Zadivljujući element Bakar

Element Bakar

Uvod u element bakra

Theelement bakraje metalni element koji pripada grupi 11 na periodnom sistemu. Poznat je po svojoj savitljivosti, vodljivosti toplote i električne energije i visokoj duktilnosti. Ova svojstva ga čine uobičajenim elementom u industrijskim proizvodima. Bakar se nalazi u prirodi i koristi se hiljadama godina. Ime je dobio po svom latinskom nazivu, cuprum.

Bakar u periodnom sistemu

Element bakar ima simbol Cu i atomski broj 29. Bakar je prelazni metal na vrhu grupe 11 u periodnom sistemu, zajedno sa srebrom i zlatom. Međutim, svi elementi u grupi 11 imaju prilično različita hemijska svojstva. Poput srebra i zlata, bakar ima veoma bogatu vodenu hemiju.

Bakar se nalazi u d-bloku i njegova elektronska konfiguracija je [Ar]4s¹3d¹⁰. Leži desno od nikla i lijevo od cinka na periodnom sistemu.

Zabavne činjenice o bakru

Bakar ima antimikrobna svojstva. Bakrene površine štite od prijenosa virusa SARS-CoV-2.

Postoji više od 570 legura bakra; 2 najpoznatije porodice legura bakra su mesing i bronza.

Riječ "bakar" dolazi od njegovog originalnog opisa kaoCyprium aes, što znači "metal sa Kipra".

Peni su se prvobitno pravili od čistog bakra; međutim, sada su oko 97,5% cinka sa samo tankom bakrenom prevlakom.

Kip slobode dobija svoju zelenu boju zbog oksidacije bakrenog premaza.

Element bakar ima izuzetno visoku provodljivost i toplote i električne energije.

Bakar je neophodan za sve žive organizme jer je ključna komponenta kompleksa respiratornih enzima

Čisti bakar ima crvenkasto-narandžastu boju, jedan od rijetkih metala koji nije srebrnast ili siv

Bakarni prah se lako može napraviti dodavanjem aluminijske folije i malo soli u otopinu bakar sulfata

Bakar acetat se lako može napraviti kod kuće dodavanjem bakra u mješavinu octa i 3% vodikovog peroksida

Peni u SAD-u su 1982. godine od uglavnom bakra postali uglavnom cink.

Antimikrobna svojstva bakra

Godine 2008. Agencija za zaštitu životne sredine (EPA) proglasila je bakar prvim antimikrobnim metalom. Nadalje, organizacija je navela 300 bakrenih površina kao antimikrobne. Termin "ubijanje kontaktom" skovan je za proces inaktivacije mikroba na bakrenim površinama. Prema profesoru Cassandri D. Salgado, ovo se događa jer element "ometa električni naboj ćelijskih membrana organizama". Istraživači su primijetili da se efikasnost kontaktnog uništavanja povećava s povećanim sadržajem bakra (u legurama), povećanom temperaturom i povećanom relativnom vlažnošću.

Primene bakra u današnjem svetu

Za šta se koristi bakar?

Bakar ima različite industrijske primjene zbog svojih metalnih svojstava. Neki od ovih proizvoda uključuju šipke i šipke, žice, cijevi i cijevi. Legure bakra imaju mnoga svojstva kao što su otpornost na koroziju i otpornost na bioobraštanje; ovo čini bakar pogodnim i efikasnim za mnoge upotrebe, kao što je u morskom okruženju.

Bakar je takođe neophodan za ljudski organizam. Svaki dan nam treba oko miligram bakra. Bakar se koristi u kovanicama u većini zemalja

Istorija elementa bakra

Hajde da razgovaramo o tome ko je otkrio bakar. Bakar je bio jedan od prvih elemenata koje je čovjek koristio, a bakarni artefakti datiraju iz 9000. godine prije Krista. U ranom dobu, ljudi su koristili bakar u alatima i u dekorativne svrhe zbog njegove savitljivosti i izdržljivosti. Da budem iskren, niko ne zna ko je "otkrio" bakar.

Rani Rimljani su nazivali bakaraes Cyprium, što znači "metal sa Kipra", jer su mogli da kopaju bakar u velikim količinama na Kipru. Ime je na kraju skraćeno nacuprijumna latinskom, koji je na engleskom postao "bakar".

Hemija bakra – reakcije i jedinjenja

Korozija – oksidacija bakra

Metal bakra reaguje sa vazduhom i vodom (vlaga u vazduhu) i formira bakar karbonat.

