Медь — элемент одиннадцатой группы четвёртого периода (побочной подгруппы первой группы) периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Атомный номер 29. Обозначение – Cu (от лат. Cuprum).
Простое вещество медь — это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета, розового цвета – при отсутствии оксидной плёнки.
Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где было богатое месторождение. Богиней Кипра была Афродита (Венера). В древности их меди делали зеркала. Отсюда произошло обозначение меди алхимиками символом «зеркало Венеры», иногда и сама медь именовалась алхимиками «венера».
Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных источниках. Славянское слово *mědь «медь» не имеет чёткой этимологии, возможно является исконным. В. И. Абаев предполагал происхождение слова от названия страны Мидия: *Мѣдь из ир. Мādа- через посредство греч. Μηδία. Согласно этимологии М. Фасмера, слово «медь» родственно др-герм. smid «кузнец», smîdа «металл».
Медь — один из первых металлов освоенных человеком. Это легко объяснить тем, что самородная медь встречается в природе чаще, чем золото, серебро и железо. Металл достаточно доступен для получения из руды, благодаря малой температуре плавления.
В древности медь применялась также в виде сплава с оловом — бронзы. Считается, что этот сплав впервые получили за три тысячи лет до н.э. на Ближнем Востоке. Бронза отличалась прочностью и ковкостью, что делало её пригодной для изготовления орудий труда и охоты, оружия, посуды, украшений. Такие предметы находят при археологических раскопках.
Физические свойства
На воздухе медь приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счёт образования оксидной плёнки. Тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато-голубого цвета. В чистом виде медь достаточно мягкая, тягучая и легко прокатывается и вытягивается.
Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим её преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. По данным показателям медь уступает лишь серебру.
Медь обладает высокими значениями плотности, температуры плавления и температуры кипения. Важным свойством также является хорошая стойкость к коррозии.
Медь хорошо поддаётся обработке: прокатывается в медный лист и медный пруток, протягивается в медную проволоку с толщиной, доведённой до тысячных долей миллиметра. Этот металл является диамагнетиком, то есть намагничивается против направления внешнего магнитного поля.
Химические свойства
Медь является малоактивным металлом. В нормальных условиях на сухом воздухе её окисления не происходит. Она легко реагирует с галогенами, селеном и серой. Достаточно стойка к воздействию кислот. С водородом, углеродом и азотом химических реакций нет.
Получения меди
В природе медь существует в соединениях и в виде самородков. Соединения представлены оксидами, гидрокарбонатами, сернистыми и углекислыми комплексами, а также сульфидными рудами. Самые распространённые руды – это медный колчедан и медный блеск. Содержание меди в них составляет 1-2%. 90% первичной меди добывают пирометаллургическим способом и 10% гидрометаллургическим.
Пирометаллургический способ включает в себя такие процессы: обогащение и обжиг, плавка на штейн, продувка в конвертере, электролитическое рафинирование.
Обогащают медные руды методом флотации и окислительного обжига. Сущность метода флотации заключается в следующем: частицы меди, взвешенные в водной среде, прилипают к поверхности пузырьков воздуха и поднимаются на поверхность. Метод позволяет получить медный порошкообразный концентрат, который содержит 10-35% меди.
Окислительному обжигу подлежат медные руды и концентраты со значительным содержанием серы. При нагреве в присутствии кислорода происходит окисление сульфидов, и количество серы снижается почти в два раза. Обжигу подвергаются бедные концентраты, в которых содержится 8-25% меди. Богатые концентраты, содержащие 25-35% меди, плавят, не прибегая к обжигу.
Следующий этап пирометаллургического способа получения меди – это плавка на штейн. Если в качестве сырья используется кусковая медная руда с большим количеством серы, то плавку проводят в шахтных печах. А для порошкообразного флотационного концентрата применяют отражательные печи. Плавка происходит при температуре 1450°С.
Гидрометаллургический способ заключается в выщелачивании меди слабым раствором серной кислоты, а затем выделении металлической меди непосредственно из раствора. Такой способ применяется для переработки бедных руд и не допускает попутного извлечения драгоценных металлов вместе с медью.
Применение меди в производстве
Благодаря своим физическим свойствам медь и ее сплавы активно используются в электротехнической и электромашиностроительной отрасли, в радиоэлектронике и приборостроении.
Сплавы на основе меди делят на две группы – латуни (сплавы с цинком) и бронзы (сплавы с другими элементами). Кроме цинка, медь сплавляют с оловом, алюминием, никелем, титаном, серебром, золотом. Реже применяются сплавы с неметаллами: фосфором, серой, кислородом. Сама медь может являться важным легирующим элементом сплава серебра или золота. Так, например, медь является важным компонентом стерлингового серебра. Медь в сплавах с золотом увеличивает прочность изделия, повышает стойкость к деформированию и истиранию.
Специфическую нишу занимает сплав меди с бериллием – бериллиевая бронза или рандоль. Сплав не заменим для изготовления элементов и деталей, которым в процессе эксплуатации может угрожать “усталость металла”.
Медь обладает высокой экологичностью, что допускает её использование в строительстве жилых домов. К примеру, медная кровля за счёт антикоррозионных свойств, может прослужить больше ста лет без специального ухода и покраски.
Наряду с золотыми и серебряными, монеты из меди и её сплавов являются одной из древнейших форм монетной чеканки. Например, в Древнем Риме именно бронзовые слитки, а затем монеты были первыми инструментами денежного обращения. В любом случае, термины “медная монета” и “медь” в нумизматике и обиходе подразумевает мелкую монету, не зависимо от содержания самого металла в сплаве.
В большинстве случаев медные монеты были разменными по отношению к более ценным золотым и серебряным монетам, но иногда это были и полноценные монеты.
Медь является одним из основных материалов в медальерном деле, активно используется художниками по металлу.
Физиологические свойства
Соединений меди обладают высокой биологической активностью. В растениях медь принимает участие в реакции фото-синтеза. Поэтому она часто встречается в составе минеральных удобрений. Недостаток меди в организме человека может вызвать ухудшение состава крови. Металл присутствует в составе многих продуктов питания, однако важно помнить, что избыток соединений меди может вызвать отравление. Именно поэтому не следует готовить пищу в медной посуде. Во время термической обработки в пищу может попасть избыточное количество меди. Поэтому, например, медные джезве (турки) изнутри покрывают слоем олова.
В медицине медь используют, как антисептическое и вяжущее средство. Она является компонентом глазных капель от конъюнктивита и растворов от ожогов.
Мистические свойства
Считается, что медь оказывает целительный эффект при змеиных укусах. Якобы при укусе она препятствует быстрому проникновению змеиного яда в кровь. А чтобы снять головную боль, нужно приложить к вискам медные пятаки.
Медь — это металл мира, покоя и искусства. Он принадлежит планете любви Венере и является проводником ее энергий, поэтому гасит конфликты. Многие носят на запястьях медные браслеты и утверждают, что это помогает избавиться от нервных расстройств и повышенного кровяного давления. Чем больше у человека добрых намерений, желаний сделать мир лучше, тем медь добрее к нему. Но если преобладают желания эгоистические, медь отравляет пространство вокруг этого человека, и он начинает чувствовать себя неуютно, становится раздражительным, недовольным всем на свете.
В дни активного Солнца медь снимает возбуждение и избыточную энергию при магнитных бурях. Медь способна рассеивать любые чары и даровать способность обнаруживать и изгонять ведьм и колдунов.
Медь, как металл обладающий положительной силой, часто используют для изготовления оберегов.