Kupari
Kuparion kemiallinen alkuaine. Se on jaksollisen järjestelmän 29. elementti. Sen atomipaino on 63,55. Se on siirtymämetalli jaksollisen järjestelmän keskellä. Kuparin symboli on "Cu", joka tulee latinan sanastacuprum, joka puolestaan tuli latinan sanasta Kyproksen saarelle, josta kuparia löydettiin.[1]
Ominaisuudet[muuta|muuta lähdettä]
Fysikaaliset ominaisuudet[muutos|muuta lähdettä]
Kuparilevy, happoetsattu, näet normaalisti näkymätön kiderakenteen
Kupari on puhtaana punertavan oranssia, mutta muuttuu pian punertavaksi, kun se altistuu ilmalle.
Kupari on yksi harvoista värillisistä metalleista. Useimmat metallit ovat harmaita tai hopeaa. Kulta, kupari, cesium ja osmium ovat ainoat neljä värillistä metallia. Se on magneettinen. Kupari on vihreää kupari(II)karbonaattina ja kupari(II)hydroksidina. Se muuttuu vihreäksi, koska se hapettuu. Kun kupari on ollut ilmassa, se muodostaa pinnalle vihreää kuparikarbonaattia, jota kutsutaan verdigriksi. Siksi rakennuksen kuparikatto näyttää vihreältä.
Kupari on erittäin joustavaa ja sitkeää. Se voidaan venyttää helposti langoiksi. Kupari on myös erittäin pehmeää, sen Mohsin kovuus on 2,5-3. Tämä tarkoittaa, että se on kovempaa kuin kynsi, mutta pehmeämpi kuin teräksinen taskuveitsi.
Se reagoi happea sisältävien suolahappo- tai ammoniakkiliuosten kanssa. Se voi myös liueta vetyperoksidin ja kloorivetyhapon seokseen. Tämä tekee kupari(II)kloridia. Se ei liukene heikkoihin happoihin. Se voi liueta typpihappoon, jolloin muodostuu kupari(II)nitraattia ja typpidioksidia tai typpioksidia.
Yhdisteet[muutos|muuta lähdettä]
Kupari muodostaa kemiallisia yhdisteitä. Näissä yhdisteissä sillä on kaksi normaalia hapetustilaa: +1 ja +2. +2 on yleisempi. Useimmat +2 kupariyhdisteet ovat sinisiä. +1 kupariyhdisteet voivat olla valkoisia. Kupariyhdisteet ovat heikkoja hapettimia. Ne syövyttävät monia metalleja. Tämä korroosio vie metallin ja laittaa sen kemialliseen yhdisteeseen jättäen kuparin taakseen. Esimerkkinä voisi olla rauta ja kupari(II)sulfaatti, jotka reagoivat kuparin ja rauta(II)sulfaatin muodostamiseksi. +1 kupariyhdisteet ovat pelkistäviä aineita ilmassa. Ne valmistetaan tavallisesti pelkistämällä +2-yhdisteitä.
Kupariyhdisteet voivat olla mustia, vihreitä, punertavia, valkoisia, sinisiä tai keltaisia.
Kupari(I)-yhdisteet[muutos|muuta lähdettä]
Kupari(I)-yhdisteissä on kuparia +1-hapetustilassa. Ne ovat heikkoja pelkistäviä aineita. Ne reagoivat ilman kanssa muodostaen kupari(II)-yhdisteitä. Ne ovat myös suhteettomia kupariin ja kupari(II)yhdisteisiin nähden. Suurin osa niistä ei liukene veteen.
Kupari(I)asetylidi, punertavanruskea, räjähtävä
Kupari(I)bromidi
Kupari(I)kloridi, puhtaana valkoinen, hapettuneena vihreä
Kupari(I)jodidi, väritön kiinteä aine
Kupari(I)oksidi, punertavanruskea
Kupari(II)yhdisteet[muutos|muuta lähdettä]
Kupari(II)-yhdisteiden kupari on hapetustilassa +2. Ne ovat heikkoja hapettimia. Ne ovat vihertäviä, kun ne ovat vesipitoisia (vesimolekyylejä lisätty). Ne ovat vakaampia ilmassa kuin kupari(I)-yhdisteet.
Kupari(II)bromidi, harmaa kiinteä aine
Kupari(II)karbonaatti, vihertävä, muodostuu kuparille ilmassa
Kupari(II)kloridi, vihertävä, kun vesipitoinen, ruskea, kun vedetön
Kupari(II)hydroksidi, vaaleansininen, muuttuu helposti kupari(II)karbonaatiksi
Kupari(II)nitraatti, sininen, hapetin, käytetään demonstraatiovoltaisissa kennoissa
Kupari(II)oksidi, musta
Kupari(II)sulfaatti, sininen, yleisin kupariyhdiste
Paris Green, erittäin myrkyllinen, kirkkaan sinivihreä
Kupari(II)sulfaatti, kupari(II)yhdiste
Kupari(II)kloridi, kupari(II)yhdiste
Kupari(I)kloridi, kupari(I)yhdiste. Se on valkoista, mutta ilma reagoi sen kanssa helposti ja muuttaa sen vihreäksi
Kupari(I)oksidi, kupari(I)yhdiste
Kupari(II)oksidi, kupari(II)yhdiste
Esiintyminen[muutos|muuta lähdettä]
Kupari metallina maassa
Kalkopyriitti
Kuparia löytyy maasta metallina. Yleensä se on vihreä ulkopuolelta. Suurin osa kuparista ei ole metallina, vaan kemiallisissa yhdisteissä. Kalkopyriitti on yleisin kuparimalmi. Se on rikkikiisun ja kuparisulfidin seos. Kuparia löytyy pieniä määriä elävistä olennoista. Joillakin nilviäisillä ja niveljalkaisilla on sinistä verta, koska niiden veressä on kuparia. Eläimillä, kuten ihmisillä ja muilla nisäkkäillä, on punaista verta, koska se sisältää rautaa.
Käyttää[muuta|muuta lähdettä]
Kuparia voidaan käyttää monella tapaa, mutta yksi esimerkki on johdot. Kuparia käytetään johtojen valmistuksessa, koska se on helppo venyttää ja se ei ole kallista. Siksi suuret lankayritykset käyttävät kuparia, koska se on halvempaa ja vie vähemmän aikaa
Kupari saattaa olla vanhin käytetty metalli, sillä hyvin vanhoja kuparityökaluja on löydetty. Kuparia käytetään sähköjohdoissa. Se voidaan myös muotoilla eri osiin. Sitä voidaan käyttää jäähdytyslevyssä. Vapaudenpatsas on valmistettu kuparista. Sitä käytetään myös vettä kuljettavissa putkissa, koska se ei syöpy.
Kun ihmiset sekoittavat kuparia tinaan, syntyy pronssia. Pronssi on paljon kovempaa, ja loi pronssikauden. Siitä tuli vähemmän tärkeä, kun ihmiset oppivat käyttämään rautaa paremmin. Kun sinkkiä sekoitetaan kuparin kanssa, syntyy messinkiä, joka on jopa pronssia kovempaa. Kupari nikkelin kanssa tekee kupronikkelistä.
Kuparia käytetään myös lääketeollisuudessa ja elintarviketeollisuudessa. Kupari voi muuttaa proteiineja, muodostaa radikaaleja ja häiritä entsyymejä, mikä inaktivoi tai tappaa bakteereja ja viruksia.[2]
Kupari on helposti muovattava perusmetalli, jota lisätään usein jalometalleihin parantamaan niiden elastisuutta, joustavuutta, kovuutta, väriä ja korroosionkestävyyttä.
Kemiallisina yhdisteinä[muutos|muuta lähdettä]
Kupari on tärkeä ihmiskehossa. Jos henkilö ei saa tarpeeksi kuparia, kehon molekyylit eivät ehkä toimi. Liian paljon kuparia voi kuitenkin olla ongelma. Ihminen saa suurimman osan tarvitsemastaan kuparista ruoasta, ja vitamiinit sisältävät myös kuparia, jotta saamme tarpeeksi.[3]Kupariyhdisteitä käytetään myös sienten ja levien tappamiseen.
Turvallisuus[muuta|muuta lähdettä]
Kupari ei ole yhtä myrkyllistä kuin metalli. Kupariyhdisteet ovat myrkyllisiä, vaikka pieniä määriä tarvitaan elämiseen. Kupari poistuu elimistöstä helposti, joten se ei kerää myrkyllisiä vaikutuksia.
Valmistelu[muutos|muuta lähdettä]
Joskus kupari vain otetaan pois maasta ja muotoillaan esineiksi. Mutta suurin osa kuparista ei ole metallimuodossa maassa. Kalkopyriitti on tärkein kuparimalmi. Sitä kuumennetaan ilmalla raudan erottamiseksi rauta(II)oksidiksi. Valmistetaan jonkin verran kupari(I)oksidia. Myös rikkidioksidia valmistetaan. Sitten lisätään piidioksidia, joka reagoi rauta(II)oksidin kanssa muodostaen nesteen, joka valutetaan pois. Nyt on jäljellä vain kupari ja sulfidi. Kuparisulfidi reagoi ilman kanssa ja muodostaa kuparimetallia ja rikkidioksidia. Jotkut kuparisulfidit reagoivat kupari(I)oksidin kanssa muodostaen kuparia ja rikkidioksidia. Tämä tekee epäpuhdasta kuparia.
Kupari puhdistetaan elektrolysoimalla. Katodin päälle laitetaan ohut levy puhdasta kuparia ja anodille paksu epäpuhdasta kuparia. Elektrolyytti on kuparisulfaattia. Epäpuhdas kupari liukenee liuokseen. Sitten se peittää ohuen puhtaan kuparilevyn. Tämä tekee kuparista puhdasta.
Suuria määriä kuparia kierrätetään sen korkean arvon ja maailmanlaajuisten kuparivarantojen lisääntyvän ehtymisen vuoksi.
