Պղինձ

17:34, 21 Սեպտեմբեր 2024ի տարբերակ, imported>Amherst99ի կողմէ
(տարբ.) ←Նախորդ տարբերակ | Վերջին տարբերակ (տարբ.) | Յաջորդ տարբերակ→ (տարբ.)
Jump to navigation Jump to search

Պղինձ քիմիական տարր է, կը նշանակէ՝ Cu (Կաղապար:Lang-la), տարրերու պարբերական համակարգի 4-րդ պարբերութեան 1-ին խումբի տարր։ Կարգահամարը՝ 29, աթոմական զանգուածը՝ 63,546։ d տարր է, աթոմի ելեկտրոնային թաղանթներու կառուցուածքն է 4s1 ։ К, Լ եւ М թաղանթները լրացուած են։

Բնական պղինձը բաղկացած է երկու կայուն իզոտոպէն՝ 63Cu (69,1%) եւ 65Cu (30,9%)։ Ստացուած են 58-69 զանգուածի թիւով 10 ռատիոակտիւ իզոտոպներ, որոնցմէ ամենակայունը 67Cu-ն է (Т1/2 = 58,5 ժամ)։ Մեծ քանակներով կ'օգտագործուի մարդու կողմէն։

Պատմութիւն

Պղինձը մարդկութեանը յայտնի ամենահին մետաղներէն է (երկրի վրայ կը հանդիպի բնածին պղինձ)։ Դեռ քարէ դարուն մարդը կրնար բնածին պղինձին իր ուզած ձեւը տալ քարէ գործիքներու օգնութեամբ։ Պղինձէն կացիններու, դահուկներու եւ կենցաղային այլ իրերու պատրաստումը սկիզբ դրաւ կարճատեւ պղինձի դարուն։ Ըստ հնագիտական աղբիւրներու Հայաստանի տարածքին մէջ, պղինձէ իրեր կը պատրաստէին էնէոլիթեան շրջանէն․ հին երկրագործական բնակատեղերուն մէջ (Ք․ա․ 6-5-րդ հազարամեակներ) յայտնաբերուած են պղինձէ ասեղներ, շեղբեր, կարթեր, նետագլխիկներ եւ այլն։

Հանքաքարէն պղինձի եւ անոր համաձուլուածքներու (պրոնզ) հալումը սկսած է Ք․ա․ 5-րդ հազարամեակի երկրորդ կիսուն՝ Հայաստանի եւ Անատոլիոյ տարածքին վրայ։ Պղինձի եւ աւելի ուշ պրոնզէ գործիքները դուրս մղեցին քարէ գործիքները եւ կարեւոր դեր խաղացին նիւթական մշակոյթի զարգացման գործին մէջ։ Քեոփսի բուրգը (Ք․ա․ 3000 թուականին) կառուցողները քարերը կը յղկէին պղինձէ գործիքներով։

Հին ատեն լեռնային ապարները կը վերամշակէին խարոյկի մէջ շիկացնելով։ Աւելի ուշ սկսան խարոյկի մէջ խողովակներու եւ փուքսերու օգնութեամբ օդ ներփչել։ Մեծ քանակութեամբ ածուխի առկայութեամբ ապարին մէջ պարունակուող պղինձի օքսիտները եւ քարպոնատները կը վերականգնուէին՝ անջատելով մետաղական պղինձ։

Հետագային սկսան կիրառել նաեւ պղինձի սուլֆիտային հանքանիւթերու օքսիտացնող հալումը։ Հին եգիպտացիները պղինձը կը ստանային Սինի թերակղզիի, յոյները՝ Կիպրոսի (այստեղէն ալ՝ պղինձի Կաղապար:Լեզու a անուանումը) հանքերէն։

Անուանում

Պղինձի Կաղապար:Lang-la անունն առաջացած է Կիպրոս կղզիի անունէն, ուր դեռեւս Ք.ա. 3-րդ հազարամեակին արդէն կային պղինձի հանքեր։

