Պղնձի արտադրություն և օգտագործում. Օգտակար հանածոներ՝ պղնձի հանքաքար: Պղնձի հանքաքարի հանքավայրեր Ռուսաստանում

Մոտավորապես մ.թ.ա 3-րդ հազարամյակը համարվում է քարից որպես հիմնական արդյունաբերական նյութի անցում դեպի բրոնզ։ Պերեստրոյկայի շրջանը համարվում է պղնձի դար։ Չէ՞ որ հենց այդ կապն էր այն ժամանակ ամենակարեւորը շինարարության, կենցաղային իրերի, սպասքի եւ այլ գործընթացների արտադրության մեջ։

Այսօր պղինձը չի կորցրել իր արդիականությունը և դեռ համարվում է շատ կարևոր մետաղ, որը հաճախ օգտագործվում է տարբեր կարիքների համար։ Պղինձը մարմին է, թե նյութ: Ի՞նչ հատկություններ ունի այն և ինչի համար է այն անհրաժեշտ: Փորձենք պարզել այն ավելին:

Պղնձի տարրի ընդհանուր բնութագրերը

Ֆիզիկական հատկություններ

Պղինձը նյութ է, թե մարմին: Պատասխանի ճիշտության մեջ կարող եք լիովին համոզվել միայն դրա ֆիզիկական հատկությունները ուսումնասիրելով։ Եթե ​​խոսենք այս տարրի մասին որպես պարզ նյութի, ապա այն բնութագրվում է հատկությունների հետևյալ շարքով.

1. Մետաղը կարմիր է։
2. Փափուկ և շատ ճկուն:
3. Գերազանց ջերմային և էլեկտրական հաղորդիչ:
4. Ոչ հրակայուն է, հալման ջերմաստիճանը 1084,5 0 C է:
5. Խտությունը 8,9 գ/սմ3 է։
6. Բնության մեջ հանդիպում է հիմնականում իր բնիկ ձևով։

Այսպիսով, պարզվում է, որ պղինձը հին ժամանակներից հայտնի նյութ է։ Հնագույն ժամանակներից դրա հիմքի վրա ստեղծվել են բազմաթիվ ճարտարապետական ​​կառույցներ, պատրաստվել սպասք, կենցաղային իրեր։

Քիմիական հատկություններ

Քիմիական ռեակտիվության առումով պղինձը ցածր ռեակտիվությամբ մարմին կամ նյութ է։ Այս տարրի օքսիդացման երկու հիմնական վիճակ կա, որոնք այն դրսևորում է միացություններում։ Սա:

Շատ հազվադեպ է գտնել նյութեր, որոնցում այդ արժեքները փոխարինվում են +3-ով:

Այսպիսով, պղինձը կարող է փոխազդել հետևյալի հետ.

• ինքնաթիռով;
• ածխաթթու գազ;
• աղաթթու և որոշ այլ միացություններ միայն շատ բարձր ջերմաստիճաններում:

Այս ամենը բացատրվում է նրանով, որ մետաղի մակերեսին ձևավորվում է պաշտպանիչ օքսիդ թաղանթ։ Հենց դա էլ պաշտպանում է այն հետագա օքսիդացումից և հաղորդում կայունություն և ցածր ակտիվություն։

Պարզ նյութերից պղինձը կարող է փոխազդել.

• հալոգեններ;
• սելեն;
• ցիանիդներ;
• ծծումբ.

Հաճախ կազմում է բարդ միացություններ կամ Տվյալ տարրի գրեթե բոլոր բարդ միացությունները, բացի օքսիդներից, թունավոր նյութեր են: Այն մոլեկուլները, որոնք ձևավորում է միավալենտ պղինձ, հեշտությամբ օքսիդացվում են երկվալենտ ներկայացուցիչների:

Օգտագործման ոլորտները

Պղինձը խառնուրդ է կամ որը այս նահանգներից որևէ մեկում լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության և առօրյա կյանքում: Կարելի է առանձնացնել պղնձի միացությունների և մաքուր մետաղի օգտագործման մի քանի հիմնական արդյունաբերություն:

1. որն օգտագործում է որոշ աղեր.
2. Մորթի և մետաքսի արտադրություն։
3. Պարարտանյութերի և վնասատուների դեմ բույսերի պաշտպանության միջոցների արտադրություն
4. Պղնձի համաձուլվածքները լայնորեն կիրառվում են ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ։
5. Նավաշինություն, ավիաշինություն.
6. Էլեկտրատեխնիկա, որտեղ պղինձն օգտագործվում է իր լավ հակակոռոզիոն դիմադրության և բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակության շնորհիվ:
7. Տարբեր գործիքավորում.
8. Տնտեսական նշանակության սպասքի և կենցաղային իրերի արտադրություն։

Ակնհայտ է, որ, չնայած հարյուրավոր տարիների, խնդրո առարկա մետաղը միայն ամրապնդել է իր դիրքերը և ապացուցել իր արժեքն ու անփոխարինելիությունը օգտագործման մեջ:

Պղնձի համաձուլվածքներ և դրանց հատկությունները

Կան բազմաթիվ պղնձի վրա հիմնված համաձուլվածքներ: Այն ինքնին առանձնանում է բարձր տեխնիկական բնութագրերով, քանի որ այն հեշտությամբ կարող է կեղծվել և գլորվել, թեթև է և բավականին դիմացկուն։ Այնուամենայնիվ, երբ որոշ բաղադրիչներ ավելացվում են, հատկությունները զգալիորեն բարելավվում են:

Այս դեպքում պետք է հարց տալ. «Արդյո՞ք պղինձը նյութ է, թե՞ ֆիզիկական մարմին, երբ խոսքը վերաբերում է դրա համաձուլվածքներին»: Պատասխանը կլինի՝ այս նյութը։ Միևնույն է, դա հենց այդպես է, քանի դեռ որևէ ֆիզիկական մարմին, այսինքն՝ որոշակի արտադրանք, չի պատրաստվում համաձուլվածքից։

Ինչ տեսակի պղնձի համաձուլվածքներ կան:

1. Պղնձի և ցինկի գրեթե հավասար համադրությունը մեկ բաղադրության մեջ սովորաբար կոչվում է արույր: Այս համաձուլվածքը բնութագրվում է բարձր ամրությամբ և քիմիական ազդեցությունների նկատմամբ դիմադրությամբ:
2. Անագ բրոնզը պղնձի և անագի համադրություն է:
3. Cupronickel - նիկել և պղինձ 100-ից 20/80 հարաբերակցությամբ: Օգտագործվում է զարդեր պատրաստելու համար:
4. Constantan-ը նիկելի, պղնձի և մանգանի ավելացման համադրություն է:

Կենսաբանական նշանակություն

Պղինձը նյութ է, թե մարմին, այնքան էլ կարևոր չէ։ Նշանակալի է մեկ այլ բան. Ի՞նչ դեր է խաղում պղինձը կենդանի օրգանիզմների կյանքում: Պարզվում է, որ դա բավականին կարևոր է։ Այսպիսով, խնդրո առարկա մետաղի իոնները կատարում են հետևյալ գործառույթները.

1. Մասնակցել երկաթի իոնների հեմոգլոբինի վերածմանը:
2. Նրանք ակտիվ մասնակիցներ են աճի և վերարտադրության գործընթացներին։
3. Նրանք թույլ են տալիս ներծծվել թիրոզին ամինաթթուները, հետևաբար ազդում են մազերի և մաշկի գույնի վրա:

Եթե ​​օրգանիզմը բավարար քանակությամբ այս տարրը չի ստանում անհրաժեշտ քանակությամբ, ապա կարող են առաջանալ տհաճ հիվանդություններ։ Օրինակ՝ անեմիա, ճաղատություն, ցավոտ նիհարություն և այլն։

Պղնձի մետաղը մարդկության կողմից վաղուց օգտագործվել է կյանքի տարբեր ոլորտներում: Դ.Ի. Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի քսանիններորդ տարրը, որը գտնվում է նիկելի և ցինկի միջև, ունի հետաքրքիր բնութագրեր և հատկություններ: Այս տարրը ներկայացված է Cu խորհրդանիշով: Այն սակավաթիվ մետաղներից է, որն ունի բնորոշ գույն, բացի արծաթից և մոխրագույնից:

Պղնձի պատմություն

Այս քիմիական տարրի մեծ նշանակությունը մարդկության և մոլորակի պատմության մեջ կարելի է կռահել պատմական դարաշրջանների անվանումներից։ Քարի դարից հետո եկավ պղնձի դարը, իսկ դրանից հետո՝ բրոնզի դարը, որը նույնպես անմիջականորեն կապված է այս տարրի հետ։

Պղինձը այն յոթ մետաղներից մեկն է, որը մարդկությանը հայտնի է դարձել հին ժամանակներում: Եթե ​​հավատում եք պատմական տվյալներին, հնագույն մարդիկ այս մետաղի հետ ծանոթացել են մոտավորապես ինը հազար տարի առաջ:

Այս նյութից պատրաստված ամենահին արտադրանքը հայտնաբերվել է ժամանակակից Թուրքիայի տարածքում։ Չաթալհոյուկ կոչվող խոշոր նեոլիթյան բնակավայրի տարածքում իրականացված հնագիտական ​​պեղումները հնարավորություն են տվել հայտնաբերել պղնձե փոքրիկ ուլունքներ, ինչպես նաև պղնձե թիթեղներ, որոնցով հին մարդիկ զարդարում էին իրենց հագուստները։

Հայտնաբերված իրերը թվագրվել են մ.թ.ա. ութերորդ և յոթերորդ հազարամյակների խաչմերուկով: Բացի բուն արտադրանքից, պեղման վայրում խարամ է հայտնաբերվել, ինչը վկայում է այն մասին, որ մետաղը ձուլվել է հանքաքարից։

Համեմատաբար մատչելի էր հանքաքարից պղնձի ստացումը։ Ուստի, չնայած իր բարձր հալման կետին, այս մետաղը մարդկության կողմից արագ և լայնորեն յուրացված առաջիններից էր:

Արդյունահանման մեթոդներ

Բնական պայմաններում այս քիմիական տարրը գոյություն ունի երկու ձևով.

• կապեր;
• նագեթներ.

Հետաքրքիր փաստ է հետևյալը. պղնձի կտորները բնության մեջ շատ ավելի հաճախ են հանդիպում, քան ոսկին, արծաթը և երկաթը։

Բնական պղնձի միացություններն են.

• օքսիդներ;
• ածխածնի երկօքսիդի և ծծմբի համալիրներ;
• ածխաջրածիններ;
• սուլֆիդային հանքաքարեր.

Առավել մեծ տարածում ունեցող հանքաքարեր, են պղնձի փայլը և պղնձի պիրիտը։ Այս հանքաքարերը պարունակում են ընդամենը մեկ կամ երկու տոկոս պղինձ: Առաջնային պղինձը արդյունահանվում է երկու հիմնական եղանակով.

• հիդրոմետալուրգիական;
• պիրոմետալուրգիական.

Առաջին մեթոդի մասնաբաժինը տասը տոկոս է։ Մնացած իննսունը պատկանում է երկրորդ մեթոդին:

Պիրոմետալային մեթոդը ներառում է գործընթացների համալիր. Նախ, պղնձի հանքաքարերը հարստացվում և բովում են: Այնուհետև հումքը հալեցնում են փայլատ, որից հետո այն մաքրում են փոխարկիչում։ Այսպես է ստացվում բլիստերային պղինձ։ Դրա վերածումը մաքուրի իրականացվում է զտման միջոցով՝ սկզբում կրակով, ապա՝ էլեկտրոլիտով։ Սա վերջին փուլն է։ Ավարտից հետո ստացված մետաղի մաքրությունը գրեթե հարյուր տոկոս է:

Հիդրոմետալուրգիական մեթոդով պղնձի ստացման գործընթացը բաժանված է երկու փուլի.

1. Նախ, հումքը տարրալվացվում է ծծմբաթթվի թույլ լուծույթով:
2. Վերջնական փուլում մետաղը մեկուսացված է անմիջապես առաջին պարբերությունում նշված լուծույթից:

Այս մեթոդը կիրառվում է միայն ցածրորակ հանքաքարերի մշակման ժամանակ, քանի որ, ի տարբերություն նախորդ մեթոդի, հնարավոր չէ թանկարժեք մետաղներ արդյունահանել ճանապարհին։ Այդ իսկ պատճառով այս մեթոդին վերագրվող տոկոսն այնքան փոքր է մյուս մեթոդի համեմատ։

Մի քիչ անվան մասին

Քիմիական Cuprum տարրը, որը նշանակվել է Cu խորհրդանիշով, ստացել է իր անունը՝ ի պատիվ տխրահռչակ Կիպրոսի կղզու: Հենց այնտեղ են հայտնաբերվել պղնձի հանքաքարի խոշոր հանքավայրեր մ.թ.ա. հեռավոր երրորդ դարում: Տեղացի արհեստավորները, ովքեր աշխատում էին այս հանքերում, ձուլում էին այս մետաղը:

Թերևս անհնար է հասկանալ, թե ինչ է մետաղական պղինձը, առանց հասկանալու դրա հատկությունները, հիմնական բնութագրերը և առանձնահատկությունները:

Երբ ենթարկվում է օդի, այս մետաղը դառնում է դեղնավարդագույն գույն: Այս յուրահատուկ ոսկե-վարդագույն երանգն առաջանում է մետաղի մակերեսին օքսիդ թաղանթի հայտնվելով: Եթե ​​այս թաղանթը հեռացվի, պղինձը ձեռք կբերի արտահայտիչ վարդագույն գույն՝ բնորոշ վառ մետաղական փայլով։

Զարմանալի փաստ՝ լույսի ներքո ամենաբարակ պղնձե թիթեղները ամենևին էլ վարդագույն չեն, այլ կանաչավուն-կապույտ կամ այլ կերպ ասած՝ ծովի գույն։

Իր պարզ ձևով պղինձն ունի հետևյալ բնութագրերը.

