Медь и ее свойства: Электротехническая медь, основные характеристики

alexxlab | 15.12.2022 | 0 | Разное

Содержание

Медь и её свойства.

Биологическая роль

Продукты, богатые медью.

Метаболизм меди у человека. Поступление в энтероцит с помощью транспортёра CMT1, перенос с помощью ATOX1 в сеть транс-Гольджи, при росте концентрации — высвобождение с помощью АТФ-азы ATP7A в воротную вену. Поступление в гепатоцит, где ATP7B нагружает ионами меди белок церулоплазмин, а избыток выводит в желчь.

Медь является необходимым элементом для всех высших растений и животных. В токе крови медь переносится главным образом белком церулоплазмином. После усваивания меди кишечником она транспортируется к печени с помощью альбумина.

Медь встречается в большом количестве ферментов, например, в цитохром-с-оксидазе, в содержащем медь и цинк ферменте супероксид дисмутазе, и в переносящем молекулярный кислород белке гемоцианине. В крови всех головоногих и большинства брюхоногих моллюсков и членистоногих медь входит в состав гемоцианина в виде имидазольного комплекса иона меди, роль, аналогичная роли порфиринового комплекса железа в молекуле белка гемоглобина в крови позвоночных животных.

Предполагается, что медь и цинк конкурируют друг с другом в процессе усваивания в пищеварительном тракте, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента. Здоровому взрослому человеку необходимо поступление меди в количестве 0,9 мг в день.

При недостатке меди в хондро- и остеобластах снижается активность ферментных систем и замедляется белковый обмен, в результате замедляется и нарушается рост костных тканей[25].

Токсичность

Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Содержание меди в питьевой воде не должно превышать 1 мг/л (СанПиН 2.1.4.1074-01), однако недостаток меди в питьевой воде также нежелателен. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) сформулировала в 1998 году это правило так: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от её избытка».

В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта.

Существовали опасения, что Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона — Коновалова) сопровождается накоплением меди в организме, так как она не выделяется печенью в желчь. Эта болезнь вызывает повреждение мозга и печени. Однако причинно-следственная связь между возникновением заболевания и приёмом меди внутрь подтверждения не нашла[26]. Установлена лишь повышенная чувствительность лиц, в отношении которых диагностировано это заболевание к повышенному содержанию меди в пище и воде.

Бактерицидность

Бактерицидные свойства меди и её сплавов были известны человеку давно. В 2008 году после длительных исследований Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) официально присвоило меди и нескольким сплавам меди статус веществ с бактерицидной поверхностью (агентство подчёркивает, что использование меди в качестве бактерицидного вещества может дополнять, но не должно заменять стандартную практику инфекционного контроля).

Особенно выраженно бактерицидное действие поверхностей из меди (и её сплавов) проявляется в отношении метициллин-устойчивого штамма стафилококка золотистого, известного как «супермикроб» MRSA. Летом 2009 была установлена роль меди и сплавов меди в инактивировании вируса гриппа A/h2N1 (т. н. «свиной грипп»).

Органолептические свойства

Излишняя концентрация ионов меди придает воде отчётливый «металлический вкус». У разных людей порог органолептического определения меди в воде составляет приблизительно 2—10 мг/л. Естественная способность к такому определению повышенного содержания меди в воде является природным механизмом защиты от приёма внутрь воды с излишним содержанием меди.

свойства меди, сплавы и применение — Портал о ломе, отходах и экологии

Содержание:

Свойства меди и место в жизни человека
Сплавы меди
Медь и ее сплавы, как источник цветного вторичного металла
Первичная медь, получение и применение

Знакомство человека с медью исчисляется тысячелетиями, где ее прямым конкурентом может выступать только золото, успевшее приобрести статус благородного металла.

Свойства меди и место в жизни человека

В чистом состоянии, элемент таблицы Менделеева, именуемый Cu, встречается крайне редко. Это – пластичный металл с легким розовым оттенком. Человеку же он знаком под другим цветом: желто-красным, чаще коричнево-красным. Это связано с высокой окислительной способностью вещества. Попадая на воздух, медь покрывается тонкой оксидной пленкой, что и делает цвет металла ближе к красному.

медь в чистом виде

Первобытная тяга человека к меди основывалась на свойстве пластичности, позволяющей придавать этому металлу требуемую форму путем несложной обработки. Медь легко поддается гравировке, нанесению резьбы, оставаясь при этом достаточно прочным. Современная ценность меди, как металла – высокие показатели проводимости: электрической и тепловой. Подобная информация позволяет выделить основные направления поиска этого цветного металла в виде отходов и лома.

Удельный вес меди, составляющий округленно 8.9 г/см³, также полезен сборщику металлолома. Зная объем собранного лома, в частности проводов, жил, легко рассчитать его оценочный вес.

к содержанию ↑

Сплавы меди

Помимо относительно чистой формы, характеризуемой ничтожным содержанием примесей, медь – составляющий элемент многих сплавов, среди которых наиболее известны:

латунь;

Латунь – сплав меди

бронза;

Бронза

мельхиор.

Мельхиор – больше относится к серебру, нежели к меди

Отдельно стоит выделить медный сплав с никелем, именуемый мельхиор. Он известен широкой аудитории по разменным монетам советских времен, начиная с 10 копеек а также подарочные наборы столовых приборов, но существенно уступает первым двум в степени востребованности.

Наиболее перспективными для нужд человека остаются: латунь и бронза. Желтая медь, так иначе называют латунь, на бытовом уровне широко востребована в сантехнике. Те, кто сталкивался с подбором крана или смесителя, хорошо знают это. По химическому составу различают:

двойные латуни – сплав меди с цинком;

многокомпонентные, в которых Zn остается основным легирующим элементом.

Процентное содержание цинка, даже в двойной латуни, широко варьируется. Сплавы, где доля Zn составляет не более 20%, именуют

томпаком.

Пули из томпака

Определить состав латуни можно исходя из маркировки: для двойных сплавов после буквы «Л» указывается процентное содержание меди, например Л60. Маркировка многокомпонентных сплавов строится аналогично, только за «Л» следуют легирующие примеси с их концентрациями. Таким образом, многокомпонентная латунь марки ЛМц58- 2, использования при изготовлении деталей машин, гаек, болтом, арматуры, подразумевает содержание меди – 58%, цинка – 40%, марганца – 2%.

Бронза – в стандартном понимании, представляет медный сплав с оловом, однако на практике также обладает весьма вариативным составом. Фактически под бронзой принято понимать любой медный сплав, где никель и цинк не являются основными легирующими элементами. Стоит отметить, что найти оловянную бронзу достаточно сложно. Большее распространение получили ее безоловянные сорта.

к содержанию ↑

Медь и ее сплавы, как источник цветного вторичного металла

Взвешивая «чистый» металл и его сплавы на весах прибыльности при сдаче металлолома, можно сказать, что стоимость первого в полтора – два раза выше. Однако весовое содержание меди в металлических конструкциях часто уступает на выходе ее сплавам.

Так, медные сплавы можно обнаружить среди пришедших в негодность изделий сантехники: водопроводные краны, вентили, душевые шланги и трубки. Многие старые светильники, дверная фурнитура также изготовлены из медных сплавов, однако верх пьедестала, по весовому содержанию, занимают радиаторы отопления.

Непосредственно медь стоит искать среди бытовых приборов, желательно уже выработавших свой эксплуатационный ресурс:

ламповый телевизор – 1,5 кг;

Ламповый телевизор с медью

полупроводниковый ТВ приемник – 0,5 кг;

компрессионный холодильник – около килограмма в двигателе, еще столько же могут содержать трубки радиатора;

электродвигатели – в среднем килограмм на киловатт мощности;

Незаслуженно обходят вниманием магнитные пускатели, хотя оборудование помимо обмотки содержит медь в шинах. Небольшое содержание металла, менее килограмма принесут автомобильные стартеры и генераторы, дроссели люминесцентных ламп, трансформаторы, реле, компрессоры холодильников.

Смотрите статью – Где искать металлолом меди?

к содержанию ↑

Первичная медь, получение и применение

В зависимости от чистоты металла, различают следующие марки:

М0 – 99,95%;

Катодная медь М0

М1 – 99,9%;

М2 – 99,7%;

М3 – 99,5%;

М4 -99%.

Одним из источников сырья для получения металла выступает медный лом, перерабатываемый согласно технологии огневого рафинирования.

Природные ресурсы металла составляет самородная медь и сульфидные руды, в частности медные колчедан и блеск. Существует два металлургических способа получения металла из руды. На основной метод – пирометаллургический, приходится 90% первичного металла, оставшиеся 10% – результат гидрометаллургической технологии.

Медная руда

Физические свойства меди не могли остаться незамеченными в промышленности. Ее высокая электропроводность позволяет использовать металл при изготовлении электродов, проводов, особенно силовых кабелей (марка М0). Относительная химическая инертность меди нашла применение металлу в узлах аппаратуры для работы с огнеопасными веществами.

Высокая теплопроводность металла, наряду с устойчивостью к коррозии, используются при изготовлении сантехнических конструкций, узлов, а также кровельных покрытий. В настоящее время, медь вытеснили тут другие, более дешевые материалы.

Достаточно широкий рынок применения меди – производство сплавов. Латунь и бронза, где Cu является основным компонентом, уже были рассмотренные ранее. Широко используется другой сплав дюралюминий, где содержание меди доходит до 5%.

Противовирусные свойства меди и ее сплавов по инактивации вируса covid-19: обзор

Обзор

. 2021 дек;34(6):1217-1235.

doi: 10.1007/s10534-021-00339-4. Epub 2021 16 августа.

В Говинд ¹ , С. Бхарадвадж ¹ , М. Р. Сай Ганеш ¹ , Джитин Вишну ² , Картик В Шанкар ³ , Балакришнан Шанкар

1 , Р Раджеш ¹

Принадлежности

¹ Факультет машиностроения, Амрита Вишва Видьяпитхам, Амритапури, Коллам, Индия.
² Центр биоматериалов, клеточной и молекулярной тераностики, CBCMT, Технологический институт Веллора, Веллор, Индия.
³ Факультет машиностроения, Амрита Вишва Видьяпитам, Амритапури, Коллам, Индия. [email protected].

PMID: 34398357
PMCID: PMC8366152
DOI: 10.1007/s10534-021-00339-4

Бесплатная статья ЧВК

Обзор

В. Говинд и соавт. Биометаллы. 2021 дек.

Бесплатная статья ЧВК

. 2021 дек;34(6):1217-1235.

дои: 10. 1007/s10534-021-00339-4. Epub 2021 16 августа.

Авторы

В Говинд ¹ , С. Бхарадвадж ¹ , М. Р. Сай Ганеш ¹ , Джитин Вишну ² , Картик В Шанкар ³ , Балакришнан Шанкар ¹ , Р Раджеш ¹

Принадлежности

¹ Факультет машиностроения, Амрита Вишва Видьяпитхам, Амритапури, Коллам, Индия.
² Центр биоматериалов, клеточной и молекулярной тераностики, CBCMT, Технологический институт Веллора, Веллор, Индия.
³ Факультет машиностроения, Амрита Вишва Видьяпитам, Амритапури, Коллам, Индия. [email protected].

