Lidé se učí a taví měď od starověku. V té době byl prvek široce používán v každodenním životě a z něj byly zhotoveny různé předměty. Slitina mědi a cínu (bronz) byla vyrobena asi před třemi tisíci lety, ukázala se jako dobrá zbraň. Bronz se okamžitě stal populárním, protože se vyznačoval trvanlivostí a krásným vzhledem. Z ní byly vyrobeny šperky, nádobí, nářadí a lov.
Kvůli nízkému bodu tání, lidstvo nemělo potíže s rychlým zvládnutím výroby mědi doma. Jak probíhá proces tavení mědi, při jaké teplotě se začíná tavit?
Původ a nález mědi v přírodě
Chemický prvek dostal své jméno podle názvu ostrova Kypr (Cuprum), kde se naučil ho extrahovat zpět ve 3. tisíciletí před naším letopočtem. V periodické tabulce chemických prvků v mědi 29 je atomové číslo, nachází se ve skupině 11 4. periody. Prvkem je tvárný přechodový kov se zlatavě růžovou barvou.
Pokud jde o distribuci v kůře, prvek zaujímá 23. místo mezi ostatními prvky a nejčastěji se nachází ve formě sulfidových rud. Nejběžnější typy jsou měděný pyrit a měděný lesk. Dosud existuje několik způsobů, jak získat měď z rudy, ale k dosažení konečného výsledku vyžaduje některá z těchto technologií postupný přístup.
Na samém počátku vývoje civilizace se lidé naučili přijímat a používat měď a její slitiny. Už v té době těžili sulfidovou, ale malachitovou rudu, v této formě nepotřebovali předběžnou kalcinaci. Směs rudy s uhlím byla umístěna do hliněné nádoby, která byla spuštěna do malé jámy, po které byla směs zapálena, oxid uhelnatý pomohl malachitu obnovit stav volné mědi.
V přírodě se měď nachází nejen v rudě, ale i v její původní podobě, nejbohatší ložiska se nacházejí v Chile. Sulfidy mědi jsou často tvořeny ve středoteplotních geotermálních žilách. Ložiska mědi mohou být často ve formě sedimentárních hornin - břidlice a měděného pískovce, které se nacházejí v oblasti Chita a Kazachstánu.
Fyzikální vlastnosti
Plastový kov v otevřeném prostoru je rychle pokryt vrstvou oxidu, který dodává prvku charakteristický nažloutlý odstín, v lumen filmu může mít zeleno-modrou barvu. Měď je jedním z mála prvků, které mají viditelnou barvu oka. Má vysokou tepelnou a elektrickou vodivost - to je druhé místo po stříbře.
Hustota - 8, 94 * 10 3 kg / m3- Specifické teplo při T = 20 ° C - 390 J / kg * K
- Elektrický odpor v teplotním rozmezí 20-100 ° C - 1, 78 * 10 -8 Ohm / m
- Bod varu - 2595® С
- Elektrická vodivost při T = 20 o С - 55, 5-58 MS / m.
Bod tání mědi
Proces tavení nastává, když se kov z pevné fáze stane kapalným a každý prvek má svůj vlastní bod tání. Hodně záleží na přítomnosti nečistot ve složení kovu, obvykle se měď taví při teplotě 1083 ° C. Když se k ní přidá cín, teplota tání klesne na 930-1140 ° C, teplota tání zde bude záviset na obsahu cínu ve slitině. Ve slitině mědi a zinku se bod tání stává ještě nižší - 900-1050 ° C.
V procesu ohřevu jakéhokoliv kovu je destrukce krystalové mřížky. Když se teplota zahřívá, teplota tání se zvyšuje, ale pak zůstává konstantní po dosažení určitého teplotního limitu. V takovém okamžiku nastane proces tavení kovu, který se úplně roztaví a poté začne teplota opět stoupat.
Když začne docházet k ochlazování kovu, teplota začne klesat a v určitém okamžiku zůstává na stejné úrovni až do okamžiku úplného tuhnutí kovu. Poté kov úplně tuhne a teplota opět klesá. To lze vidět ve fázovém diagramu, který zobrazuje celý teplotní proces od začátku teploty tání až po tuhnutí kovu.
Při zahřátí se zahřátá měď začíná měnit na teplotu varu při teplotě 2560 ° C. Proces varu kovu je velmi podobný procesu vroucích kapalných látek, když se plyn začíná tvořit a na povrchu se objevují bubliny. Na bodech varu kovu při nejvyšších možných teplotách se začíná uvolňovat uhlík, který vzniká v důsledku oxidace.
Tání mědi doma
Nízká teplota tání dovolila lidem ve starověku roztavit kov přímo na ohni a pak použít hotový kov v každodenním životě, aby vyrobili zbraně, dekorace, nádobí, nástroje. Pro roztavení mědi doma budete potřebovat následující položky:
Kelímek a speciální kleště pro něj.- Dřevěné uhlí
- Muflová pec.
- Horn
- Vysavač pro domácnost.
- Forma pro tavení.
- Ocelový hák.
Celý proces probíhá ve fázích, aby se kov začal ukládat do kelímku, a pak se umístí do muflové pece. Nastavte požadovanou teplotu a sledujte proces přes skleněné okno. V procesu tavení se v nádobě s kovem objeví oxidový film, který musí být odstraněn otevřením okna a přesunutím na stranu ocelovým hákem.
Pokud není k dispozici muflová pec, potom může být měď roztavena pomocí autogenu, tání probíhá za normálního přístupu vzduchu. Pomocí rozprašovače můžete roztavit žlutou měď (mosaz) a nízkotavitelné typy bronzu. Zajistěte, aby plamen obklopoval celý kelímek.
Pokud doma není nic z těchto prostředků, pak můžete použít hory, nastavení na vrstvu dřevěného uhlí. Pro zvýšení teploty můžete použít domácí vysavač zapnutím režimu foukání, ale pouze pokud má hadice kovový hrot. Je dobré, je-li hrot opatřen kuželovou špičkou tak, aby proud vzduchu byl tenčí.
V moderních průmyslových podmínkách se čistá měď nepoužije, její složení obsahuje mnoho různých nečistot - železa, niklu, arsenu a antimonu, jakož i dalších prvků. Kvalita hotového výrobku je dána přítomností procenta nečistot ve slitině, ne však více než 1%. Důležitými ukazateli jsou tepelná a elektrická vodivost kovu. Měď je široce používána v mnoha průmyslových odvětvích díky své plasticitě, pružnosti a nízké teplotě tání.