مقدمة موجزة عن النحاس
وبالتالي ، فإن عنصر النحاس متوفر على نطاق واسع في الطبيعة ويحتل المرتبة الخامسة والعشرين من حيث التعاقب في الطبيعة ، ومتوفر بألوان قزحي الألوان (عاكس للون) والألوان الذهبية-الحمراء.
وله عدة خصائص أهمها قدرته الكبيرة على توصيل الكهرباء والحرارة ، وهو معدن مرن بحيث يمكن تشكيله دون كسره ، ولهذا استفاد منه الناس على مر القرون.
النحاس وخصائصه.
وبذلك تنقسم الخواص إلى مواد كيميائية وفيزيائية وهي كالتالي: –
الخواص الكيميائية للنحاس
بناءً على ما سبق ، يتضح أن النحاس يفقد الإلكترونات عندما يتفاعل مع الهواء أو الماء ، وهذا التفاعل يسمى الأكسدة ، مما ينتج عنه إنتاج أكسيد النحاس ، وفي هذه الحالة يتغير لون النحاس ويتحول إلى اللون الأخضر الباهت.
لذلك يجب ملاحظة أن النحاس لا يتأثر بالأحماض غير المعقدة المخففة والأحماض غير المؤكسدة في غياب الهواء.
حالات ذوبان النحاس
- وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن النحاس يبدأ في التفاعل مع كل من حامض الكبريتيك وحمض النيتريك مع توفر الهواء ، مما يؤدي إلى انحلالهما.
- لذلك ، يمكن إذابة النحاس في محلول أمونيا مائي أو محلول سيانيد البوتاسيوم ، عندما يتوفر الأكسجين.
تفاعلات النحاس
- هذه هي الطريقة التي يتفاعل بها النحاس مع الأكسجين ، وينتج أكسيد النحاس (II) (CuO) إذا توفرت الحرارة.
- إذا حدث التفاعل عند درجة حرارة عالية ، فسيكون المنتج أكسيد النحاس ، Cu2O.
- عندما يتفاعل النحاس مع الكبريت مع توفر الحرارة من خلال التسخين ، يتم إنتاج مركب كبريتيد النحاس CU2S.
الخصائص الفيزيائية للنحاس.
وبذلك تتلخص الخواص الفيزيائية للنحاس على النحو التالي: –
نقطة انصهار النحاس الأحمر.
- لذلك ، يشير مفهوم درجة حرارة الانصهار إلى درجة الحرارة التي تتغير فيها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة ، وتعتبر نقطة الانصهار من أهم خصائص المادة.
- كما تستخدم لتعريفها ، وهنا نجد أن درجة انصهار النحاس هي 1084.62 درجة مئوية ، أي ما يعادل 1984.32 فهرنهايت.
النحاس وأماكن وجوده
لذلك تتنوع مصادر النحاس وتوجد في معظم دول العالم ، ولكن وفقًا لدراسات وكالة الدراسات البيولوجية فقد تم إثبات ذلك.
يتركز ما يقرب من خمسين بالمائة من المصدر غير المعروف للنحاس في أمريكا الشمالية وشبه الجزيرة الهندية وأمريكا الجنوبية وجنوب آسيا الوسطى.
اما الدول المفصلة فهي كالتالي: –
أمريكا الشمالية
- وبذلك فهو يحتوي على أكثر من خمسة وعشرين طناً ، وتتوزع هذه النسبة بين الولايات المتحدة الأمريكية وغرب كندا وألاسكا وشمال المكسيك.
- تتركز الولايات المتحدة الأمريكية في العديد من الولايات التي يتوفر فيها إنتاج النحاس ، مثل أريزونا ونيو مكسيكو ونيفادا وموناتا ويوتا.
أمريكا الجنوبية
- لديها ما يقرب من عشرين في المائة من إجمالي كمية النحاس من مصدر غير معروف ، وهي واحدة من أكبر موردي النحاس ، من رواسب البورفير.تشيلي وبيرو هما الدولتان الرئيسيتان لإنتاج النحاس في العالم.
أمريكا الوسطى
- يشبه مدى الوجود في أمريكا الوسطى الحزام الذي يمتد من بنما إلى جنوب غرب المكسيك ، على سبيل المثال ، يوجد في بنما حوالي مليوني طن من النحاس (البورفير).
الشرق الأوسط وأفريقيا
- تتركز رواسب النحاس في وسط إفريقيا ، وتحديداً في زامبيا وجمهورية الكونغو الديمقراطية.
شرق استراليا
- هناك رواسب عملاقة من النحاس السماقي ، بالإضافة إلى رواسب صغيرة من الرخام.
أوروبا الشرقية
- لديها أكبر نسبة من رواسب النحاس في العالم وتتركز في بولندا.
شبه جزيرة الهند الصينية وجنوب وسط آسيا
- تم العثور على رواسب النحاس في هضبة التبت.
جنوب غرب آسيا وأوروبا الشرقية
- تتركز رواسب النحاس في أفغانستان ، بالإضافة إلى وجود رواسب الرخام السماقي ، وتمتد في جميع أنحاء رومانيا ، مروراً بإيران وتركيا.
شمال وسط آسيا
- توجد رواسب البورفير في كازاخستان ومنغوليا.
النحاس وأنواعه
يوجد النحاس في ثلاثة أنواع مختلفة وهي كالتالي: –
انخفاض النحاس
- مع هذا النوع من النحاس ، تتم إزالة الأكسجين عن طريق إضافة الفوسفور المصهور ، ويمكن أيضًا إضافة البورون في السبائك.
- تشكل مادة صلبة تتميز بقوتها ومقاومتها للتآكل في حالة تعرضها للهيدروجين ، وهذا هو سبب استخدامها في العديد من الاستخدامات ، بما في ذلك التدفئة المركزية.
- كما تم تضمين ورق الأسقف وبناء المباني والجدران الجافة وإمدادات المياه والغاز للمنازل.
نحاس موصل للغاية
- أكثر ما يميز هذا النوع من النحاس هو قدرته الكبيرة على توصيل الطاقة الكهربائية.
- وهذا في حالة البرودة والحرارة على حد سواء ، لذلك فهو أكثر ملاءمة في التطبيقات الكهربائية ، مثل الكابلات والأسلاك ، ويتميز بكونه شديد المرونة ، لذلك من السهل تشكيله على شكل أسلاك رفيعة.
- وهكذا فإن أشهر أنواع النحاس عالي التوصيل هو ETP ، وهو منتشر بشكل كبير في أمريكا الشمالية ، أو كما يطلق عليه في العديد من البلدان ، النحاس الكهربائي.
- تتراوح متانته بين 100 بالمائة و 101.5 بالمائة ، ويتم تحديد ذلك وفقًا للمعيار الدولي لصلابة النحاس.
سبائك النحاس
- وهي سبيكة غير حديدية ، أي لا تحتوي على الحديد ، ويتكون النحاس فيها من العديد من المعادن ، مثل النيكل والقصدير والألمنيوم والزنك.
أنواع السبائك التي يستخدم فيها النحاس
-
سبائك الألومنيوم والبرونز مع النحاس
هذه هي الطريقة التي تستخدم بها هذه السبيكة في مصافي الملح ، والمكون الصحي الرئيسي هو صمام الألومنيوم ، والذي يوجد بنسبة 5.12٪ مع كل من الزنك والخبث.
-
سبائك البرونز
تُصنف هذه السبيكة على أنها أهم سبيكة يدخل فيها النحاس ، وتتميز بمقاومتها للاحتكاك وصلابتها ، وقدرتها على الحفاظ على جودتها لفترة طويلة.
- سبيكة مرآة معدنية
- هذا هو سبيكة من البرونز والجير ويستخدم للمجوهرات.
- سبيكة من النحاس والنيكل والزنك.
عيوب ومزايا النحاس.
يتمتع النحاس بالعديد من المزايا ومنها ما يلي: –
- تكلفتها المنخفضة.
- متوفر في الطبيعة.
- لذلك ، فهي تحتل المرتبة الثانية بعد الفضة في قائمة المعادن الأكثر موصلة للكهرباء.
- يحتوي على بعض الخصائص المضادة للميكروبات ، ولهذا يعتبر من المعادن التي تقلل من الحمل البكتيري على الأسطح.
عيوب النحاس كالتالي: –
- من أهم العيوب الأساسية للنحاس تأكسده السريع وتحوله إلى اللون الأخضر الباهت عند تعرضه للهواء أو الماء ، وهو ما يفسر ضعف جودته البصرية.
النحاس واستخداماته.
يستخدم النحاس في العديد من الصناعات مثل الصناعة الكهربائية ، بالإضافة إلى صناعة أنابيب المياه ، ولأنه معدن سام للحيوانات اللافقارية ، فإنه يستخدم كمبيد حشري.