bakır -Copper

Bakır, ₂₉ Cu
Bakır
Dış görünüş	kırmızı-turuncu metalik parlaklık
Standart atom ağırlığı A r °(Cu)
Periyodik tablodaki bakır
	nikel ← bakır → çinko
Atom numarası ( Z )	29
Grup	grup 11
Dönem	dönem 4
Engellemek	d-blok
Elektron düzenlenişi	[ Ar ] 3d 10 4s 1
kabuk başına elektron	2, 8, 18, 1
Fiziki ozellikleri
STP'de Faz _	sağlam
Erime noktası	1357,77 K (1084,62 °C, 1984,32 °F)
Kaynama noktası	2835 K (2562 °C, 4643 °F)
Yoğunluk ( rt yakınında )	8,96 g/ cm3
sıvı olduğunda ( mp'de )	8,02 g/ cm3
Füzyon ısısı	13,26 kJ/mol
Buharlaşma ısısı	300,4 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	24.440 J/(mol·K)
atomik özellikler
oksidasyon durumları	−2, 0, +1 , +2 , +3, +4 (hafif bazik bir oksit)
elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1.90
iyonlaşma enerjileri
atom yarıçapı	ampirik: 128: 00
kovalent yarıçap	132±4 pm
Van der Waals yarıçapı	140:00
	Bakırın spektral çizgileri
Diğer özellikler
Doğal oluşum	ilkel
Kristal yapı	yüz merkezli kübik (fcc)
ses hızı ince çubuk	(tavlanmış) ; 3810 m/s ( rt'de )
Termal Genleşme	16,5 µm/(m⋅K) (25 °C'de)
Termal iletkenlik	401 W/(m⋅K)
Elektrik özdirenci	16,78 nΩ⋅m (20 °C'de)
Manyetik sıralama	diyamanyetik
Molar manyetik duyarlılık	-5,46 × 10 -6 cm3 / mol
Gencin modülü	110–128 GPa
Kayma modülü	48 GPa
toplu modül	140 GPa
Poisson oranı	0,34
Mohs sertliği	3.0
Vickers sertliği	343–369 MPa
Brinell sertliği	235–878 MPa
CAS numarası	7440-50-8
Tarih
Adlandırma	Kıbrıs'tan sonra Roma döneminde ( Cyprium ) başlıca madencilik yeri
keşif	Orta Doğu ( MÖ 9000 )
Sembol	"Cu": Latince cuprum'dan
bakır izotopları v; e;
β -	64 çinko
	Kategori: Bakır; görüş; konuşmak; düzenlemek; \| Referanslar

Bakır, Cu ( Latince : cuprum'dan ) sembolü ve atom numarası 29 olan kimyasal bir elementtir . Çok yüksek termal ve elektrik iletkenliğine sahip , yumuşak, dövülebilir ve sünek bir metaldir . Saf bakırın yeni açığa çıkmış yüzeyi pembemsi-turuncu bir renge sahiptir . Bakır, ısı ve elektrik iletkeni olarak, bir inşaat malzemesi olarak ve mücevherde kullanılan som gümüş , denizcilik donanımı ve madeni para yapımında kullanılan cupronickel ve gerinim ölçerlerde ve termokupllarda kullanılan konstantan gibi çeşitli metal alaşımlarının bir bileşeni olarak kullanılır. sıcaklık ölçümü için.

Bakır, doğada doğrudan kullanılabilir bir metalik formda ( doğal metaller ) bulunabilen birkaç metalden biridir . Bu, MÖ 8000 dolaylarında, çeşitli bölgelerde çok erken insan kullanımına yol açtı. Binlerce yıl sonra, MÖ 5000 dolaylarında sülfit cevherlerinden eritilen ilk metaldi ; bir kalıba dökülecek ilk metal, c. MÖ 4000; ve bronz oluşturmak için başka bir metal olan kalayla kasıtlı olarak alaşımlanacak ilk metal , c. MÖ 3500

Roma döneminde bakır, esas olarak metal adının kökeni olan aes cyprium'dan (Kıbrıs metali) Kıbrıs'ta çıkarıldı ve daha sonra cuprum'a (Latince) dönüştürüldü. Coper ( Eski İngilizce ) ve bakır bundan türetildi, daha sonraki yazım ilk kez 1530 civarında kullanıldı.

Yaygın olarak karşılaşılan bileşikler, azurit , malakit ve turkuaz gibi minerallere genellikle mavi veya yeşil renkler veren ve yaygın olarak ve tarihsel olarak pigment olarak kullanılmış olan bakır (II) tuzlarıdır.

Binalarda, genellikle çatı kaplama için kullanılan bakır, oksitlenerek yeşil bir bakır pası (veya patina ) oluşturur. Bakır bazen dekoratif sanatta hem temel metal formunda hem de pigment olarak bileşiklerde kullanılır . Bakır bileşikleri bakteriyostatik ajanlar , fungisitler ve ahşap koruyucular olarak kullanılır .

Bakır, solunum enzimi kompleksi sitokrom c oksidazın temel bir bileşeni olduğundan, tüm canlı organizmalar için eser miktarda bir diyet minerali olarak gereklidir . Yumuşakçalarda ve kabuklularda bakır, balık ve diğer omurgalılarda demir kompleksli hemoglobin ile değiştirilen kan pigmenti hemosiyanin bileşenidir . İnsanlarda bakır esas olarak karaciğer, kas ve kemikte bulunur. Yetişkin vücudu, vücut ağırlığının kilogramı başına 1,4 ila 2,1 mg bakır içerir.

Özellikler

Fiziksel

Sürekli dökümle yapılmış bir bakır disk (%99,95 saflık) ; kristalitleri ortaya çıkarmak için kazınmış

Erime noktasının hemen üzerindeki bakır, yeterli ışık turuncu akkor renginden daha fazla parladığında pembe parlak rengini korur.

Bakır, gümüş ve altın periyodik tablonun 11. grubundadır ; bu üç metal, dolu bir d- elektron kabuğunun üzerinde bir s-yörünge elektronuna sahiptir ve yüksek süneklik ve elektriksel ve termal iletkenlik ile karakterize edilir . Bu elementlerdeki dolu d-kabukları, metalik bağlar yoluyla s-elektronlarının hakim olduğu atomlar arası etkileşimlere çok az katkıda bulunur . Eksik d kabuklu metallerin aksine, bakırdaki metalik bağlar kovalent karakterden yoksundur ve nispeten zayıftır. Bu gözlem, tek bakır kristallerinin düşük sertliğini ve yüksek sünekliğini açıklar. Makroskopik ölçekte, tane sınırları gibi kristal kafese genişletilmiş kusurların eklenmesi , uygulanan stres altında malzemenin akışını engeller ve böylece sertliğini arttırır. Bu nedenle, bakır genellikle monokristal formlardan daha fazla mukavemete sahip ince taneli polikristal formda sağlanır .

Bakırın yumuşaklığı, yüksek elektrik iletkenliğini kısmen açıklar (59,6 × 106 S /m ) ve yüksek termal iletkenlik, oda sıcaklığında saf metaller arasında en yüksek ikinci (yalnızca gümüşten sonra ikinci) ^.Bunun nedeni, oda sıcaklığında metallerde elektron taşınmasına karşı direncin, esas olarak yumuşak bir metalde nispeten zayıf olan kafesin termal titreşimleri üzerindeki elektronların saçılmasından kaynaklanmasıdır. Açık havada izin verilen maksimum bakır akım yoğunluğu yaklaşık olarak3,1 × 10 ⁶ A/m2 kesit alanı, üzerinde aşırı ısınma başlar.

Bakır, gri veya gümüş dışında doğal bir renge sahip birkaç metalik elementten biridir. Saf bakır turuncu-kırmızıdır ve havaya maruz kaldığında kırmızımsı bir kararma kazanır. Bunun nedeni , görünür spektrumun kırmızı kısmında yer alan ve daha yüksek frekanslı yeşil ve mavi renkleri emmesine neden olan metalin düşük plazma frekansıdır .

Diğer metallerde olduğu gibi, bakır başka bir metalle temas ettirilirse galvanik korozyon meydana gelir.

