Taula

Generalitats

Propietats

Isòtops

Reactivitat

Obtenció, Usos i Toxicitat

 

Català

Español

English

Français

Símbol:

Cu

Nombre atòmic: 29

Coure

Cobre

Copper

Cuivre

Grup: 11

Període: 4

Família: metalls de transició

Configuració electrònica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10

 

 

 

 

Generalitats

Descobridor/s: conegut des de l’antiguitat

Nacionalitat: -

Any: -

Origen del nom: de la paraula llatina “cuprum” que significa Xipre.

Una mica d’història:   El coure era conegut en la prehistòria i fou, probablement, el primer metall utilitzat per a fabricar útils i objectes decoratius.

Els objectes de coure s’han trobat entre les restes de moltes civilitzacions antigues, que inclouen Egipte, Àsia Menor, Xina, Sudest d’Europa, Xipre i Creta.

Els natius americans també utilitzaven el coure des del tercer mileni a.C. L’anàlisi dels objectes de coure i els seus aliatges, i l’estudi dels minerals existents en les regions on foren trobats, fa pensar que ja en l’any 6000 a.C., l’home desenvolupava processos metal·lúrgics.

El coure és un dels elements amb símbol alquimista:

Estat natural: Es troba lliure a prop del llac Superior de Michigan, on hi ha menes en quantitats econòmicament importants i, en menor proporció, en altres parts del món.

També es troba barrejat amb altres metalls com or, plata, bismut i plom i com sulfurs, sulfats, carbonats i òxids minerals.

Els principals minerals són la calcopirita (barreja  de sulfurs de coure i ferro), l’azurita (carbonat bàsic de coure) que es troba a França i Austràlia, la malaquita, també un carbonat bàsic de coure, en els Urals i la cuprita, un òxid, que es troba a Cuba.

La producció mundial estimada és de 8,8 milions de tones anuals. 

Els dipòsits més importants es troben a Canadà, Xile, Alemanya, Itàlia, Perú, USA, Zambia i Zaire.

Estructura cristal·lina:

 

     Sistema cúbic centrat en les cares

 

 

 

 

 

 

 

tots els angles rectes

 

a = b = c

Abundància a l’ésser humà: 100 ppb (parts per bilió) en pes.

 

--

Abundància a la Terra: ocupa el lloc 25è en la classificació dels elements més abundants en l’escorça terrestre.

Abundància al Sistema Solar: 60 ppb (parts per bilió) en pes.

 


 

 

 

 

 

Propietats

Físiques

Massa atòmica (u)

Densitat (kg/m3)

Duresa (escala de Mohs)

Volum atòmic (cm3/mol)

63,546

8960

2,8

7,1

Tèrmiques

Estat d’agregació

a 298 K

Punt de fusió (K)

Punt d’ebullició (K)

 

sòlid

1356,6

2840

 

Radis

Radi atòmic (Å)

Radi iònic (Å)

Radi covalent (Å)

 

1,28

0,96 (Cu+1)

0,69 (Cu+2)

0,59 (Cu+3)

1,17

 

Ionització

Afinitat electrònica (KJ/mol)

1a energia ionització (KJ/mol)

2a energia ionització (KJ/mol)

3a energia ionització (KJ/mol)

Estats d’oxidació

118,5

745,4

1957,9

3553,5

+1, +2, +3, +4

Elèctriques

Conductivitat elèctrica (mOhm.cm)-1

Electròniques

Electronegativitat (Pauling)

Polaritzabilitat (Å3)

 

595,8

1,9

6,7

 

Termodinàmiques

Calor d’atomització (KJ/mol d’àtoms)

Calor de fusió (KJ/mol)

Calor de vaporització (KJ/mol)

Calor específica

(J/kg K)

Conductivitat tèrmica (J/m s ºC)

338

13

305

384,56

401

Altres

Potencial normal de reducció (v)

Caràcter metàl·lic

Precaucions: La pols del metall presenta risc de foc.

Els compostos de coure solubles són els que presenten major perill per la salut; la ingesta de només 30g de CuSO4 pot resultar fatal.

Grans quantitats de coure poden causar dany al fetge, ronyons i també la mort.

Exposicions  al coure a llarg termini poden irritar el nas, la boca i els ulls, poden causar mal de cap, d’estómac, mareigs, vòmits i diarrees. 

+0,34

Cu2+/Cu

 metall

Característiques:

 

És un metall de color vermellós característic, amb brillantor metàl·lica que cristal·litza en el sistema cúbic centrat en les cares.

A causa de moltes propietats desitjables com la seva conductivitat elèctrica i calorífica, la seva resistència  a la corrosió, la seva mal·leabilitat i la seva bellesa, el coure s’utilitza en una amplia varietat d’aplicacions.

És essencial per a tota vida, però només en quantitats petites. És el component clau d’enzims redox i de l’hemocianina.

Els seus alitges, llautó i bronze són molt importants.

 

 

 

 

 

 

 

Isòtops

Isòtop

Protons

Neutrons

Símbol

Vida mitjana

Abundància(%)

Altres

Coure - 59

29

30

59Cu

1,36 minuts

0,00

Radioactiu

Coure - 60

29

31

60Cu

23,7 minuts

0,00

Radioactiu

Coure - 61

29

32

61Cu

3,35 hores

0,00

Radioactiu

Coure - 62

29

33

62Cu

9,74 minuts

0,00

Radioactiu

Coure - 63

29

34

63Cu

Estable

69,17

 

Coure - 64

29

35

64Cu

12,701 hores

0,00

Radioactiu

Coure - 65

29

36

65Cu

Estable

30,83

 

Coure - 66

29

37

66Cu

5,09 minuts

0,00

Radioactiu

Coure - 67

29

38

67Cu

2,58 dies

0,00

Radioactiu

Coure - 68

29

39

68Cu

31 segons

0,00

Radioactiu

Coure - 69

29

40

69Cu

2,8 minuts

0,00

Radioactiu

 

 

 

 

 

 

 

Reactivitat

Descripció

Té poca activitat química i únicament s’oxida en aire humit molt lentament, recobrint-se d’una capa de carbonat bàsic que el protegeix de la corrosió posterior.

La seva oxidació s’afavoreix en mitjà àcid, per això no es recomanable el seu ús en utensilis de cuina, perquè les sals que forma són emètiques (provoquen vòmits).

Escalfant al vermell s’oxida i forma Cu2O: 4Cu (s) + O2 (g) à 2Cu2O (g)

El coure reacciona amb els halògens i forma halurs de coure (II):

Cu (s) + F2 (g) à CuF2 de color blanc     Cu (s) + Cl2 (g) à CuCl2 de color groc marronós

Cu (s) + Br2 (g) à CuBr2 de color negre

Només és atacat per els àcids oxidants; es dissol en àcid sulfúric concentrat i forma solucions que contenen el ió aquós Cu (II) juntament amb hidrogen gas; a la pràctica el cu (II) hi és present com a ió complex (Cu(OH2)6)2+ : Cu(s) + H2SO4 (aq) à Cu2+ (aq) + SO42- (aq) + H2 (g) També es dissol en àcid nítric, HNO3, diluït o concentrat.

Pot formar complexes amb algunes substàncies com l’amoníac.

El coure forma dues series de compostos químics: cuprosos, en els que el coure té nombre d’oxidació +1, i cúprics, en els que té nombre d’oxidació +2. Els compostos cuprosos s’oxiden fàcilment a cúprics, en molts casos per simple exposició a l’aire i són de poca importància industrial; els compostos cúprics són estables.

Els compostos de coure més importants són l’òxid i el sulfat.  

Amb aire

Suau; amb calor à CuO ; CuO2         4Cu (s) + O2 (g) à 2Cu2O (g)

Amb H2O

No reacciona

Amb HCL  6M

No reacciona

Amb HNO3 15M

Suau; à Cu(NO3)2 ; NOx

 

 

 

 

 

 

 

Obtenció

La metal·lúrgia del coure varia amb la composició del mineral. Els minerals que contenen coure natiu es trituren, es renten i es separa el coure per a fondre’l i preparar-lo en barres.

Si la mena és un òxid o carbonat de coure, es tritura i es tracta amb àcid sulfúric diluït per a produir sulfat de coure dissolt, del que s’obté el metall per electròlisi o, utilitzant ferralla, per desplaçament amb el ferro: CuSO4 + Fe à Cu + FeSO4

Els òxids i carbonats també es redueixen amb carbó quan els minerals tenen suficient riquesa en coure. Els minerals més importants, els sulfurs, contenen entre el 1 i el 12% de coure; aquests es molen i es concentren per flotació. Els concentrats es redueixen en un forn, quedant coure metàl·lic cru, anomenat “blíster”, aproximadament del 98% de puresa:

2Cu2S + 3O2 à 2Cu2O + 2SO2

2Cu2O + Cu2S à &Cu + SO2

El coure cru és posteriorment purificat per electròlisi, utilitzant càtodes de coure pur, fins a una puresa superior al 99,9%.

Usos

Degut a que és molt dúctil, poden fer-se cables de qualsevol diàmetre des de 0,025 mm en endavant. La resistència a la tensió del cable de coure està al voltant dels 4200 kg/cm2.

S’utilitza en línies elèctriques de tensió i telegrafia, i també en la instal·lació elèctrica d’interiors, cordons de làmpada i maquinària elèctrica com generadors, motors, controladors, dispositius de senyalització, electroimans i equips de comunicació.

El coure s’ha utilitzat per a monedes al llarg de la història i també per a utensilis de cuina, cups i objectes decoratius. Durant molt de temps s’ha utilitzat per a protegir el fons de les embarcacions de fusta.

El coure pot deposar-se electrolíticament amb molta facilitat, sol o sobre altres metalls. Per aquesta finalitat se’n usen grans quantitats, particularment per a fer planxes tipogràfiques per imprimir.

Certes solucions de coure tenen la facultat de dissoldre la cel·lulosa i per això s’utilitzen grans quantitats de coure en la fabricació del raió.

El coure s’usa també en molt pigments i en insecticides i fungicides (el sulfat de coure s’usa com a veí agrícola), encara que actualment ha estat reemplaçat per productes químics orgànics sintètics.

També s’utilitza com a catalitzador.

Els compostos de coure com la solució de Fehling, s’utilitzen àmpliament en la química analítica, per exemple en proves per a la determinació del sucre.  

El sulfat de coure també s’utilitza com a purificador de l’aigua.  

Toxicitat

És essencial per l’home però en petites quantitats. Els compostos de coure solubles són els que presenten major perill per la salut; la ingesta de només 30g de CuSO4 pot resultar fatal.

Grans quantitats de coure poden causar dany al fetge, ronyons i també la mort.

Exposicions  al coure a llarg termini poden irritar el nas, la boca i els ulls, poden causar mal de cap, d’estómac, mareigs, vòmits i diarrees.