2Cu + O₂+ CO₂ + H₂O → CuCO₃+ Cu(OH)₂

Šta se ovde dešava? S vremenom će metal bakra oksidirati na zraku i izgubiti sjaj. Bakar stvara bakar (I) oksid, a zatim bakar (II) oksid, koji se zatim pretvara u bakar bazični karbonat. Ovaj zelenkasti sloj se zove apatina, a najbolje se vidi na kipu slobode. Ovdje postoji lijepo objašnjenje. Ako postoji zagađenje u zraku (npr. sumpor dioksid), tada će se kao dio patine formirati i bakar sulfid i bazni bakar sulfat.

Bakar + kiseonik

Zagrijani metal bakra na visokim temperaturama može reagirati s kisikom i formirati bakar(II) oksid (CuO). Zatim, bakar(II) oksid može reagovati sa gasovitim vodonikom na visokim temperaturama i formirati metal bakra i vodu.

2Cu + O₂→ 2CuO

CuO + H₂→ Cu + H₂O

Bakar (II) oksid, crni prah, također može nastati razgradnjom bakar (II) nitrata, karbonata ili hidroksida. Kada je svježe proizveden, lako reagira s kiselinama i formira odgovarajuću bakrenu (II) so.

bakrov oksid

Bakar (I) oksid, Cu₂O je žuto ili crveno, ovisno o veličini čestica. U prirodi se nalazi kao mineral kuprit. Može nastati sporom oksidacijom bakra ili redukcijom rastvora bakra (II) blagim redukcionim agensom. Bakar(I) oksid je proizvod Fehlingovog i Benediktovog testa koji testiraju redukujuće šećere. Smanjenje šećera će smanjiti bazičnu otopinu soli bakra(II), stvarajući svijetlocrveni precipitat Cu₂O.

Bakar + voda i kiseline

Element bakar ne reaguje sa vodom; to ga čini pogodnim za upotrebu u industrijskim proizvodima kao što su cijevi. Bakar ne reaguje vidljivo sa hlorovodoničnom, sumpornom ili sirćetnom kiselinom. Međutim, dodavanje vodikovog peroksida će uzrokovati reakciju bakra, često formirajući mješavinu soli bakra(I) i bakra(II).

Bakar snažno reaguje s koncentriranom dušičnom kiselinom, stvarajući otrovni plin dušikovog dioksida. Sa razrijeđenom dušičnom kiselinom, proizvodi se manje toksičan NO.

Halogenidi bakra

Fluor: Cu + F₂→ CuF₂

Hlor: Cu + Cl₂→ CuCl₂

Brom: Cu + Br₂→ CuBr₂

Bakar (II) jodid nije stabilan, a umjesto toga obično se proizvodi kombinacija elementarnog bakra i bijelog bakrenog (I) jodida. Ostali bakreni halogenidi su stabilniji.

Copper Compounds

Bakar obično formira spojeve poznate kao soli bakra(II), koje su u rastvoru plavo-zelene boje. Ove soli su takođe rastvorljive u vodi i mogu biti otrovne u velikim količinama. Mnogi živi organizmi imaju tragove ovih jedinjenja kao esencijalnih nutrijenata. Plava boja bakra u vodenom rastvoru je posledica formiranja heksaakvabakar(II) jona, Cu(H)₂O)₆²⁺.

Bakar sulfat

Bakar(II) sulfat je neorgansko jedinjenje sa formulom CuSO₄. U svom pentahidratnom obliku, spoj je svijetloplava sol koja se rastvara u vodi u egzotermnoj reakciji i raspada u bezvodni oblik prije topljenja.

Bezvodni bakar(II) sulfat je bijela čvrsta supstanca koja nastaje dehidratacijom bakar(II) sulfata pentahidrata. Mnogi testovi takođe koriste bakar(II) sulfat kao analitički reagens.

Izolacija bakra

Dodavanje reaktivnijeg metala u rastvor jedinjenja bakra može lako izolovati bakar. Na primjer, možete napraviti bakreni prah od aluminijske folije, ili bakrene kristale od komada cinka. U videu ispod pravimo bakarni prah

Osim toga, nanočestice bakra su sintetizirane korištenjem pristupa kemijske redukcije. U eksperimentu se kombinuju i zagrijavaju rastvor bakar(II) sulfat pentahidrata, skrob, askorbinska kiselina i rastvor natrijum hidroksida. Kada se ohladi, istraživači filtriraju precipitate iz konačnog rastvora.