Kimyasal

Oksitlenmemiş bakır tel (solda) ve oksitlenmiş bakır tel (sağda)

Edinburgh Kraliyet Gözlemevi'nin Doğu Kulesi , 2010'da kurulan yenilenmiş bakır ile orijinal 1894 bakırının yeşil rengi arasındaki kontrastı gösteriyor.

Bakır su ile reaksiyona girmez, ancak nemli havada demir üzerinde oluşan pasın aksine, alttaki metali daha fazla korozyondan ( pasivasyon ) koruyan kahverengi-siyah bir bakır oksit tabakası oluşturmak için atmosferik oksijenle yavaşça reaksiyona girer. Birçok eski binanın çatı kaplaması ve Özgürlük Heykeli gibi eski bakır yapılarda yeşil bir bakır pası tabakası (bakır karbonat) sıklıkla görülebilir . Bakır , çeşitli bakır sülfitleri oluşturmak için reaksiyona girdiği bazı kükürt bileşiklerine maruz kaldığında kararır .

izotoplar

29 bakır izotopu vardır .⁶³
cu
Ve⁶⁵
cu
kararlı, ile⁶³
cu
doğal olarak oluşan bakırın yaklaşık %69'unu içerir; her ikisinin de dönüşü 3 ⁄ 2 . Diğer izotoplar radyoaktiftir ve en kararlı olanı⁶⁷
cu
61.83 saatlik yarılanma ömrü ile . Yedi yarı kararlı izotop karakterize edilmiştir;^68m
cu
3.8 dakikalık yarılanma ömrü ile en uzun ömürlü olanıdır. Kütle numarası 64'ün üzerinde olan izotoplar β ^- ile bozunurken , kütle numarası 64'ün altında olanlar β ⁺ ile bozunur .⁶⁴
cu
12.7 saatlik bir yarı ömre sahip olan , çift yönlü bozunur.

⁶²
cu
Ve⁶⁴
cu
önemli uygulamalara sahiptir.⁶²
cu
kullanılır⁶²
cu
Pozitron emisyon tomografisi için radyoaktif bir izleyici olarak Cu-PTSM .

olay

Michigan, Keweenaw Yarımadası'ndan yaklaşık 2,5 inç (6,4 cm) uzunluğunda doğal bakır

Bakır, büyük kütleli yıldızlarda üretilir ve Dünya'nın kabuğunda milyonda yaklaşık 50 parça (ppm) oranında bulunur. Doğada bakır, doğal bakır , kalkopirit , bornit , digenit , kovellit ve kalkosit gibi bakır sülfitler, tetrahedit-tennantit ve enarjit gibi bakır sülfosaltlar , azurit ve malakit gibi bakır karbonatlar dahil olmak üzere çeşitli minerallerde bulunur . sırasıyla cuprite ve tenorite gibi bakır(I) veya bakır(II) oksitler olarak . Keşfedilen en büyük bakır elementi kütlesi 420 ton ağırlığındaydı ve 1857'de ABD, Michigan'daki Keweenaw Yarımadası'nda bulundu . Doğal bakır , 4,4 × 3,2 × 3,2 cm ölçüleriyle şimdiye kadar tanımlanmış en büyük tek kristali olan bir polikristaldir . Bakır, yer kabuğunda en bol bulunan 25. elementtir ve çinko için 75 ppm ve kurşun için 14 ppm ile karşılaştırıldığında 50 ppm'yi temsil eder .

Bakırın tipik arka plan konsantrasyonları aşağıdakileri aşmaz:atmosferde 1 ng/m3 ^;150 mg/kg toprakta;bitki örtüsünde 30 mg/kg ; tatlı suda 2 μg/L veDeniz suyunda 0,5 μg/L .

Üretme

Şili'deki Chuquicamata , dünyanın en büyük açık ocak bakır madenlerinden biridir.

Dünya üretim trendi

Bakırın çoğu , %0,4 ila %1,0 bakır içeren porfiri bakır yataklarındaki büyük açık ocak madenlerinden bakır sülfitler olarak çıkarılır veya çıkarılır . Siteler arasında Şili'deki Chuquicamata , Utah, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Bingham Canyon Madeni ve New Mexico, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki El Chino Madeni bulunmaktadır. British Geological Survey'e göre , 2005 yılında Şili, dünya payının en az üçte biri ile en büyük bakır üreticisi oldu ve onu Amerika Birleşik Devletleri, Endonezya ve Peru izledi. Bakır , yerinde liç işlemi yoluyla da geri kazanılabilir . Arizona eyaletindeki birkaç site, bu yöntem için birincil aday olarak kabul edilir. Kullanımdaki bakır miktarı artıyor ve mevcut miktar, tüm ülkelerin gelişmiş dünya kullanım seviyelerine ulaşmasına izin vermek için zar zor yeterli. Şu anda araştırılmakta olan toplama için alternatif bir bakır kaynağı , Pasifik Okyanusu'nun deniz seviyesinden yaklaşık 3000-6500 metre derinliklerinde bulunan polimetalik nodüllerdir . Bu nodüller, kobalt ve nikel gibi diğer değerli metalleri içerir .

Rezervler ve fiyatlar

Bakır Fiyatı 1959-2022

Bakır en az 10.000 yıldır kullanılmaktadır, ancak şimdiye kadar çıkarılan ve eritilen tüm bakırın %95'inden fazlası ^1900'den beri çıkarılmıştır. şu anki çıkarma hızına göre yaklaşık 5 milyon yıl değerinde olan yerkabuğunun en yüksek kilometresi. Ancak bu rezervlerin çok küçük bir kısmı günümüz fiyatları ve teknolojileri ile ekonomik olarak karşılanabilir durumdadır. Madencilik için mevcut bakır rezervlerinin tahminleri, büyüme oranı gibi temel varsayımlara bağlı olarak 25 ila 60 yıl arasında değişmektedir. Geri dönüşüm, modern dünyada önemli bir bakır kaynağıdır. Bu ve diğer faktörlerden dolayı, bakır üretiminin ve arzının geleceği, petrol zirvesine benzer pik bakır kavramı da dahil olmak üzere birçok tartışmanın konusudur .

Bakırın fiyatı tarihsel olarak istikrarsız olmuştur ve fiyatı Haziran 1999'da 60 yılın en düşük seviyesi olan 0,60 ABD Doları/lb'den (1,32 ABD Doları/kg) Mayıs 2006'da pound başına 3,75 ABD Dolarına (8,27 ABD Doları/kg) yükseldi. 2,40 ABD Dolarına düştü. Şubat 2007'de /lb (5,29$/kg), ardından Nisan 2007'de toparlanarak 3,50$/lb (7,71$/kg) oldu. Şubat 2009'da, zayıflayan küresel talep ve bir önceki yılın en yüksek seviyelerinden bu yana emtia fiyatlarında keskin bir düşüş, bakır fiyatlarını 1,51$'da bıraktı. /lb (3,32$/kg). Eylül 2010 ile Şubat 2011 arasında, bakırın fiyatı ton başına 5.000 sterlinden ton başına 6.250 sterline yükseldi.

Yöntemler

Flaş eritme işleminin şeması

Cevherlerdeki bakır konsantrasyonu ortalama olarak yalnızca %0,6'dır ve ticari cevherlerin çoğu sülfidlerdir, özellikle kalkopirit (CuFeS2 _{), bornit (Cu5FeS4}₎ ve _daha az ölçüde kovellit (CuS) ve kalkosittir ( _Cu2S ) . . Tersine, polimetalik nodüllerdeki ortalama bakır konsantrasyonunun %1,3 olduğu tahmin edilmektedir. Bu nodüllerde bulunan diğer metallerin yanı sıra bakırın çıkarılması yöntemleri arasında sülfürik liç, eritme ve Cuprion işleminin uygulanması yer alır. Kara cevherlerinde bulunan mineraller, ezilmiş cevherlerden köpük yüzdürme veya biyolojik liç yoluyla %10-15 bakır düzeyine kadar konsantre edilir . Bu malzemenin flaş ergitmede silika ile ısıtılması, cüruf olarak demirin çoğunu giderir . İşlem, demir sülfürleri oksitlere dönüştürmenin daha kolay olmasından yararlanır; bu oksitler, ısıtılmış kütlenin üzerinde yüzen silikat cürufu oluşturmak için silika ile reaksiyona girer . _Cu2S'den oluşan elde edilen bakır mat , sülfitleri oksitlere dönüştürmek için kavrulur :

2 Cu ₂ S + 3 O ₂ → 2 Cu ₂ O + 2 SO ₂

Bakır oksit, ısıtma üzerine kabarcıklı bakıra dönüştürülmek üzere bakır sülfit ile reaksiyona girer:

2 Cu ₂ O + Cu ₂ S → 6 Cu + 2 SO ₂

Sudbury mat işlemi, sülfürün yalnızca yarısını okside dönüştürdü ve daha sonra bu oksidi, sülfürün geri kalanını oksit olarak çıkarmak için kullandı. Daha sonra elektrolitik olarak rafine edildi ve içerdiği platin ve altın için anot çamurundan yararlanıldı. Bu adım, bakır oksitlerin bakır metale nispeten kolay indirgenmesinden yararlanır. Kalan oksijenin çoğunu çıkarmak için kabarcık boyunca doğal gaz üflenir ve saf bakır üretmek için elde edilen malzeme üzerinde elektro arıtma yapılır:

Cu ²⁺ + 2 e ^- → Cu

Bakır arıtma akış şeması (Uralelektromed'in anot döküm tesisi)

kabarcıklı bakır
eritme
yankılanan fırın
cüruf giderme
Anotların bakır dökümü
döküm çarkı
Anot çıkarma makinesi
Anot kalkışı
Raylı arabalar
Tank evine ulaşım

geri dönüşüm

Alüminyum gibi bakır da hem ham halinden hem de üretilen ürünlerden herhangi bir kalite kaybı olmadan geri dönüştürülebilir. Hacim olarak bakır, demir ve alüminyumdan sonra en çok geri dönüştürülen üçüncü metaldir. Şimdiye kadar çıkarılan tüm bakırın tahminen %80'i bugün hala kullanılıyor. Uluslararası Kaynak Paneli'nin Toplumdaki Metal Stokları raporuna göre , toplumda kullanılan kişi başına düşen küresel bakır stoğu 35-55 kg'dır. Bunun çoğu, daha az gelişmiş ülkelerden (kişi başına 30-40 kg) ziyade daha gelişmiş ülkelerde (kişi başına 140-300 kg).

Bakırın geri dönüştürülmesi işlemi kabaca bakır çıkarmak için kullanılanla aynıdır ancak daha az adım gerektirir. Yüksek saflıkta hurda bakır bir fırında eritilir ve daha sonra indirgenir ve kütük ve külçe haline getirilir ; düşük saflıkta hurda, bir sülfürik asit banyosunda galvanik kaplama ile rafine edilir .

Alaşımlar

Bakır alaşımları madeni para üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır; burada iki örnek görülmektedir - cupronickel alaşımından oluşan 1964 sonrası Amerikan bozuk paraları ve yüzde 80 gümüş ve yüzde 20 bakır alaşımından oluşan 1968 öncesi Kanada bozuk paraları .

Birçoğu önemli kullanımlara sahip olan çok sayıda bakır alaşımı formüle edilmiştir. Pirinç , bakır ve çinko alaşımıdır . Bronz genellikle bakır- kalay alaşımlarını ifade eder , ancak alüminyum bronz gibi herhangi bir bakır alaşımını ifade edebilir . Bakır , kuyumculuk endüstrisinde kullanılan gümüş ve karat altın lehimlerinin en önemli bileşenlerinden biridir ve ortaya çıkan alaşımların rengini, sertliğini ve erime noktasını değiştirir. Bazı kurşunsuz lehimler, küçük bir oranda bakır ve diğer metallerle alaşımlanmış kalaydan oluşur.

Cupronickel adı verilen bakır ve nikel alaşımı , genellikle dış kaplama için düşük değerli madeni paralarda kullanılır. ABD beş sentlik madeni para (şu anda nikel olarak adlandırılır ), homojen bileşimde %75 bakır ve %25 nikelden oluşur. 20. yüzyılın ikinci yarısında ülkeler tarafından yaygın olarak benimsenen bakır nikelin piyasaya sürülmesinden önce, Amerika Birleşik Devletleri'nde 1965 yılına kadar %90 gümüş ve %10 bakır alaşımı kullanılarak bakır ve gümüş alaşımları da kullanıldı. Dolaşımdaki gümüş, Yarım dolar dışında tüm madeni paralardan çıkarıldı - bunlar 1965 ile 1970 arasında %40 gümüş ve %60 bakırdan oluşan bir alaşıma indirgendi. %90 bakır ve %10 nikel alaşımı, direnciyle dikkat çekiyor korozyon, deniz suyuna maruz kalan çeşitli nesneler için kullanılır, ancak bazen kirli limanlarda ve nehir ağızlarında bulunan sülfitlere karşı savunmasızdır. Alüminyum ile bakır alaşımları (yaklaşık% 7) altın rengine sahiptir ve dekorasyonda kullanılır. Shakudō , koyu mavi veya siyah renge patine edilebilen düşük yüzdeli, tipik olarak% 4-10 altın içeren bir Japon dekoratif bakır alaşımıdır .

Bileşikler

Bir bakır(I) oksit örneği .

Bakır, genellikle sırasıyla bakır ve bakır olarak adlandırılan +1 ve +2 oksidasyon durumları ile zengin çeşitlilikte bileşikler oluşturur . İster organik kompleksler ister organometalikler olsun , bakır bileşikleri , çok sayıda kimyasal ve biyolojik süreci teşvik eder veya katalize eder.

ikili bileşikler

Diğer elementlerde olduğu gibi, bakırın en basit bileşikleri ikili bileşiklerdir, yani sadece iki element içerenler, başlıca örnekler oksitler, sülfürler ve halojenürlerdir . Hem bakır hem de bakır oksitler bilinmektedir. Çok sayıda bakır sülfit arasında önemli örnekler arasında bakır(I) sülfür ve bakır(II) sülfür bulunur .

Flor , klor , brom ve iyot içeren bakır halojenürler ve flor , klor ve brom içeren bakır halojenürler bilinmektedir . Bakır(II) iyodür hazırlama girişimleri yalnızca bakır(I) iyodür ve iyot verir.

2 Cu ²⁺ + 4 ben ^- → 2 CuI + ben ₂

koordinasyon kimyası

Copper(II), amonyak ligandlarının varlığında koyu mavi bir renk verir. Burada kullanılan tetraamminecopper(II) sülfattır .

Bakır , ligandlarla koordinasyon kompleksleri oluşturur . Sulu çözeltide, bakır(II) [Cu(H
₂Ö)
₆]²⁺
. Bu kompleks, herhangi bir geçiş metali aquo kompleksi için en hızlı su değişim oranını (su ligandlarının bağlanma ve ayrılma hızı) sergiler . Sulu sodyum hidroksit eklenmesi, açık mavi katı bakır(II) hidroksitin çökelmesine neden olur . Basitleştirilmiş bir denklem:

Kompleks olmayan ortamdaki bakır için Pourbaix diyagramı (OH- dışındaki anyonlar dikkate alınmaz). İyon konsantrasyonu 0,001 m (mol/kg su). Sıcaklık 25 °C.

Cu ²⁺ + 2 OH ^- → Cu(OH) ₂

Sulu amonyak aynı çökelti ile sonuçlanır. Fazla amonyak eklendiğinde, çökelti çözülerek tetraamminecopper(II) oluşturur :

Cu(H
₂Ö)
₄(AH)
₂+ 4 NH3 _→ [ Cu(H
₂Ö)
₂(NH
₃)
₄]²⁺
+ 2 H ₂ O + 2 OH ^-

Diğer birçok oksianyon kompleksler oluşturur; bunlar arasında bakır(II) asetat , bakır(II) nitrat ve bakır(II) karbonat bulunur . Bakır(II) sülfat , laboratuvarda en bilinen bakır bileşiği olan mavi kristalli bir penta hidrat oluşturur. Bordeaux karışımı adı verilen bir mantar ilacında kullanılır .

_{[Cu(NH 3} ) ₄ (H ₂ O) ₂ ] ²⁺ kompleksinin top ve çubuk modeli , bakır(II) için yaygın olan oktahedral koordinasyon geometrisini gösterir .

Birden fazla alkol fonksiyonel grubu içeren bileşikler olan polioller , genellikle bakır tuzları ile etkileşime girer. Örneğin, indirgen şekerleri test etmek için bakır tuzları kullanılır . Spesifik olarak, Benedict'in reaktifi ve Fehling'in solüsyonu kullanılarak , şekerin varlığı, mavi Cu(II)'den kırmızımsı bakır(I) okside bir renk değişimi ile işaret edilir. Schweizer reaktifi ve etilendiamin ve diğer aminlerle ilgili kompleksler selülozu çözer . Sistin gibi amino asitler, metal-organik biyohibridler (MOB'ler) formunda dahil olmak üzere bakır(II) ile çok kararlı şelat kompleksleri oluşturur. Bakır (II) tuzları ile kahverengi bir çökelti veren potasyum ferrosiyanürü içeren bakır iyonları için birçok ıslak kimyasal test mevcuttur .

Organokopper kimyası

Bir karbon-bakır bağı içeren bileşikler, organo-bakır bileşikleri olarak bilinir. Bakır(I) oksit oluşturmak için oksijene karşı çok reaktiftirler ve kimyada birçok kullanımları vardır . Bakır(I) bileşiklerinin Grignard reaktifleri , terminal alkinler veya organolityum reaktifleri ile işlenmesiyle sentezlenirler ; özellikle, açıklanan son reaksiyon bir Gilman reaktifi üretir . Bunlar, birleştirme ürünleri oluşturmak için alkil halojenürlerle ikame edilebilir ; bu nedenle organik sentez alanında önemlidirler . Bakır (I) asetilid, şoka karşı oldukça duyarlıdır ancak Cadiot-Chodkiewicz eşleşmesi ve Sonogashira eşleşmesi gibi reaksiyonlarda bir ara maddedir . Enonlara konjugat ilavesi ve alkinlerin karbonhidratlanması da organo-bakır bileşikleri ile elde edilebilir . Bakır(I) , özellikle amin ligandlarının varlığında, alkenler ve karbon monoksit ile çeşitli zayıf kompleksler oluşturur .

Bakır(III) ve bakır(IV)

Bakır(III) en çok oksitlerde bulunur. Basit bir örnek, mavi-siyah bir katı olan potasyum kuprat , _KCuO2'dir . En kapsamlı şekilde incelenen bakır(III) bileşikleri, kuprat süperiletkenleridir . İtriyum baryum bakır oksit (YBa ₂ Cu ₃ O ₇ ) hem Cu(II) hem de Cu(III) merkezlerinden oluşur. Oksit gibi florür de oldukça bazik bir anyondur ve metal iyonlarını yüksek oksidasyon durumlarında stabilize ettiği bilinmektedir. Hem bakır ₍ III ) hem de bakır ₍ IV) florürler bilinmektedir, sırasıyla K3CuF6 ve _Cs2CuF6 _.

Bazı bakır proteinleri , aynı zamanda bakır (III) içeren okso kompleksleri oluşturur. Tetrapeptitler ile mor renkli bakır(III) kompleksleri, deprotone edilmiş amid ligandları tarafından stabilize edilir.

Bakır(III) kompleksleri ayrıca organo-bakır bileşiklerinin reaksiyonlarında ara ürünler olarak bulunur. Örneğin, Kharasch-Sosnovsky tepkisinde .

Tarih

Bakırın bir zaman çizelgesi, bu metalin son 11.000 yıldır insan uygarlığını nasıl ilerlettiğini gösteriyor.

tarih öncesi

Bakır Çağı

Girit'teki Zakros'tan o döneme özgü bir hayvan derisi (öküz derisi) şeklinde şekillendirilmiş aşınmış bir bakır külçe .

Kalkolitik Çağ'daki birçok alet , Ötzi'nin baltasının bu kopyasının ağzı gibi bakır içeriyordu.

İsrail'in güneyindeki Timna Vadisi'ndeki Kalkolitik madenlerden çıkarılan Kambriyen kumtaşındaki bakır cevheri ( krizokol ) .

Bakır, doğal olarak yerli metalik bakır olarak bulunur ve kayıtlardaki en eski uygarlıklardan bazıları tarafından biliniyordu. Bakırın Orta Doğu'da kullanım tarihi M.Ö. 9000 yıllarına kadar uzanmaktadır; Kuzey Irak'ta MÖ 8700'e tarihlenen bir bakır pandantif bulundu. Kanıtlar , bakırdan önce insanlar tarafından kullanılan tek metallerin altın ve meteorik demir (ancak eritilmiş demir değil) olduğunu gösteriyor. Bakır metalürjisinin tarihinin şu sırayı takip ettiği düşünülmektedir: Önce doğal bakırın soğuk işlenmesi , ardından tavlama , eritme ve son olarak kayıp mum dökümü . Güneydoğu Anadolu'da , bu tekniklerin dördü de aşağı yukarı eşzamanlı olarak Neolitik c . MÖ 7500.

Bakır eritme, farklı yerlerde bağımsız olarak icat edildi. Muhtemelen MÖ 2800'den önce Çin'de, MS 600 civarında Orta Amerika'da ve MS 9. veya 10. yüzyılda Batı Afrika'da keşfedildi. Hassas döküm MÖ 4500-4000'de Güneydoğu Asya'da icat edildi ve karbon tarihleme , MÖ 2280 ila 1890'da Birleşik Krallık, Cheshire'deki Alderley Edge'de madenciliği kurdu . MÖ 3300'den 3200'e tarihlenen bir erkek olan Buz Adam Ötzi , %99,7 saflıkta bakır başlı bir baltayla bulundu; saçındaki yüksek arsenik seviyeleri, bakır eritme işine karıştığını gösteriyor. Bakırla ilgili deneyim, diğer metallerin geliştirilmesine yardımcı olmuştur; özellikle bakır eritme, demir eritmenin keşfine yol açtı . Michigan ve Wisconsin'deki Eski Bakır Kompleksindeki üretim MÖ 6000 ile 3000 arasına tarihleniyor. Silikon, arsenik ve (nadiren) kalay bakımından zengin cevherlerden yapılan bir bakır türü olan doğal bronz, MÖ 5500 civarında Balkanlar'da genel kullanıma girdi.

Bronz Çağı

Bronz yapmak için bakırın kalayla alaşımlanması ilk olarak bakır eritmenin keşfinden yaklaşık 4000 yıl sonra ve "doğal bronz"un genel kullanıma girmesinden yaklaşık 2000 yıl sonra uygulandı. Vinča kültüründen bronz eserler MÖ 4500'e kadar uzanıyor. Bakır ve bronz alaşımlarından Sümer ve Mısır eserleri MÖ 3000 yılına kadar uzanıyor. Tunç Çağı, Güneydoğu Avrupa'da MÖ 3700-3300 civarında, Kuzeybatı Avrupa'da MÖ 2500 civarında başladı. Yakın Doğu'da MÖ 2000-1000 ve Kuzey Avrupa'da MÖ 600 ile Demir Çağı'nın başlamasıyla sona erdi. Neolitik dönem ile Tunç Çağı arasındaki geçiş, daha önce bakır aletlerin taş aletlerle birlikte kullanıldığı Kalkolitik dönem (bakır-taş) olarak adlandırılıyordu. Terim yavaş yavaş gözden düştü çünkü dünyanın bazı bölgelerinde Kalkolitik ve Neolitik her iki uçta da iç içe geçmiş durumda. Bir bakır ve çinko alaşımı olan pirinç, çok daha yeni bir kökene sahiptir. Yunanlılar tarafından biliniyordu, ancak Roma İmparatorluğu döneminde bronz için önemli bir tamamlayıcı oldu.

Antik ve post-klasik

Simyada bakırın simgesi aynı zamanda tanrıça ve Venüs gezegeninin simgesiydi .

Kalkolitik bakır madeni Timna Vadisi , Negev Çölü , İsrail.

Yunanistan'da bakır, chachos (χαλκός) adıyla biliniyordu . Romalılar, Yunanlılar ve diğer eski halklar için önemli bir kaynaktı. Roma döneminde, bakır alaşımları için genel Latince terim olan aes Cyprium ve çok fazla bakırın çıkarıldığı Kıbrıs'tan Cyprium olarak biliniyordu . İfade, cuprum olarak basitleştirildi , dolayısıyla İngiliz bakırı . Afrodit ( Roma'da Venüs ), parlak güzelliği ve ayna yapımında eski kullanımı nedeniyle mitolojide ve simyada bakırı temsil ediyordu; Bakırın kaynağı olan Kıbrıs, tanrıça için kutsaldı. Eskilerin bildiği yedi gök cismi, antik çağda bilinen yedi metalle ilişkilendirildi ve Venüs, hem tanrıçayla olan bağlantısı nedeniyle hem de Venüs'ün Güneş ve Ay'dan sonra en parlak gök cismi olması ve bu nedenle bakıra karşılık gelmesi nedeniyle bakırla ilişkilendirildi. altın ve gümüşten sonra en parlak ve arzu edilen metal.

Bakır ilk olarak eski Britanya'da MÖ 2100 gibi erken bir tarihte çıkarıldı. Bu madenlerin en büyüğü olan Great Orme'de madencilik geç Tunç Çağı'na kadar devam etti. Madencilik, büyük ölçüde eritilmesi daha kolay olan süperjen cevherlerle sınırlı görünüyor . Bölgedeki yoğun kalay madenciliğine rağmen Cornwall'ın zengin bakır yataklarına, teknolojik olmaktan çok sosyal ve politik nedenlerle büyük ölçüde dokunulmamış gibi görünüyor .

Kuzey Amerika'da bakır madenciliği, Yerli Amerikalıların marjinal çalışmaları ile başladı. Yerli bakırın 800 ile 1600 yılları arasında ilkel taş aletlerle Isle Royale'deki bölgelerden çıkarıldığı biliniyor. Bakır metalurjisi Güney Amerika'da, özellikle MS 1000 civarında Peru'da gelişiyordu. 15. yüzyıla ait bakır mezar süsleri ortaya çıkarılmıştır, ancak metalin ticari üretimi 20. yüzyılın başlarına kadar başlamamıştır.

Bakırın kültürel rolü, özellikle para biriminde önemli olmuştur. MÖ 6. ila 3. yüzyıllarda Romalılar para olarak bakır topakları kullandılar. İlk başta bakırın kendisine değer verildi, ancak zamanla bakırın şekli ve görünümü daha önemli hale geldi. Julius Caesar'ın kendi sikkeleri pirinçten, Octavianus Augustus Caesar'ın sikkeleri ise Cu-Pb-Sn alaşımlarından yapılmıştır. Yaklaşık 15.000 ton yıllık tahmini üretimle, Roma bakır madenciliği ve izabe faaliyetleri, Sanayi Devrimi zamanına kadar emsalsiz bir ölçeğe ulaştı ; en yoğun şekilde mayın çıkarılan iller Hispania , Kıbrıs ve Orta Avrupa'dakilerdi.

Kudüs Tapınağı'nın kapıları, tükenme yaldızıyla işlenmiş Korint bronzunu kullandı . Süreç en çok simyanın başladığı düşünülen İskenderiye'de yaygındı. Eski Hindistan'da , bütünsel tıp bilimi Ayurveda'da cerrahi aletler ve diğer tıbbi ekipman için bakır kullanılmıştır . Eski Mısırlılar ( ~MÖ 2400 ) bakırı yaraları ve içme suyunu sterilize etmek için ve daha sonra baş ağrılarını, yanıkları ve kaşıntıyı tedavi etmek için kullandılar.

Bakır Süsler

Modern

Kullanılmayan Parys Dağı bakır madenlerinden akan akışı etkileyen asit madeni drenajı

İsveç bakırından yapılmış Norveç'ten 18. yüzyıl bakır su ısıtıcısı

Büyük Bakır Dağı , İsveç'in Falun kentinde 10. yüzyıldan 1992'ye kadar işletilen bir madendi. 17. yüzyılda Avrupa'nın bakır tüketiminin üçte ikisini karşıladı ve o dönemde İsveç'in birçok savaşının finanse edilmesine yardımcı oldu. Ülkenin hazinesi olarak anılıyordu; İsveç'in bakır destekli para birimi vardı .

17. ve 18. yüzyılların başında Vyborg şehrinin kalkografisi . 1709 yılı baskı plakasına oyulmuştur.

Bakır, çatı kaplama, para birimi ve dagerreyotipi olarak bilinen fotoğraf teknolojisinde kullanılır . Bakır, Rönesans heykelinde kullanıldı ve Özgürlük Anıtı'nın yapımında kullanıldı ; bakır, çeşitli tiplerde inşaatlarda kullanılmaya devam etmektedir. Bakır kaplama ve bakır kaplama, 18. yüzyılda İngiliz Amiralliği tarafından öncülük edilen bir teknik olan gemilerin su altı gövdelerini korumak için yaygın olarak kullanıldı. Hamburg'daki Norddeutsche Affinerie , 1876'da üretimine başlayan ilk modern galvanik kaplama tesisiydi. Alman bilim adamı Gottfried Osann , 1830'da metalin atomik kütlesini belirlerken toz metalurjisini icat etti ; o sıralarda, bakırı oluşturan alaşım elementinin (örneğin kalay) miktarının ve türünün zil seslerini etkileyeceği keşfedildi.

1880'lerden 1930'lardaki Büyük Buhran'a kadar Elektrik Çağı için bakır talebindeki artış sırasında, Amerika Birleşik Devletleri dünyanın yeni çıkarılan bakırının üçte birini ila yarısını üretti. Başlıca bölgeler , 1880'lerin sonlarında Butte, Montana'daki geniş sülfit yatakları tarafından gölgede bırakılan ve kendisi de Souhwest Amerika Birleşik Devletleri'nin, özellikle Bingham Kanyonu'ndaki porfir yatakları tarafından gölgede bırakılan, kuzey Michigan'ın Keweenaw bölgesini içeriyordu. Utah ve Morenci, Arizona . Açık ocak buhar kürek madenciliğinin tanıtılması ve ergitme, rafine etme, flotasyon konsantrasyonu ve diğer işleme adımlarındaki yenilikler seri üretime yol açtı. Yirminci yüzyılın başlarında Arizona ilk sırada yer aldı, ardından Montana , ardından Utah ve Michigan geldi .

Hızlı eritme Finlandiya'da Outokumpu tarafından geliştirildi ve ilk olarak 1949'da Harjavalta'da uygulandı; enerji tasarruflu süreç, dünyanın birincil bakır üretiminin %50'sini oluşturmaktadır.

1967'de Şili, Peru, Zaire ve Zambiya tarafından kurulan Hükümetlerarası Bakır İhraç Eden Ülkeler Konseyi , OPEC'in petrolde yaptığı gibi bakır piyasasında faaliyet gösterdi , ancak özellikle ikinci en büyük üretici olan Amerika Birleşik Devletleri nedeniyle aynı etkiyi asla elde edemedi. , hiçbir zaman üye olmadı; 1988'de feshedildi.

Uygulamalar

Lehimli sıhhi tesisat bağlantıları için bakır bağlantı parçaları

Bakırın başlıca uygulamaları elektrik teli (%60), çatı ve sıhhi tesisat (%20) ve endüstriyel makinelerdir (%15). Bakır çoğunlukla saf bir metal olarak kullanılır, ancak daha fazla sertlik gerektiğinde pirinç ve bronz gibi alaşımlara eklenir (toplam kullanımın %5'i). İki yüzyıldan fazla bir süredir, bitkilerin ve kabuklu deniz hayvanlarının büyümesini kontrol etmek için tekne gövdelerinde bakır boya kullanılmıştır. Bakır arzının küçük bir kısmı, tarımda besin takviyeleri ve fungisitler için kullanılmaktadır. Bakırın işlenmesi mümkündür, ancak karmaşık parçaların oluşturulmasında iyi işlenebilirlik için alaşımlar tercih edilir.

Tel ve kablo

Diğer malzemelerin rekabetine rağmen bakır, alüminyumun sıklıkla tercih edildiği havai elektrik iletimi dışında , neredeyse tüm elektrik kablolama kategorilerinde tercih edilen elektrik iletkeni olmaya devam ediyor. Bakır tel, enerji üretimi , güç iletimi , güç dağıtımı , telekomünikasyon , elektronik devre ve sayısız elektrikli ekipman türünde kullanılır . Elektrik tesisatı, bakır endüstrisi için en önemli pazardır. Buna yapısal güç kabloları, güç dağıtım kablosu, cihaz kablosu, iletişim kablosu, otomotiv kablosu ve kablosu ve mıknatıs kablosu dahildir. Madenden çıkarılan tüm bakırın kabaca yarısı elektrik teli ve kablo iletkenleri için kullanılıyor. Birçok elektrikli cihaz, yüksek elektrik iletkenliği , gerilme mukavemeti , süneklik , sürünme (deformasyon) direnci, korozyon direnci, düşük termal genleşme , yüksek termal iletkenlik , lehimleme kolaylığı , dövülebilirlik gibi çok sayıda doğal faydalı özelliğinden dolayı bakır kablolamaya güvenir. ve kurulum kolaylığı.

1960'ların sonlarından 1970'lerin sonlarına kadar kısa bir süre için Amerika'daki birçok konut inşaatı projesinde bakır kablolama yerini alüminyum kablolamaya bıraktı. Yeni kablolama, bir dizi ev yangınına karıştı ve endüstri bakıra geri döndü.

Elektronik ve ilgili cihazlar

Büyük bir binaya güç dağıtan bakır elektrik baraları

Entegre devreler ve baskılı devre kartları, üstün elektrik iletkenliği nedeniyle alüminyum yerine giderek daha fazla bakır kullanıyor; ısı emiciler ve ısı eşanjörleri, üstün ısı yayma özelliklerinden dolayı bakır kullanır. Mikrodalga fırınlardaki elektromıknatıslar , vakum tüpleri , katot ışını tüpleri ve magnetronlar , mikrodalga radyasyon için dalga kılavuzları gibi bakır kullanır .

elektrik motorları

Bakırın üstün iletkenliği, elektrik motorlarının verimliliğini artırır . Bu önemlidir, çünkü motorlar ve motorlu sistemler tüm küresel elektrik tüketiminin %43-46'sını ve endüstri tarafından kullanılan tüm elektriğin %69'unu oluşturmaktadır. Bir bobindeki bakırın kütlesini ve kesitini artırmak motorun verimini artırır. Enerji tasarrufunun birincil tasarım hedefleri olduğu motor uygulamaları için tasarlanmış yeni bir teknoloji olan bakır motor rotorları , genel amaçlı endüksiyon motorlarının Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği'nin (NEMA) birinci sınıf verimlilik standartlarını karşılamasını ve aşmasını sağlıyor.

Yenilenebilir enerji üretimi

Güneş , rüzgar , gelgit , hidro , biyokütle ve jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynakları , enerji piyasasının önemli sektörleri haline geldi. 21. yüzyılda bu kaynakların hızlı büyümesine , fosil yakıtların artan maliyetleri ve kullanımlarını önemli ölçüde azaltan çevresel etki sorunları neden olmuştur .

Bakır, bu yenilenebilir enerji sistemlerinde önemli bir rol oynamaktadır. Yenilenebilir enerji sistemlerinde bakır kullanımı, fosil yakıt ve nükleer enerji santralleri gibi geleneksel elektrik üretimine göre ortalama beş kat daha fazladır . Bakır , mühendislik metalleri arasında mükemmel bir termal ve elektrik iletkeni olduğundan (yalnızca gümüşten sonra ikinci), bakır kullanan elektrik sistemleri, yüksek verimlilikle ve minimum çevresel etkiyle enerji üretir ve iletir.

Tesis planlamacıları ve mühendisler elektrik iletkenlerini seçerken, malzemelerin kullanım ömürleri boyunca elektrik enerjisi verimlilikleri ve bakım maliyetleri nedeniyle işletme tasarruflarına karşı malzemelerin sermaye yatırım maliyetlerini hesaba katarlar. Bakır genellikle bu hesaplamalarda iyi sonuç verir. "Bakır kullanım yoğunluğu" adı verilen bir faktör, bir megavatlık yeni enerji üretim kapasitesi kurmak için gereken bakır miktarının bir ölçüsüdür.

Geri dönüşüm için bakır teller

Mühendisler ve ürün belirleyiciler, yeni bir yenilenebilir enerji tesisi planlarken, seçilen malzemelerin arz kıtlığından kaçınmaya çalışırlar. Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmasına göre , yer altı bakır rezervleri 1950'den bu yana %700'den fazla artarak yaklaşık 100 milyon tondan 2017'de 720 milyon tona çıktı, ancak dünya rafine kullanımı son 50 yılda üç kattan fazla arttı. . Bakır kaynaklarının 5.000 milyon tonu aştığı tahmin edilmektedir.

Bakır çıkarımından elde edilen arzın desteklenmesi, son on yılda kurulan bakırın yüzde 30'undan fazlasının geri dönüştürülmüş kaynaklardan gelmesi gerçeğidir. Geri dönüşüm oranı diğer tüm metallerden daha yüksektir.

Bu makale, çeşitli yenilenebilir enerji üretim sistemlerinde bakırın rolünü tartışmaktadır.

Mimari

Minneapolis Belediye Binası'nın patina kaplı bakır çatısı

Bir Kudüs restoranında eski bakır mutfak eşyaları

Büyük bakır kase. Dhankar Gompa .

Bakır, eski zamanlardan beri dayanıklı, korozyona dayanıklı ve hava koşullarına dayanıklı bir mimari malzeme olarak kullanılmıştır . Yüzlerce veya binlerce yıldır çatılar , silmeler , yağmur olukları , iniş boruları , kubbeler , kuleler, tonozlar ve kapılar bakırdan yapılmıştır. Bakırın mimari kullanımı, modern zamanlarda iç ve dış duvar kaplaması , bina genleşme derzleri , radyo frekansı koruması ve çekici tırabzanlar, banyo armatürleri ve tezgahlar gibi antimikrobiyal ve dekoratif iç mekan ürünlerini içerecek şekilde genişletildi . Mimari bir malzeme olarak bakırın diğer önemli avantajlarından bazıları, düşük termal hareket , hafiflik, yıldırımdan korunma ve geri dönüştürülebilirliktir.

Metalin ayırt edici doğal yeşil patinesi, uzun zamandır mimarlar ve tasarımcılar tarafından arzu ediliyor. Nihai patina, atmosferik korozyona karşı oldukça dayanıklı olan, böylece alttaki metali daha fazla hava koşullarına karşı koruyan, özellikle dayanıklı bir katmandır. Kükürt içeren asit yağmurları gibi çevresel koşullara bağlı olarak çeşitli miktarlarda karbonat ve sülfat bileşiklerinin karışımı olabilir. Mimari bakır ve alaşımları da belirli bir görünüm, his veya renk elde etmek için "bitirilebilir" . Cilalar, mekanik yüzey işlemlerini, kimyasal renklendirmeyi ve kaplamaları içerir.

Bakır, mükemmel lehimleme ve lehimleme özelliklerine sahiptir ve kaynaklanabilir ; en iyi sonuçlar gazaltı kaynağı ile alınır .

Antibiyokirlenme

Bakır biyostatiktir , yani bakteri ve diğer birçok yaşam formu üzerinde büyümeyecektir. Bu nedenle uzun süredir gemilerin bazı kısımlarında midye ve midyelere karşı koruma amaçlı olarak kullanılmaktadır . Başlangıçta saf olarak kullanılıyordu, ancak o zamandan beri yerini Muntz metal ve bakır bazlı boya aldı. Benzer şekilde, su ürünleri yetiştiriciliğinde bakır alaşımlarında tartışıldığı gibi , bakır alaşımları, antimikrobiyal oldukları ve aşırı koşullarda bile biyolojik kirlenmeyi önledikleri ve deniz ortamlarında güçlü yapısal ve korozyona dayanıklı özelliklere sahip oldukları için su ürünleri endüstrisinde önemli ağ malzemeleri haline gelmiştir .

