Պղինձ

Պղինձ(լատ. Cuprum) - I խմբի քիմիական տարր պարբերական համակարգՄենդելեև (ատոմային թիվ 29, ատոմային զանգված՝ 63,546)։ Միացություններում պղինձը սովորաբար ունենում է +1 և +2 օքսիդացման վիճակներ, և հայտնի են նաև եռարժեք պղնձի մի քանի միացություններ։ Պղնձի ամենակարևոր միացությունները՝ օքսիդներ Cu 2 O, CuO, Cu 2 O 3; հիդրօքսիդ Cu (OH) 2, նիտրատ Cu (NO 3) 2. 3H 2 O, սուլֆիդ CuS, սուլֆատ (պղնձի սուլֆատ) CuSO 4: 5H 2 O, CuCO 3 Cu(OH) 2 կարբոնատ, CuCl 2 քլորիդ: 2H2O.

Պղինձ- հնագույն ժամանակներից հայտնի յոթ մետաղներից մեկը: Անցումային շրջանը քարի դարից դեպի բրոնզի դար (մ.թ.ա. 4-րդ - 3-րդ հազարամյակ) կոչվել է. պղնձի դարկամ քաղկոլիթ(հունարեն chalkos - պղինձ և lithos - քար) կամ քալկոլիթ(լատիներեն aeneus - պղինձ և հունարեն lithos - քարից): Այս ընթացքում հայտնվում են պղնձե գործիքներ։ Հայտնի է, որ Քեոպսի բուրգի կառուցման ժամանակ օգտագործվել են պղնձե գործիքներ։

Մաքուր պղինձ - ճկուն և փափուկ կարմրավուն մետաղ, կոտրվածքի մեջ Վարդագույն գույն, շագանակագույն և խայտաբղետ երանգով տեղերում, ծանր (խտությունը 8,93 գ / սմ 3), ջերմության և էլեկտրականության գերազանց հաղորդիչ, այս առումով զիջելով միայն արծաթին (հալման կետ 1083 ° C): Պղինձը հեշտությամբ քաշվում է մետաղալարի մեջ և գլորվում բարակ թիթեղների մեջ, բայց համեմատաբար քիչ ակտիվ է: Չոր օդի և թթվածնի նորմալ պայմաններում պղինձը չի օքսիդանում: Բայց դա բավականին հեշտությամբ է մտնում ռեակցիաների մեջ սենյակային ջերմաստիճանհալոգեններով, օրինակ, թաց քլորով առաջացնում է CuCl 2 քլորիդ, ծծմբով տաքացնելիս՝ Cu 2 S սուլֆիդ, սելենով։ Բայց պղինձը չի փոխազդում ջրածնի, ածխածնի և ազոտի հետ նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանում: Թթուները, որոնք չունեն օքսիդացնող հատկություն, չեն գործում պղնձի վրա, օրինակ՝ աղաթթուները և նոսր ծծմբաթթուները։ Բայց մթնոլորտային թթվածնի առկայության դեպքում պղինձն այս թթուներում լուծվում է համապատասխան աղերի առաջացմամբ՝ 2Cu + 4HCl + O 2 = 2CuCl 2 + 2H 2 O:

CO 2, H 2 O գոլորշիներ և այլն պարունակող մթնոլորտում այն ​​ծածկվում է պաթինայով՝ հիմնական կարբոնատի (Cu 2 (OH) 2 CO 3) կանաչավուն թաղանթով, որը թունավոր նյութ է։

Պղինձն ընդգրկված է ավելի քան 170 օգտակար հանածոների մեջ, որոնցից միայն 17-ն են կարևոր արդյունաբերության համար, այդ թվում՝ բորնիտը (երփներանգ պղնձի հանքաքար - Cu 5 FeS 4), խալկոպիրիտ (պղնձի պիրիտներ - CuFeS 2), խալկոցիտ (պղնձի փայլ - Cu 2 S) , covelline (CuS), մալաքիտ (Cu 2 (OH) 2 CO 3): Կա նաև հայրենի պղինձ։

Պղնձի խտությունը, պղնձի տեսակարար կշիռը և պղնձի այլ բնութագրերը

Խտություն - 8,93 * 10 3 կգ / մ 3;
Տեսակարար կշիռ - 8,93 գ/սմ3;
Հատուկ ջերմություն 20 °C-ում - 0,094 կալ / աստիճան;
Հալման ջերմաստիճան - 1083°C;
Միաձուլման հատուկ ջերմություն - 42 կալ / գ;
Եռման ջերմաստիճան - 2600°C;
Գծային ընդարձակման գործակից(մոտ 20 ° C ջերմաստիճանում) - 16,7 * 10 6 (1 / աստիճան);
Ջերմային հաղորդունակության գործակից - 335 կկալ / մ * ժամ * կարկուտ;
Դիմադրողականություն 20 °C-ում - 0,0167 Օմ * մմ 2 / մ;

Պղնձի առաձգական մոդուլը և Պուասոնի հարաբերակցությունը

ՊՂնձի միացություններ

Պղնձի (I) օքսիդ Cu 2 O 3և պղնձի օքսիդ (I) Cu2OԻնչպես պղնձի (I) միացությունները, ավելի քիչ կայուն են, քան պղնձի (II) միացությունները։ Պղնձի (I) օքսիդը կամ պղնձի օքսիդը Cu 2 O, բնականաբար հանդիպում է միներալային կուպրիտի տեսքով: Բացի այդ, այն կարելի է ստանալ որպես կարմիր պղնձի (I) օքսիդի նստվածք՝ ուժեղ վերականգնող նյութի առկայության դեպքում տաքացնելով պղնձի (II) աղի և ալկալիի լուծույթը։

Պղնձի (II) օքսիդ, կամ պղնձի օքսիդ, CuO- բնության մեջ հայտնաբերված սև նյութ (օրինակ, հանքային տեներիտի տեսքով): Այն ստացվում է պղնձի (II) հիդրոքսոկարբոնատի (CuOH) 2 CO 3 կամ պղնձի (II) նիտրատի Cu(NO 2) 2 կալցինացման միջոցով:
Պղնձի (II) օքսիդը լավ օքսիդացնող նյութ է: Պղնձի հիդրօքսիդ (II) Cu (OH) 2նստվածք է ստացել պղնձի (II) աղերի լուծույթներից՝ ալկալիների ազդեցության տակ՝ կապույտ ժելատին զանգվածի տեսքով։ Արդեն ցածր տաքացման ժամանակ, նույնիսկ ջրի տակ, այն քայքայվում է՝ վերածվելով պղնձի սև օքսիդի (II):
Պղնձի (II) հիդրօքսիդը շատ թույլ հիմք է։ Հետևաբար, պղնձի (II) աղերի լուծույթները շատ դեպքերում թթվային են, իսկ թույլ թթուներով պղնձը ձևավորում է հիմնական աղեր։

Պղնձի (II) սուլֆատ CuSO 4անջուր վիճակում այն ​​սպիտակ փոշի է, որը կապույտ է դառնում, երբ ջուրը ներծծվում է։ Հետեւաբար, այն օգտագործվում է օրգանական հեղուկների մեջ խոնավության հետքերը հայտնաբերելու համար: Պղնձի սուլֆատի ջրային լուծույթն ունի բնորոշ կապույտ-կապույտ գույն: Այս գույնը բնորոշ է հիդրացված 2+ իոններին, հետևաբար պղնձի (II) աղերի բոլոր նոսր լուծույթներն ունեն նույն գույնը, եթե դրանք չեն պարունակում որևէ գունավոր անիոններ։ Ջրային լուծույթներից պղնձի սուլֆատը բյուրեղանում է ջրի հինգ մոլեկուլներով՝ առաջացնելով թափանցիկ կապույտ բյուրեղներ։ կապույտ վիտրիոլ. Պղնձի սուլֆատը օգտագործվում է մետաղների պղնձով էլեկտրոլիտիկ ծածկույթի, հանքային ներկերի պատրաստման, ինչպես նաև որպես ելակետ պղնձի այլ միացությունների պատրաստման համար։ IN գյուղատնտեսությունՊղնձի սուլֆատի նոսր լուծույթը օգտագործվում է բույսերը ցողելու և հացահատիկները ցանելու համար՝ վնասակար սնկերի սպորները ոչնչացնելու համար:

