La gente ha estado aprendiendo y fundiendo cobre desde la antigüedad. Ya en ese momento, el elemento era ampliamente utilizado en la vida cotidiana y varios objetos se hicieron a partir de él. Una aleación de cobre y estaño (bronce) se aprendió a fabricarse hace unos tres mil años y resultó ser una buena arma. El bronce inmediatamente se hizo popular porque se distinguía por su durabilidad y apariencia hermosa. A partir de ella se hicieron joyas, platos, herramientas y caza.
Debido al bajo punto de fusión, la humanidad no tuvo dificultades para dominar rápidamente la producción de cobre en el hogar. ¿Cómo se produce el proceso de fusión del cobre, a qué temperatura comienza a fundirse?
El origen y hallazgo del cobre en la naturaleza.
El elemento químico obtuvo su nombre del nombre de la isla de Chipre (Cuprum), donde se aprendió a extraerlo en el tercer milenio antes de Cristo. En la tabla periódica de elementos químicos en cobre, 29 es un número atómico, está ubicado en el grupo 11 del cuarto período. El elemento es un metal de transición dúctil que tiene un color rosa dorado.
En términos de distribución en la corteza, el elemento ocupa el lugar 23 entre los otros elementos y se encuentra más a menudo en forma de minerales de sulfuro. Los tipos más comunes son la pirita de cobre y el lustre de cobre. Hasta la fecha, hay varias formas de obtener cobre a partir de mineral, pero cualquiera de las tecnologías requiere un enfoque gradual para lograr el resultado final.
Al comienzo del desarrollo de la civilización, las personas aprendieron a recibir y usar el cobre, así como sus aleaciones. Ya en ese momento lejano, no extrajeron minerales sulfídicos, sino de malaquita. En esta forma, no necesitaban calcinación preliminar. La mezcla de mineral con carbón se colocó en un recipiente de tierra, que se introdujo en un pequeño pozo, luego de lo cual la mezcla se prendió fuego, el monóxido de carbono ayudó a la malaquita a recuperarse al estado de cobre libre.
En la naturaleza, el cobre se encuentra no solo en el mineral, sino también en su forma nativa, los depósitos más ricos se encuentran en Chile. Los sulfuros de cobre a menudo se forman en vetas geotérmicas de temperatura media. A menudo, los depósitos de cobre pueden ser en forma de rocas sedimentarias, lutitas y areniscas de cobre, que se encuentran en la región de Chita y Kazajstán.
Propiedades fisicas
El plástico del metal al aire libre se cubre rápidamente con una película de óxido, lo que le da al elemento un característico tono rojo amarillento, en la luz de la película puede tener un color azul verdoso. El cobre es uno de los pocos elementos que tienen un color visible para el ojo. Tiene un alto nivel de conductividad térmica y eléctrica, este es el segundo lugar después de la plata.
Densidad - 8.94 * 10 3 kg / m 3- Calor específico a T = 20 o C - 390 J / kg * K
- Resistividad eléctrica en el rango de temperatura de 20-100 o C - 1.78 * 10 -8 Ohm / m
- Punto de ebullición - 2595 о С
- Conductividad eléctrica a T = 20 o С - 55.5-58 MS / m.
Punto de fusión de cobre
El proceso de fusión ocurre cuando el metal del estado sólido se vuelve líquido y cada elemento tiene su propio punto de fusión. Mucho depende de la presencia de impurezas en la composición del metal, generalmente el cobre se funde a una temperatura de 1083 ° C. Cuando se le agrega estaño, el punto de fusión cae a 930-1140 ° C, el punto de fusión dependerá del contenido de estaño en la aleación. En una aleación de cobre-zinc, el punto de fusión se vuelve aún más bajo: 900-1050 o C.
En el proceso de calentamiento de cualquier metal es la destrucción de la red cristalina. A medida que se calienta la temperatura, el punto de fusión aumenta, pero luego permanece constante después de haber alcanzado un cierto límite de temperatura. En ese momento, se produce el proceso de fusión del metal, se funde completamente y luego la temperatura comienza a subir nuevamente.
Cuando comienza a producirse el enfriamiento del metal, la temperatura comienza a disminuir y, en algún momento, permanece en el mismo nivel hasta el momento de la completa solidificación del metal. Luego el metal se solidifica completamente y la temperatura vuelve a disminuir. Esto se puede ver en el diagrama de fase, que muestra todo el proceso de temperatura desde el inicio del punto de fusión hasta la solidificación del metal.
Cuando se calienta, el cobre calentado comienza a convertirse en un estado de ebullición a una temperatura de 2560 o C. El proceso de hervir un metal es muy similar al proceso de hervir sustancias líquidas cuando el gas comienza a formarse y aparecen burbujas en la superficie. En los puntos de ebullición del metal a las temperaturas más altas posibles, el carbono comienza a liberarse, que se forma como resultado de la oxidación.
Derritiendo cobre en casa
El bajo punto de fusión permitió a las personas en la antigüedad fundir el metal directamente sobre el fuego y luego usar el metal acabado en la vida cotidiana para hacer armas, adornos, platos, herramientas. Para derretir el cobre en casa necesitarás los siguientes artículos:
Crisol y pinzas especiales para él.- Carboncillo
- Horno de mufla.
- Cuerno
- Aspirador doméstico.
- Forma para fundir.
- Gancho de acero.
Todo el proceso se lleva a cabo en etapas, para comenzar el metal se debe poner en un crisol, y luego se coloca en un horno de mufla. Ajuste la temperatura deseada y observe el proceso a través de una ventana de vidrio. En el proceso de fusión, aparecerá una película de óxido en el contenedor con el metal, que debe retirarse abriendo la ventana y moviéndola hacia un lado con un gancho de acero.
Si no hay horno de mufla, el cobre puede fundirse usando autogen, la fusión ocurrirá bajo el acceso normal del aire. Con un soplete puede fundir el cobre amarillo (latón) y los tipos de bronce de bajo punto de fusión. Asegúrese de que la llama envuelve todo el crisol.
Si en casa no hay nada de estos fondos, entonces puedes usar la montaña y colocarla en una capa de carbón. Para aumentar la temperatura, puede usar una aspiradora doméstica activando el modo de soplado, pero solo si la manguera tiene una punta metálica. Es bueno si la punta tiene una punta cónica para que el chorro de aire sea más delgado.
En las condiciones industriales modernas , el cobre puro no se utilizará, su composición contiene muchas impurezas diferentes: hierro, níquel, arsénico y antimonio, así como otros elementos. La calidad del producto terminado está determinada por la presencia del porcentaje de impurezas en la aleación, pero no más del 1%. Indicadores importantes son la conductividad térmica y eléctrica del metal. El cobre se usa ampliamente en muchas industrias debido a su plasticidad, flexibilidad y bajo punto de fusión.