antimikrobiyal

Bakır alaşımlı dokunmatik yüzeyler, çok çeşitli mikroorganizmaları ( örn. E. coli O157:H7, metisiline dirençli Staphylococcus aureus ( MRSA ), Staphylococcus , Clostridium difficile , influenza A virüsü , adenovirüs , SARS-Cov-2) yok eden doğal özelliklere sahiptir. ve mantarlar ). Kızılderililer, antik çağlardan beri, modern bilimin antimikrobiyal özelliklerini fark etmesinden önce bile, su depolamak için bakır kaplar kullanıyorlar. Bazı bakır alaşımlarının düzenli olarak temizlendiğinde sadece iki saat içinde hastalığa neden olan bakterilerin %99,9'undan fazlasını öldürdüğü kanıtlanmıştır. Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA), bu bakır alaşımlarının " halk sağlığına faydaları olan antimikrobiyal malzemeler" olarak tescilini onayladı ; bu onay, üreticilerin tescilli alaşımlardan yapılmış ürünlerin halk sağlığı yararlarına ilişkin yasal hak talebinde bulunmalarına izin verir. Ayrıca EPA, bu alaşımlardan yapılmış yatak korkulukları, tırabzanlar , yatak üstü masaları, lavabolar , musluklar , kapı kolları , tuvalet donanımı, bilgisayar klavyeleri , sağlık kulübü ekipmanları ve alışveriş sepeti gibi uzun bir antimikrobiyal bakır ürün listesini onayladı. tutacaklar (kapsamlı bir liste için bkz.: Antimikrobiyal bakır alaşımlı dokunmatik yüzeyler#Onaylı ürünler ). Bakır kapı kolları, hastaneler tarafından hastalık bulaşmasını azaltmak için kullanılır ve Lejyoner hastalığı, sıhhi tesisat sistemlerindeki bakır borularla bastırılır. Antimikrobiyal bakır alaşımlı ürünler şu anda Birleşik Krallık, İrlanda, Japonya, Kore, Fransa, Danimarka ve Brezilya'daki sağlık tesislerine ve ayrıca ABD'de ve Santiago, Şili'deki metro geçiş sistemine kurulmaktadır. 2011-2014 yılları arasında yaklaşık 30 istasyona bakır-çinko alaşımlı korkuluklar yerleştirildi. Tekstil lifleri bakırla karıştırılarak antimikrobiyal koruyucu kumaşlar oluşturulabilir.

spekülatif yatırım

Bakır, dünya çapındaki altyapı büyümesinden kaynaklanan kullanımda öngörülen artış ve rüzgar türbinleri , güneş panelleri ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının üretiminde sahip olduğu önemli rol nedeniyle spekülatif bir yatırım olarak kullanılabilir . Öngörülen talep artışının bir diğer nedeni de, elektrikli arabaların bakır talebi üzerindeki etkisi tartışılsa da, elektrikli arabaların konvansiyonel arabalara göre ortalama 3,6 kat daha fazla bakır içermesi. Bazı insanlar bakır madenciliği hisse senetleri, ETF'ler ve vadeli işlemler yoluyla bakıra yatırım yapar . Diğerleri, değerli metallere kıyasla daha yüksek bir prim taşıma eğiliminde olmalarına rağmen, fiziksel bakırı bakır çubuklar veya yuvarlaklar şeklinde depolar. Bakır külçe primlerinden kaçınmak isteyenler alternatif olarak eski bakır telleri , bakır boruları veya 1982'den önce yapılmış Amerikan penilerini depolayabilirler .

Kocakarı ilacı

Bakır, takılarda yaygın olarak kullanılır ve bazı folklorlara göre, bakır bilezikler artrit semptomlarını hafifletir. Bir osteoartrit ve bir romatoid artrit denemesinde, bakır bileklik ile kontrol (bakır olmayan) bileklik arasında hiçbir fark bulunmadı. Bakırın deri yoluyla emilebileceğini gösteren hiçbir kanıt yoktur. Öyle olsaydı, bakır zehirlenmesine yol açabilirdi .

Kompresyon giysisi

Son zamanlarda, bakır örgülü bazı kompresyon giysileri, halk tıbbı iddialarına benzer sağlık beyanlarıyla pazarlanmaktadır. Kompresyon giysisi bazı rahatsızlıklar için geçerli bir tedavi olduğundan, giysinin bu faydası olabilir, ancak eklenen bakırın plasebo etkisinin ötesinde hiçbir faydası olmayabilir .

Bozulma

Chromobacterium violaceum ve Pseudomonas fluorescens, katı bakırı bir siyanür bileşiği olarak harekete geçirebilir. Calluna , Erica ve Vaccinium ile ilişkili erikoid mikorhizal mantarlar,bakır içeren metalli topraklarda büyüyebilir. Ektomikorizal mantar Suillus luteus, genç çam ağaçlarını bakır toksisitesinden korur. Aspergillus niger mantarının bir örneğininaltın madenciliği çözeltisinden büyüdüğü bulundu ve altın, gümüş, bakır, demir ve çinko gibi metallerin siyano komplekslerini içerdiği bulundu. Mantar ayrıca ağır metal sülfitlerin çözünmesinde de rol oynar.

Biyolojik rol

Zengin bakır kaynakları arasında istiridye, sığır ve kuzu ciğeri, Brezilya fıstığı, karabiber pekmezi, kakao ve karabiber bulunur. İyi kaynaklar arasında ıstakoz, fındık ve ayçiçeği tohumları, yeşil zeytin, avokado ve buğday kepeği bulunur.

biyokimya

Bakır proteinleri , biyolojik elektron taşınmasında ve oksijen taşınmasında, Cu(I) ve Cu(II)'nin kolay birbirine dönüştürülmesinden yararlanan süreçlerde çeşitli rollere sahiptir. Bakır, tüm ökaryotların aerobik solunumunda esastır . Mitokondride oksidatif fosforilasyondaki son protein olan sitokrom c oksidazda bulunur . _{Sitokrom c oksidaz, O2'yi} bir bakır ve bir demir arasında bağlayan proteindir ; protein, iki su molekülüne indirgemek için _{O2 molekülüne 8 elektron aktarır.}Bakır ayrıca, süperoksitlerin ayrışmasını ( orantısızlık yoluyla ) oksijen ve hidrojen perokside dönüştürerek katalize eden proteinler olan birçok süperoksit dismutazda da bulunur :

Cu ²⁺ -SOD + O ₂⁻ → Cu ⁺ -SOD + O ₂ (bakırın indirgenmesi; süperoksitin oksidasyonu)
Cu ⁺ -SOD + O ₂⁻ + 2H ⁺ → Cu ²⁺ -SOD + H ₂ O ₂ (bakırın oksidasyonu; süperoksitin indirgenmesi)

Hemosiyanin proteini, çoğu yumuşakçada ve at nalı yengeci ( Limulus polyphemus ) gibi bazı eklembacaklılarda oksijen taşıyıcıdır . Hemosiyanin mavi olduğundan, bu organizmaların kanı demir bazlı hemoglobinin kırmızı kanı yerine mavidir . Yapısal olarak hemosiyanin ile ilgili olan lakkazlar ve tirozinazlardır . Oksijeni geri dönüşümlü olarak bağlamak yerine, bu proteinler substratları hidroksilatlar, bu da cilaların oluşumundaki rolleriyle gösterilir . Bakırın biyolojik rolü, oksijenin dünya atmosferinde ortaya çıkmasıyla başlamıştır. "Mavi bakır proteinleri" gibi birkaç bakır proteini, substratlarla doğrudan etkileşime girmez; dolayısıyla enzim değildirler. Bu proteinler, elektron transferi adı verilen işlemle elektronları aktarır .

Fotosentez, thylakoid membran içindeki ayrıntılı bir elektron taşıma zinciri ile işlev görür . Bu zincirin merkezi halkası, mavi bir bakır proteini olan plastosiyanindir .

Azot oksit redüktazda benzersiz bir tetranükleer bakır merkezi bulundu .

Wilson hastalığının tedavisi için geliştirilen kimyasal bileşiklerin kanser tedavisinde kullanımı araştırılmaktadır.

Beslenme

Bakır , bitki ve hayvanlarda temel bir eser elementtir , ancak tüm mikroorganizmalarda değildir. İnsan vücudu, vücut kütlesinin kilogramı başına yaklaşık 1.4 ila 2.1 mg seviyesinde bakır içerir.