Պղնձի (II) քլորիդ CuCl 2: 2H2O. Ձևավորում է մուգ կանաչ բյուրեղներ, որոնք հեշտությամբ լուծվում են ջրում։ Պղնձի(II) քլորիդի շատ խտացված լուծույթներն ունեն կանաչ գույն, նոսրացված՝ կապույտ-կապույտ։

Պղնձի (II) նիտրատ Cu (NO 3) 2. 3H2O. Ստացվում է պղինձը ազոտական ​​թթվի մեջ լուծելով։ Պղնձի նիտրատի կապույտ բյուրեղները տաքացնելիս սկզբում կորցնում են ջուրը, այնուհետ հեշտությամբ քայքայվում են թթվածնի և շագանակագույն ազոտի երկօքսիդի արտազատմամբ՝ վերածվելով պղնձի (II) օքսիդի։

Պղնձի (II) հիդրոքսոկարբոնատ (CuOH) 2 CO 3. Այն բնականորեն հանդիպում է մալաքիտ հանքանյութի տեսքով, որն ունի գեղեցիկ զմրուխտ կանաչ գույն։ Այն արհեստականորեն պատրաստվում է պղնձի (II) աղերի լուծույթների վրա Na 2 CO 3 ազդեցությամբ։
2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (CuOH) 2 CO 3 ↓ + 2Na 2 SO 4 + CO 2
Օգտագործվում է պղնձի քլորիդ (II) ստանալու համար, կապույտ և կանաչ հանքային ներկերի պատրաստման, ինչպես նաև պիրոտեխնիկայում։

Պղնձի (II) ացետատ Cu (CH 3 COO) 2. H2O. Ստացվում է մետաղական պղնձի կամ պղնձի (II) օքսիդը քացախաթթվով մշակելով։ Սովորաբար դա տարբեր բաղադրության և գույնի (կանաչ և կապտա-կանաչ) հիմնական աղերի խառնուրդ է։ Վերդիգրիս անվան տակ օգտագործվում է յուղաներկի պատրաստման համար։

Պղնձի բարդ միացություններառաջանում են ամոնիակի մոլեկուլների հետ կրկնակի լիցքավորված պղնձի իոնների միացման արդյունքում։
Պղնձի աղերից ստացվում են տարբեր հանքային ներկեր։
Պղնձի բոլոր աղերը թունավոր են։ Ուստի պղնձի աղերի առաջացումից խուսափելու համար պղնձե ամանները ներսից պատում են թիթեղի շերտով (թիթեղապատված)։

ՊՂՆԻ ԱՐՏԱԴՐՈՒԹՅՈՒՆ

Պղինձը արդյունահանվում է օքսիդի և սուլֆիդային հանքաքարերից։ Ամբողջ արդյունահանվող պղնձի 80%-ը ձուլվում է սուլֆիդային հանքաքարերից։ Որպես կանոն, պղնձի հանքաքարերը պարունակում են մեծ քանակությամբ թափոններ։ Հետեւաբար, պղինձ ստանալու համար օգտագործվում է հարստացման գործընթաց: Պղինձը ստացվում է սուլֆիդային հանքաքարերից հալեցնելով։ Գործընթացը բաղկացած է մի շարք գործողություններից՝ թրծում, հալում, փոխակերպում, կրակում և էլեկտրոլիտիկ զտում: Տապակման ընթացքում կեղտոտ սուլֆիդների մեծ մասը վերածվում է օքսիդների։ Այսպիսով, պղնձի հանքաքարերի մեծ մասի պիրիտ FeS 2-ի հիմնական կեղտը վերածվում է Fe 2 O 3-ի: Տապակման ժամանակ առաջացած գազերը պարունակում են CO 2, որն օգտագործվում է ծծմբաթթու արտադրելու համար։ Երկաթի, ցինկի և այլ կեղտերի օքսիդները, որոնք ստացվում են թրծման գործընթացում, խարամի ձևով առանձնացվում են հալման ժամանակ։ Հեղուկ պղնձե փայլատ (Cu 2 S FeS-ի խառնուրդով) մտնում է փոխարկիչ, որտեղ օդը փչում է դրա միջով: Փոխակերպման ընթացքում արտազատվում է ծծմբի երկօքսիդ և ստացվում է բշտիկ կամ հում պղինձ։ Արժեքավոր (Au, Ag, Te և այլն) արդյունահանման և վնասակար կեղտերը հեռացնելու համար բշտիկային պղինձը սկզբում ենթարկվում է կրակի, ապա էլեկտրոլիտիկ զտման։ Հրդեհային զտման ժամանակ հեղուկ պղինձը հագեցած է թթվածնով։ Այս դեպքում երկաթի, ցինկի և կոբալտի կեղտերը օքսիդանում են, անցնում խարամի և հեռացվում։ Իսկ պղինձը լցնում են կաղապարների մեջ։ Ստացված ձուլվածքները ծառայում են որպես էլեկտրոլիտիկ զտման անոդներ:
Էլեկտրոլիտիկ զտման ժամանակ լուծույթի հիմնական բաղադրիչը պղնձի սուլֆատն է՝ ամենատարածված և էժան պղնձի աղը: Պղնձի սուլֆատի ցածր էլեկտրական հաղորդունակությունը բարձրացնելու համար էլեկտրոլիտին ավելացնում են ծծմբաթթու: Իսկ պղնձի կոմպակտ նստվածք ստանալու համար՝ ոչ մեծ թվովհավելումներ. Հում («բլիստեր») պղնձի մեջ պարունակվող մետաղական խառնուրդները կարելի է բաժանել երկու խմբի.

1) Fe, Zn, Ni, Co. Այս մետաղներն ունեն շատ ավելի բացասական էլեկտրոդային պոտենցիալներ, քան պղնձը: Ուստի անոդը լուծում են պղնձի հետ, սակայն կաթոդի վրա նստվածք չեն ստանում, այլ կուտակվում են էլեկտրոլիտում սուլֆատների տեսքով։ Հետեւաբար, էլեկտրոլիտը պետք է պարբերաբար փոխարինվի:

2) Au, Ag, Pb, Sn. Ազնիվ մետաղները (Au, Ag) չեն ենթարկվում անոդային տարրալուծման, սակայն գործընթացի ընթացքում նստում են անոդում՝ այլ կեղտերի հետ միասին առաջացնելով անոդ տիղմ, որը պարբերաբար հեռացվում է։ Անագը և կապարը լուծվում են պղնձի հետ միասին, սակայն էլեկտրոլիտում ձևավորում են վատ լուծվող միացություններ, որոնք նստում են և նույնպես հեռացվում։

ՊՂնձի համաձուլվածքներ

համաձուլվածքներ, որոնք մեծացնում են պղնձի ամրությունը և այլ հատկությունները, ստացվում են դրա մեջ հավելումներ ներմուծելով՝ ցինկ, անագ, սիլիցիում, կապար, ալյումին, մանգան, նիկել։ Պղնձի ավելի քան 30%-ը գնում է համաձուլվածքների:

փողային- պղնձի համաձուլվածքներ ցինկով (պղինձ 60-ից 90% և ցինկ 40-ից 10%) - ավելի ամուր, քան պղնձը և ավելի քիչ ենթակա օքսիդացման: Երբ արույրին ավելացնում են սիլիցիում և կապար, նրա հակաշփման հատկությունները մեծանում են, իսկ երբ անագ, ալյումին, մանգան և նիկել են ավելանում, հակակոռոզիոն դիմադրությունը մեծանում է: Թերթերը և ձուլածո արտադրանքները օգտագործվում են մեքենաշինության մեջ, հատկապես քիմիական ճարտարագիտության մեջ, օպտիկայի և գործիքավորման մեջ, ինչպես նաև մետաղի և թղթի արդյունաբերության համար ցանցերի արտադրության մեջ:

Բրոնզներ. Նախկինում բրոնզերը կոչվում էին պղնձի (80-94%) և անագի (20-6%) համաձուլվածքներ: Ներկայումս արտադրվում են անագ բրոնզներ, որոնք կոչվում են պղնձի հիմնական բաղադրիչի անունով։

Ալյումինե բրոնզներպարունակում է 5-11% ալյումին, ունեն բարձր մեխանիկական հատկություններ՝ զուգորդված հակակոռոզիոն դիմադրության հետ։

Կապար բրոնզներ 25-33% կապար պարունակող, հիմնականում օգտագործվում են առանցքակալների արտադրության համար, որոնք գործում են. բարձր ճնշումներև բարձր սահելու արագություններ:

սիլիկոնային բրոնզներ 4-5% սիլիցիում պարունակող օգտագործվում են որպես թիթեղյա բրոնզերի էժան փոխարինիչներ:

Բերիլիումի բրոնզներ 1,8-2,3% բերիլիում պարունակող, առանձնանում են կարծրությամբ և բարձր առաձգականությամբ։ Դրանք օգտագործվում են աղբյուրների և գարնանային արտադրանքների արտադրության համար։

Կադմիումի բրոնզներ- փոքր քանակությամբ կադմիումով պղնձի համաձուլվածքներ (մինչև 1%) - օգտագործվում են ջրագծերի և գազատարների կցամասերի արտադրության համար և մեքենաշինության մեջ:

Զինվորներ- գունավոր մետաղների համաձուլվածքներ, որոնք օգտագործվում են եռակցման ժամանակ՝ միաձույլ հղկված կարի ստացման համար: Կոշտ զոդման մեջ հայտնի է պղինձ-արծաթի համաձուլվածքը (44,5–45,5% Ag, 29–31% Cu, մնացածը՝ ցինկ)։

ՊՂՆԻ ԿԻՐԱՌՈՒՄՆԵՐ

Պղինձը, նրա միացությունները և համաձուլվածքներն են լայն կիրառությունտարբեր ոլորտներում:

Էլեկտրատեխնիկայում պղինձը օգտագործվում է մաքուր ձևմալուխային արտադրանքի, մերկ և կոնտակտային մետաղալարերի անվադողերի, էլեկտրական գեներատորների, հեռախոսային և հեռագրական սարքավորումների և ռադիոսարքավորումների արտադրության մեջ։ Ջերմափոխանակիչներ, վակուումային ապարատներ, խողովակաշարեր՝ պղնձից։ Պղնձի ավելի քան 30%-ը գնում է համաձուլվածքների:

Պղնձի համաձուլվածքները այլ մետաղների հետ օգտագործվում են մեքենաշինության մեջ, ավտոմոբիլաշինության և տրակտորային արդյունաբերության մեջ (ռադիատորներ, առանցքակալներ) և քիմիական սարքավորումների արտադրության համար։

Մետաղի բարձր մածուցիկությունը և ճկունությունը հնարավորություն են տալիս օգտագործել պղինձը շատ բարդ նախշով տարբեր ապրանքների արտադրության համար: Կարմիր պղնձե մետաղալարը եռացված վիճակում դառնում է այնքան փափուկ և ճկուն, որ դրանից հեշտությամբ կարելի է ոլորել բոլոր տեսակի լարերը և կարող են թեքվել զարդի ամենաբարդ տարրերը։ Բացի այդ, պղնձե մետաղալարը հեշտությամբ զոդվում է սկանավորված արծաթե զոդով, այն լավ արծաթապատված է և ոսկեզօծ: Պղնձի այս հատկությունները դարձնում են այն անփոխարինելի նյութ ֆիլիգրանից պատրաստված արտադրանքի արտադրության մեջ:

Ջեռուցման ընթացքում պղնձի գծային և ծավալային ընդլայնման գործակիցը մոտավորապես նույնն է, ինչ տաք էմալներինը, և, հետևաբար, սառչելիս էմալը լավ կպչում է պղնձի արտադրանքին, չի ճեղքվում, չի շրջվում: Դրա շնորհիվ էմալային արտադրանքի արտադրության վարպետները նախընտրում են պղինձը մյուս բոլոր մետաղներից:

Որոշ այլ մետաղների նման, պղինձը կենսական կարևորություններից մեկն է հետք տարրեր. Նա ներգրավված է գործընթացում: ֆոտոսինթեզիսկ բույսերի կողմից ազոտի յուրացումը, նպաստում է շաքարի, սպիտակուցների, օսլայի, վիտամինների սինթեզին։ Ամենից հաճախ հողի վրա պղինձը կիրառվում է հնգահիդրատ սուլֆատի տեսքով՝ պղնձի սուլֆատ CuSO 4: 5H 2 O. Մեծ քանակությամբ այն թունավոր է, ինչպես շատ այլ պղնձի միացություններ, հատկապես ցածր օրգանիզմների համար: Փոքր չափաբաժիններով պղինձը անհրաժեշտ է բոլոր կենդանի էակների համար:

Պղնձի պատմություն

Բարի լույս, սիրելի ընթերցող, այս հոդվածում ես ուզում եմ խոսել պղնձի և դրա հատկությունների մասին: Ինչ է պղինձը? Գրեթե բոլորը գիտեն այս հարցի պատասխանը. Աղյուսակում այն ​​ունի Cu (արտասանված kuprum) նշանակումը V.I.-ը գտնվում է 29 ատոմային համարի տակ։ Պղինձ- քիմիական տարր, մետաղ է: Պղնձի Cuprum անվանումը լատիներեն է և գալիս է Կիպրոս կղզու անունից։

Այս մետաղն արդեն լայնորեն օգտագործվում է մարդու կողմից երկար տարիներ. Կան հավաստի փաստեր, որ հնդկացիները, ովքեր ապրում էին Էկվադորում արդեն 15-րդ դարում, գիտեին, թե ինչպես արդյունահանել և օգտագործել պղինձ: Դրանից պատրաստում էին մետաղադրամներ՝ կացինների տեսքով։

Շատ երկար ժամանակ այս մետաղադրամը միակ թղթադրամն էր, որը գոյություն ուներ Հարավային Ամերիկայի ափին: Այս մետաղադրամը նույնիսկ օգտագործվել է ինկերի հետ առևտրում: Պղնձի հանքեր արդեն հայտնաբերվել են Կիպրոս կղզում մ.թ.ա 3-րդ դարում։ Հայտնի հետաքրքիր փաստոր հին ալքիմիկոսներն անվանել են պղինձ՝ Վեներա։

Պղնձի ծագումը

Պղինձը բնության մեջտեղի է ունենում կամ նագեթներում կամ միացություններում: Արդյունաբերության մեջ առանձնահատուկ նշանակություն ունեն խալկոցիտը, բորնիտը և պղնձի պիրիտ. Այնուամենայնիվ, ոսկերչության մեջ այնպիսի դեկորատիվ գոհարներ, ինչպիսիք են լապիս լազուլին և մալաքիտը, գրեթե հարյուր տոկոսանոց պղինձ են:

Պղինձը ոսկեգույն գույն ունի։ Օդում այս մետաղը շատ արագ օքսիդանում է և ծածկվում օքսիդ թաղանթով, որը կոչվում է պատինա։ Պատինայի պատճառով է, որ պղինձը ձեռք է բերում դեղնավուն կարմիր գույն։ Այս մետաղը շատ համաձուլվածքների մի մասն է, որոնք լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ:

Ընդհանուր պղնձի համաձուլվածքներ

Ամենահայտնի համաձուլվածքը դուրալումին է, որը բաղկացած է պղնձի համաձուլվածքև ալյումին: Պղինձը խաղում է դյուրալյումինի մեջ առաջատար դեր. Գուպրոնիկելը պարունակում է նաև պղինձ՝ համակցված նիկելի հետ, բրոնզ՝ անագի և պղնձի միացություն, արույր - պղինձ-ցինկ խառնուրդ.

Պղինձն ունի բավականին բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն։ Այլ մետաղների համեմատ՝ այն արծաթից հետո երկրորդն է էլեկտրական հաղորդունակությամբ։ Ոսկերչական իրերի արտադրության մեջ հաճախ օգտագործվում են ոսկի և պղինձ։ Այս համաձուլվածքի պղինձն անհրաժեշտ է զարդերի ամրությունը դեֆորմացման և քայքայման բարձրացման համար:

Հնում հայտնի էր պղնձի խառնուրդ անագի և ցինկի հետկոչվում է թնդանոթի մետաղ։ Ինչպես երևի արդեն կռահեցիք, դրանից պատրաստվեցին թնդանոթներ, բայց նոր տեխնոլոգիաների մշակմամբ հրացաններն այլևս չօգտագործվեցին և արտադրվեցին, այնուամենայնիվ, այս համաձուլվածքը դեռ օգտագործվում է զենքի պարկուճների արտադրության մեջ:

Պղինձն օժտված է մանրէասպան հատկությամբ, ուստի այն լայնորեն կիրառվում է բժշկության մեջ, որոնք շատ հաճախ են օգտագործվում բժշկության մեջ։ Այս փաստն ապացուցվել է գիտափորձերով և ուսումնասիրություններով։ Պղինձը հատկապես լավ է դիմադրում ոսկեգույն ստաֆիլոկոկին: Այս միկրոբը մեծ քանակությամբ թարախային հիվանդություններ է առաջացնում։

Պղնձի թունավորություն

Միաժամանակ հայտնի է, որ պղինձշատ թունավոր է. Երկիր մոլորակի վրա կա Բերկլի Փիթ լիճը, այն գտնվում է ԱՄՆ-ում՝ Մոնտանա նահանգում։ Այսպիսով, այս լիճը համարվում է ամենաթունավորն աշխարհում։ Սրա պատճառը պղնձի հանքն է, որի տեղում լիճ է գոյացել։

Լճում ջուրը շատ թունավոր է, նրանում գրեթե կենդանի օրգանիզմներ չկան, իսկ լճի խորությունը 0,5 կիլոմետրից ավելի է։ Ջրի ուժեղ թունավորությունը ապացուցվում է մեկ օրինակով, որը տեղի է ունեցել մեկ անգամ լճի վրա: Վայրի սագերի երամը՝ բաղկացած 35 մեծահասակներից, վայրէջք է կատարել լճի ջրային մակերեսին, և 2,5 ժամ անց բոլոր թռչուններին սատկած են գտել։

Սակայն բոլորովին վերջերս լճի հատակում հայտնաբերվեցին բոլորովին նոր միկրոօրգանիզմներ և ջրիմուռներ, որոնք նախկինում բնության մեջ չէին հայտնաբերվել։ Մուտացիաների արդյունքում այս բնակիչներն իրենց լավ են զգում լճի թունավոր ջրում։

Պղինձը առաջին խմբի կողային ենթախմբի տարր է՝ Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի չորրորդ շրջանը՝ ատոմային համարով 29։ Նշանակվում է Cu (լատ. Cuprum) նշանով։ Պարզ նյութ պղինձը (CAS համարը՝ 7440-50-8) ոսկե վարդագույն գույնի ճկուն անցումային մետաղ է (վարդագույն՝ օքսիդ թաղանթի բացակայության դեպքում): Գ վաղուցլայնորեն օգտագործվում է մարդու կողմից:

Անվան պատմությունը և ծագումը

Պղինձը առաջին մետաղներից է, որը լայնորեն յուրացրել է մարդը՝ շնորհիվ հանքաքարից ստանալու համեմատական ​​հասանելիության և ցածր հալման կետի: Հնում օգտագործել են հիմնականում անագ - բրոնզով համաձուլվածքի տեսքով զենքեր պատրաստելու համար և այլն (տես Բրոնզի դար)։
Պղնձի Cuprum (հին Aes cuprium, Aes cyprium) լատիներեն անվանումը գալիս է Կիպրոս կղզու անունից, որտեղ արդեն մ.թ.ա. III հազարամյակում: ե. կային պղնձի հանքեր, և պղինձը ձուլվում էր։
Ստրաբոնը կոչում է պղնձե խալկոսներ՝ Եվբեայի Խալկիսա քաղաքի անունից։ Այս բառից են առաջացել պղնձե և բրոնզե առարկաների, դարբնագործական արհեստների, դարբնագործական արտադրանքների և ձուլվածքների հին հունական շատ անուններ: Պղնձի երկրորդ լատիներեն անվանումն է Aes (սանսկրիտ, ayas, գոթական aiz, գերմաներեն erz, անգլերեն ore) նշանակում է հանքաքար կամ հանք։ Եվրոպական լեզուների ծագման հնդգերմանական տեսության կողմնակիցները արտադրում են Ռուսերեն բառպղինձ (լեհ. miedz, չեխական med) հին գերմանական smida (մետաղ) և Schmied (դարբին, անգլիական Smith): Իհարկե, արմատների փոխհարաբերությունն այս դեպքում անկասկած է, սակայն այս երկու բառերն էլ ծագել են հունարենից։ իմը, իմը իրարից անկախ։ Այս բառից առաջացել են հարակից անուններ՝ շքանշան, մեդալիոն (ֆրանսիական medaille): Պղինձ և պղինձ բառերը հանդիպում են ռուսական ամենահին գրական հուշարձաններում։ Ալքիմիկոսները պղնձե Վեներա են անվանել: Ավելի հին ժամանակներում հանդիպում է Մարս անունը։

Ֆիզիկական հատկություններ

Պղինձը ոսկե-վարդագույն ճկուն մետաղ է, որն արագորեն պատվում է օդում օքսիդ թաղանթով, ինչը նրան տալիս է բնորոշ ինտենսիվ դեղնավուն կարմիր երանգ: Լույսի տակ պղնձի բարակ թաղանթները կանաչավուն կապույտ գույն ունեն։
Պղինձը կազմում է դեմքի կենտրոնացված խորանարդ վանդակ, տիեզերական խումբ F m3m, a = 0,36150 նմ, Z = 4:
Պղինձն ունի բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն (էլեկտրահաղորդականությամբ երկրորդն է արծաթից հետո)։
Այն ունի երկու կայուն իզոտոպ՝ 63 Cu և 65 Cu, և մի քանի ռադիոակտիվ իզոտոպներ։ Դրանցից ամենաերկարակյացը՝ 64 Cu-ն, ունի 12,7 ժամ կիսամյակ և տարբեր ապրանքների հետ քայքայման երկու տարբերակ:
Կան մի շարք պղնձի համաձուլվածքներ՝ արույր՝ ցինկով, բրոնզ՝ անագով և այլ տարրերով, կպրոնիկել՝ նիկելով, բաբիթներ՝ կապարով և այլն։

Քիմիական հատկություններ

Օդում չի փոխվում խոնավության և ածխաթթու գազի բացակայության դեպքում։ Թույլ վերականգնող նյութ է, չի փոխազդում ջրի հետ, նոսր աղաթթվի հետ։ Այն տեղափոխվում է ոչ օքսիդացնող թթուներով կամ ամոնիակի հիդրատով լուծույթի մեջ՝ թթվածնի, կալիումի ցիանիդի առկայությամբ։ Օքսիդացվում է խտացված ծծմբական և ազոտական ​​թթուներով, ջրային ռեգիայով, թթվածնով, հալոգեններով, քալկոգեններով, ոչ մետաղական օքսիդներով: Տաքացման ժամանակ արձագանքում է ջրածնի հալոգենիդներով։

Հանքարդյունաբերության ժամանակակից մեթոդներ

Առաջնային պղնձի 90%-ը ստացվում է պիրոմետալուրգիական, 10%-ը՝ հիդրոմետալուրգիական եղանակով։ Հիդրոմետալուրգիական մեթոդը պղնձի արտադրությունն է՝ այն ծծմբաթթվի թույլ լուծույթով տարրալվացման միջոցով, այնուհետև մետաղական պղնձը լուծույթից առանձնացնելով։ Պիրոմետալուրգիական մեթոդը բաղկացած է մի քանի փուլից՝ հարստացում, թրծում, հալչում դեպի փայլատ, փչում փոխարկիչում, զտում։
Պղնձի հանքաքարերի հարստացման համար օգտագործվում է ֆլոտացիոն մեթոդը (հիմնված պղնձի պարունակող մասնիկների և թափոնների տարբեր թրջելիության կիրառման վրա), ինչը հնարավորություն է տալիս ստանալ 10-ից 35% պղնձի պարունակությամբ պղնձի խտանյութ:
Պղնձի հանքաքարերը և ծծմբի բարձր պարունակությամբ խտանյութերը ենթարկվում են օքսիդատիվ բոման։ Մթնոլորտային թթվածնի առկայության դեպքում խտանյութը կամ հանքաքարը մինչև 700-800 °C տաքացնելու գործընթացում սուլֆիդները օքսիդանում են, իսկ ծծմբի պարունակությունը կրճատվում է սկզբնականի գրեթե կեսով։ Այրվում են միայն աղքատ խտանյութեր (8-ից 25% պղնձի պարունակությամբ), մինչդեռ հարուստ խտանյութերը (25-ից 35% պղինձ) հալեցնում են առանց կրակելու։
Տապակելուց հետո հանքաքարը և պղնձի խտանյութը հալեցնում են փայլատ, որը պղնձի և երկաթի սուլֆիդներ պարունակող համաձուլվածք է։ Փայլը պարունակում է 30-ից 50% պղինձ, 20-40% երկաթ, 22-25% ծծումբ, բացի այդ, փայլատը պարունակում է նիկելի, ցինկի, կապարի, ոսկու, արծաթի կեղտեր: Ամենից հաճախ հալումն իրականացվում է բոցավառ ռեվերբերատոր վառարաններում: Հալման գոտում ջերմաստիճանը 1450 °C է։
Սուլֆիդներն ու երկաթը օքսիդացնելու համար ստացված պղնձե փայլատը ենթարկվում է սեղմված օդով փչելու հորիզոնական փոխարկիչներում՝ կողային պայթյունով։ Ստացված օքսիդները վերածվում են խարամի։ Փոխարկիչում ջերմաստիճանը 1200-1300 °C է։ Հետաքրքիր է, որ փոխարկիչում ջերմությունն ազատվում է հոսքի պատճառով քիմիական ռեակցիաներառանց վառելիքի մատակարարման. Այսպիսով, փոխարկիչում ստացվում է բլիստեր պղինձ, որը պարունակում է 98,4 - 99,4% պղինձ, 0,01 - 0,04% երկաթ, 0,02 - 0,1% ծծումբ և փոքր քանակությամբ նիկել, անագ, անտիմոն, արծաթ, ոսկի։ Այս պղինձը լցնում են շերեփի մեջ և լցնում պողպատե կաղապարների մեջ կամ հորդառատ մեքենայի վրա։
Այնուհետև, վնասակար կեղտերը հեռացնելու համար, բշտիկային պղինձը զտվում է (կրակ, այնուհետև իրականացվում է էլեկտրոլիտիկ զտում): Բլիստերային պղնձի կրակային զտման էությունը կեղտերի օքսիդացումն է, դրանց հեռացումը գազերով և վերածումը խարամի: Հրդեհային զտումից հետո պղինձը ստացվում է 99,0 - 99,7% մաքրությամբ: Այն լցնում են կաղապարների մեջ և ձուլակտորներ են ստանում համաձուլվածքների (բրոնզ և արույր) կամ էլեկտրոլիտիկ զտման համար ձուլակտորների հետագա հալման համար։
Մաքուր պղինձ (99,95%) ստանալու համար իրականացվում է էլեկտրալիտիկ զտում։ Էլեկտրոլիզը կատարվում է վաննաներում, որտեղ անոդը պատրաստված է հրակայուն պղնձից, իսկ կաթոդը՝ մաքուր պղնձի բարակ թիթեղներից։ Էլեկտրոլիտը ջրային լուծույթ է։ Երբ ուղղակի հոսանք է անցնում, անոդը լուծվում է, պղինձը մտնում է լուծույթ և մաքրված կեղտից՝ նստում կաթոդների վրա։ Լոգանքի հատակին կեղտը նստում է խարամի տեսքով, որը մշակվում է արժեքավոր մետաղներ հանելու համար։ Կաթոդները բեռնաթափվում են 5-12 օրվա ընթացքում, երբ դրանց զանգվածը հասնում է 60-ից 90 կգ-ի։ Նրանք մանրակրկիտ լվանում են, ապա հալեցնում էլեկտրական վառարաններում:

Պղնձի հատկությունները, որը բնության մեջ հանդիպում է նաև բավականին մեծ բեկորների տեսքով, մարդիկ ուսումնասիրել են հին ժամանակներում, երբ այս մետաղից և դրա համաձուլվածքներից պատրաստում էին սպասք, զենք, զարդեր և կենցաղային տարբեր ապրանքներ։ Այս մետաղի երկար տարիներ ակտիվ օգտագործումը պայմանավորված է ոչ միայն նրա հատուկ հատկություններով, այլև մշակման հեշտությամբ: Պղինձը, որը առկա է հանքաքարում կարբոնատների և օքսիդների տեսքով, բավականին հեշտությամբ վերականգնվում է, ինչը սովորել են մեր հին նախնիները։

Սկզբում այս մետաղի վերականգնման գործընթացը շատ պարզունակ էր թվում. պղնձի հանքաքարը պարզապես տաքացնում էին կրակների վրա, այնուհետև ենթարկվում արագ սառեցման, ինչը հանգեցրեց հանքաքարի կտորների ճեղքմանը, որից արդեն հնարավոր էր պղինձ արդյունահանել: Այս տեխնոլոգիայի հետագա զարգացումը հանգեցրեց նրան, որ նրանք սկսեցին օդ փչել հրդեհների մեջ, ինչը մեծացրեց հանքաքարի տաքացման ջերմաստիճանը: Այնուհետեւ հանքաքարի ջեռուցումը սկսեց իրականացվել հատուկ նախագծերով, որոնք դարձան լիսեռային վառարանների առաջին նախատիպերը։

Այն, որ պղինձը մարդկության կողմից օգտագործվել է հնագույն ժամանակներից, վկայում են հնագիտական ​​գտածոները, որոնց արդյունքում հայտնաբերվել են այս մետաղից արտադրանք։ Պատմաբանները պարզել են, որ առաջին պղնձի արտադրանքը հայտնվել է մ.թ.ա. 10-րդ հազարամյակում, և այն սկսել է արդյունահանվել, մշակվել և առավել ակտիվ օգտագործվել 8-10 հազար տարի անց: Բնականաբար, այս մետաղի նման ակտիվ օգտագործման նախադրյալները ոչ միայն հանքաքարից դրա արտադրության հարաբերական պարզությունն էին, այլև նրա եզակի հատկությունները. տեսակարար կշիռ, խտություն, մագնիսական հատկություններ, էլեկտրական և հատուկ հաղորդունակություն և այլն:

Մեր օրերում այն ​​արդեն դժվար է գտնել նագեթների տեսքով, այն սովորաբար արդյունահանվում է հանքաքարից, որը բաժանվում է հետևյալ տեսակների.

• Բորնիտ - նման հանքաքարում պղինձը կարող է պարունակվել մինչև 65% քանակությամբ:
• Chalcosine, որը կոչվում է նաև պղնձի փայլ: Նման պղնձի հանքաքարը կարող է պարունակել մինչև 80%:
• Պղնձի պիրիտ, որը նաև կոչվում է խալկոպիրիտ (մինչև 30% պարունակություն):
• Covellin (բովանդակությունը մինչև 64%).

Պղինձը կարելի է արդյունահանել նաև բազմաթիվ այլ օգտակար հանածոներից (մալաքիտ, կուպրիտ և այլն): Դրանք պարունակում են այն տարբեր քանակությամբ։

Ֆիզիկական հատկություններ

Մաքուր պղինձը մետաղ է, որի գույնը կարող է տատանվել վարդագույնից մինչև կարմիր:

Դրական լիցք ունեցող պղնձի իոնների շառավիղը կարող է վերցնել հետևյալ արժեքները.

• եթե համակարգման ինդեքսը համապատասխանում է 6 - մինչև 0,091 նմ;
• եթե այս ցուցանիշը համապատասխանում է 2 - մինչև 0,06 նմ:

Պղնձի ատոմի շառավիղը 0,128 նմ է, և այն բնութագրվում է նաև 1,8 էՎ էլեկտրոնային կապով։ Երբ ատոմը իոնացված է, այս արժեքը կարող է ընդունել 7,726-ից մինչև 82,7 էՎ արժեք:

Պղինձը անցումային մետաղ է՝ Փոլինգի սանդղակով 1,9 էլեկտրաբացասականությամբ։ Բացի այդ, նրա օքսիդացման վիճակը կարող է տարբեր արժեքներ ստանալ: 20–100 աստիճանի սահմաններում ջերմաստիճանի դեպքում դրա ջերմային հաղորդունակությունը 394 Վտ / մ * Կ է: Պղնձի էլեկտրական հաղորդունակությունը, որին գերազանցում է միայն արծաթը, գտնվում է 55,5–58 ՄՍ/մ միջակայքում։

Քանի որ պղինձը գտնվում է պոտենցիալ շարքում ջրածնի աջ կողմում, այն չի կարող հեռացնել այս տարրը ջրից և տարբեր թթուներից: Նրա բյուրեղյա վանդակը ունի խորանարդ երեսակենտրոն տեսակ, արժեքը 0,36150 նմ է։ Պղինձը հալվում է 1083 աստիճան ջերմաստիճանում, իսկ եռման կետը 26570 է։ Պղնձի ֆիզիկական հատկությունները որոշվում են նաև նրա խտությամբ, որը կազմում է 8,92 գ/սմ3։

Նրա մեխանիկական հատկություններից և ֆիզիկական ցուցանիշներից հարկ է նշել նաև հետևյալը.

• ջերմային գծային ընդլայնում - 0.00000017 միավոր;
• առաձգական ուժը, որին համապատասխանում են պղնձի արտադրանքները լարվածության մեջ, 22 կգֆ / մմ2 է.
• Բրինելի սանդղակի վրա պղնձի կարծրությունը համապատասխանում է 35 կգ/մմ2 արժեքին.
• տեսակարար կշիռը 8,94 գ/սմ3;
• առաձգականության մոդուլը 132000 ՄՆ/մ2 է;
• երկարացման արժեքը 60% է:

Այս մետաղի մագնիսական հատկությունները, որը լիովին դիամագնիսական է, կարելի է համարել բոլորովին եզակի։ Հենց այս հատկությունները ֆիզիկական պարամետրերի հետ միասին՝ տեսակարար կշիռ, տեսակարար հաղորդունակություն և այլն, լիովին բացատրում են այս մետաղի լայն պահանջարկը էլեկտրական արտադրանքների արտադրության մեջ: Նմանատիպ հատկություններ ունի ալյումինը, որը հաջողությամբ օգտագործվում է նաև տարբեր էլեկտրական արտադրանքների արտադրության մեջ՝ լարեր, մալուխներ և այլն։

Բնութագրերի հիմնական մասը, որն ունի պղնձը, գրեթե անհնար է փոխել, բացառությամբ առաձգական ուժի: Այս հատկությունը կարող է բարելավվել գրեթե երկու անգամ (մինչև 420–450 MN/m2), եթե իրականացվի այնպիսի տեխնոլոգիական գործողություն, ինչպիսին է աշխատանքային կարծրացումը:

Քիմիական հատկություններ

Պղնձի քիմիական հատկությունները որոշվում են պարբերական աղյուսակում զբաղեցրած դիրքով, որտեղ այն ունի սերիական համար 29-ը եւ գտնվում է չորրորդ շրջանում։ Հատկանշական է, որ այն ազնիվ մետաղների հետ նույն խմբում է։ Սա ևս մեկ անգամ հաստատում է նրա քիմիական հատկությունների եզակիությունը, ինչը պետք է ավելի մանրամասն քննարկվի:

Ցածր խոնավության պայմաններում պղինձը գործնականում քիմիական ակտիվություն չի ցուցաբերում։ Ամեն ինչ փոխվում է, եթե ապրանքը տեղադրվի այնպիսի պայմաններում, որոնք բնութագրվում են բարձր խոնավությամբ և ածխածնի երկօքսիդի բարձր մակարդակով: Նման պայմաններում սկսվում է պղնձի ակտիվ օքսիդացում՝ դրա մակերեսին գոյանում է կանաչավուն թաղանթ՝ բաղկացած CuCO3, Cu(OH)2 և ծծմբի տարբեր միացություններից։ Նման ֆիլմ, որը կոչվում է patina, կատարում է կարևոր գործառույթպաշտպանելով մետաղը հետագա ոչնչացումից:

Օքսիդացումը սկսում է ակտիվորեն առաջանալ նույնիսկ այն ժամանակ, երբ արտադրանքը տաքացվում է: Եթե ​​մետաղը տաքացվում է մինչև 375 աստիճան ջերմաստիճան, ապա դրա մակերեսին ձևավորվում է պղնձի օքսիդ, եթե այն ավելի բարձր է (375-1100 աստիճան), ապա երկշերտ սանդղակ։

Պղինձը բավականին հեշտությամբ արձագանքում է տարրերի հետ, որոնք հալոգեն խմբի մաս են կազմում: Եթե ​​մետաղը տեղադրվի ծծմբի գոլորշու մեջ, այն կբռնկվի։ Նա նաև բարձր հարազատություն է ցույց տալիս սելենի հետ։ Պղինձը չի փոխազդում ազոտի, ածխածնի և ջրածնի հետ նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանում։

Ուշադրության է արժանի պղնձի օքսիդի փոխազդեցությունը տարբեր նյութերի հետ։ Այսպիսով, երբ այն փոխազդում է ծծմբաթթվի հետ, առաջանում է սուլֆատ և մաքուր պղինձ, հիդրոբրոմի և հիդրոիոդաթթուների հետ՝ պղնձի բրոմիդ և յոդ։

Պղնձի օքսիդի ռեակցիաները ալկալիների հետ, որոնց արդյունքում ձևավորվում է կուպրատ, տարբեր տեսք ունեն։ Պղնձի արտադրությունը, որի դեպքում մետաղը վերածվում է ազատ վիճակի, իրականացվում է ածխածնի օքսիդի, ամոնիակի, մեթանի և այլ նյութերի օգտագործմամբ։

Պղինձը երկաթի աղերի լուծույթի հետ փոխազդելիս մտնում է լուծույթ, մինչդեռ երկաթը կրճատվում է։ Նման ռեակցիան օգտագործվում է տարբեր ապրանքներից նստած պղնձի շերտը հեռացնելու համար։

Մեկ և երկվալենտ պղինձն ի վիճակի է ստեղծել բարդ միացություններ, որոնք բարձր կայուն են: Նման միացություններն են կրկնակի պղնձի աղերը և ամոնիակային խառնուրդները։ Երկուսն էլ լայնորեն կիրառվում են տարբեր ոլորտներում։

Պղնձի կիրառությունները

Հայտնի է պղնձի, ինչպես նաև ալյումինի օգտագործումը, որն իր հատկություններով առավել նման է դրան՝ սա մալուխային արտադրանքի արտադրությունն է: Պղնձե լարերը և մալուխները բնութագրվում են ցածր էլեկտրական դիմադրությամբ և հատուկ մագնիսական հատկություններով: Մալուխային արտադրանքի արտադրության համար օգտագործվում են բարձր մաքրությամբ բնութագրվող պղնձի տեսակներ։ Եթե ​​դրա բաղադրությանը ավելացվի նույնիսկ փոքր քանակությամբ օտար մետաղական կեղտեր, օրինակ՝ ընդամենը 0,02% ալյումին, ապա սկզբնական մետաղի էլեկտրական հաղորդունակությունը կնվազի 8–10%–ով։

Ցածր և դրա բարձր ուժը, ինչպես նաև ենթարկվելու ունակությունը տարբեր տեսակներմեխանիկական վերամշակում - սրանք այն հատկություններն են, որոնք հնարավորություն են տալիս դրանից խողովակներ արտադրել, որոնք հաջողությամբ օգտագործվում են գազի, տաք և սառը ջրի և գոլորշու տեղափոխման համար: Պատահական չէ, որ նման խողովակները եվրոպական երկրների մեծ մասում օգտագործվում են որպես բնակելի և վարչական շենքերի ինժեներական հաղորդակցության մաս:

Պղինձը, բացի իր բացառիկ բարձր էլեկտրական հաղորդունակությունից, առանձնանում է ջերմությունը լավ անցկացնելու ունակությամբ։ Այս հատկության շնորհիվ այն հաջողությամբ օգտագործվում է որպես հետևյալ համակարգերի մաս.

