عنصر مس

مس (Copper) عنصری از جدول تناوبی با عدد اتمی 29 است که به گروه 11 و تناوب چهارم از آن تعلق دارد. این عنصر با نماد شیمیایی Cu نمایش داده شده و فلزی به رنگ صورتی نارنجی است. از مهمترنی خواص عنصر مس توانایی هدایت جریان الکتریکی و گرماست. به همین دلیل در ساخت آلیاژهای فلزی چون استرلینگ و کوپرونیکل در ضرب سکه از آن استفاده می شود. سالانه در حدود 5,7 میلیون تن از فلز مس در جهان تولید می شود.

شکلی که مس در طبیعت وجود دارد، به صورت سنگ های معدنی است. از مهمترین کانی های حاوی مس می توان به آزوریت، مالاکیت و برنیت اشاره کرد. سولفیدهایی مانند کوولین و اکسیدهایی مانند کوپریت نیز از جمله سنگ های معدنی حاوی مس هستند. کربنات ها ترکیبات دیگری از مس در محیط هستند، ولی مس را به حالت آزاد نیز می توان یافت.

فلز Copper قابلیت چکش خواری داشته و به راحتی می تواند به شکل های مختلفی تبدیل شود. این فلز رسانایی بالایی در دمای اتاق دارد و در ترکیبات خود حالت های اکسایش 1+، 2+ و 3+ را می تواند داشته باشد. وقتی مس در برابر هوای مرطوب قرار بگیرد دچار اکسیداسیون شده و به رنگ سبز تبدیل می شود، چون تولید لایه ای از کربنات بازی می دهد.

تولید عنصر Copper

فلز مس در سه مرحله تغلیظ سنگ معدن، تبدیل سولفیدها و ترکیبات دیگر فلز مس به خود عنصر و خالص سازی، از سنگ های معدنی حاوی این عنصر تولید می شود.

در مرحله غلیظ سازی که با روش فلوتاسیون انجام می شود، سنگ معدنی به شکل پودر تبدیل می شود. سپس پودر سنگ معدن را با حلال آلی چون نفت مخلوط کرده و وارد تانکرهای بزرگی می کنند. در این تانکرها، محلول با آب و دترجنت ها مخلوط می شود. بعد از وارد کردن هوای فشرده به این تانکرها، بخش های سبک تر سولفید فلز مس با شناور شدن روی کف ایجاد شده جدا می شود. اما بخش های سنگین تر که رس ها و سیلیکات ها هستند، در ته تانکر ته نشین می شوند. بخش ته نشین شده به نام گانگ نامیده می شود.

کفی که حاوی Copper بود بعد از خروج از تانکرها، از طرق مختلفی چون برشته کردن سنگ معدن سولفید، شست و شو دادن و یا روش باکتریایی به مس تبدیل می شود. در روش سوزاندن، مس (I) سولفید تولید می شود که بعد از ترکیب با اکسیژن هوا به فلز تبدیل می شود. اما در روش شست و شو، مس (I) کلرید و مس (II) کلرید تولید می شود که با اضافه کردن نمک کلرید سدیم و انجام عمل الکترولیز، فلز مس حاصل می شود.

فرایندی که برای خالص کردن فلز مس تولید شده استفاده می شود، الکترولیز بوده که کاتد این سیستم، فلز مس خالص و یا ورقه های فولاد و آند آن، صفحات ناخالص است.

ترکیبات Copper

با توجه به اعداد اکسایش 1+ و 2+ در فلز مس که به نام کوپرو و کوپریک خوانده می شوند، ترکیباتی را ایجاد می کنند که به عنوان کاتالیزور در بسیاری از واکنش های شیمیایی و بیویوژیکی استفاده می شوند. از مهمترین ترکیبات مس که دوتایی هستند، اکسیدها، سولفیدها و هالیدها هستند. به طوری که ترکیباتی از اکسیدهای کوپرو و کوپریک، سولفیدهای مس (I) و مس (II) و هالیدهای کوپرو و کوپریک تشکیل می شود.

یکی دیگر از ترکیبات فلز مس، کمپلکس های کوئوردینانسی است که از ترکیب این فلز با لیگاندها تشکیل می شود. به عنوان مثال Copper در محلول آبی به صورت کمپلکس [Cu (H₂O)₆]²⁺ تبدیل می شود. از ترکیبات دیگر مس می توان به ترکیبات آلی فلزی آن اشاره کرد که در نتیجه ی تشکیل پیوند بین اتم کربن و فلز مس ایجاد می شود.

تاثیر اسیدها بر فلز Copper

به دلیل وجود فلز مس در سری الکتروشیمیایی در زیر هیدروژن، اسید هیدروکلریک و اسید سولفوریک بر آن بی تاثیر است. اما در اسید نیتریک رقیق و غلیظ و همچنین در اسید سولفریک غلیظ، حل می شود، زیرا آن ها در برابر این فلز خاصیت اکسیدکنندگی دارند.

کاربرد فلز Copper

فلز مس یکی از پرکاربردترین فلزات در دنیای امروز است. از کاربردهای این فلز می توان در تولید لوله های مسی، دستگیره های درب، آهنرباهای الکتریکی، مجسمه سازی، موتورهای الکترومغناطیسی، لامپ های خلأ، لامپ های پرتو کاتدی، کلیدها و تقویت کننده های الکتریکی، ظروف آشپزخانه و ... را نام برد.از این فلز در بیمارستان ها، ترکیب سولفات مس به عنوان سم کشاوری و تصفیه کننده آب و ساخت وسایل موسیقی مانند سازهای سلیمی و سازهای بادی نیز استفاده می شود.