1. Profesor : Baerle Iulia
Instituţia : Liceul Teoretic
“Principesa Natalia Dadiani”
METALE CARE AU
SCHIMBAT OMENIREA
Realizat de : Ciubrei Ana
Clasa : a 10-a “A”
4. Introducere
Metalele sunt elemente chimice cu proprietăţi fizice specifice, precum: luciu caracteristic, bun
conductor de căldură şi electricitate, ductil si maleabil, și solid la temperatura obișnuită. Aliajele sunt
amestecuri omogene de două sau mai multe metale, avand puncte de topire mai mici și proprietăți
mecanice mai bune decât metalele componente.
Cuprul a fost un material esenţial pentru omenire din timpuri străvechi. De fapt una dintre cele mai
mari „epoci” ale omenirii este denumită după un aliaj al cuprului: bronzul.
Cuprul a fost primul metal folosit de către om. Iar după apariţia bronzului, o gamă largă de piese
turnate au devenit accesibile. Dar cuprul și principalele sale aliaje, bronzul şi alama, au fost
întotdeauna mai mult decât un mijloc pentru înfrumusețare decorativă.
Deși fierul a devenit metalul de bază în fiecare civilizație occidentală, începând cu cea romană însăşi,
cuprul şi aliajele sale au fost folosite atunci când a fost nevoie de o combinație de rezistență și
durabilitate. Capacitatea de a rezista la coroziune a asigurat ca aceste metale: cuprul, bronzul şi
alama să rămână atât materiale funcționale, cât și decorative în timpul Evului Mediu și de-a lungul
secolelor, prin Revoluția Industrială și până în prezent.
5. Cuprul este esenţial vieţii moderne.
Transportă energie electrică şi apă
curată în căminele noastre şi
contribuie în mod semnificativ la
dezvoltarea sustenabilă. Mai mult
decât atât, pentru viaţa umană este
indispensabil. De secole, cuprul
este strâns legat de dezvoltarea
civilizaţiei. Rolul lui în societatea
contemporană se manifestă în
casele noastre, în transporturi, în
infrastructură şi în industrie, chiar
și în propriul nostru corp.
Institutul European al Cuprului.
6. Caracterizare Generala
Simbol chimic: Cu Număr atomic: 29
Poziția în sistemul periodic:
★ Perioada: 4
★ Grupa: I
★ Subgrupa: secundara
Masa atomică: Ar= 64g Configurație electronică:
Structura atomului: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s1
★ p=29;
★ n=43;
★ ē=29;
Straturile electronice:
★ K-2ē
★ L-8ē
★ M-3ē
★ N-1ē
Valența: I, II Gradul de oxidare: +1; +2;
Proprietăți fizice
★ solid roșiatic;
★ metal greu;
★ al doilea cel mai bun conducător
de electricitate și căldură;
★ este foarte maleabil și ductil;
★ este un metal moale;
Stare naturala:
Cuprul nativ se găsește foarte rar în natură.
Cuprul intră în compoziția unor minereuri:
★ calcopirita (CuFeS2
);
★ cuprit (CuO);
★ calcozină (Cu2
S);
Cuprul se găsește și în organismele vii,
în cantități foarte mici.
Cu
Cupru
29 63,55
8. Domenii de Utilizare
Arhitectura
Cuprul a fascinat în dintotdeauna omenirea cu frumuseţea şi
eleganţa lui. Cuprul şi aliajele lui prin aspectul exterior deosebit
de estetic, conferă calitate clădirilor publice, mobilierului şi
obiectelor decorative interioare. În spaţii închise cuprul şi aliajele
lui devin mai închise la culoare, dar nu ruginesc. Fenomenul este
unul foarte lent. Această schimbare de culoare nu afectează
funcţionarea produselor, ceea ce este deosebit de important
pentru aplicaţii cum ar fi conductele de apă şi gaz, robinetele sau
cablurile electrice. Obiectele decorative, bijuteriile, lămpile,
feroneria uşilor pot fi lustruite şi astfel luciul lor poate fi restaurat.
În aer liber, cu trecerea timpului cuprul şi aliajele lui capătă un
strat special, stabil şi atractiv, caracteristică patină verde, care
subliniază, "antichizeaza" statuile, acoperişurile, obiectele
decorative şi elementele arhitecturale, dându-le un aspect diferit.
Astfel este de înţeles de ce aleg designerii cuprul.
9. Domenii de Utilizare
Medicina
De la începuturile civilizaţiei, oamenii au exploatat
proprietăţile antimicrobieneale cuprului. Studiile ştiinţifice
au demonstrat efectele antimicrobiene ale cuprului
împotriva multor boli cauzate de bacterii, viruşi şi ciuperci.
Bacteriile nu pot supravieţui pe suprafeţele de cupru,
reducându-se astfel riscul răspândirii lor prin atingere.
Acest fapt transformă cuprul într-un instrument suplimentar
în lupta împotriva infecţiilor nosocomiale. Pentru păstrarea
sănătăţii, cuprul este un oligoelement important. Fără el sângele
nu ar putea transporta oxigenul. În corpul uman cuprul fortifică
sistemul osos, ajută la producerea celulelor albe şi roşii din
sânge, ajută transportul fierului, asigură controlul glicemiei şi
colesterolului, îmbunătăţeşte capacitatea de contracţie
musculară a inimii şi activitatea creierului. Alimentaţia care
asigură un aport corespunzător de cupru cuprinde: ciocolată
amară, nuci, peşte marin, leguminoase, ficat.
10. Domenii de Utilizare
Industrie
Cuprul este maleabil, uşor de modelat la aproape orice formă, ceea
ce asigură un produs economic pentru utilizările industriale şi
casnice. Aliajele lui, ca bronzul sau alama, sunt utilizate de secole la
fabricarea ţevilor, plăcilor, elementelor de învelire şi ca fire pentru
aparate electrice sau pt. fabricarea bijuteriilor. Se pot realiza forme
complexe, cum se vede pe această imagine a unei trompete care are
suprafeţe curbe complicate şi complexe. În plus, pot fi fabricate
robinete, clopote şi sculpturi din cupru, toate vor dăinui sute de ani.
Cuprul şi aliajele lui pot fi uşor instalate prin tehnici ca nituirea,
fălţuirea, lipirea tare sau moale, sudura. În industrie, această
proprietate este foarte utilă pentru sistemele de ţevi ale instalaţiilor
de apă şi la conectarea conductorilor sau cablurilor de înaltă
tensiune care sunt componente esenţiale ale reţelei de distribuţie a
energiei. Desigur, aceasta este o proprietate importantă şi pentru
artiştii care prepară bijuterii sau sculpturi, fiecare meşteşugar
apreciază acest material frumos atunci când lucrează cu el.
11. Domenii de Utilizare
Conductor
termic și
electric
Conductor termic: După argint, cuprul are cea mai bună
conductivitate termică dintre metale. Unde conductivitatea
termică este esenţială, ca radiatoarele maşinilor,
schimbătoarele de căldură şi unităţile de răcire, cuprul şi
alama sunt cea mai bună soluţie. Iar tigăile de calitate au
fundul din cupru, această suprafaţă asigurând o
temperatură uniformă pentru bucătari.
Conductor electric: După argint, cuprul are cea mai bună
conductivitate electrică dintre metale. Reduce pierderile de
energie electrică, îmbunătăţeşte eficienţa energetică şi în
cazul utilizării optime reduce costurile ciclului de viaţă ale
echipamentelor. De la transportul energiei de înaltă
tensiune la echipamente microelectronice, de la
generatoare de gigawaţi la calculatoare personale, în
producerea, utilizarea şi transportul energiei electrice,
cuprul este metalul cel mai adecvat şi cel mai eficient.
13. Alama este denumirea generică
pentru o serie de aliaje cupru-zinc, cu
combinații diferite de proprietăți,
inclusiv soliditate, prelucrabilitate,
ductilitate, rezistență la uzură,
duritate, culoare, proprietate
antimicrobiană, conductivitate
electrică și termică, precum și
rezistența la coroziune.
Aliajele de cupru-nichel au o rezistență
excelentă la coroziune și au o proprietate
anti-vegetativă în mediul marin. Adaosul de
nichel la cupru îmbunătățește soliditatea și
rezistența la coroziune, dar ductilitatea se
menţine.
・Conducte submarine
・Schimbătoare de căldură și condensatoare
・Racorduri hidraulice
・Ţarcuri pentru peşti destinate acvaculturii
Aliajele de bronz sunt realizate din cupru
și staniu și au fost primele care au fost
dezvoltate în urmă cu aproximativ patru
mii de ani. Ele au fost atât de importante,
încât o perioadă din istoria omenirii este
denumită Epoca Bronzului.
Utilizarea bronzului aluminiu este în
aplicațiile în apă de mare, cum ar fi:
・Cleme, elemente de fixare
・Componente pompe şi supape
・Schimbătoare de căldură
・Feroneria uşilor
・Grilaje, balustrade
・Rame ferestre
・Balamale
Cuprul beriliu este cel mai tare și cel mai
solid dintre toate aliajele cuprului, când
este tratat termic şi prelucrat la rece.
Proprietățile lui mecanice sunt similare
multor oțeluri aliate cu rezistență
ridicată, dar, în comparație cu oțelurile,
are o rezistență mai bună la coroziune.
15. Cuprul este un
element și un
minereu care nu
este atât de
preţios precum ar
fi argintul, aurul
sau platina, însă
este un element
care valoreaza
mult mai mult.
Cuprul care este
de departe de a fi
dăunător, este
esențial vieţii –
plantelor
animalelor, chiar
și a oamenilor.
Cuprul este
întrebuințat peste
tot în lume, iar
efectele lui sunt
fantastice. Este
un metal
regenerabil,
bogat în toate
sferele de
domenii,
rezervele de
cupru pot fi
găsite în
minerale
naturale, iar pe
langa toate
acestea are o
gramada de
beneficii.
16. Cuprul are un rol cheie în istoria monedelor. Primele monede au fost produse din cupru și aur:
alegerea acestor metale nobile s-a datorat rezistenței la coroziune și faptului că puteau fi găsite în
starea lor naturală. În prezent, această alegere este ideală pentru fabricarea de monede, chiar
monedele euro au la bază acest metal roşu. Cuprul şi aliajele sale sunt ușor de format în monede,
datorită rezistenței extraordinare la impact şi uzură. Banii au o importanță considerabilă pentru
economie și viața omului.
Producţia şi transportul energiei electrice au schimbat lumea modernă, această transformare a fost
posibilă datorită cuprului. Existenţa firelor cu diametru mic care transmit energia în mașini,
computere, televizoare şi telefoane mobile, se datorează deductibilității şi flexibilităţii cuprului. Cuprul
şi aliajele lui sunt tari şi rezistenţi. Nu plesnesc, nu se crapă, rezistă chiar şi la uzură, ceea ce
înseamnă că au fost întotdeauna potriviţi pentru fabricarea unor obiecte de folosinţă sau pentru
arme.
Cuprul fiind un metal regenerabil iar potrivit raportului publicat de Grupul Internaţional de Studiere al
Cuprului 41,5% din cuprul utilizat în Europa provine din reciclare. Acest lucru dezvăluie că cerinţa
pentru cupru este asigurată din reciclare, într-un procent progresiv. Creşterea resurselor ajută la
satisfacerea cererii tot mai mari pentru acest metal în acelaşi timp reducând impactul producţiei
asupra mediului şi asigurând disponibilitatea pentru generaţiile viitoare. Reciclarea cuprului are un
rol important în lanțul de aprovizionare economisind depozitarea de deșeuri și stimulând reciclandul
nu facem risipa de materiale.
