Удельный вес меди, свойства, применение, а также таблица значений

Медь представляет собой элемент четвертого периода одиннадцатой группы соответствующей таблицы элементов. Медь в простом виде – это пластичный материал переходного типа розового или золотистого оттенка.

Медь является одним из самых первых, освоенных человеком материалов, благодаря малой температуре плавления и массовой доступности. Этот материал закрывает семерку металлов, освоенных еще в далекие времена. Встречается медь в виде самородков чаще, чем железо, серебро или золото. Химической название меди – Cuprum, произошедшие от названия острова Кипр.

Свойства металла

Медь представляет собой тяжелый металл с высокой плотностью, красного оттенка с розовым отливом. В природе существует более 170 видов минералов, содержащих медь, но промышленная добыча производится только из 17. Основная масса химического элемента находится в составе рудных минералов:

• халькозина — содержание до 80%;
• бронита — до 65%;
• ковелина — до 64%.

Из них осуществляется ее обогащение и выплавка. Отличительной чертой металла является высокая электропроводность, теплопроводность. Плавится металл при температуре 1083 °C, а кипит при 2600 °C.

В зависимости от способа производства различают такие марки металла:

• холоднотянутая;
• прокатная;
• литая.

Для каждого типа рассчитываются параметры, характеризующие:

• степень сопротивления сдвигу;
• деформации под воздействием нагрузок;
• показатель упругости при растяжении материала и сжатия при деформации.

Медь активно окисляется при нагревании, а при температуре 375 °C формируется оксид металла. Его наличие снижает теплопроводность и электропроводность материала. При взаимодействии с солями железа химический элемент переходит в состояние жидкости. Это свойство используется при очистке изделий от медного покрытия.

При реагировании металла с влагой образуется куприт. Устойчивая пленка из соединения выступает в качестве защитного покрытия для изделий. В результате взаимодействия с кислотой медь образует купорос.

Медные руды

В природных условиях медь чаще всего встречается в соединениях, но попадается и в виде самородков. К минералам, которые являются основными ее источниками, относятся:

• Куприт – минерал оксидной группы.
• Малахит – известен как поделочный камень, содержит карбонат меди. Российский малахит – углекислая медная зелень пользуется большой популярностью.
• Азурит – синего цвета минерал, часто сращивается с малахитом, обладает высокой твердостью.
• Медный колчедан и медный блеск – содержат сульфид меди.
• Ковеллин – относится к сульфидным породам, первоначально был обнаружен около Везувия.

Медные руды добывают, в основном, открытым способом. В них может содержаться 0,4-1,0 % меди. По ее производству мировым лидером является Чили, дальше следуют Соединенные Штаты Америки, Россия, Канада, Казахстан.

Плотность металла

Показатель плотности вещества любого состава определяется отношением массы к общему объему и измеряется в кг/м³. С помощью этого параметра путем арифметических расчетов определяется вес изделий.

Медь, плотность которой в чистом виде составляет 8,94 г/см³, является распространенным цветным металлом, обладающим особыми физическими параметрами и химическими свойствами.

При температуре 1084 °C металл переходит в жидкое состояние, при этом значение коэффициента теплопроводности снижается почти в 2 раза по сравнению с твердым металлом.

В жидком виде при температуре 1300 °C плотность материала составляет 8,0 г/см³. Нагревание металла влияет на показатель роста коэффициента температурного расширения и теплоемкости меди.

В зависимости от наличия в составе сплава лигатурных добавок существуют различные марки меди. Для их характеристики используется параметр удельного веса, который в международной системе СИ выражается в ньютонах на единицу объема.

Показатель удельного веса меди равен плотности, что характерно для этого химического элемента. Плотность металла влияет на то, какой массой будут обладать изделия из чистого материала и его сплавов.

Удельная масса металла принимается во внимание при расчетах в процессе производства различных материалов, содержащих медь, и при переработке лома. Для расчета параметра существует множество методик, что позволяет рационально подбирать материалы для формирования изделий.

Расчеты важно производить на стадии проектирования механизмов и устройств, в составе которых будут использоваться детали из сплавов на основе меди. Удельная масса и плотность являются разными параметрами, используемыми для определения массы заготовок для деталей.

Единицы измерения удельного веса

Для выражения удельного веса меди в различных системах измерения используются различные единицы.

• В системе СГС данный параметр измеряется в 1 дин/см3.
• В системе СИ принята единица измерения 1н/м3.
• В системе МКСС используется единица измерения 1 кГ/м3.

Если вы столкнулись с различными единицами измерения этого параметра меди или ее сплавов, то не представляет сложности перевести их друг в друга. Для этого можно использовать простую формулу перевода, которая выглядит следующим образом: 0,1 дин/см3 = 1 н/м3 = 0,102 кГ/м3.

