจจุบันและบนเกาะ ของประเทศไซปรัส ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ ชื่อภาษาละตินของโลหะ "คิวรัม" มาจากชื่อของเกาะแห่งนี้ ชื่อของโลหะที่คุ้นเคยกับหูของรัสเซีย "ทองแดง" อาจมาจากภาษาสลาโวนิกเก่า "smid" ซึ่งหมายถึงโลหะโดยทั่วไป

สไลด์หมายเลข 5

คำอธิบายสไลด์:

ทองแดงถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างมานานแล้ว: ชาวอียิปต์โบราณสร้างขึ้น ทองแดง ทองแดงใช้ในการก่อสร้างมานานแล้ว: ชาวอียิปต์โบราณสร้างท่อน้ำทองแดง หลังคาของปราสาทและโบสถ์ยุคกลางมุงด้วยแผ่นทองแดง เช่น ปราสาทหลวงอันโด่งดังในเอลซินอร์ (เดนมาร์ก) มุงด้วยหลังคาทองแดง เหรียญและเครื่องประดับทำจากทองแดง เนื่องจากมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำ ทองแดงจึงเป็นโลหะหลักในงานวิศวกรรมไฟฟ้า โดยมากกว่าครึ่งหนึ่งของทองแดงที่ผลิตทั้งหมดถูกนำมาใช้ในการผลิตสายไฟฟ้าสำหรับการส่งไฟฟ้าแรงสูงและสายเคเบิลกระแสไฟต่ำ แม้แต่สิ่งเจือปนที่ไม่มีนัยสำคัญในทองแดงก็ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและการสูญเสียไฟฟ้าจำนวนมาก ตัวเรือหุ้มด้วยดีบุกทองแดง การนำความร้อนสูงและความต้านทานการกัดกร่อนทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนทองแดงสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตู้เย็น อุปกรณ์สูญญากาศ ท่อส่งน้ำมันและเชื้อเพลิง ฯลฯ ทองแดงยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการชุบด้วยไฟฟ้าเมื่อใช้การเคลือบป้องกันกับผลิตภัณฑ์เหล็ก ตัวอย่างเช่น เมื่อวัตถุเหล็กชุบนิกเกิลหรือโครเมียม ทองแดงจะถูกฝากไว้ล่วงหน้า ในกรณีนี้การเคลือบป้องกันจะอยู่ได้นานกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า ทองแดงยังใช้ในการชุบด้วยไฟฟ้า (เช่น เมื่อจำลองผลิตภัณฑ์โดยได้ภาพสะท้อนในกระจก) เช่น ในการผลิตเมทริกซ์โลหะสำหรับพิมพ์ธนบัตรและทำซ้ำผลิตภัณฑ์ประติมากรรม

สไลด์หมายเลข 6

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 7

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 8

คำอธิบายสไลด์:

มีการใช้ผลิตภัณฑ์สำริด ผลิตภัณฑ์สำริดถูกใช้ในหมู่ชาวอียิปต์โบราณ อัสซีเรีย และอิทรุสกัน รูปปั้นทองสัมฤทธิ์ที่สวยงามถูกหล่อขึ้นในกรีซและโรม หลายแห่งรอดชีวิตมาได้จนถึงทุกวันนี้ เช่น รูปปั้นนักขี่ม้าอันโด่งดังของ Marcus Aurelius ในโรม หรือหนึ่งในเจ็ดสิ่งมหัศจรรย์ของโลกอย่าง Colossus of Rhodes สำหรับงานประติมากรรมที่ตั้งอยู่กลางแจ้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานที่ที่มีสภาพอากาศชื้น บรอนซ์จะดีกว่าเพราะเมื่อเวลาผ่านไป ผิวเคลือบสีน้ำตาลอมเขียวหนาแน่นหรือคราบจะปรากฏขึ้น ซึ่งช่วยปกป้องโลหะจากการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม โล่ของกองทหารโรมันก็ถูกมัดด้วยทองสัมฤทธิ์เช่นกัน

สไลด์หมายเลข 9

คำอธิบายสไลด์:

มาจากทองสัมฤทธิ์ที่ "Bronze Horseman" ที่ได้รับการยกย่องจาก A.S. Pushkin ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กและอนุสาวรีย์ Minin และ Pozharsky บนจัตุรัสแดงในมอสโกนั้นหล่อจากทองสัมฤทธิ์ เนื่องจากคุณสมบัติทางกลพิเศษและคุณภาพการหล่อที่ดี ทองแดงจึงเป็นโลหะที่เหมาะสำหรับการหล่อระฆังด้วยเสียงที่ดังและไพเราะ ทุกคนรู้จักยักษ์ "ซาร์เบลล์" ในมอสโกเครมลินซึ่งมีน้ำหนักเกือบ 202 ตันหล่อในปี 1733-1735 โดยปรมาจารย์ชาวรัสเซีย I. F. และ M. F. Matronin ในสมัยก่อนปืนก็ทำมาจากทองสัมฤทธิ์เช่นกัน ปืนใหญ่ซาร์ที่ใหญ่ที่สุด (39.3 ตัน) มีไว้สำหรับการป้องกันมอสโกเครมลินและถูกหล่อโดยปรมาจารย์ A. Chokhov ในปี 1586

สไลด์หมายเลข 10

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 11

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์หมายเลข 12

คำอธิบายสไลด์:

และตอนนี้ประติมากรรมก็หล่อจากทองสัมฤทธิ์ และตอนนี้ประติมากรรมก็หล่อจากทองสัมฤทธิ์ โคมไฟระย้า เชิงเทียน เชิงเทียน รวมถึงส่วนของกลไกต่างๆ (เช่น ตลับลูกปืน) ถูกสร้างขึ้น เมื่อหลายศตวรรษก่อน เศษทองแดงและทองแดงถูกหลอมรวมกับดีบุกเพื่อผลิตเป็นทองสัมฤทธิ์ ไม่ใช่แค่ในเตาอบดิน แต่ในเตาอบไฟฟ้าสมัยใหม่ เพื่อไม่ให้ทองแดงและดีบุกออกซิไดซ์ในระหว่างการหลอม และทองแดงมีความทนทานเป็นพิเศษ สารประกอบฟอสฟอรัสจะถูกเติมเข้าไปในประจุก่อนทำการหล่อ เนื่องจากการขาดแคลนดีบุกและราคาที่สูง ดีบุกบรอนซ์จึงค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยทองแดงอื่นๆ Ch. อ๊าก อลูมิเนียม อลูมิเนียมบรอนซ์ที่มีอัลสูงถึง 11% มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีและมีความคงตัวในน้ำทะเลและแม้แต่ในกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง โลหะผสมที่มีความทนทานสูงนี้ใช้ในการผลิตท่อ ชิ้นส่วนของกังหันไอน้ำ และเครื่องยนต์ของเครื่องบิน เป็นต้น เหรียญ "ทองแดง" ผลิตขึ้นจากอลูมิเนียมบรอนซ์ในรัสเซียตั้งแต่ปี พ.ศ. 2469 ถึง พ.ศ. 2500 ตลับลูกปืนสำหรับหัวรถจักรดีเซล เครื่องยนต์เรือ และกังหันน้ำ ทำจากตะกั่วบรอนซ์ เบริลเลียมบรอนซ์มีความแข็งแรงและทนทานเป็นพิเศษ ซึ่งเนื่องจากคุณสมบัติยืดหยุ่น จึงทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับสปริงที่ไม่ทราบความล้า (ทนทานได้ถึง 20 ล้านรอบการโหลด)

สไลด์หมายเลข 13

คำอธิบายสไลด์:

ทองเหลืองเป็นโลหะผสมของทองแดงและสังกะสี แม้ว่าสังกะสีจะถูกค้นพบเพียงตรงกลางเท่านั้น ทองเหลือง เป็นโลหะผสมของทองแดงและสังกะสี แม้ว่าสังกะสีจะถูกค้นพบในยุคกลางเท่านั้น แต่ทองเหลืองเป็นที่รู้จักของชาวโรมันโบราณ โดยได้มาจากการถลุงแร่ทองแดงด้วยแร่สังกะสีโดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศ เพื่อให้ทองเหลืองมีคุณสมบัติตามที่ต้องการ โลหะผสมเช่น Al, Mn, Ni, Fe ฯลฯ มักถูกนำมาใช้ในองค์ประกอบในปริมาณเล็กน้อย ทองเหลืองละลายได้ง่ายกว่าทองแดง แต่ยากกว่า ทองเหลืองได้รับการตีขึ้นรูปอย่างดี เจาะเป็นแผ่น ประทับตรา ดึงเป็นลวด และขัดเงาอย่างดี (เพื่อให้เงาเหมือนกระจก) ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากมันสามารถชุบแข็งได้ หากจำเป็น สามารถใช้ทองเหลืองกับพื้นผิวของโลหะอื่น ๆ ได้โดยใช้วิธีเคมีไฟฟ้า สิ่งสำคัญคือทองเหลืองมีราคาถูกกว่าทองแดงมาก ทองเหลืองใช้ในวิศวกรรมเครื่องกลและวิศวกรรมไฟฟ้า ใช้ทำชิ้นส่วนกลไกต่างๆ ก๊อกน้ำและแก๊ส ท่อหม้อน้ำ ที่จับประตู บานพับ และกล่องตลับ ทองเหลืองที่เติมอะลูมิเนียมจะมีลักษณะคล้ายกับทองคำ โดยทำจากทองเหลือง ตราสัญลักษณ์ และเหรียญรางวัล หากมีสังกะสีค่อนข้างน้อยในโลหะผสม (มากถึง 18%) ทองเหลืองก็จะมีโทนสีแดง ตัวอย่างเช่น ทองเหลืองที่มีสังกะสีมากถึง 10% เรียกว่า ทอมบัก จากโลหะผสมนี้ตั้งแต่ปี 1961 ถึง 1991 เหรียญ "ทองแดง" ถูกสร้างขึ้นในรัสเซียในสกุลเงินตั้งแต่ 1 ถึง 5 kopeck โลหะผสมที่มีปริมาณสังกะสีสูง (มากถึง 50%) จะเป็นสีเหลืองและเรียกว่าทองเหลือง พวกเขาได้รับการประมวลผลอย่างสมบูรณ์แบบโดยการรีดการกดและการวาดและการหล่อคุณภาพสูงได้มาจากพวกเขา

สไลด์หมายเลข 14

คำอธิบายสไลด์:

ในบรรดาโลหะผสมอื่นๆ เราสังเกตโลหะ Monel (ทองแดง 50 - 70%, 15 - 25% ของโลหะผสมอื่นๆ เราสังเกตโลหะ Monel (ทองแดง 50 - 70%, นิกเกิล 15 - 25% และสังกะสี พร้อมด้วยตะกั่ว ดีบุก และเหล็ก) ก่อนหน้านี้เคยใช้สำหรับการผลิตช้อนส้อมและเครื่องประดับ "เช่นเงิน" เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแรงสูงมีความเหนียวที่ดีจึงใช้ในอุตสาหกรรมเคมีการต่อเรือการแพทย์น้ำมันสิ่งทอและอุตสาหกรรมอื่น ๆ แต่คอนสแตนตัน, แมงกานิน, โครเมลและโคเปลแทบจะไม่เปลี่ยนความต้านทานระหว่างความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญดังนั้นจึงให้บริการอย่างซื่อสัตย์ในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าสำหรับการผลิตเทอร์โมคัปเปิลซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนมากในการวัดอุณหภูมิ นอกจากนี้ สายชดเชย ลิโน่สแตท และชิ้นส่วนของอุปกรณ์ทำความร้อนยังทำจากโครเมลและ copel ตัวต้านทานมาตรฐานและองค์ประกอบของเครื่องมือวัดทำจากแมงโกนิน

สไลด์ 1

โลหะ. ทองแดง.

สไลด์ 2

ตำแหน่งของทองแดงในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของอะตอม
ทองแดงเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่ม I (กลุ่ม IB)

สไลด์ 3

อยู่ในธรรมชาติ
ทองแดงเกิดขึ้นในธรรมชาติโดยส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปแบบพันธะและเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุต่อไปนี้: ทองแดงความมันวาว Cu2S และมาลาไคต์ CuCO3 Cu(OH)2

สไลด์ 4

อยู่ในธรรมชาติ
คิวไรท์ Cu2O
คอปเปอร์ไพไรต์ CuFeS2

สไลด์ 5

การได้รับทองแดง
กระบวนการรับทองแดงนั้นซับซ้อนมาก ออกไซด์เหมาะที่สุดสำหรับสิ่งนี้ ด้วยความช่วยเหลือของโค้กและคาร์บอนออกไซด์ (II) ในโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็ก จะได้ทองแดงจากคิวไพร์ต Cu2O

สไลด์ 6

คุณสมบัติทางกายภาพ
ทองแดงเป็นโลหะดัดสีชมพูทอง เมื่ออยู่ในอากาศ จะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์อย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้มีลักษณะเป็นสีเหลืองแดงเข้มข้น ฟิล์มทองแดงบางมีสีเขียวแกมน้ำเงินเมื่อสัมผัสกับแสง

สไลด์ 7

จุดหลอมเหลว 1,083 ºС ตัวนำกระแสไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม (รองจากเงินเท่านั้น)

สไลด์ 8

คุณสมบัติทางเคมี.
ปฏิกิริยากับอโลหะ กับออกซิเจน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของปฏิกิริยา ทองแดงจะเกิดออกไซด์ 2 ตัว: ที่ 400–500°C จะเกิดคอปเปอร์ออกไซด์ไดวาเลนต์: 2Cu + O2 = 2CuO; ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000°C จะได้ทองแดง (I) ออกไซด์: 4Cu + O2 = 2Cu2O

สไลด์ 9

เมื่อถูกความร้อนด้วยฟลูออรีนจะเกิดคลอรีนโบรมีนคอปเปอร์ (II) เฮไลด์: Cu + Br2 = CuBr2; ด้วยไอโอดีน - ไอโอไดด์ของทองแดง (I) เกิดขึ้น: 2Cu + I2 = 2CuI ทองแดงไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ไนโตรเจน คาร์บอน และซิลิคอน

สไลด์ 10

ปฏิกิริยากับกรด
ในชุดโลหะแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า ทองแดงจะอยู่หลังไฮโดรเจน ดังนั้นจึงไม่มีปฏิกิริยากับสารละลายของกรดไฮโดรคลอริกและซัลฟิวริกเจือจางและด่าง

สไลด์ 11

ละลายในกรดไนตริกเจือจางเพื่อสร้างทองแดง (II) ไนเตรตและไนโตรเจน (II) ออกไซด์: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O ทำปฏิกิริยากับสารละลายเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกเพื่อสร้างเกลือของทองแดง (II) และผลิตภัณฑ์ลดกรด: Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O; Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O. ทองแดงทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นเพื่อสร้างไฮโดรเจนไตรคลอโรคิวเรต (II): Cu + 3HCl = H + H2

สไลด์ 12

คุณสมบัติการบูรณะ
ทองแดงถูกออกซิไดซ์โดยไนโตรเจนออกไซด์ (IV) และเหล็กคลอไรด์ (III): 2Cu + NO2 = Cu2O + NO; Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2

สไลด์ 13

แอปพลิเคชัน.
ทองแดงบริสุทธิ์ (99.9% Cu) ใช้ในอุตสาหกรรมไฟฟ้าเพื่อการผลิตสายไฟ สายเคเบิ้ล และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

สไลด์ 14

ลวดทองแดงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมพลังงาน ในอุตสาหกรรมโทรคมนาคม การต่อเรือ และอุตสาหกรรมยานยนต์ มันถูกใช้สำหรับการผลิตสายไฟฟ้า สายไฟ ขดลวด ขั้วประกายไฟ อุปกรณ์ความปลอดภัยหลอมละลาย

สไลด์ 15

โลหะผสมที่ใช้ทองแดงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีหลากหลายสาขา ซึ่งแพร่หลายมากที่สุดคือทองแดงและทองเหลืองที่กล่าวถึงข้างต้น ตัวอย่างเช่นในองค์ประกอบของโลหะที่เรียกว่าปืนใหญ่ซึ่งในศตวรรษที่ 16-18 ถูกนำมาใช้จริงสำหรับการผลิตปืนใหญ่โลหะหลักทั้งสามรวมอยู่ด้วย - ทองแดง, ดีบุก, สังกะสี ในปัจจุบันมีการใช้กระสุนสะสมในกิจการทหารเนื่องจากมีความเหนียวสูงใช้ทองเหลืองจำนวนมากในการผลิต ของปลอกอาวุธ โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลใช้สำหรับสร้างเหรียญกษาปณ์ขนาดเล็ก โลหะผสมทองแดง-นิกเกิลรวมทั้งสิ่งที่เรียกว่า โลหะผสม “Admiralty” ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการต่อเรือและการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ที่จะสัมผัสกับน้ำทะเลอย่างรุนแรง เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนที่เป็นแบบอย่าง