• ջերմային խողովակներ;
• հովացուցիչներ, որոնք օգտագործվում են անհատական ​​համակարգիչների տարրերը սառեցնելու համար;
• ջեռուցման և օդի հովացման համակարգեր;
• համակարգեր, որոնք ապահովում են ջերմության վերաբաշխում տարբեր սարքերում (ջերմափոխանակիչներ):

Մետաղական կոնստրուկցիաները, որոնցում օգտագործվում են պղնձե տարրեր, առանձնանում են ոչ միայն իրենց ցածր քաշով, այլև բացառիկ դեկորատիվ ազդեցությամբ։ Դրանով էր պայմանավորված դրանց ակտիվ կիրառումը ճարտարապետության մեջ, ինչպես նաև ինտերիերի տարբեր տարրերի ստեղծման համար։

Պղինձը առաջին մետաղներից է, որը մարդն սկսեց օգտագործել տեխնիկական նպատակներով։ Ոսկու, արծաթի, երկաթի, անագի, կապարի և սնդիկի հետ միասին պղինձը հայտնի է եղել մարդկանց հնագույն ժամանակներից և պահպանում է իր կարևոր տեխնիկական նշանակությունը մինչ օրս։

Պղինձ կամ Cu (29)

Պղինձը վարդագույն-կարմիր մետաղ է, պատկանում է խմբին ծանր մետաղներջերմության գերազանց հաղորդիչ է և էլեկտրական հոսանք. Պղնձի էլեկտրական հաղորդունակությունը 1,7 անգամ ավելի բարձր է, քան ալյումինինը, իսկ 6 անգամ ավելի բարձր է, քան երկաթինը։

Պղնձի Cuprum-ի լատիներեն անվանումը գալիս է Կիպրոս կղզու անունից, որտեղ արդեն 3-րդ դ. մ.թ.ա ե. եղել են պղնձի հանքեր, և պղինձը ձուլվել է։ Մոտ II - III դդ. Եգիպտոսում, Միջագետքում, Կովկասում և այլ երկրներում պղնձաձուլումը մեծ մասշտաբով իրականացվել է. հին աշխարհ. Բայց, այնուամենայնիվ, պղինձը հեռու է բնության մեջ ամենատարածված տարրից. երկրակեղևում պղնձի պարունակությունը կազմում է 0,01%, և սա հայտնաբերված բոլոր տարրերի մեջ ընդամենը 23-րդ տեղն է։

Պղնձի ձեռքբերում

Բնության մեջ պղինձը առկա է ծծմբային միացությունների, օքսիդների, բիկարբոնատների, ածխածնի երկօքսիդի միացությունների տեսքով՝ որպես սուլֆիդային հանքաքարերի և բնիկ մետաղական պղնձի մաս։

Ամենատարածված հանքաքարերն են պղնձի պիրիտը և պղնձի փայլը՝ 1-2% պղինձ պարունակող։

Առաջնային պղնձի 90%-ը ստացվում է պիրոմետալուրգիական, 10%-ը՝ հիդրոմետալուրգիական եղանակով։ Հիդրոմետալուրգիական մեթոդը պղնձի արտադրությունն է՝ այն ծծմբաթթվի թույլ լուծույթով տարրալվացման միջոցով, այնուհետև մետաղական պղնձը լուծույթից առանձնացնելով։ Պիրոմետալուրգիական մեթոդը բաղկացած է մի քանի փուլից՝ հարստացում, թրծում, հալչում դեպի փայլատ, փչում փոխարկիչում, զտում։

Պղնձի հանքաքարերի հարստացման համար օգտագործվում է ֆլոտացիոն մեթոդը (հիմնված պղնձի պարունակող մասնիկների և թափոնների տարբեր թրջելիության կիրառման վրա), ինչը հնարավորություն է տալիս ստանալ 10-ից 35% պղնձի պարունակությամբ պղնձի խտանյութ:

Պղնձի հանքաքարերը և ծծմբի բարձր պարունակությամբ խտանյութերը ենթարկվում են օքսիդատիվ բոման։ Մթնոլորտային թթվածնի առկայության դեպքում խտանյութը կամ հանքաքարը մինչև 700-800°C տաքացնելու գործընթացում սուլֆիդները օքսիդանում են, իսկ ծծմբի պարունակությունը կրճատվում է սկզբնականի գրեթե կեսով։ Այրվում են միայն աղքատ խտանյութեր (8-ից 25% պղնձի պարունակությամբ), մինչդեռ հարուստ խտանյութերը (25-ից 35% պղինձ) հալեցնում են առանց կրակելու։

Տապակելուց հետո հանքաքարը և պղնձի խտանյութը հալեցնում են փայլատ, որը պղնձի և երկաթի սուլֆիդներ պարունակող համաձուլվածք է։ Փայլը պարունակում է 30-ից 50% պղինձ, 20-40% երկաթ, 22-25% ծծումբ, բացի այդ, փայլատը պարունակում է նիկելի, ցինկի, կապարի, ոսկու, արծաթի կեղտեր: Ամենից հաճախ հալումն իրականացվում է բոցավառ ռեվերբերատոր վառարաններում: Ջերմաստիճանը հալման գոտում 1450°C է։

Սուլֆիդներն ու երկաթը օքսիդացնելու համար ստացված պղնձե փայլատը ենթարկվում է սեղմված օդով փչելու հորիզոնական փոխարկիչներում՝ կողային պայթյունով։ Ստացված օքսիդները վերածվում են խարամի։ Փոխարկիչում ջերմաստիճանը 1200-1300°C է: Հետաքրքիր է, որ փոխարկիչում ջերմությունն ազատվում է քիմիական ռեակցիաների առաջացման պատճառով՝ առանց վառելիքի մատակարարման։ Այսպիսով, փոխարկիչում ստացվում է բլիստեր պղինձ, որը պարունակում է 98,4 - 99,4% պղինձ, 0,01 - 0,04% երկաթ, 0,02 - 0,1% ծծումբ և փոքր քանակությամբ նիկել, անագ, անտիմոն, արծաթ, ոսկի։ Այս պղինձը լցնում են շերեփի մեջ և լցնում պողպատե կաղապարների մեջ կամ հորդառատ մեքենայի վրա։

Այնուհետև, վնասակար կեղտերը հեռացնելու համար, բշտիկային պղինձը զտվում է (կրակ, այնուհետև իրականացվում է էլեկտրոլիտիկ զտում): Բլիստերային պղնձի կրակային զտման էությունը կեղտերի օքսիդացումն է, դրանց հեռացումը գազերով և վերածումը խարամի: Հրդեհային զտումից հետո պղինձը ստացվում է 99,0 - 99,7% մաքրությամբ: Այն լցնում են կաղապարների մեջ և ձուլակտորներ են ստանում համաձուլվածքների (բրոնզ և արույր) կամ էլեկտրոլիտիկ զտման համար ձուլակտորների հետագա հալման համար։

