Χαλκός

Χαλκόςείναι ένα χημικό στοιχείο. Είναι το 29ο στοιχείο του περιοδικού πίνακα. Το ατομικό του βάρος είναι 63,55. Είναι ένα μεταβατικό μέταλλο στη μέση του περιοδικού πίνακα. Το σύμβολο του χαλκού είναι «Cu», που προέρχεται από τη λατινική λέξηχαλκός, το οποίο, με τη σειρά του, προήλθε από τη λατινική λέξη για το νησί της Κύπρου, όπου βρέθηκε χαλκός.^[1]

Ιδιότητες[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Φυσικές ιδιότητες[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Χάλκινος δίσκος, χαραγμένος με οξύ, βλέπετε την συνήθως αόρατη κρυσταλλική δομή

Ο χαλκός είναι ένα κοκκινωπό-πορτοκαλί χρώμα όταν είναι καθαρός, αλλά σύντομα αποκτά μια κοκκινωπή αμαύρωση αφού εκτεθεί στον αέρα.

Ο χαλκός είναι ένα από τα λίγα έγχρωμα μέταλλα. Τα περισσότερα μέταλλα είναι γκρι ή ασημί. Ο χρυσός, ο χαλκός, το καίσιο και το όσμιο είναι τα μόνα τέσσερα έγχρωμα μέταλλα. Είναι μαγνητικό. Ο χαλκός είναι πράσινος ως ανθρακικός χαλκός (II) και υδροξείδιο του χαλκού (II). Πρασινίζει γιατί οξειδώνεται. Μετά από λίγο στον αέρα, ο χαλκός σχηματίζει πράσινο ανθρακικό χαλκό στην επιφάνεια, που ονομάζεται verdigris. Γι' αυτό η χάλκινη οροφή ενός κτιρίου φαίνεται πράσινη.

Ο χαλκός είναι πολύ εύκαμπτος και όλκιμος. Μπορεί να τεντωθεί εύκολα σε καλώδια. Ο χαλκός είναι επίσης πολύ μαλακός, έχει σκληρότητα Mohs από 2,5 έως 3. Αυτό σημαίνει ότι είναι πιο σκληρός από ένα νύχι αλλά πιο μαλακός από ένα ατσάλινο μαχαίρι τσέπης.

Αντιδρά με διαλύματα υδροχλωρικού οξέος ή αμμωνίας που περιέχουν οξυγόνο. Μπορεί επίσης να διαλυθεί σε ένα μείγμα υπεροξειδίου του υδρογόνου και υδροχλωρικού οξέος. Αυτό καθιστά χλωριούχο χαλκό(II). Δεν διαλύεται σε αδύναμα οξέα. Μπορεί να διαλυθεί σε νιτρικό οξύ για να δημιουργήσει νιτρικό χαλκό(II) και διοξείδιο του αζώτου ή μονοξείδιο του αζώτου.

Ενώσεις[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Ο χαλκός σχηματίζει χημικές ενώσεις. Σε αυτές τις ενώσεις, έχει δύο κανονικές καταστάσεις οξείδωσης: +1 και +2. Το +2 είναι πιο κοινό. Οι περισσότερες +2 ενώσεις χαλκού είναι μπλε. +1 ενώσεις χαλκού μπορεί να είναι λευκές. Οι ενώσεις του χαλκού είναι ασθενείς οξειδωτικοί παράγοντες. Διαβρώνουν πολλά μέταλλα. Αυτή η διάβρωση παίρνει το μέταλλο και το βάζει στη χημική ένωση, αφήνοντας πίσω τον χαλκό. Ένα παράδειγμα θα ήταν ο σίδηρος και ο θειικός χαλκός (II) που αντιδρούν για την παραγωγή χαλκού και θειικού σιδήρου (II). +1 ενώσεις χαλκού είναι αναγωγικοί παράγοντες όταν βρίσκονται στον αέρα. Συνήθως παράγονται με αναγωγή +2 ενώσεων.

Οι ενώσεις χαλκού μπορεί να είναι μαύρες, πράσινες, κοκκινωπές, λευκές, μπλε ή κίτρινες.

Ενώσεις χαλκού(Ι)[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Οι ενώσεις χαλκού(Ι) έχουν χαλκό σε κατάσταση οξείδωσης +1. Είναι ασθενείς αναγωγικοί παράγοντες. Αντιδρούν με τον αέρα και δημιουργούν ενώσεις χαλκού(II). Είναι επίσης δυσανάλογα με τον χαλκό και τις ενώσεις του χαλκού(II). Τα περισσότερα από αυτά δεν διαλύονται στο νερό.

Ακετυλίδιο χαλκού(Ι), καστανοκόκκινο, εκρηκτικό

Βρωμιούχος χαλκός(Ι).

Χλωριούχος χαλκός (Ι), λευκός όταν είναι καθαρός, πράσινος όταν οξειδώνεται

Ιωδιούχος χαλκός (Ι), άχρωμο στερεό

Οξείδιο του χαλκού(Ι), καστανοκόκκινο

Ενώσεις χαλκού(ΙΙ)[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Οι ενώσεις του χαλκού(II) έχουν χαλκό σε κατάσταση οξείδωσης +2. Είναι αδύναμα οξειδωτικά μέσα. Είναι πρασινωπό όταν είναι ένυδρο (προστίθενται μόρια νερού). Είναι πιο σταθερά στον αέρα από τις ενώσεις χαλκού(Ι).

Βρωμιούχος χαλκός (II), γκρι στερεό

Ο ανθρακικός χαλκός (II), πρασινωπός, σχηματίζεται στον χαλκό όταν βρίσκεται στον αέρα

Χλωριούχος χαλκός(II), πρασινωπός όταν είναι ένυδρος, καφέ όταν είναι άνυδρος

Το υδροξείδιο του χαλκού (II), ανοιχτό μπλε, μετατρέπεται εύκολα σε ανθρακικό χαλκό (II).

Νιτρικός χαλκός(II), μπλε, οξειδωτικός παράγοντας, που χρησιμοποιείται σε επίδειξη βολταϊκών στοιχείων

Οξείδιο του χαλκού (II), μαύρο

Θειικός χαλκός (II), μπλε, η πιο κοινή ένωση χαλκού

Paris Green, εξαιρετικά τοξικό, λαμπερό γαλαζοπράσινο

Θειικός χαλκός(II), ένωση χαλκού(II).

Χλωριούχος χαλκός (II), μια ένωση χαλκού (II).

Χλωριούχος χαλκός(Ι), ένωση χαλκού(Ι). Είναι λευκό αλλά ο αέρας αντιδρά με αυτό εύκολα για να το κάνει πράσινο

Οξείδιο χαλκού(Ι), ένωση χαλκού(Ι).

Οξείδιο του χαλκού (II), μια ένωση χαλκού (II).

Εμφάνιση[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Ο χαλκός ως μέταλλο στο έδαφος

Χαλκοπυρίτης

Ο χαλκός μπορεί να βρεθεί ως μέταλλο στο έδαφος. Κανονικά, εξωτερικά είναι πράσινο. Ο περισσότερος χαλκός δεν είναι ως μέταλλο αλλά σε χημικές ενώσεις. Ο χαλκοπυρίτης είναι το πιο κοινό μετάλλευμα χαλκού. Είναι ένα μείγμα πυρίτη και θειούχου χαλκού. Ο χαλκός βρίσκεται σε μικρές ποσότητες στα ζωντανά όντα. Μερικά μαλάκια και αρθρόποδα έχουν μπλε αίμα επειδή έχουν χαλκό στο αίμα τους. Ζώα όπως ο άνθρωπος και άλλα θηλαστικά έχουν κόκκινο αίμα επειδή περιέχει σίδηρο.

Χρήσεις[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Ο χαλκός μπορεί να χρησιμοποιηθεί με πολλούς τρόπους, αλλά ένα παράδειγμα είναι τα σύρματα. Ο χαλκός χρησιμοποιείται στην κατασκευή συρμάτων καθώς τεντώνεται εύκολα και δεν είναι ακριβό. Γι' αυτό λοιπόν οι μεγάλες εταιρείες καλωδίων θα χρησιμοποιήσουν χαλκό καθώς είναι φθηνότερος και χρειάζεται λιγότερος χρόνος για να ληφθεί

Ο χαλκός μπορεί να είναι το παλαιότερο μέταλλο που χρησιμοποιείται, καθώς έχουν βρεθεί πολύ παλιά χάλκινα εργαλεία. Ο χαλκός χρησιμοποιείται στην ηλεκτρική καλωδίωση. Μπορεί επίσης να διαμορφωθεί σε διάφορα μέρη. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ψύκτρα. Το Άγαλμα της Ελευθερίας είναι κατασκευασμένο από χαλκό. Χρησιμοποιείται επίσης σε σωλήνες μεταφοράς νερού, γιατί δεν διαβρώνεται.

Όταν οι άνθρωποι ανακατεύουν τον χαλκό με τον κασσίτερο, φτιάχνεται μπρούτζος. Ο Χάλκινος είναι πολύ πιο σκληρός και δημιούργησε την Εποχή του Χαλκού. Έγινε λιγότερο σημαντικό όταν οι άνθρωποι έμαθαν να χρησιμοποιούν καλύτερα τον σίδηρο. Όταν ο ψευδάργυρος αναμιγνύεται με τον χαλκό, δημιουργείται ορείχαλκος, ο οποίος είναι ακόμη πιο σκληρός από τον μπρούντζο. Ο χαλκός με το νικέλιο κάνει χαλκονικέλιο.

Ο χαλκός χρησιμοποιείται επίσης σε βιομηχανίες ιατρικής και παραγωγής τροφίμων. Ο χαλκός μπορεί να αλλάξει τις πρωτεΐνες, να σχηματίσει ρίζες και να διαταράξει τα ένζυμα, αδρανοποιώντας ή σκοτώνοντας βακτήρια και ιούς.^[2]

Ο χαλκός είναι ένα εύκολα καλουπωμένο βασικό μέταλλο που συχνά προστίθεται σε πολύτιμα μέταλλα για να βελτιώσει την ελαστικότητα, την ευκαμψία, τη σκληρότητα, το χρώμα και την αντοχή τους στη διάβρωση.

Ως χημικές ενώσεις[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Ο χαλκός είναι σημαντικός στο ανθρώπινο σώμα. Εάν ένα άτομο δεν παίρνει αρκετό χαλκό, τα μόρια στο σώμα μπορεί να μην λειτουργούν. Ωστόσο, η υπερβολική ποσότητα χαλκού μπορεί να είναι πρόβλημα. Οι άνθρωποι παίρνουν το μεγαλύτερο μέρος του χαλκού που χρειάζονται από τα τρόφιμα και οι βιταμίνες περιέχουν επίσης χαλκό για να βεβαιωθούμε ότι παίρνουμε αρκετό.^[3]Οι ενώσεις του χαλκού χρησιμοποιούνται επίσης για τη θανάτωση μυκήτων και φυκιών.

Ασφάλεια[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Ο χαλκός δεν είναι τόσο τοξικός όσο ένα μέταλλο. Οι ενώσεις του χαλκού είναι τοξικές, αν και χρειάζονται μικρές ποσότητες για να ζήσουν. Ο χαλκός αποβάλλεται από το σώμα εύκολα, επομένως δεν συσσωρεύεται σε τοξικές επιδράσεις.

Προετοιμασία[αλλαγή|αλλαγή πηγής]

Ο χαλκός μερικές φορές απλώς βγαίνει από το έδαφος και μορφοποιείται σε αντικείμενα. Αλλά ο περισσότερος χαλκός δεν είναι σε μεταλλική μορφή στο έδαφος. Ο χαλκοπυρίτης είναι το κύριο μετάλλευμα χαλκού. Θερμαίνεται με αέρα για να διαχωριστεί ο σίδηρος ως οξείδιο του σιδήρου (II). Παράγεται κάποιο οξείδιο του χαλκού(Ι). Παράγεται επίσης διοξείδιο του θείου. Στη συνέχεια προστίθεται διοξείδιο του πυριτίου, το οποίο αντιδρά με το οξείδιο του σιδήρου (II) για να παραχθεί ένα υγρό το οποίο στραγγίζεται. Τώρα έχουν απομείνει μόνο χαλκός και θειούχο. Το θειούχο χαλκό αντιδρά με τον αέρα για να δημιουργήσει μέταλλο χαλκού και διοξείδιο του θείου. Κάποιο θειούχο χαλκό αντιδρά με το οξείδιο του χαλκού(Ι) για να παράγει χαλκό και διοξείδιο του θείου. Αυτό κάνει ακάθαρτο χαλκό.

Ο χαλκός γίνεται καθαρός με ηλεκτρόλυση. Ένα λεπτό φύλλο καθαρού χαλκού τοποθετείται στην κάθοδο και ένα παχύ φύλλο ακάθαρτου χαλκού στην άνοδο. Ο ηλεκτρολύτης είναι θειικός χαλκός. Ο ακάθαρτος χαλκός διαλύεται στο διάλυμα. Στη συνέχεια επικαλύπτει το λεπτό φύλλο καθαρού χαλκού. Αυτό κάνει τον χαλκό καθαρό.

Μεγάλες ποσότητες χαλκού ανακυκλώνονται λόγω της υψηλής αξίας του και της αυξανόμενης εξάντλησης των παγκόσμιων αποθεμάτων χαλκού.