الذهب

معدن النحاس (Copper Metal) خصائصه وكيفية انتاجه

النحاس

معدن النحاس (Copper Metal) من العناصر الكيميائية الأكثر وفرة في الطبيعة، ويأتي النحاس في المركز الخامس والعشرين من بين العناصر الأكثر وفرة، ولون النحاس الأحمر الذهبي أو قد يبدو قزحي اللوحي بمعنى أنه يعمل على عكس ألوان كألوان قوس قزح عند تسليط الضوء عليه، ويتميز معدن النحاس عن غيره من المعادن بأنه لا يظهر باللون الرمادي أو الفضي في حال تواجده في الطبيعة مثل باقي المعادن الأخرى ما عدا الذهب.

نبذة عن معدن النحاس (Copper Metal)

النحاس عنصر كيميائي يتميز بالمرونة ومن المعادن القابلة للسحب وقابل للتوصيل الكهربائي والتوصيل الحراري، ومعدن النحاس من المعادن القليلة التي توجد في الطبيعة في شكل معدني وقابل للاستخدام مباشرة ولذلك يصنف ضمن (المعادن الأصلية).

مما ترتب على ذلك استخدام الانسان له في وقت مبكر جدًا في الكثير من المناطق وكان ذلك عام 8000 قبل الميلاد، ولقد استخدمه البشر كبديل للحجر في العصر الحجري الحديث، ويُعد النحاس أول معدن تم صبه في شكل قوالب في (4000 قبل الميلاد)، وأول معدن يتم خلطه عن عمد بمعدن آخر كالقصدير لصنع البرونز حوالي (3500 قبل الميلاد)، والنحاس أول معدن تم صهره من خامات الكبريتيد.

ولقد وجدت أقدم قطعة معدنية في الشرق الأوسط وكانت تتكون من النحاس، وكان عبارة عن خرامًا صغيرًا يعود تاريخه إلى 5100 قبل الميلاد، والبنس الأمريكي كان مصنوع في الأصل من معدن النحاس الخام، ويحتل معدن النحاس المركز الثالث بين المعادن الأكثر استهلاكًا صناعيًا في العالم بعد الحديد والألومنيوم.

النحاس هو العنصر رقم 29 في الجدول الدوري للعناصر ويُعد من العناصر الشبه ثمينة والغير حديدي وله الكثير من التطبيقات في مجال تشييد المباني والهندسة المعمارية والسباكة والكهرباء والإلكترونيات والنقل والمنتجات الاستهلاكية والصحية.

النحاس عنصر ضروري لجميع الكائنات الحية حيث أنه معدن غذائي هام ومكون رئيسي لمركب إنزيم الجهاز التنفسي السيتوكروم سي أوكسيديز في الرخويات والقشريات، وحل النحاس محل الهيموجلوبين في الأسماك وغيرها من الفقاريات، وفي البشر يوجد النحاس في العظام والكبد والعضلات.

معدن النحاس

الخصائص الكيميائية لمعدن النحاس

  • العدد الذري للنحاس: 29.
  • الرمز الذري والموجود في الجدول الدوري للعناصر: CU.
  • الوزن الذري أي متوسط كتلة الذرة: 63.55.
  • الكثافة: 8.92 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
  • الحالة في درجة حرارة الغرفة: صلبة.
  • نقطة الانصهار: 984.32 درجة فهرنهايت أي (1084.62 درجة مئوية).
  • درجة الغليان: 5301 درجة فهرنهايت أي (2927 درجة مئوية).
  • النظائر الأكثر شيوعًا: CU-63 (وتتوفر في الطبيعة بنسبة 69.15%)، CU-65 (تتوفر في الطبيعة بنسبة 30.85%).

خصائص النحاس (Copper Properties)

  • معدن النحاس موصل جيد للكهرباء والحرارة.
  • يستخدم في صناعة أسلاك التوصيل الكهربائي والمبادلات الحرارية.
  • سهل في عمل السحب والطرق.
  • يستخدم في صناعة البطاريات والعتاد الكهربائي.
  • معدن النحاس يتأثر بالهواء.
  • يعتبر معدن النحاس من أشد المعادن توصيلاً للكهرباء بعد الفضة.
  • يتغطى سطح النحاس بغشاء ذات لون أخضر مع مرور الوقت مما يمنح المعدن قيمة تاريخية وجمالية.
  • غير مغناطيسي.
  • قابل لإعادة التدوير.
  • صحي ومقاوم للتآكل.
  • قادر على محاربة البكتيريا وتم اثبات ذلك بعد اجراء اختبارات مكثفة لمضادات الميكروبات من خلال وكالة حماية البيئة ولقد وجد أن 355 سبيكة نحاسية بما في ذلك النحاس الأصفر تعمل على قتل أكثر من 99.9% من البكتيريا خلال ساعتين فقط من الاتصال.

استخدامات معدن النحاس (Copper Uses)

  • الجزء الأكبر من الصناعات الكهربائية يعتمد على النحاس.
  • يدمج النحاس مع معادن أخرى لتشكيل السبائك كالبرونز (النحاس والقصدير)، وفضة النيكل (النحاس والزنك والنيكل)، كما يشكل النحاس سلسلة مهمة من السبائك مع الألومنيوم تسمى (برونز الألومنيوم)، وسبيكة البرونز والفوسفور والقصدير، وسبيكة البرونز والسليكون، وسبيكة البرونز والنحاس والألمونيوم.
  • يستخدم كوسيلة مهمة لنقل الحرارة ولذلك يستخدم في عمليات التسخين والتبريد.
  • تستخدم كبريتات النحاس على نطاق واسع كمادة سامة زراعية وكمبيد للطحالب لتنقية المياه.
  • مركبات النحاس تستخدم في الاختبارات الكيميائية للكشف عن السكر.
  • تستخدم في اللحام حيث تستعمل في الآلات الموسيقية النحاسية، واللحام بالنحاس من أقدم الصناعات التي استخدمها الحدادون في صناعة الأسلحة والمجوهرات والحرف اليدوية الأخرى.

إنتاج معدن النحاس

كل عام يتم تنقيب 10 ملايين طن متري من النحاس من جميع دول العالم، وكل قارة تحتوي على مناجم (ترسبات) نحاس، ومعظم النحاس العالمي يوجد في سلسلة الجبال الممتدة من ألاسكا وحتى حدود أمريكا الجنوبية، والعمال يقومون باستخراج خام النحاس من مناجم بعيدة عن سطح الأرض.

ومن أكبر الدولة المنتجة للنحاس في العالم دولة تشيلي، حيث تنتيج حوالي ربع انتاج العالم من النحاس حيث يتم استخراج النحاس من المناجم الضخمة الموجودة بالقرب من سانتياجو وفي صحراء اتاكاما.

وفي المرتبة الثانية تأتي الولايات المتحدة الأمريكية حيث تنتج خمس انتاج العالم من معدن النحاس، ويأتي ثلث الناتج الخاص بالولايات المتحدة الأمريكية من أريزونا.

ومع ذلك تُعد الولايات المتحدة الأمريكية  مستوردًا لمعدن النحاس، وذلك يرجع لأن الدولة تستهلك من النحاس أكثر من انتاجها، أما كندا فتحتل المرتبة الثالثة في انتاج النحاس وتنتج أقل من عشر انتاج العالم من النحاس.

المصادر والأماكن التي يتواجد فيها النحاس

  • الحمم البازلتيّة والنحاس من المعادن الأساسية والأولية في تكوين الحمم.
  • مركبات النحاس ومن أهم المركبات (الكبريتيدات، والكربونات، والكلوريدات).
  • المعادن العديد من من المعادن تتركب من النحاس ومن أشهرها (الملاكيت، والأزوريت).
  • الحيوانات والنباتات حيث تحتوي الأعشاب البحرية على نسبة عالية من عنصر النحاس، بالإضافة المفصليات والرخويات والشعاب المرجانية.
  • جسم الإنسان حيث تحتوي معظم أجزاء الجسم على نسب متفاوتة من معدن النحاس حيث يرتكز النحاس في كبد الإنسان.

الأهمية الغذائية لمعدن النحاس

  1. النحاس يدخل في تركيب الكثير من الإنزيمات ولذلك فهو يحافظ على صحة القلب والأعصاب والعظام والدماغ والكريات الحمراء.
  2. يساعد النحاس على استخلاص الطاقة من الطعام، ويعمل على انتاج مواد مشابهة للهرمونات تساعد على تنظيم نبضات القلب وضبط ضغط الدم، وتساعد على سرعة التئام الجروح.
  3. النحاس يحمي الخلايا من التأكسد ويساعد الجسم على مقاومة الأمراض.
  4. يعمل على معالجة الآلام والتخفيف منها.
  5. النحاس يعمل على تقوية العظام وجعلها أكثر قوة وصلابة، ونقص النحاس في الجسم يؤدي إلى الإصابة بهشاشة العظام.
  6. يدخل في تركيب الجلد ويقاوم الأمراض الجلدية.
  7. يساعد النحاس على امتصاص الحديد بشكل صحيح وفي حالة نقص النحاس في الجسم يترتب على ذلك نقص في انتاج الهيموجلوبين وبالتالي الإصابة بالإنيميا وفقر الدم.
  8. مسئول عن تلوين الشعر والجلد.
  9. يدخل في تكون الأعصاب والمفاصل.
  10. مسئول عن حاسة التذوق.

المصادر الغذائية للحصول على النحاس

  • اللحوم، كبد الحيوان، السمك، المحار البحرية، التونا.
  • صفار البيض.
  • السمسم، بذر دوار الشمس، دبس السكر.
  • الفستق السوداني، الجوز، اللوز، التين المجفف، المشمش المجفف.
  • الفاصوليا، العدس، بذر اليقطين، نخالة الحبوب، بذر دوار الشمس، القمح الكامل.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *