ידע בתעשיית הנחושת: תפקידה של הנחושת
נחושת היא יסוד כימי. הסמל הכימי שלו הוא Cu (לטינית Cuprum). המספר האטומי שלו הוא 29. זוהי מתכת מעבר. נחושת היא מתכת סגולה-אדומה עם צפיפות של 8.92 גרם/סמ"ק. נקודת ההיתוך שלו היא 1083.4±0.2 מעלות ונקודת הרתיחה שלו היא 2567 מעלות. ערכיות נפוצות הן +1 ו-+2. אנרגיית היינון שלו היא 7.726 אלקטרונים וולט.
מבוא בסיסי לנחושת
נחושת היא המתכת הקדומה ביותר ששימשה את בני האדם. כבר בתקופה הפרהיסטורית, אנשים החלו לכרות מכרות נחושת פתוחים ולהשתמש בנחושת שהשיגו לייצור כלי נשק, כלים וכלים אחרים. לשימוש בנחושת הייתה השפעה עמוקה על התקדמות הציוויליזציה האנושית המוקדמת. נחושת היא מתכת הקיימת בקרום כדור הארץ ובאוקיינוס. תכולת הנחושת בקרום כדור הארץ היא בערך 0.01%. בחלק ממרבצי הנחושת, תכולת הנחושת יכולה להגיע ל-3% עד 5%. רוב הנחושת בטבע קיימת כתרכובות, כלומר מינרלים נחושת. מינרלים נחושת מתקבצים עם מינרלים אחרים ויוצרים עפרות נחושת. עפרות הנחושת הכרות הופכות לרכז נחושת עם דרגת נחושת גבוהה יותר לאחר ההטבה.
1
תכונות כימיות עיקריות של נחושת
נחושת אינה מתחמצנת באוויר יבש, אלא יוצרת שכבה של verdigריס על פני השטח באוויר רטוב המכיל פחמן דו חמצני; הוא מגיב לאט מאוד עם תמיסה אלקלית, אך יוצר בקלות קומפלקס עם אמוניה. נחושת אינה יכולה להחליף מימן בתמיסת חומצה, אלא מתמוססת בחומצה מחמצנת. פוטנציאל האלקטרודה הסטנדרטי של נחושת הוא +0.337 וולט, והמקבילה האלקטרוכימית של נחושת דו ערכית היא 1.186 גרם/(אמפר-שעה).
שימושים בנחושת
לאורך ההיסטוריה, נחושת הייתה מתכת לא ברזלית בשימוש נרחב. בשנת 1998, ייצור הנחושת בעולם היה 14 מיליון טון, במקום השני מבין המתכות הלא ברזליות. ההערכה היא כי צריכת הנחושת בארה"ב ב-2000 תהיה 3.505 מיליון עד 5 מיליון טון, מתוכם תעשיית החשמל מהווה 71.4%, ציוד בנייה מהווה 10.3%, ציוד מכני מהווה 9.1%, תחבורה הציוד מהווה 4.1%, האספקה הצבאית מהווה 1.1%, ודקורציה, פיגמנטים, מטבעות וכו' מהווים 4.0%.
חוטים העשויים ממוליכות טובה של נחושת נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות החשמל והאלקטרוניקה כחוטי כניסה. נחושת בטוהר גבוה המכילה יותר מ-99.99% נחושת משמשת לייצור חוטי נחושת בעלי מוליכות גבוהה וחלקים שצריכים להיות מוליכים. המעגלים המשולבים של מחשבים אלקטרוניים ומעגלים מודפסים של מעגלים משולבים בקנה מידה גדול עשויים מלוחות מרוכבים של נחושת מצופים על חומרים פולימריים. ניתן ליצור מנחושת גם לחוטי תעופה וחלל עמידים לטמפרטורה גבוהה.
ניתן לייצר מנחושת גם מסגסוגות נחושת שונות. על פי שיטת הסיווג המסורתית, ניתן לחלק אותו לארבע קטגוריות: נחושת אדומה, פליז (סגסוגת נחושת-אבץ), נחושת לבנה (סגסוגת נחושת-ניקל) וברונזה (סגסוגת נחושת-פח). הוא משמש בעיקר עבור מוליכות חשמלית, מוליכות תרמית, גמישות, עמידות בפני קורוזיה, מטבעות דקורטיביים וכו '.
לנחושת יש תרכובות רבות, אך השימוש בה קטן מאוד, ומהווה רק כ-1% מצריכת הנחושת. הוא משמש בעיקר בתעשייה כימית, רפואה, חומרי הדברה, מטלורגיה וכו'. לדוגמה, נחושת גופרתית (CuSO4·5H2O) משמשת בעיקר כחומר גלם לציפוי אלקטרוליטי נחושת וייצור מלח נחושת שונים, זרז כימי, אקטיבטור להנפקת מינרלים, חיטוי של תרופות וחומרי הדברה, קוטל חרקים ותוסף מזון לבעלי חיים.