Медьсодержащая руда до обработки

Технические параметры сплавов металла

Самыми распространенными материалами, созданными на основе меди, являются бронза и латунь. Их состав формируют:

• олово;
• цинк;
• никель;
• висмут.

Состав материала для производства оружия, используемый до XIX века, формировался из меди, олова и цинка в соответствующих пропорциях. Из латуни в наше время изготовляют гильзы для боеприпасов и ружей.

Бронза и латунь различаются по химическому составу. В состав бронзы входит олово, бериллий, кремний, свинец и другие химические элементы.

Сплавы отличаются между собой структурой. Бронза крупнозернистая, темно-коричневого цвета, а латунь имеет структуру в виде мелких зерен и по цвету напоминает золото.

Только наличие олова позволяет создать бронзовый сплав высокого качества. В дешевый аналог состава — шпиатр — входит никель или цинк. В зависимости от наличия компонента в составе, различают такие виды бронзы:

• оловянная;
• алюминиевая;
• кремниевая;
• бериллиевая.

В качестве основного компонента, формирующего латунь, выступает цинк. В настоящее время этот материал используется для формирования сочетания стали и латуни, обладающего устойчивостью к коррозии, пластичностью.

Разновидность сплава — томпак, используется в промышленном производстве для изготовления различных знаков отличия, художественных композиций, фурнитуры.

Из сплавов, в состав которых входят цинк, олово, кремний, алюминий, изготовляют детали для машин. Материалы, созданные на основе меди, обладают:

• высокой износостойкостью;
• низким коэффициентом трения;
• высокой пластичностью;
• электропроводностью;
• стойкостью к агрессивной среде.

Сплав меди и никеля применяется в качестве материала для изготовления трубок конденсаторов в судостроении, чеканки разменной денежной единицы. Металл является основным компонентом припоев, применяющихся для соединения металлических деталей из разнородных материалов.

В составе дюралюминия находится 4,4% меди. Ее наличие придает материалу устойчивость к механическим повреждениям и повышает температуру плавления.

Области использования меди

Благодаря своим механическим свойствам медь нашла широкое применение в разных отраслях промышленности, но наиболее часто ее можно встретить как составную часть электропровода, в системах отопления, а также охлаждения воздуха, в производстве компьютерной техники, теплообменниках.

В промышленности используют тысячи тонн меди ежегодно

В строительстве этот металл применяется при изготовлении различных конструкций, основным преимуществом здесь является небольшой объемный вес меди. Как уже было отмечено выше, широкое применение цветной металл нашел при кровельных работах, а также в изготовлении тр. Трубы получаются легковесные, поддающиеся трансформации, что особенно актуально при проектировании водопровода и канализации.

Основная доля производства изделий из меди — проволока, используемая как жила для электрического или коммуникационного кабеля. Благодаря основной характеристике меди — электропроводности, она оказывает высокое сопротивление току, а также обладает уникальными магнитными качествами — в отличие от других металлов ее частицы не реагируют на магнит, что иногда затрудняет процесс ее очистки. Стоит отметить, что практически все производство изделий базируется на переработке вторичного сырья, руду используют крайне редко.

Сферы применения сплавов меди

1. Благодаря физическим и механическим свойствам химический элемент применяется в разных отраслях производства. Медь является составной частью электропроводов, систем отопления и охлаждения.
2. Медные провода используются в бытовых электрических двигателях и трансформаторах. При этом применяют чистый металл, присутствие примесей снижает проводимость.
3. Металл является отличным материалом для создания строительных конструкций, труб, кровельных покрытий. Механическая прочность, устойчивость, пригодность к механической обработке позволяют создавать бесшовные трубы, используемые в системах водоснабжения.
4. На стенках проката не образуется налет солей, растворенных в воде. Такие трубопроводы используются в энергетике и судостроении для транспортировки пара и жидкости. В тонкодисперсной форме металл используется в лазерах, работающих на парах меди.
5. Сплавы, в состав которых входит медь, применяются в ювелирном производстве. Сочетание золота и меди повышает прочность изделия, устойчивость к деформации.
6. Оксиды химического элемента являются основой для получения сверхпроводников, а чистый металл применяется для производства батарей и гальванических элементов.
7. Медь используют в качестве материала для изготовления композиций, назначенных для декорирования фасадов домов. Очень часто возле входа в кафе можно встретить скульптуры, изготовленные из бронзы. Причина использования материала — высокая пластичность и устойчивость.
8. Изделия из бронзы отличаются устойчивостью к воздействию морской воды, поэтому ее используют как материал для изготовления разных приспособлений для навигации и эксплуатации судов.
9. Латунь в чистом виде уязвима к воздействию агрессивной среды. Для того чтобы добиться устойчивости к реагентам, сплав подвергают легированию другими металлами: алюминием, оловом или свинцом.

Основная информация о меди

Медь является наиболее распространенным цветным металлом. Свое название на латинском языке — Cuprum — она получила в честь острова Кипр. Там ее добывали древние греки тысячи лет назад. Историки даже придумали Медный Век, который длился с IV по V столетие до н. э. В то время люди делали из популярного металла:

• орудие;
• посуду;
• украшения;
• монеты.

В таблице Д.И. Менделеева она занимает 29 место. Этот элемент имеет уникальные свойства -физические, химические и механические. В древние времена в естественной среде можно было найти медь в виде самородков, порой очень больших размеров. Люди нагревали породу на открытом огне, а затем резко охлаждали. В результате она растрескивалась, что позволяло выполнять восстановление металла. Такая нехитрая технология позволила начать освоение популярного элемента.

Калькулятор веса кабеля №2

Определение примерной цены кабеля, основываясь на проценте содержания металла в кабеле

• 1 Взвесьте кусок кабеля на высокоточных весах и введите значение в окно №1
• 2 Снимите изоляцию с кабеля, освободив его от ПВХ оболочки и брони.
• 3 Взвесьте чистый металл (в данном случае алюминий) и введите значение в окно №2
• 4 В окно №3 введите ориентировочное количество неочищенного кабеля в килограммах
• 4 Итак мы получаем примерную сумму, которую Вы получите после сдачи кабеля.

Все расчеты на данном сайте не являются публичной офертой

Источник

Медь в природе

В природе выявлено два проявления элемента – самородки и компонент соединений с другими элементами.

Чаще это соединения: оксиды, сульфиды, гидрокарбонаты. Самое распространенное сырье – медный колчедан.

Медь придает глубокие синие, голубые, зеленоватые оттенки малахиту, бирюзе, хризоколле, другим минералам ювелирно-декоративного сегмента.

Физико-химические параметры

Медь – металл с типичными внешними признаками (блеск, гладкость) и структурой кристаллической решетки. Наделена высокой электро- и теплопроводностью. По этим физическим свойствам вторая после серебра.

Название, символ, номер	Медь/Cuprum (Cu), 29
Атомная масса (молярная масса)	63,546(3)а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d10 4s1
Радиус атома	128 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	117 пм
Радиус иона	(+2e) 73 (+1e) 77 (K=6) пм
Электроотрицательность	1,90 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	+0,337 В/ +0,521 В
Степени окисления	3, 2, 1, 0
Энергия ионизации (первый электрон)	745,0 (7,72) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	8,92 г/см³
Температура плавления	1356,55 K (1083,4 °С)
Температура кипения	2567 °С
Уд. теплота плавления	13,01 кДж/моль
Уд. теплота испарения	304,6 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	24,44 Дж/(K·моль)
Молярный объём	7,1 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	3,615 Å
Температура Дебая	315 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 401 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-50-8

Главное химическое свойство металла, оцененное человеком, – нулевая коррозийность. Медь химически малоактивна, при стандартных условиях не окисляется.

Калькулятор веса кабеля №1

Определение примерной стоимости кабеля на металлолом исходя из его технических параметров (марка кабеля, сечение и количество жил)

• 1 Разделайте небольшой кусок кабеля как показано на картинке
• 2 При помощи штангенциркуля измерьте диаметр одной жилы и введите значение в «мм» (миллиметрах) в строку «Толщина жилы»
• 3 Посчитайте количество отдельных жил в «пучке» и введите значение в строку «Количество жил»
• 4 Укажите длину кабеля в метрах в строке «Введите длину кабеля» ( чем точнее вы укажите этот параметр тем точнее мы сможем рассчитать содержание металла)

Все расчеты на данном сайте не являются публичной офертой

Значение для человека

Медь заложена в организм человека изначально:

• Участвует в образовании красных кровяных телец, коллагена, эластина.
• Активирует работу эндокринной системы, замедляет старение организма.
• Ее дефицит чреват замедлением белкового обмена. Это влечет патологии в развитии скелета и составе крови.

Она есть во многих продуктах питания. Медью богаты говяжья печень, устрицы, кунжут, какао-порошок, черный перец, гречневая крупа. А также орехи (лесной, грецкий, кешью, арахис, миндаль).

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Образец меди, 13,6 см. Полуостров Кинави, Мичиган, США

Среднее содержание меди в земной коре (кларк) — (4,7-5,5)·10−3% (по массе). В морской и речной воде содержание меди гораздо меньше: 3·10−7% и 10−7% (по массе) соответственно. Большая часть медной руды добывается открытым способом. Содержание меди в руде составляет от 0,3 до 1,0 %. Мировые запасы в 2000 году составляли, по оценке экспертов, 954 млн т, из них 687 млн т — подтверждённые запасы, на долю России приходилось 3,2 % общих и 3,1 % подтверждённых мировых запасов. Таким образом, при нынешних темпах потребления запасов меди хватит примерно на 60 лет. Медь получают из медных руд и минералов. Основные методы получения меди — пирометаллургия, гидрометаллургия и электролиз. Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS2. Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом.