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Transcript

Kupfer

28.02.2022

Elli, Magarete und Helena, 8d

Eigenschaften:

  • physikalische & chemische:
    • Schmelzpunkt: 1084,4 C
    • Siedepunkt: 2567 C
    • Dichte: 8,92 g/cm3
    • Farbe: rotbraun
    • relativ weiches Metall (dehnbar)
    • sehr beständig und widerstandsfähig
    • man kann es gut verarbeiten und formen (formbar, zäh)
    • hervorragender Wärme- und Stromleiter (ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit)
    • Aggregatzustand: fest (im Normalzustand)
    • Kristallstruktur: kubisch flachenzentriert
    • chemische Eigenschaften ähneln Elemente in der selben Gruppe (z. B. Gold und Silber)
    • durch eine Legierung mit Kupfer, wird die Stabilität und Dauerhaftigkeit eines Werkstoffen verlängert (solch eine Legierung schützt auch vor Rost)

Allgemeine Infos:

Chemisches Elemente - Übergangsmetall - Halbedelmetall

  • Name: Kupfer
  • Elementsymbol: Cu
  • Ordnungszahl: 29
  • 4. Periode
  • 1. Nebengruppe
  • Atommasse: 63,546 u
  • Gruppe: Edelmetall (schwach reaktives Schwermetall)
  • Struktur: lCu∙
  • Elektronegativität: 1,9

Quellen:

https://nanopartikel.info/wp-content/uploads/2020/10/Fotolia_58473601_M_Copper_pipes_on_warehouse_3d_illustration_c_axe_olga.jpg (16.02.2022)

https://www.chemie.de/lexikon/Kupfer.html (27.02.2022)

https://www.kupferinstitut.de/wp-content/uploads/2019/09/Kupferherstellung_Draeger.png (21.02.2022)

https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/kupfer# (27.02.2022)

https://rohstoffbrief.com/wp-content/uploads/2018/06/RioTinto_Copper_Kupfer_Escondida.jpg (25.02.2022)

https://www.kupferinstitut.de/wp-content/uploads/2020/04/Kupferreserven_2019_nach-L%C3%A4ndern.jpg (25.02.2022)

https://lexikon.wohnen.de/kupfer/ (28.02.2022)

https://www.verbraucherzentrale.nrw/wissen/umwelt-haushalt/nachhaltigkeit/rohstoffabbau-schadet-umwelt-und-menschen-11537 (28.02.2022)

https://bilder3.n-tv.de/img/incoming/crop15774266/9041323412-cImg_16_9-w1200/Panoramica-ABR-10.jpg (28.02.2022)

https://www.mineralienatlas.de/VIEWmaxFULL.php/param/1392849479-Kupferdraht.jpg (28.02.2022)

https://www.wissenschaft.de/wp-content/uploads/2/1/21-01-15-kupfer.jpg (28.02.2022)

https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/grafik/kupfer.png (28.02.2022)

https://images.gutefrage.net/media/fragen/bilder/-warum-oxidiert-kupfer-vornehmlich-zu-cu2/0_big.jpg?v=1476278346000 (28.02.2022)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/Copper.jpg (28.02.2022)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a4/Copper-20862.jpg/315px-Copper-20862.jpg (28.02.2022)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fd/Copper-273153.jpg/193px-Copper-273153.jpg (28.02.2022)

Herstellung:

  • ist in gediegene Form und auch in Verbindungen zu finden
  • so werden z. B. Kupfererze im Bergwerk abgebaut
  • die künstliche Gewinnung von Kupfer findet in Affinerien statt:
  • 1. aus Kupferkies wird Kupferstein gewonnen
  • hierfür wird das Ausgangsmaterial mit Ergänzung von Koks geröstet
  • die enthaltenen Eisenoxide werden mittels zusätzliche kieselsäurehaltigen Stoffen verschlackt
  • nun schwimmt die Eisensilikat-Schlacke auf dem Kupferstein und wird abgegossen
  • 2. der erhaltene Kupferstein wird zu Rohkupfer verarbeitet (durch Röstreaktionen)
  • dafür wird er Glutflüssig in einen Konverter gegossen, dort wird Luft hineingeblasen
  • zuerst wird das darin enthaltene Eisensulfid zu Eisenoxid geröstet, daraus wird (durch zugeschlagenen Quarz) eine Schlacke gebildet
  • danach werden zwei Drittel des übrigen Cu2S zu Cu2O oxidiert, daraufhin setzt sich das Oxid mit dem verbleibenden Sulfid zum Rohkupfer ab
  • 3. zuletzt wird das Rohkupfer elektrolytisch gereinigt
  • es kann auch aus seinen Verbindungen gewonnen werden, in dem Erze zuerst aufbereitet (geröstet) werden und später im Konverter umgesetzt werden

Verwendung

  • wird für vieles Verwendet, in z. B. Bereichen wie der Bauindustrie, im Kesselbau, für Münzen, für Musikinstrumente und für Elektro- und Installationstechnik (Stromkabel und Breitbandkabel-Netz)
  • Kupfer ist relativ teuer
  • es findet viel Gebrauch im heutigen Alltag (z. B. in Handys, Geldmünzen)
  • als guter Wärme-und Stromleiter in elektrischen Geräten oder Telefonkabel
  • in der Landwirtschaft wird es gegen Bakterien und Pilze eingesetzt
  • auch in der Möbelbranche findet man es als Dekoration oft wieder
  • Verwendungsbereiche von Kupfer sind außerdem Maschinenbau, Medizin und Kommunikations- & Versorgungstechnik


Umwelt und Natur

  • der Abbau von Kupfer ist sehr dreckig, giftig und schädlich für die Natur
  • aufgrund eines nicht nachhaltigen und teurem Abbau von Rohstoffen (Kupfer), die es nicht im Überfluss gibt, entstehen immer mehr Umwelt- und Naturschäden
  • reiche Länder haben einen hohen Konsum, wodurch in arme Ländern eine Verschmutzung der Umwelt und eine Benachteiligung entsteht
  • man sollte Rohstoffe wie Kupfer länger und sinnvoller Nutzen, die Reparatur von kaputten Gegenständen wäre auch eine nachhaltigere Sache

Bedeutung für den Menschen

  • Lebenswichtige Funktionen im Körper
  • das Kupfer im Körper ist sehr wichtig, der Körper braucht es für: Aufnahme von Eisen, Aufbau von Knochen, Haut und Haaren
  • Kupfer wird für Stromkabel verwendet, darauf könnten wir auch nicht verzichten, denn es ist aufgrund des geringen inneren Widerstands, leitfähiger als alle anderen Metalle, es ist der beste Elektrische Leiter
  • in der Industrie kaum noch weg zu denken


Vorkommen:

  • natürlich:
    • es kommt sehr gering rein in der Natur vor (basaltische Laven)
    • in mehreren Ländern zu finden (z.B. Chile, Peru, den USA und Russland)
    • man findet es oft als Nugget oder als Dendriten (verzweigter Struktur), manchmal tritt es auch in kristallform auf
    • häufig kommen Kupfererze, wie Chalkopyrit, Chalkosin, Bornit und Atacamit vor, aus ihnen kann man dann Kupfer gewinnen
    • größere Vorkommen in den Manganknollen auf dem Meeresboden
    • auch in zwei stabilen Isotopen in der Natur
  • künstlich:
    • 24 radioaktive, künstliche Isotope
    • künstliche Herstellung



Kupfer-Nugget:

Kupfer-Dendriten:

würfelförmiger Kupfer-Kristall: