Đồng sáng bóng, màu đỏ là kim loại đầu tiên được con người chế tác và nó vẫn là kim loại quan trọng trong công nghiệp ngày nay.
Vật thể kim loại lâu đời nhất được tìm thấy ở Trung Đông bao gồm đồng; nó là một dùi nhỏ xíu có niên đại từ năm 5100 trước Công nguyên và đồng xu Mỹ ban đầu được làm bằng đồng nguyên chất (mặc dù, ngày nay, nó là 97,5% kẽm với lớp vỏ đồng mỏng).
Đồng được xếp hạng là kim loại công nghiệp được tiêu thụ nhiều thứ ba trên thế giới, sau sắt và nhôm, theo Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) . Khoảng ba phần tư số đồng đó sẽ sản xuất dây điện, cáp viễn thông và điện tử.
Ngoài vàng, đồng là kim loại duy nhất trên bảng tuần hoàn có màu không phải là bạc hoặc xám tự nhiên.
Mô tả hóa học
Số nguyên tử (số proton trong hạt nhân): 29
Ký hiệu nguyên tử (trên bảng tuần hoàn các nguyên tố): Cu
Trọng lượng nguyên tử (khối lượng trung bình của nguyên tử): 63,55
Mật độ: 8,92 gram trên mỗi cm khối
Pha ở nhiệt độ phòng: rắn
Điểm nóng chảy: 1.984,32 độ F (1.084,62 độ C)
Điểm sôi: 5.301 độ F (2.927 độ C)
Số lượng đồng vị (nguyên tử của cùng một nguyên tố có số nơtron khác nhau): 35; 2 ổn định
Các đồng vị phổ biến nhất: Cu-63 (độ phong phú tự nhiên 69,15%) và Cu-65 (độ phong phú tự nhiên 30,85%)
Lịch sử và đặc điểm
Hầu hết đồng xảy ra trong quặng và phải được nấu chảy, hoặc chiết xuất từ quặng của nó, cho độ tinh khiết trước khi nó có thể được sử dụng. Nhưng các phản ứng hóa học tự nhiên đôi khi có thể giải phóng đồng tự nhiên, theo trang web cơ sở dữ liệu hóa học, Chemicool .
Con người đã chế tạo đồ đồng từ ít nhất 8.000 năm và tìm ra cách nung kim loại vào khoảng 4500 trước Công nguyên Bước nhảy vọt công nghệ tiếp theo là tạo ra hợp kim đồng bằng cách thêm thiếc vào đồng, tạo ra kim loại cứng hơn các bộ phận riêng lẻ: đồng. Sự phát triển công nghệ mở ra thời đại đồ đồng, một giai đoạn bao gồm khoảng 3300 đến 1200 trước Công nguyên và được phân biệt bằng cách sử dụng các công cụ và vũ khí bằng đồng, theo History .
Cổ vật bằng đồng được rắc trong suốt lịch sử. Các nhà khảo cổ đã phát hiện ra một dùi nhỏ, hay công cụ nhọn, có niên đại từ năm 5100 trước Công nguyên, được chôn cất với một phụ nữ trung niên ở một ngôi làng cổ ở Israel. Awl đại diện cho vật thể kim loại lâu đời nhất từng được tìm thấy ở Trung Đông. Các đồng có thể đến từ các khu vực Caucasus, tọa lạc tại khu vực miền núi bao gồm đông nam Nga, Armenia, Azerbaijan, Georgia và hơn 600 dặm (1.000 km), theo đến năm 2014 bài báo đăng trên tạp chí PLoS ONE . Ở Ai Cập cổ đại, người ta đã sử dụng hợp kim đồng để làm đồ trang sức, bao gồm cả nhẫn ngón chân . Các nhà nghiên cứu cũng đã tìm thấy các mỏ đồng khổng lồ từ thế kỷ thứ 10 trước Công nguyên ở Israel.
Xem thêm: bí mật đồng đen
Khoảng hai phần ba đồng trên Trái đất được tìm thấy trong đá lửa (núi lửa) và khoảng một phần tư xảy ra trong đá trầm tích, theo USGS. Kim loại dễ uốn và dễ uốn, dẫn nhiệt và điện tốt – lý do tại sao đồng được sử dụng rộng rãi trong điện tử và hệ thống dây điện.
Đồng chuyển sang màu xanh do phản ứng oxy hóa; nghĩa là, nó bị mất điện tử khi tiếp xúc với nước và không khí. Ôxít đồng thu được có màu xanh xỉn. Phản ứng oxy hóa này là lý do Tượng Nữ thần Tự do được mạ đồng có màu xanh lá cây chứ không phải màu đỏ cam. Theo Hiệp hội Phát triển Đồng , một lớp oxit đồng phong hóa chỉ dày 0,005 inch (0,125 mm) Lady Liberty, và lớp phủ nặng khoảng 80 tấn (73 tấn). Sự thay đổi từ màu đồng sang màu xanh lá cây xảy ra dần dần và hoàn thành vào năm 1920, 34 năm sau khi bức tượng được dành riêng và công bố, theo Hiệp hội lịch sử New York.
Dưới đây là một số sự thật thú vị về đồng:
Theo Peter van der Krogt , một nhà sử học người Hà Lan, từ “đồng” có một số nguồn gốc, nhiều từ trong số đó là từ cuprum trong tiếng Latin có nguồn gốc từ cụm từ Cyprium aes , có nghĩa là “một kim loại từ Síp”, đồng được sử dụng tại thời điểm đó được khai thác ở Síp.
Nếu tất cả các hệ thống dây điện đồng trong một chiếc xe trung bình đã được đặt ra, nó sẽ kéo dài 0,9 dặm (1,5 km), theo USGS .
Độ dẫn điện (mức độ dễ dàng của dòng điện có thể chạy qua kim loại) của đồng chỉ đứng thứ hai sau bạc, theo Phòng thí nghiệm Jefferson .
Đồng xu được làm bằng đồng nguyên chất chỉ từ năm 1783 đến năm 1837. Từ năm 1837 – 1857 đồng xu được làm bằng đồng (95 phần trăm đồng, với 5 phần trăm còn lại được tạo thành từ thiếc và kẽm). Năm 1857, lượng đồng xu bằng đồng xu giảm xuống 88% (12% còn lại là niken) và trở lại công thức trước đó vào năm 1864. Năm 1962, hàm lượng của một đồng xu thay đổi thành 95% đồng và 5% kẽm. Từ năm 1982 đến hôm nay, đồng xu là 97,5% kẽm và 2,5% đồng.
Mọi người cần đồng trong chế độ ăn uống của họ. Thư viện kim loại là một khoáng chất vi lượng thiết yếu rất quan trọng để hình thành các tế bào hồng cầu, theo Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ . May mắn thay, đồng có thể được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm, bao gồm ngũ cốc, đậu, khoai tây và rau xanh.
Quá nhiều đồng , tuy nhiên, là một điều xấu. Ăn phải lượng kim loại cao có thể gây đau bụng, nôn và vàng da (một màu vàng nhạt cho da và trắng mắt có thể cho thấy gan không hoạt động chính xác) trong thời gian ngắn. Tiếp xúc lâu dài có thể dẫn đến các triệu chứng như thiếu máu, co giật và tiêu chảy thường có máu và có thể có màu xanh.
Đôi khi, mức độ đồng tăng lên được tìm thấy trong nguồn cung cấp nước do các ống đồng cũ. Chẳng hạn, vào tháng 8 năm 2018, hệ thống trường công lập ở Detroit đã tắt tất cả nước uống trong các trường công lập để đề phòng do lượng đồng và sắt cao được tìm thấy trong nước, theo Seattle Times .
Đồng có đặc tính chống vi khuẩn và tiêu diệt vi khuẩn, vi rút và nấm men khi tiếp xúc, theo một bài báo năm 2011 trên tạp chí Ứng dụng và Vi sinh vật Môi trường. Do đó, đồng thậm chí có thể được dệt thành các loại vải để làm quần áo chống vi khuẩn, giống như vớ chống nấm chân .
Đồng cũng được bao gồm trong một số loại dụng cụ tử cung (DCTC) được sử dụng để ngừa thai, theo Mayo Clinic . Dây đồng tạo ra một phản ứng viêm gây độc cho cả tinh trùng và trứng, để tránh mang thai. Có, với bất kỳ thủ tục y tế, có nguy cơ tác dụng phụ. Mặc dù, độc tính đồng dường như không phải là một, theo một bài báo năm 2017 được công bố trên Medical Science Monitor .
Cấu hình electron và tính chất nguyên tố của đồng.
Nghiên cứu hiện tại
Y học: Các đặc tính chống vi khuẩn của Copper đã biến nó thành một kim loại phổ biến trong lĩnh vực y tế. Nhiều bệnh viện đã thử nghiệm che phủ các bề mặt thường xuyên chạm vào, chẳng hạn như đường ray trên giường và nút gọi, bằng hợp kim đồng hoặc đồng để cố gắng làm chậm sự lây lan của nhiễm trùng bệnh viện. Đồng giết chết vi khuẩn bằng cách can thiệp vào điện tích của màng tế bào của sinh vật, Cassandra Salgado, giáo sư về bệnh truyền nhiễm và là nhà dịch tễ học bệnh viện tại Đại học Y South Carolina cho biết.
Advertisement
Vào năm 2013, một nhóm các nhà nghiên cứu do Salgado dẫn đầu đã thử nghiệm các bề mặt trong các đơn vị chăm sóc đặc biệt (ICU) tại ba bệnh viện, so sánh các phòng được sửa đổi với bề mặt đồng gắn với sáu vật thể thông thường phải chịu nhiều bàn tay với các phòng không được sửa đổi bằng đồng. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng, trong các phòng bệnh viện truyền thống (những người không có bề mặt đồng), 12,3% bệnh nhân bị nhiễm trùng kháng kháng sinh như Staphylococcus aureus (MRSA) và Enterococcus kháng vancomycin (VRE). Để so sánh, trong các phòng sửa đổi đồng, chỉ có 7,1 phần trăm bệnh nhân mắc một trong những bệnh nhiễm trùng có khả năng tàn phá này.
“Chúng tôi biết rằng nếu bạn đặt đồng trong phòng bệnh nhân, bạn sẽ giảm được gánh nặng vi khuẩn”, Salgado nói với Live Science. “Tôi nghĩ đó là thứ đã được chứng minh hết lần này đến lần khác. Nghiên cứu của chúng tôi là nghiên cứu đầu tiên chứng minh rằng có thể có một lợi ích lâm sàng cho việc này.”
Các nhà nghiên cứu không thay đổi gì khác về các điều kiện ICU ngoài đồng; các bác sĩ và y tá vẫn rửa tay, và việc dọn dẹp vẫn diễn ra như bình thường. Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện của họ vào năm 2013 trên tạp chí Kiểm soát nhiễm trùng và Dịch tễ bệnh viện .
Salgado và nhóm của cô cũng đã thử nghiệm lót đồng trên ống nghe, theo một bài báo năm 2017 được công bố trên Tạp chí Kiểm soát Nhiễm trùng Hoa Kỳ , nơi các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng có ít vi khuẩn hơn trên ống nghe bọc đồng và 66% ống nghe hoàn toàn miễn phí của vi khuẩn. Nghiên cứu sâu hơn đang tiếp tục thử nghiệm ý tưởng mạ đồng ở các phường y tế khác, đặc biệt là ở những khu vực bệnh nhân di động nhiều hơn trong ICU. Cũng cần phải có một phân tích lợi ích chi phí cân nhắc chi phí lắp đặt đồng so với các khoản tiết kiệm có được bằng cách ngăn ngừa nhiễm trùng tốn kém, cô nói.
Điện tử: Đồng cũng đóng một vai trò to lớn trong ngành điện tử, và vì sự phong phú và giá rẻ của nó, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực để tích hợp kim loại vào một số lượng ngày càng tăng của các thiết bị tiên tiến.
Trên thực tế, đồng có thể giúp sản xuất giấy điện tử tương lai, cảm biến sinh học có thể đeo và các thiết bị điện tử “mềm” khác, Wenlong Cheng, giáo sư kỹ thuật hóa học tại Đại học Monash, Australia, cho biết. Cheng và các đồng nghiệp của mình đã sử dụng các dây nano đồng để tạo ra một “khối nguyên khối”, một vật liệu có độ xốp cao, rất nhẹ và đủ mạnh để tự đứng lên, tương tự như miếng bọt biển nhà bếp khô. Trước đây, những khối đá nguyên khối này được làm từ vàng hoặc bạc, nhưng đồng là một lựa chọn kinh tế hơn.
Bằng cách trộn các dây nano đồng với một lượng nhỏ rượu polyvinyl, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các khối đá nguyên khối có thể biến thành một loại cao su có thể cắt được, có thể dẫn điện. Các nhà nghiên cứu đã báo cáo phát hiện của họ vào năm 2014 trên tạp chí ACS Nano . Kết quả cuối cùng có thể là một robot có thân mềm, hoặc một cảm biến y tế kết hợp hoàn hảo với làn da cong, Cheng nói với Live Science. Ông và nhóm của mình hiện đang làm việc để tạo ra các cảm biến huyết áp và nhiệt độ cơ thể từ các khối đá nguyên khối bằng đồng – một cách khác mà đồng có thể giúp theo dõi sức khỏe của con người.
Vật lý: Trong một thí nghiệm năm 2014, một khối đồng đã trở thành mét khối lạnh nhất (35,3 feet khối) trên Trái đất khi các nhà nghiên cứu làm lạnh nó tới 6 millikelvins, hoặc sáu phần nghìn độ trên 0 độ tuyệt đối (0 kelvin). Đây là chất gần nhất của khối lượng này và khối lượng đã đạt đến độ không tuyệt đối .
xem thêm: công ty thu mua phế liệu Bảo Minh
Các nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý hạt nhân Quốc gia Ý đã đặt chiếc 880-lb. (400 kg) khối đồng bên trong một thùng chứa được gọi là ống lạnh được thiết kế đặc biệt để giữ cho các vật phẩm cực lạnh. Đây là thiết bị bảo quản đầu tiên, hoặc thiết bị để giữ mọi thứ ở nhiệt độ thấp, có khả năng giữ các chất gần với độ không tuyệt đối.
Xây dựng bộ điều hòa nhiệt độ cực cao chỉ là bước đầu tiên trong một thí nghiệm mới, trong đó bộ điều hòa nhiệt độ sẽ hoạt động như một máy dò hạt. Các nhà nghiên cứu hy vọng máy dò, đang trong quá trình được đưa vào hoạt động theo cập nhật trạng thái năm 2018 , sẽ tiết lộ nhiều hơn về các hạt hạ nguyên tử được gọi là neutrino và tại sao có nhiều vật chất hơn phản vật chất trong vũ trụ.
Nông nghiệp : Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell đã nghiên cứu ảnh hưởng của sự thiếu hụt đồng trong cây trồng, đặc biệt là lúa mì. Lúa mì là một trong những lương thực quan trọng nhất trên thế giới và sự thiếu hụt đồng có thể dẫn đến cả năng suất cây trồng thấp hơn và khả năng sinh sản của cây trồng thấp hơn.
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu cách thức thực vật hấp thụ và xử lý đồng. Họ đã tìm thấy hai protein trong lúa mì, AtCITF1 và AtSPL7, rất quan trọng đối với sự hấp thu và cung cấp đồng cho các cơ quan sinh sản của lúa mì, theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ .
Các thử nghiệm ban đầu đã chỉ ra rằng khi đồng và các chất dinh dưỡng khác được làm giàu trong đất và sau đó được lúa mì hấp thụ, năng suất cây trồng tăng lên gấp 7 lần. Mặc dù kiến thức về đồng và các khoáng chất khác được biết là có lợi cho sức khỏe và khả năng sinh sản của cây trồng, nhưng cách thức và lý do thực tế không được hiểu rõ. Kiến thức về lý do tại sao đồng có lợi và cách thức hoạt động của nó trong quá trình sinh trưởng và sinh sản của cây có thể được sử dụng hơn nữa trên các loại cây trồng như lúa, lúa mạch và yến mạch, và có thể giới thiệu các loại cây trồng này bằng phân bón giàu khoáng chất, bao gồm đồng, cho đất. đã từng không phù hợp để canh tác.
Tài nguyên bổ sung
Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ kiểm tra nghiên cứu về đồng và tuyên bố rằng nó có thể có vai trò trong việc ngăn ngừa hoặc điều trị ung thư.
Các Cơ quan Bảo vệ Môi trường cung cấp thông tin về tiếp xúc với nồng độ cao đồng và những ảnh hưởng của sự ăn mòn đồng trong ống hộ gia đình.
Cơ sở máy gia tốc quốc gia Thomas Jefferson (Phòng thí nghiệm Jefferson) khám phá lịch sử và cách sử dụng đồng .