PMID: 34398357
PMCID: PMC8366152
DOI: 10.1007/s10534-021-00339-4

Абстрактный

Медь (Cu) и ее сплавы — перспективные материалы в борьбе с COVID-19вируса и нескольких микробных пандемий из-за его превосходных противовирусных, а также противомикробных свойств. Несмотря на то, что многие исследования доказали, что медь и ее сплавы обладают противовирусными свойствами, эта область исследований требует дальнейшего изучения. Несколько исследований, проведенных с медью и ее сплавами, доказали, что сплавы на основе меди обладают отличным потенциалом в борьбе с распространением инфекционных заболеваний. Более того, недавние исследования показывают, что эти сплавы могут эффективно инактивировать covid-19.вирус. В связи с этим в настоящей статье рассматривается важность меди и ее сплавов в снижении распространения и заражения COVID-19, который представляет собой глобальную пандемию. Электронные базы данных, такие как ScienceDirect, Web of Science и PubMed, были подвергнуты поиску соответствующих исследований в настоящей обзорной статье. Обзор начинается с краткого описания истории использования меди в медицине, за которым следует влияние содержания меди в организме человека и противовирусные механизмы меди против covid-19.. В последующих разделах описываются характерные системы материалов на основе меди, такие как сплавы, наноматериалы и технологии покрытий, в борьбе с распространением covid-19. В целом, материалы на основе меди можно успешно использовать в профилактических и терапевтических стратегиях борьбы с вирусом covid-19.

Ключевые слова: Антимикробный; Противовирусное средство; Медь; медные наноматериалы; COVID-19; Инактивация вируса.

Заявление о конфликте интересов

От имени всех авторов соответствующий автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рис. 1

a Абсорбция меди различными…

Рис. 1

a Поглощение меди различными органами, такими как мышцы, печень и костная система…

рисунок 1

a Поглощение меди различными органами, такими как мышцы, печень и костная система, и ее выделение с потом и мочой. Перепечатано из (Bost et al. 2016) с разрешения Elsevier. b Метаболизм меди в организме человека при всасывании в желудке и тонком кишечнике и механизм переноса соединений меди в различные части тела человека. Перепечатано из (Wang et al. 2021) с разрешения Elsevier 9.0003

Рис. 2

Инфекционность вируса гриппа при воздействии…

Рис. 2

Инфекционность вируса гриппа при контакте с ( a , b ) нержавеющей сталью…

Рис. 2

Инфекционность вируса гриппа при воздействии ( a , b ) поверхность из нержавеющей стали и ( c , d ) медная поверхность. Перепечатано из (Noyce et al. 2007) с разрешения Массачусетского медицинского общества

Рис. 3

a Механизм отключения контакта…

Рис. 3

a Механизм контактного уничтожения меди против бактерий (вверху), вирусов (в центре) и грибков…

Рис. 3

a Механизм контактного уничтожения меди против бактерий (вверху), вирусов (в центре) и грибков (внизу). Перепечатано из (Vincent et al. 2018) с разрешения Wiley. b Иллюстрация механизма контактного уничтожения на поверхности меди (а) разрыв клеточной мембраны, (б) потеря цитоплазматического содержимого, (в) образование других АФК ионами меди. Перепечатано из (Grass et al. 2011) с разрешения Американского торакального общества

Рис. 4

а. Сравнение вирулицидного действия…

Рис. 4

а. Сравнение вирулицидного действия различных материалов b. Вирус Covid-19 при взаимодействии…

Рис. 4

а. Сравнение вирулицидного действия различных материалов b. Вирус Covid-19 при взаимодействии с нержавеющей сталью в течение 10 мин, распад вируса через 10 мин на поверхности меди и сморщивание вирионов с повреждением поверхности шипами через 30 мин. Перепечатано из (Warnes et al. 2015) с разрешения Американского общества микробиологии

Рис. 5

Биоцидные свойства меди привели…

Рис. 5

Биоцидные свойства меди привели к существующему и возможному будущему использованию меди…

Рис. 5

Биоцидные свойства меди привели к существующему и возможному будущему использованию меди и ее соединений в различных областях

Рис. 6

Сравнение вирулицидных свойств…

Рис. 6

Сравнение вирулицидных свойств меди с нержавеющей сталью и микробов, оставшихся после…

Рис. 6

Сравнение вирулицидных свойств меди с нержавеющей сталью a микробов, оставшихся через 0, 60, 120 и 240 мин. Пруток, 0,1 мкм. Перепечатано из (Manuel et al. 2015) с разрешения Американского общества микробиологии. b Кинетика восстановления бактерий на образцах, содержащих частицы меди из стеклокерамики. Перепечатано из (Gross et al. 2019) с разрешения Springer Nature

Рис. 7

a Нержавеющая сталь с медным покрытием холодного напыления…

Рис. 7

a Нажимные пластины из нержавеющей стали с холодным напылением с медным покрытием, устанавливаемые на двери. Перепечатано с…

Рис. 7

a Нажимные пластины из нержавеющей стали с холодным напылением с медным покрытием, устанавливаемые на двери. Перепечатано из (Hutasoit et al. 2020) с разрешения Elsevier. b Повышенная бактерицидная активность, о чем свидетельствует присутствие большего количества мертвых клеток (красный цвет, a – d ) на покрытии из медно-серебряного сплава по сравнению с непокрытой поверхностью нержавеющей стали с преобладанием живых клеток (зеленый цвет, e – h ). Перепечатано из (Ciacotich et al. 2019) с разрешения Wiley. (цветной рисунок онлайн)

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Цитируется

Всестороннее обновление CIDO: онтология коронавирусных инфекционных заболеваний на базе сообщества.

Хэ Ю, Ю Х, Хаффман А, Линь А.И., Натале Д.А., Беверли Дж., Чжэн Л., Перл Ю., Ван З., Лю Ю., Онг Э., Ван Ю., Хуан П., Тран Л., Ду Дж., Шах З., Шах Э., Десаи Р., Хуан Х.Х., Тиан Ю., Меррелл Э., Дункан В.Д., Арабанди С., Шримл Л.М., Чжэн Дж., Маски А.М., Ван Л., Лю Х., Смайли Ф.З., Хёндорф Р., Пендлингтон З.М., Ронкалья П., Йе Х. , Се Дж., Тан Ю.В., Ян Х, Пэн С., Чжан Л., Чен Л., Хур Дж., Оменн Г.С., Атей Б., Смит Б. Хе Ю и др. Дж. Биомедицинская семантика. 2022 21 октября; 13(1):25. дои: 10.1186/s13326-022-00279-з. Дж. Биомедицинская семантика. 2022. PMID: 36271389 Бесплатная статья ЧВК.
Антивирусные органические покрытия для поверхностей с высоким контактом на основе смарт-релиза, Cu ²⁺, содержащие пигменты.

Сауд З., Ричардс CAJ, Уильямс Г., Стэнтон Р.Дж. Сауд З. и др. Prog Org Coat. 2022 ноябрь;172:107135. doi: 10.1016/j.porgcoat.2022.107135. Epub 2022 22 августа. Prog Org Coat. 2022. PMID: 36035655 Бесплатная статья ЧВК.
Может ли статус железа, цинка, меди и селена быть прогностическим фактором у пациентов с COVID-19?

Энгин А.Б., Энгин Э.Д., Энгин А. Энгин А.Б. и др. Environ Toxicol Pharmacol. 2022 Окт;95:103937. doi: 10. 1016/j.etap.2022.103937. Epub 2022 23 июля. Environ Toxicol Pharmacol. 2022. PMID: 35882309 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.
Влияние моновалентного оксида меди и потенцированного оксида цинка на показатели роста и морфологию кишечника цыплят-бройлеров, инфицированных кокцидиозом.

Загари М., Пурагхаали С., Жанди М., Аббаси М. Загари М. и др. Биол Трейс Элем Рез. 4 июля 2022 г. doi: 10.1007/s12011-022-03339-8. Онлайн перед печатью. Биол Трейс Элем Рез. 2022. PMID: 35781621
Дезинфекция электростатическим спреем с использованием наноинженерного раствора на поверхностях, к которым часто прикасаются, в помещении и на открытом воздухе.

Purwar T, Dey S, Al-Kayyali OZA, Zalar AF, Doosttalab A, Castillo L, Castano VM. Пурвар Т. и соавт. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2022 13 июня; 19 (12): 7241. дои: 10.3390/ijerph29127241. Общественное здравоохранение Int J Environ Res. 2022. PMID: 35742489 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи “Цитируется по”

использованная литература

1. Адерибигбе Б.А. Наночастицы на основе металлов для лечения инфекционных заболеваний. Молекулы. Дои 2017: 10 3390/молекул 22081370. – DOI – ЧВК – пабмед
1. Агравал А. , Бхардвадж Р. Вероятность заражения COVID-19 при кашле нормального человека и суперраспространителя. Физические жидкости. 2021 г.: 10.1063/5.0041596. – DOI – ЧВК – пабмед
1. Аргуэта-Фигероа Л., Моралес-Лаки Р.А., Скоугалл-Вилчис Р.Дж., Олеа-Мехия О.Ф. Синтез, характеристика и антибактериальная активность наночастиц меди, никеля и биметаллических Cu-Ni для потенциального использования в стоматологических материалах. Prog Nat Sci. 2014;24(4):321–328. doi: 10.1016/j.pnsc.2014.07.002. – DOI
1. Бафна П.С., Патил С.Д. Физико-химическая характеристика и противовоспалительная активность аюрведического растительно-металлического тамра бхасмы при остром и хроническом воспалении. Матер Технол. 2018;33(10):681–688. дои: 10.1080/10667857.2018.1494241. – DOI
1. Баласубраманиам Б., Пратик Р.С., Сараф М., Кар П., Сингх С.П., Тхакур В.К., Сингх А., Гупта Р.К. Антибактериальные и противовирусные функциональные материалы: химия и биологическая активность для борьбы с пандемиями, подобными COVID-19. ACS Pharm Transl Sci. 2021;4(1):8–54. doi: 10.1021/acsptsci.0c00174. – DOI – ЧВК – пабмед

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Дополнительные понятия

Каковы свойства меди? (с картинками)

Наука

Факт проверен

Джейсон С.

Чавис

Дата последнего изменения: 24 октября 2022 г.

Медь — это металлический элемент с атомным номером 29 и научным обозначением 9.0452 Cu . Свойства меди делают ее очень пластичной и проводящей как к тепловым, так и к электрическим свойствам. Он также податлив и мягок, сохраняя при этом оранжевую окраску. Использование меди в первую очередь включает ее добавление в сплавы для строительных материалов и электропроводки.

Физические свойства меди заставляют ее очень интенсивно реагировать с воздухом, особенно с кислородом. Это создает тонкий слой потускнения на видимой части, придавая меди уникальный цвет. Чистая медь без воздействия воздуха сохраняет розоватый цвет. Это делает медь частью небольшого семейства металлов, наряду с цезием и золотом, которые не окрашены ни в серебристый, ни в серый цвет. Медь имеет тенденцию отражать свет без сине-фиолетового спектра, из-за чего он попадает в красную цветовую гамму.

Помимо твердого состояния, медь также может находиться в жидком или газообразном состоянии. Свойства жидкой меди делают ее зеленой без окружающего света, а яркий свет делает ее розовой. При сгорании в газообразном состоянии медь выделяет черный дым, вызванный ее взаимодействием с кислородом.

Одним из распространенных физических свойств меди является тот факт, что она соответствует серебру и золоту и составляет группу 11 в периодической таблице элементов. Каждый из этих элементов образует металлические связи, в которых один электрон вращается вокруг электронной оболочки поверх ядра. Это делает металлы группы 11 податливыми и проводящими.

Химические свойства меди включают тенденцию вызывать гальваническую коррозию. Когда медь находится в прямом контакте с некоторыми металлами, такими как железо, может произойти коррозия от воды на другом металле. Соединение между металлами действует как батарея и производит электрические токи. Это чрезвычайно важно в сантехнической промышленности, где для передачи воды используются как медные, так и железные трубы. Чтобы избежать этой проблемы, трубы обычно разделяют пластиковыми или резиновыми фитингами.

Одним из интересных свойств меди является ее природный бактерицидный эффект. Многие патогены погибают от любого сплава, содержащего более 65 процентов меди, в течение восьми часов.

TOP HEADLINES