Բնութեան Մէջ

Պղինձ պարունակող լեռնային գետի ջուրը

Տարածութեամբ պղինձը 26-րդ տարրն է, երկրակեղեւի մէջ անոր զանգուածային միջին պարունակութիւնը 4,7·10−3 % է (խորքային հիմնային ապարներուն մէջ՝ 1-10−2 %)։ Գետաջուրերը կը պարունակեն 1·10−7 %, ծովաջուրը՝ 3·10−7, նստուածքային կաւերը եւ թերթաքարերը՝ 5,7·10−3 %, կենդանի նիւթը՝ 2·10−4 % պղինձ։ Պղինձը բնութեան մէջ դիւրութեամբ տեղաշարժուող տարր է։ Կ'առաջացնէ մեծ թիւով հանքանիւթեր, որոնցմէ արտադրական նշանակութիւն ունին խալկոպիրիտը, խալկոզինը, կովեինը, մալաքիտը, ազուրիտը եւ այլն։ Պղինձի միներալները վառ գունաւորուած են։ Կը հանդիպի նաեւ բնածին պղինձ՝ սովորաբար ցրոնային, հազուադէպ մեծ կտորներով (1857 թուականին Մեծ Լիճերու շրջանին մէջ գտնուած է 420 թօն կշռող կտոր)։

Հանքավայրեր

Պղինձի մեծ հանքավայրերը կը գտնուին Ռուսիոյ (Ուրալ), Ղազախստանի, ինչպես նաեւ՝ Հայաստանի մէջ, Ափրիկէի մէջ (Կատանգա, Հիւսիսային Ռոտեզիա), Ամերիկայի մէջ (Չիլի, Միացեալ Նահանգներ, Գանատա)։ Պղինձը կարեւոր կենսատարր է, միկրոտարր․ կը մտնէ ֆերմենտներու բաղադրութեան մէջ եւ կը մասնակցի բազմաթիւ կենսական փոխարկումներու։

Կը խթանէ բոյսերու աճը եւ զարգացումը, կը բարձրացնէ ցրտադիմացկունութիւնը։ Պղինձի անբաւարարութեան պարագային, որոշ բոյսեր կը հիւանդանան, դադարի ընթացքին կը պտղաբերեն, կենդանիներու մօտ կ'առաջանայ սակաւարիւնութիւն, կ'արագանան օքսիտացման հանգրուանները, կը թուլացնէ ոսկրածուծի արիւնաստեղծ գործունէութիւնը։ Պղինձի մեծ պարունակութիւնը նոյնպէս վնասակար է։

Ֆիզիքական Յատկութիւններ

Պղինձի բիւրեղները
99.95%-անոց մաքրութեան պղինձէ սկաւառակ

Պղինձի ենթախումբին մէջ, կը գտնուին պղինձ (Cu), արծաթ (Ag) եւ ոսկի (Au) տարրերը։ Կը հանդիսանան ազնիւ մետաղներ։ Պղինձը կարմիր, թարմ կոտրուածքին մէջ՝ վարդագոյն, փափուկ մետաղ է։ Հալման ջերմաստիճանը՝ 1083 °C, եռմանը՝ 2600 °C, խտութիւնը 8960 քկ/մ3 (20 °C) է։ Ունի մեծ ջերմահաղորդականութիւն՝ 0,941 կալ/սմ․ վրկ․ աստ․ եւ ելեկտրահաղորդականութիւն (6•10−7 օհմ−1 մ−1)։ Այդ յատկութիւններով պղինձը կը զիջի միայն արծաթին։

Խառնուրդները կը փոքրացնեն պղինձի հաղորդականութիւնը, կը մեծցնեն կարծրութիւնը։ Պ․ դիամագնիսական է։ Սառած պղինձը կշռելէն կը դառնայ կարծր, փափկութիւնը կը վերականգնեն ջերմամշակմամբ (600-700 °C)։ Պղինձի քիմիական աշխուժութիւնը փոքր է։ Չոր օդին մէջ, օդ չստանար (անգամ մինչեւ 185 °C տաքցնելէն)։

Խոնաւութեան առկայութեամբ օդին մէջ, կը պատուի հիմնային կարբոնատի՝ Cu2CO3(OH)2 շերտով։ Ասոնք կը բնութագրուին մեծ խտութեամբ, հալման եւ եռման բարձր ջերմաստիճաններով, լաւ ջերմա-ելեկտրահաղորդիչներ են։ Քիմիապէս քիչ աշխոյժ են, կարգաթիւի մեծնալով աշխուժութիւնը կը նուազի։ Պղինձը բնութեան մէջ, կը հանդիպի ինչպէս ազատ վիճակին մէջ, այնպէս ալ միացութիւններու ձեւով։ Անոնցմէ առաւել կարեւոր, արդիւնաբերական նշանակութիւն ունին պղինձի կոլչեդանը կամ խալկոպիրիտը (CuFeS2), խալկոզինը կամ պղիձի փայլը(Cu2S), մալախիտը(Cu2CO3(OH)2 կամ (CuOH)2CO3), կովելլինը(CuS) եւ ազուրիտը(2CuCO3 . Cu(OH)2

Քիմիական յատկութիւններով նման է երկաթին, քոպալթին, նիքելին եւ կը տարբերի լիթիւմի ենթախումբի տարրերէն։ Մետաղներու լարուածութեան շարքին մէջ, կը գտնուի ջրածնէն ետք, թթուներէն ջրածին դուրս չի մղեր, կը լուծուի օքսիտացնող թթուներուն մէջ։

Պղինձը աղերու լուծոյթներէն դուրս կը մղուի աշխուժ մետաղներով (Zn, Fe եւ այլն)։ Միացութիւններուն մէջ ունի +1, +2 եւ հազուադէպ՝ +3 օքսիտացման աստիճաններ, առաւել կայուն է երկարժէք վիճակը։ Պղոնձի կտորը օդին մէջ, տաքցնելէն կը պատուի օքսիդի՝ CuO շերտով, 375 °C-էն բարձր՝ կ'առաջանայ Cu2O։ Յայտնի է նաեւ պղինձի (III) օքսիդը՝ Cu2О3։

Զուգաթիւեր

Բնական պղինձը բաղկացած է երկու կայուն զուգաթիւէ՝ 63Cu (69,1%) եւ 65Cu (30,9%)։ Ստացած են 58-69 զանգուածի թիւով 10 ռադիոակտիւ զուգաթիւներ, որոնցմէ ամենակայունը 67Cu-ն է (Т1/2 = 58,5 ժամ)։ Մեծ քանակներով կ'օգտագործուի մարդու կողմէն։

Ստացում

Պղինձը կը ստանան հիմնականին մէջ՝ (80 %) պիրոմետալուրգիական եղանակով՝ սուլֆիդային հանքանիւթերէն (0,5-10 %)։ Պղնձային խտանիւթը (12-45% Cu, 20-40% Տ, 10-35% Fe եւ այլն) կ'ենթարկուին ջերմամշակման (800-1400 °C) անդրադարձնող կամ ելեկտրական, երբեմն բազմայատուկ վառարաններուն մէջ, իսկ պղինձի փոքր ծուծմբի մեծ պարունակութեան դէպքին մէջ՝ եռացող շերտին մէջ։

