Proprietăți fizice și chimice ale cuprului

Proprietăți fizice

Cuprul, element metalic din grupa I-a secundară, are numărul atomic 29 , masa atomică 63,54 şi valenţa I sau II. Este un metal moale de culoare roşie-arămie, cristalizează în sistemul cubic cu feţe centrate şi nu prezintă alte forme alotropice. Este opac, prezintă luciu metalic în stare compactă, acesta dispărând în stare de pulbere. Este un metal maleabil, ductil şi tenace . Astfel, rezistenţa la rupere la tracţiune variază între 40 şi 45 de daN/mm2, după laminare scăzând la 20-24 daN/mm2 în urma unui tratament de recoacere. În acelaşi mod scade şi duritatea Brinell (HB) de la 120 la 35-40. Dintre impurităţile care influenţează negativ proprietăţile mecanice ale cuprului, fragilizându-l, menţionăm: oxigenul, sulful şi fosforul (Hătărăscu, 1980).

Caracteristic cuprului este remarcabila sa conductivitate termică şi electrică. În comparaţie cu argintul, care posedă cele mai mari valori ale acestor caracteristici , cuprul se situează pe locul al doilea, cu o conductivitate termică de circa 75% faţă de argint şi cu o rezistivitate electrică mai mare decât argintul cu numai 11,8%. Este un metal greu cu densitatea ρ = 8,96 g/cm³ şi moale ,cu duritate 2,5-3 pe scara Mohs, temperatura de topire de 1083⁰C şi temperatura de fierbere de 2310⁰C (Hătărăscu, 1980). Conductibilităţile termice şi electrice mari îl plasează pe locul II între cei mai buni conductori după argint (Stoian, 2009).

Formează un număr mare de aliaje cu Zn, Sn, Al, Ni, Pb, Mn, Be, Fe, Mg, Au, Ag şi amalgame cu Hg. Aliajele cuprului cu zincul se numesc alame şi după compoziţie sunt:

• alame roşii (20% Zn, maleabile)
• alame galbene (20-25% Zn)
• alame albe (50-80% Zn, casante şi pot fi turnate)
• alame speciale (mai conţin Pb, Ni, Mn, Fe, Mg, Au, Ag)

Aliajele cuprului cu staniu sau aluminiu se numesc bronzuri şi pot fi:

• bronzuri cu staniu
• bronzuri cu aluminiu
• bronzuri fosforoase
• bronzuri speciale.

Proprietăți chimice

Din punct de vedere chimic este un metal puţin reactiv. La temperatura camerei, cuprul nu se combină cu oxigenul din aer, dar încălzit în aer sau oxigen, se oxidează formând CuO (negru) sau, la o temperatură mai ridicată Cu2O (roşu), iar sub formă de pulbere arde în flacără cu o culoare verde.

2Cu + O₂ = 2CuO (negru) (18)

4CuO = 2Cu₂O(roşu) + O₂↑ (19)

Cuprul se combină, chiar la rece, cu clorul (umed) şi cu ceilalţi halogeni; de asemenea are o mare afinitate pentru sulf şi seleniu. Nu se combină direct cu azotul, hidrogenul şi carbonul; formează însă indirect combinaţii.

Cu apa nu reacţionează, dar în atmosferă umedă se acoperă cu un strat de culoare verde (cocleală), care este un hidroxid de cupru carbonatat, sub acest strat cuprul este protejat (se pasivează). Potenţialul de oxidare al cuprului este negativ, cuprul nu reacţionează decât cu acizii oxidanţi concentraţi, cum sunt H2SO4 şi HNO3:

Cu + 2 H2SO4 = CuSO4 + SO2↑ + H2O (20)

3Cu + 8 HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O (21)

Este surprinzătoare reacţia cuprului cu HCl concentrat, cu degajare de H2, în realitate nu se formează ionul de Cu+ ci un ion complex [CuCl2]. Prin formarea complexului, concentraţia ionilor cuproşi este atât de micşorată, încât potenţialul cuprului creşte peste cel al hidrogenului. La fel se explică şi dizolvarea cuprului metalic, cu degajare de hidrogen, într-o soluţie concentrată de cianură de sodiu:

Cu + 2CN¯ + HOH = [Cu(CN)2]¯ + HO¯ + ½ H2 (22)

Cu amoniacul reacţionează cu formare de amino-complecşi, iar cu sărurile altor metale formează săruri şi pune în libertate metalul:

Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag↓ (23)

Apăsați aici și începeți să scrieți. Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem accusantium doloremque laudantium totam rem aperiam eaque ipsa quae ab illo inventore veritatis et quasi.

Apăsați aici și începeți să scrieți. Ipsum quia dolor sit amet consectetur adipisci velit sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem ut.