Emilim

Bakır bağırsakta emilir, daha sonra albümine bağlı olarak karaciğere taşınır . Bakır, karaciğerde işlendikten sonra, kandaki bakırın çoğunu taşıyan seruloplazmin proteinini içeren ikinci bir aşamada diğer dokulara dağıtılır. Seruloplazmin ayrıca sütle atılan bakırı da taşır ve bir bakır kaynağı olarak özellikle iyi emilir. Vücuttaki bakır normalde enterohepatik dolaşıma girer (günde yaklaşık 5 mg, diyette emilen ve vücuttan atılan günde yaklaşık 1 mg'a karşı) ve vücut, gerekirse safra yoluyla bir miktar fazla bakır atabilir . karaciğerden bir miktar bakır taşır ve daha sonra bağırsak tarafından emilmez.

Diyet önerileri

ABD Tıp Enstitüsü (IOM), 2001 yılında bakır için tahmini ortalama gereksinimleri (EAR'ler) ve önerilen diyet ödeneklerini (RDA'lar) güncelledi. EAR'leri ve RDA'ları oluşturmak için yeterli bilgi yoksa, Yeterli Alım (AI) olarak adlandırılan bir tahmin kullanılır . yerine. Bakır için AI'ler şunlardır: 0-6 aylık erkek ve dişiler için 200 μg bakır ve 7-12 aylık erkek ve dişiler için 220 μg bakır. Her iki cinsiyet için de bakır için RDA'lar şunlardır: 1-3 yaş için 340 μg bakır, 4-8 yaş için 440 μg bakır, 9-13 yaş için 700 μg bakır, 14- için 890 μg bakır 18 yaş ve 19 yaş ve üstü için 900 μg bakır. Hamilelik için 1.000 μg. Emzirme için 1.300 μg. Güvenliğe gelince, IOM ayrıca kanıtlar yeterli olduğunda vitaminler ve mineraller için tolere edilebilir üst alım seviyelerini (UL'ler) belirler. Bakır durumunda UL 10 mg/gün olarak ayarlanmıştır. Toplu olarak EAR'ler, RDA'lar, AI'ler ve UL'ler Diyet Referans Alımları olarak adlandırılır .

Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi ( EFSA), BKİ yerine Nüfus Referans Alımı (PRI) ve EAR yerine Ortalama Gereksinim ile birlikte, toplu bilgi kümesini Diyet Referans Değerleri olarak ifade eder. AI ve UL, Amerika Birleşik Devletleri'ndekiyle aynı şekilde tanımlandı. 18 yaş ve üstü kadınlar ve erkekler için AI'ler sırasıyla 1,3 ve 1,6 mg/gün olarak ayarlanmıştır. Hamilelik ve emzirme için Al'ler 1.5 mg/gün'dür. 1-17 yaş arası çocuklar için AI'ler yaşla birlikte 0,7'den 1,3 mg/gün'e yükselir. Bu AI'lar ABD BKA'larından daha yüksektir. Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi aynı güvenlik sorusunu gözden geçirdi ve UL değerini ABD değerinin yarısı olan 5 mg/gün olarak belirledi.

ABD gıda ve besin takviyesi etiketleme amaçları için, bir porsiyondaki miktar Günlük Değerin yüzdesi (%DV) olarak ifade edilir. Bakır etiketleme amaçları için Günlük Değerin %100'ü 2,0 mg idi, ancak 27 Mayıs 2016 itibarıyla RDA ile anlaşmaya varmak için 0,9 mg olarak revize edildi. Referans Günlük Alım'da eski ve yeni yetişkin günlük değerlerinin bir tablosu verilmektedir .

Eksiklik

Demir alımını kolaylaştırmadaki rolü nedeniyle, bakır eksikliği anemi benzeri semptomlar, nötropeni , kemik anormallikleri, hipopigmentasyon, yetersiz büyüme, artan enfeksiyon insidansı, osteoporoz, hipertiroidizm ve glikoz ve kolesterol metabolizmasında anormallikler üretebilir . Tersine, Wilson hastalığı vücut dokularında bakır birikmesine neden olur.

Şiddetli eksiklik, düşük plazma veya serum bakır seviyeleri, düşük seruloplazmin ve düşük kırmızı kan hücresi süperoksit dismutaz seviyeleri test edilerek bulunabilir; bunlar marjinal bakır durumuna duyarlı değildir. "Lökositlerin ve trombositlerin sitokrom c oksidaz aktivitesi" eksikliğinde başka bir faktör olarak belirtilmiş ancak sonuçlar replikasyon ile doğrulanmamıştır.

toksisite

İntihar girişimlerinde çeşitli bakır tuzlarının gram miktarları alınmış ve muhtemelen redoks döngüsü ve DNA'ya zarar veren reaktif oksijen türlerinin oluşumu nedeniyle insanlarda akut bakır toksisitesine neden olmuştur . Karşılık gelen miktarlarda bakır tuzları (30 mg/kg) hayvanlarda toksiktir. Tavşanlarda sağlıklı büyüme için minimum diyet değerinin diyette en az 3 ppm olduğu bildirilmiştir . Bununla birlikte, tavşan diyetindeki daha yüksek bakır konsantrasyonları (100 ppm, 200 ppm veya 500 ppm), yemden yararlanma verimini , büyüme oranlarını ve karkas kaplama yüzdelerini olumlu yönde etkileyebilir.

İnsanlarda absorpsiyon ve atılımı düzenleyen taşıma sistemleri nedeniyle kronik bakır toksisitesi normalde görülmez. Bakır taşıma proteinlerindeki otozomal resesif mutasyonlar bu sistemleri devre dışı bırakarak bakır birikimi ile Wilson hastalığına ve iki kusurlu geni kalıtsal olarak almış kişilerde karaciğer sirozuna yol açabilir.

Yüksek bakır seviyeleri, Alzheimer hastalığının kötüleşen semptomlarıyla da ilişkilendirilmiştir .

İnsan maruziyeti

ABD'de Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA) , işyerindeki bakır tozu ve dumanları için izin verilen bir maruz kalma sınırı (PEL) belirlemiştir ve zaman ağırlıklı ortalama (TWA) 1 mg/ ^m3'tür . Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü (NIOSH) , zaman ağırlıklı ortalama olarak 1 mg/m3'lük ^birtavsiye edilen maruz kalma limiti (REL) belirlemiştir . IDLH (yaşam ve sağlık için acil tehlikeli) değeri 100 mg/ ^m3'tür .

Bakır, tütün dumanının bir bileşenidir . Tütün bitkisi, çevredeki topraktan bakır gibi ağır metalleri kolayca emer ve yapraklarına biriktirir. Bunlar, duman teneffüs edilmesinin ardından kullanıcının vücuduna kolayca emilir. Sağlık etkileri net değil.

Ayrıca bakınız

Referanslar

notlar

Bakır için Pourbaix diyagramları

saf suda veya asidik veya alkali koşullarda. Nötr sudaki bakır, hidrojenden daha asildir.	sülfit içeren suda	10 M amonyak solüsyonunda	bir klorür çözeltisi içinde

daha fazla okuma

Massaro, Edward J., ed. (2002). Bakır Farmakolojisi ve Toksikolojisi El Kitabı . Humana Basın. ISBN 978-0-89603-943-8.
" Bakır: Teknoloji ve Rekabet Edebilirlik (Özet) Bölüm 6: Bakır Üretim Teknolojisi" (PDF) . Teknoloji Değerlendirme Ofisi. 2005.
Current Medicinal Chemistry, Cilt 12, Sayı 10, Mayıs 2005, s. 1161–1208(48) Metaller, Toksisite ve Oksidatif Stres
William D. Callister (2003). Malzeme Bilimi ve Mühendisliği: Giriş (6. baskı). Wiley, New York. Tablo 6.1, s. 137. ISBN'si 978-0-471-73696-7.
Malzeme: Bakır (Cu), toplu , MEMS ve Nanoteknoloji Takas Odası.
Kim BE; Nevit T; Thiele DJ'i (2008). "Bakır edinimi, dağıtımı ve düzenlemesi için mekanizmalar". Nat. kimya Biol _ 4 (3): 176–85. doi : 10.1038/nchembio.72 . PMID 18277979 .

Dış bağlantılar

Periyodik Videolar Tablosunda Bakır ( Nottingham Üniversitesi)
Avustralya Ulusal Kirletici Envanteri'nden bakır ve bileşikleri bilgi sayfası
Copper.org - Bakırın özellikleri ve kullanımlarının kapsamlı bir sitesiyle Bakır Geliştirme Derneği'nin resmi web sitesi
IMF'ye göre bakırın fiyat geçmişi

Languages

In other projects