𝟤𝖢𝗎𝖥𝖾𝖲𝟤+𝖮𝟤𝟤𝖢𝗎𝟤𝖲+𝟤𝖥𝖾𝖲+𝖲𝖮𝟤
𝟤𝖥𝖾𝖲+𝟥𝖮𝟤𝟤𝖥𝖾𝖮+𝟤𝖲𝖮𝟤

Էներգիայի ծախսը նուազեցնելու նպատակով, վերջին ժամանակներս կը կիրառեն խտանիւթին մէջ պարունակուող սուլֆիտներու այրման ջերմութեամբ հալումը, խտանիւթի չորցուած փոշին թթուածինի կամ օդի հոսանքով կը ներփչեն շիկացած վառարանի մէջ (թթուածնակախոյթային հալում)։ Երկաթի սուլֆիտը կ'ոքսիտանայ առաջացնելով խարամ, իսկ պղինձը՝ (Cu2S-ի ձեւով) կը կուտակուի սուլֆիտային հալոյթին մէջ (շտեյն)։

𝟤𝖢𝗎𝟤𝖲+𝟥𝖮𝟤𝟤𝖢𝗎𝟤𝖮+𝟤𝖲𝖮𝟤
𝟤𝖢𝗎𝟤𝖮+𝖢𝗎𝟤𝖲𝟨𝖢𝗎+𝖲𝖮𝟤

Խարամէն անջատուած շտէյնը կ'ենթարկեն հետագայ օքսիտացման թթուածինով, պտտող հորիզոնական վառարաններուն մէջ, (կոնվերտեր), մինչեւ երկաթի եւ ծծումբի (ՏՕ2) լրիւ հեռացումը։ Երկաթի օքսիտները հեռացնելու համար կ'աւելցնեն քուարց։ Կը ստացուի «սեւ» պղինձ, որ կը պարունակէ 97,5-99 % Cu (նաեւ Au, Ag, Fe, Bi, Se, Տ եւ այլն)։

Ազնիւ մետաղները անջատելու եւ մաքուր պղինձ ստանալու համար «սեւ» պղինձը կ'ենթարկեն կրակային կամ ելեկտրոլիտային ռաֆինացման

𝖥𝖾𝖮+𝖲𝗂𝖮𝟤𝖥𝖾𝖲𝗂𝖮𝟥
ելեկտրոլիզով

Պղինձի սուլֆիդի ջրային լուծոյթի ելեկտրոլիզով.

𝖢𝗎𝖲𝖮𝟦𝖢𝗎𝟤++𝖲O𝟦𝟤
𝖪:𝖢𝗎𝟤++𝟤𝖾𝖢𝗎𝟢
𝖠+:𝟤𝖧𝟤𝖮𝟦𝖾𝖮𝟤+𝟦𝖧+
𝟤𝖢𝗎𝖲𝖮𝟦+𝟤𝖧𝟤𝖮𝟤𝖢𝗎+𝖮𝟤+𝟤𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦

Քիմիական Յատկութիւններ

Պղինձի օքսիտները տաքցնելէն, կը վերականգնուին ածխածինով, ջրածինով, ամոնիակով եւ այլ վերականգնիչներով։ Պղինձի (II) օքսիտին համապատասխանող հիդրօքսիտը՝ Cu(ОН)2, կ'անջատուի լուծոյթէն երկնագոյն, դոնդողանման նստուածքի ձեւով։

Ան ամֆոտեր է, աւելի լաւ արտայայտուած հիմնային յատկութիւններով, դիւրութեամբ կը լուծուի թթուներուն մէջ եւ ամոնիակաջրին մէջ, դժուար՝ ուժեղ ալկալիներու խիտ լուծոյթներուն մէջ (կ'առաջանան կուպրիտներ, օրինակ՝ Na2CuO2)։ Թթուներու հետ կ'առաջացնէ պղինձի (II) աղեր, ամոնիակաջուրի հետ՝ կապոյտ գունաւորուած կոմպլեքսային միացութիւն՝ [Cu(NH3)4](OH)2, որ կ'օգտագործուի արհեստական մետաքսի արտադրութեան մէջ։

𝖢𝗎+𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦 𝖢𝗎𝖮+𝖲𝖮𝟤 +𝖧𝟤𝖮
𝖢𝗎+𝟤𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦 𝖢𝗎𝖲𝖮𝟦+𝖲𝖮𝟤 +𝟤𝖧𝟤𝖮
𝟤𝖢𝗎+𝟤𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦 200oC 𝖢𝗎𝟤𝖲𝖮𝟦+𝖲𝖮𝟤 +𝟤𝖧𝟤𝖮
𝟤𝖢𝗎+𝟤𝖧𝟤𝖲𝖮𝟦+𝖮𝟤t 𝟤𝖢𝗎𝖲𝖮𝟦+𝟤𝖧𝟤𝖮
𝖢𝗎+𝟦𝖧𝖭𝖮𝟥 𝖢𝗎(𝖭𝖮𝟥)𝟤+𝟤𝖭𝖮𝟤+𝟤𝖧𝟤𝖮
𝟥𝖢𝗎+𝟪𝖧𝖭𝖮𝟥 𝟥𝖢𝗎(𝖭𝖮𝟥)𝟤+𝟤𝖭𝖮+𝟦𝖧𝟤𝖮
𝟥𝖢𝗎+𝟤𝖧𝖭𝖮𝟥+𝟨𝖧𝖢𝗅 𝟥𝖢𝗎𝖢𝗅𝟤+𝟤𝖭𝖮+𝟦𝖧𝟤𝖮

Միարժէք պղինձի աղերը չեն լուծուիր, օդին մէջ կ'օքսիտանան։ Առաւել կայուն են պղինձի (I) բարդ միացութիւնները՝ Na[Cu(CN)2], K3[Cu(CN)4], (NH4)2CuBr3 են։ Խոնաւութեան առկայութեամբ պղինձը կը միանայ հալոգեններու հետ սովորական պայմաններուն մէջ։

𝖢𝗎+𝖢𝗅𝟤 𝖢𝗎𝖢𝗅𝟤
𝖢𝗎+𝖡𝗋𝟤 𝖢𝗎𝖡𝗋𝟤
Պղնձարջասպ

Պղինձի (II) հալոգենիդները կը լուծուին ջուրին մէջ, պղինձը (I)՝ չլուծուելիքը՝։ CuCl2 կ'օգտագործուի որպէս ժանտանիւթ, իսկ CuCl կազային վերլուծութեան մէջ СО կլանելու համար ( կը յառաջանայ CuClCO)։

Պղինձը կ'այրի ծծումբի գոլորշիներուն մէջ, յառաջացնելով ջուրին մէջ, թոյլ թթուներուն մէջ, ամոնիաքաջուրին մէջ անլուծելի սուլֆիդներ (CuS, Cu2S)։

𝖢𝗎+𝖲 CS2 𝖢𝗎𝖲
𝟤𝖢𝗎+𝖲 300400oC 𝖢𝗎𝟤𝖲

Ջրածինի, ազոդի եւ ածխածինի հետ պղինձը անմիջականօրէն չի միանար։ Շիկացուած պղինձը կը փոխազդէ ամոնիաքի հետ առաջացնելով նիդրիդ՝Cu3

𝖢𝗎(𝖮𝖧)𝟤+𝟦𝖭𝖧𝟥[Cu(NH3)4](𝖮𝖧)𝟤

Ստացած են նաե պղինձի գարպիդները՝ Cu2C2 եւ CuC2։ Պղինձը կը լուծուի ազոդական եւ խիտ (օդ ներշնչելէն՝ նաեւ նոսր) ծծումբական թթուներուն մէջ։ Պղինձի (II) աղերու լուծոյթները եւ անոնցմէ անջատուող բիւրեղահիդրատները՝ Cu(NO3)2• 6H2O, CuSO4•5H2O, CuCl2•2H2O եւ այլն գունաւոր են (երկնագոյնէն կապոյտ), անջուր Cu(NO3)2 եւ CuSO4 սպիտակ են։

Պxin4y (II) կ'առաջացնէ բազմաթիւ կոմպլեքսային միացութիւններ, որոնցմէ ամոնիակատները [Cu(NH3)4]SO4,[Cu(NH3)2]SO4 եւ այլն ունին արդիւնաբերական նշանակութիւն։

𝟤𝖢𝗎+𝟦𝖢𝖧𝟥𝖢𝖮𝖮𝖧+𝖮𝟤 [𝖢𝗎𝟤(𝖧𝟤𝖮)𝟤(𝖢𝖧𝟥𝖢𝖮𝖮)𝟦]
𝖢𝗎NH3H2O,O2 [𝖢𝗎(𝖭𝖧𝟥)𝟤]𝖮𝖧 [𝖢𝗎(𝖭𝖧𝟥)𝟦](𝖮𝖧)𝟤

Պղինձի միացութիւնները թունաւոր են։ Այլ մետաղներու հետ կ'առաջացնէ համաձուլուածքներ եւ ներմետաղական միացութիւններ։

Ծծումբի գոլորշիներուն մէջ՝ ան կ'այրի:

𝖢𝗎+𝖲𝖢𝗎𝖲

Դիւրութեամբ կը վերականգնուի.

𝖢𝗎𝖮+𝖢𝖮𝖢𝗎+𝖢𝖮𝟤

Կիրառութիւն

Պղինձը լայն կիրառութիւն ունի։ Պղինձէն կը պատրաստեն հաղորդալարեր, մալուխ, ելեկտրակոնդակդներ, գործիքներ, ջերմափոխանակիչներ, կոփածոյ եւ ձուլածոյ արձաններ, զարդեր, գեղարուեստական եւ կենցաղային իրեր եւն։ Արտադրուող պղինձի 30-40% ֊ն կ'օգտագործուի պղինձի համաձուլուածքներ ստանալու համար։

Պղինձի միացութիւնները կ'օգտագործուին անօրգանական ներկեր, արհեստական մետաքս ստանալու, բոյսերու հիւանդութիւններու, գիւղատնտեսական վնասատուներու դէմ պայքարելու համար, կաշիի եւ մորթիի արդիւնաբերութեան մէջ, ինչպէս նաեւ որպէս խթանիչներ։

Բժշկութեան մէջ կ'օգտագործեն պղնձի սուլֆատը, նիդրատը որպէս հականեխիչ, եւ տրախոման ու շաղկապենաբորբը բուժող միջոց։

Պղինձը լայնօրէն կ'օգտագործուի ելեկդրադեքնիքային, տաքացման, մեքենաշինութեան մէջ։ Միացութիւններէն աւելի կարեւոր է պղնձարջասպը՝ CuSO4 . 5H2O, որ կ'օգտագործուի գիւղատնտեսութեան մէջ, որպէս վնասատուներու դէմ պայքարի միջոց։

Արտադրութիւն

Չիլիի խոշորագոյն հանքավայրը Չուքիքամաթային մէջ է
Երկիր 2014-ի պղինձի
արտադրութիւն
(հազար թօն)
1 Կաղապար:Flagicon Չիլի 5 750
2 Կաղապար:Flagicon Չինաստան 1 760
3 Կաղապար:Flagicon Փերու 1 380
4 Կաղապար:Flagicon Միացեալ Նահանգներ 1 360
5 Կաղապար:Flagicon Քոնկոյի Տեմոքրաթական
Հանրապետութիւն
1 030
6 Կաղապար:Flagicon Աւստրալիա 970
7 Կաղապար:Flagicon Ռուսիոյ Դաշնութիւն 742
8 Կաղապար:Flagicon Զամպիա 708
9 Կաղապար:Flagicon Քանատա 696
10 Կաղապար:Flagicon Մեքսիքոյ 515
Այլ երկիրներ 3 600
Աշխարհ 18 500

Պղինձածածկ տանիքներ

Տե՛ս նաեւ

Գրականութիւն

Ծանօթագրութիւններ

Կաղապար:Ծնթ․ցանկ

Արտաքին յղումներ

Կաղապար:Սեղմ Պարբերական Աղիւսակ