Мідь і її властивості.
Відносно невисока температура плавлення міді дозволила стародавнім людям використовувати цей метал для своїх потреб одним з найперших. Залізна руда потрапляла їм частіше, але виплавити з неї залізо було важче. Причина в тому, що плавиться мідь при температурі 1083 ° С, а залізо - при 1539 ° C.
Мідь - не найпоширеніший елемент серед корисних копалин, займає вона 23 місце серед найбільш затребуваних в промисловості елементів. Зазвичай видобувається в вигляді сульфідних руд і їх різновидів: колчедана, малахітовою руди і мідного блиску.
У вигляді самородків мідь зустрічається вкрай рідко, їх найбільші родовища знаходяться в Чилі.
У Росії і Казахстані зустрічаються мідні родовища у вигляді осадових порід - мідистих піщаників і сланців.
Трохи історії
Дослідження істориків дозволяють зробити висновок, що мідні знаряддя праці застосовувалися на Близькому Сході ще на початку 4 ст. до н. е. В кінці цього століття в Передній Азії люди почали застосовувати перші бронзові знаряддя праці. В цей же час в Ірані з'явилися мідні предмети, в яких містилася домішка олова, а в бронзових знаряддя праці, знайдених при розкопках на Кавказі і в Анатолії і відносяться до 3 ст. до н. е. була виявлена домішка миш'яку.
За іншими даними, вперше мідь почали добувати в цей же час на Кіпрі, звідси і її латинська назва Cuprum. Мідь стала основним металом для виробництва знарядь праці, полювання, предметів домашнього начиння.
Мідь широко використовується з незапам'ятних часів.
Ще древні люди помітили, що якщо до мідної руди додати олово або цинк, то плавитися суміш почне при більш низькій температурі. Тому мідний розплав можна було отримати прямо на багатті.
Наші предки частіше використовували малахітову руду. Її не потрібно було обпалювати. Руду змішували з вугіллям, поміщали в глиняний посуд і опускали в вириту в землі яму. Потім суміш в посудині підпалювали. Під час горіння виділявся чадний газ, який, будучи каталізатором, відновлював руду до металу.
Фізичні характеристики міді
Питома теплоємність міді становить 390 Дж / кг. Це означає, що для нагрівання 1 кг міді на 1 ° С потрібно 390 Дж енергії.
Ця величина усереднена. Теплоємність залежить від температури: чим більше температура, тим більше теплоємність. При температурі плавлення вона становить 514 Дж / кг * К.
- питома теплоємність заліза - 460 Дж / кг * К;
- питома теплоємність стали - 500 Дж / кг * К;
- питома теплоємність чавуну - 540 Дж / кг * К.
Тому мідь при інших рівних умовах нагрівається швидше, енергії потрібно менше.
Питома теплота плавлення міді - 210 кДж / кг. Ця величина означає, що для плавлення 1 кг міді потрібно 210 кДж енергії.
- теплота плавлення заліза - 270 Дж / кг * К;
- теплота плавлення сталі - 84 Дж / кг * К;
- теплота плавлення чавуну - 96-140 Дж / кг * К.
Для плавки міді потрібно менше енергії, ніж для такої ж маси заліза.
Щодо низькі температура плавлення і питома теплоємність дозволили древнім людям використовувати мідь набагато ширше, ніж залізо або інші метали.
Як розплавити мідь в домашніх умовах
Мідь має невисоку температуру плавлення, що дозволяє плавити її в домашніх умовах.
Іноді і в наш час виникає необхідність отримати в домашніх умовах мідний розплав. Для цього можна скористатися кількома способами.
- Якщо є муфельна піч, мідні деталі потрібно покласти в тигель і помістити його в піч. У процесі плавлення слід спостерігати за освітою оксидної плівки. Її потрібно прибирати за допомогою сталевого гачка. Оксидна плівка, якщо її не прибрати, зробить розплав неякісним.
- Мідні деталі можна розплавити автогеном, видаляючи оксидну плівку.
- Якщо оксидна плівка утворюється інтенсивно, поверхня розплаву можна присипати подрібненим деревним вугіллям.
- Самі легкоплавкие мідних сплавів - деякі види бронзи і латунь можна плавити звичайної паяльною лампою.
- Кращого результату можна досягти, спорудивши невеликий горн. Сталеву грати потрібно покласти на цеглу, щоб знизу був доступ повітря. На решітку насипати шар деревного вугілля і підпалити. На вугілля кладеться тигель з мідними деталями. Щоб підвищити температуру горіння, потрібно збільшити приплив повітря. Робиться це за допомогою електричного вентилятора або пилососа, що працює на видув повітря.