Մաքուր պղինձ (99,95%) ստանալու համար իրականացվում է էլեկտրալիտիկ զտում։ Էլեկտրոլիզը կատարվում է վաննաներում, որտեղ անոդը պատրաստված է հրակայուն պղնձից, իսկ կաթոդը՝ մաքուր պղնձի բարակ թիթեղներից։ Էլեկտրոլիտը ջրային լուծույթ է։ Երբ ուղղակի հոսանք է անցնում, անոդը լուծվում է, պղինձը մտնում է լուծույթ և մաքրված կեղտից՝ նստում կաթոդների վրա։ Լոգանքի հատակին կեղտը նստում է խարամի տեսքով, որը մշակվում է արժեքավոր մետաղներ հանելու համար։ Կաթոդները բեռնաթափվում են 5-12 օրվա ընթացքում, երբ դրանց զանգվածը հասնում է 60-ից 90 կգ-ի։ Նրանք մանրակրկիտ լվանում են, ապա հալեցնում էլեկտրական վառարաններում:

Բացի այդ, կան ջարդոնից պղինձ ստանալու տեխնոլոգիաներ։ Մասնավորապես, մաքրված պղինձը ստացվում է ջարդոնից՝ հրդեհային զտման միջոցով։
Ըստ մաքրության պղինձը բաժանվում է դասակարգերի՝ M0 (99,95% Cu), M1 (99,9%), M2 (99,7%), M3 (99,5%), M4 (99%):

Պղնձի քիմիական հատկությունները

Պղինձը ցածր ակտիվ մետաղ է, որը չի փոխազդում ջրի, ալկալային լուծույթների, աղաթթվի և նոսր ծծմբաթթվի հետ։ Այնուամենայնիվ, պղինձը լուծվում է ուժեղ օքսիդացնող նյութերում (օրինակ, ազոտի և խտացված ծծմբի մեջ):

Պղինձը բավականին բարձր դիմադրություն ունի կոռոզիայից: Այնուամենայնիվ, ածխածնի երկօքսիդ պարունակող խոնավ մթնոլորտում մետաղի մակերեսը ծածկվում է կանաչավուն ծածկով (պատինա):

Պղնձի հիմնական ֆիզիկական հատկությունները

Պղնձի մեխանիկական հատկությունները

Բացասական ջերմաստիճաններում պղինձն ունի ավելի բարձր ամրության հատկություններ և ավելի բարձր ճկունություն, քան 20°C ջերմաստիճանում: Տեխնիկական պղինձը սառը փխրունության նշաններ չունի: Ջերմաստիճանի նվազմամբ պղնձի ելքի ուժը մեծանում է, իսկ պլաստիկ դեֆորմացման դիմադրությունը կտրուկ մեծանում է։

Պղնձի օգտագործումը

Պղնձի այնպիսի հատկություններ, ինչպիսիք են էլեկտրական հաղորդունակությունը և ջերմային հաղորդունակությունը, որոշեցին պղնձի կիրառման հիմնական ոլորտը` էլեկտրաարդյունաբերությունը, մասնավորապես, լարերի, էլեկտրոդների և այլնի արտադրության համար: Այդ նպատակով օգտագործվում է մաքուր մետաղ (99,98-99,999%): ենթարկվել է էլեկտրոլիտիկ զտման:

Պղինձն ունի բազմաթիվ յուրահատուկ հատկություններ՝ կոռոզիոն դիմադրություն, լավ մշակելիություն, երկար սպասարկման ժամկետ և հիանալի կերպով համակցված է փայտի, բնական քարի, աղյուսի և ապակու հետ: Իր եզակի հատկությունների շնորհիվ հնագույն ժամանակներից այս մետաղը օգտագործվել է շինարարության մեջ՝ տանիքների, շենքերի ճակատները զարդարելու և այլն: Պղնձի ծառայության ժամկետը շինարարական կառույցներհարյուրավոր տարեկան է։ Բացի այդ, քիմիական սարքավորումների և պայթուցիկ կամ դյուրավառ նյութերի հետ աշխատելու գործիքների մասերը պատրաստված են պղնձից:

Պղնձի կիրառման շատ կարևոր ոլորտը համաձուլվածքների արտադրությունն է։ Առավել օգտակար և օգտագործվող համաձուլվածքներից մեկը արույրն է (կամ դեղին պղինձը): Նրա հիմնական բաղադրիչներն են պղինձը և ցինկը։ Այլ տարրերի հավելումները հնարավորություն են տալիս ձեռք բերել տարբեր հատկություններով արույր: Արույրն ավելի կոշտ է, քան պղնձը, այն ճկուն է և մածուցիկ, հետևաբար այն հեշտությամբ գլորվում է բարակ թիթեղների մեջ կամ դրոշմվում է տարբեր ձևերի մեջ: Մի խնդիր՝ ժամանակի ընթացքում այն ​​սևանում է:

Բրոնզը հայտնի է հին ժամանակներից։ Հետաքրքիր է, որ բրոնզն ավելի հալվող է, քան պղնձը, սակայն նրա կարծրությունը գերազանցում է մաքուր պղնձին և անագի առանձին վերցրած: Եթե ​​30-40 տարի առաջ բրոնզ էին անվանում միայն պղինձ-անագ համաձուլվածքները, ապա այսօր արդեն հայտնի են ալյումինի, կապարի, սիլիցիումի, մանգանի, բերիլիումի, կադմիումի, քրոմի, ցիրկոնիումի բրոնզերը։

Պղնձի համաձուլվածքները, ինչպես նաև մաքուր պղնձը, վաղուց օգտագործվել են տարբեր գործիքների, սպասքի արտադրության համար, օգտագործվում են ճարտարապետության և արվեստի մեջ։

Պղնձե մետաղադրամները և բրոնզե արձանները հնագույն ժամանակներից զարդարել են մարդկանց բնակարանները։ Վարպետների բրոնզե արտադրանքները պահպանվել են մինչ օրս: Հին Եգիպտոս, Հունաստան, Չինաստան. Ճապոնացիները մեծ վարպետներ էին բրոնզի ձուլման ասպարեզում։ 8-րդ դարում ստեղծված Թոդայջի տաճարի հսկա Բուդդայի կերպարը կշռում է ավելի քան 400 տոննա: Նման արձան ձուլելու համար իսկապես ակնառու վարպետություն էր պահանջվում:

Հին ժամանակներում Ալեքսանդրիայի վաճառականների առևտուր ունեցող ապրանքների մեջ մեծ տարածում ուներ «պղնձե կանաչեղենը»։ Այս ներկի օգնությամբ մոդայիկները իրենց աչքերի տակ կանաչ շրջանակներ բերեցին՝ այն ժամանակ այն համարվում էր լավ ճաշակի դրսեւորում։

Հին ժամանակներից մարդիկ հավատում էին պղնձի հրաշագործ հատկություններին և օգտագործում էին այս մետաղը բազմաթիվ հիվանդությունների բուժման համար: Ենթադրվում էր, որ ձեռքին կրած պղնձե ապարանջանը հաջողություն և առողջություն է բերում իր տիրոջը, նորմալացնում է արյան ճնշումը և կանխում աղերի կուտակումը։

Շատ ազգեր դեռ բուժիչ հատկություններ են վերագրում պղնձին: Նեպալի բնակիչները, օրինակ, պղինձը համարում են սուրբ մետաղ, որն օգնում է կենտրոնացնել մտքերը, լավացնում է մարսողությունը և բուժում ստամոքս-աղիքային հիվանդությունները (հիվանդներին ջուր են տալիս խմելու բաժակից, որի մեջ մի քանի պղնձե մետաղադրամ կա): Նեպալի ամենամեծ և ամենագեղեցիկ տաճարներից մեկը կոչվում է «Պղինձ»:

Եղել է դեպք, երբ պղնձի հանքաքարը դարձել է ... վթարի մեղավորը, որը կրել է նորվեգական «Անատինա» բեռնանավը։ Ճապոնիայի ափ մեկնող նավի պահեստները լցված են պղնձի խտանյութով։ Հանկարծ տագնապ հնչեց՝ նավը արտահոսեց։

Պարզվել է, որ խտանյութում պարունակվող պղինձը Անատինա պողպատե մարմնի հետ գալվանական զույգ է կազմել, իսկ ծովի ջրի գոլորշիացումը ծառայել է որպես էլեկտրոլիտ։ Ստացված գալվանական հոսանքն այնքան է կոռոզիայիցրել նավի կորպուսը, որ այնտեղ անցքեր են առաջացել, որոնց մեջ ցայտել է օվկիանոսի ջուրը։