• զարմանալի պլաստիկություն;
• բավարար փափկություն;
• մածուցիկություն.

Մաքուր պղինձը, առանց որևէ աղտոտման, գերազանց է մշակման համար. այն հեշտությամբ կարելի է գլորել ձողի կամ թերթիկի մեջ, կամ քաշել մետաղալարի մեջ, որի հաստությունը կհասցվի հազարերորդական միլիմետրի: Այս մետաղին կեղտեր ավելացնելը մեծացնում է նրա կարծրությունը:

Բացի նշված ֆիզիկական բնութագրերից, այս քիմիական տարրն ունի բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն։ Այս հատկանիշը հիմնականում որոշեց պղնձի մետաղի օգտագործումը:

Այս մետաղի հիմնական հատկությունների շարքում հարկ է նշել նրա բարձր ջերմային հաղորդունակությունը: Էլեկտրահաղորդականության և ջերմահաղորդականության առումով պղինձը մետաղների շարքում առաջատարներից է։ Միայն մեկ մետաղ ունի այս պարամետրերի ավելի բարձր ցուցանիշներ՝ արծաթը:

Հնարավոր չէ հաշվի չառնել այն փաստը, որ պղնձի էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակությունը պատկանում է հիմնական հատկությունների կատեգորիային: Նրանք մնում են բարձր մակարդակի վրա միայն այնքան ժամանակ, քանի դեռ մետաղը մաքուր վիճակում է: Այս ցուցանիշները հնարավոր է նվազեցնել՝ ավելացնելով կեղտեր.

• մկնդեղ;
• գեղձ;
• անագ;
• ֆոսֆոր;
• անտիմոն

Այս կեղտերից յուրաքանչյուրը պղնձի հետ համատեղ որոշակի ազդեցություն է ունենում դրա վրա, ինչի արդյունքում ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակության արժեքները նկատելիորեն նվազում են:

Ի թիվս այլ բաների, պղնձի մետաղը բնութագրվում է անհավատալի ուժով, բարձր հալման կետով և բարձր եռման կետով: Տվյալներն իսկապես տպավորիչ են։ Պղնձի հալման կետը գերազանցում է հազար աստիճան Ցելսիուս: Իսկ եռման կետը 2570 աստիճան Ցելսիուս է։

Այս մետաղը պատկանում է դիամագնիսական մետաղների խմբին։ Սա նշանակում է, որ նրա մագնիսացումը, ինչպես և մի շարք այլ մետաղների, տեղի է ունենում ոչ թե արտաքին մագնիսական դաշտի ուղղությամբ, այլ դրա դեմ։

Մեկ այլ կարևոր հատկանիշ է այս մետաղի գերազանց դիմադրությունը կոռոզիայից: Բարձր խոնավության պայմաններում, օրինակ, երկաթի օքսիդացումը տեղի է ունենում մի քանի անգամ ավելի արագ, քան պղնձի օքսիդացումը։

Տարրի քիմիական հատկությունները

Այս տարրը ակտիվ չէ: Նորմալ պայմաններում չոր օդի հետ շփվելիս պղինձը չի սկսում օքսիդանալ: Խոնավ օդը, ընդհակառակը, առաջացնում է օքսիդացման գործընթաց, որի ժամանակ ձևավորվում է պղնձի կարբոնատ (II), որը պատինայի վերին շերտն է: Գրեթե ակնթարթորեն այս տարրը փոխազդում է այնպիսի նյութերի հետ, ինչպիսիք են.

• ծծումբ;
• սելեն;
• հալոգեններ.

Թթուները, որոնք չունեն օքսիդացնող հատկություն, չեն կարող ազդել պղնձի վրա։ Բացի այդ, այն որևէ կերպ չի արձագանքում քիմիական տարրերի հետ շփման ժամանակ, ինչպիսիք են.

• ազոտ;
• Ածխածին;
• ջրածինը։

Բացի արդեն իսկ նշված քիմիական հատկություններից, պղնձին բնորոշ է ամֆոտերությունը։ Սա նշանակում է, որ երկրակեղևում այն ​​ի վիճակի է ձևավորել կատիոններ և անիոններ։ Այս մետաղի միացությունները կարող են դրսևորել ինչպես թթվային, այնպես էլ հիմնային հատկություններ. սա ուղղակիորեն կախված է կոնկրետ պայմաններից:

Կիրառման ոլորտներն ու առանձնահատկությունները

Հին ժամանակներում պղնձե մետաղից տարբեր իրեր էին պատրաստում։ Այս նյութի հմուտ օգտագործումը հին մարդկանց թույլ տվեց ձեռք բերել.

• թանկարժեք ուտեստներ;
• զարդեր;
• գործիքներ բարակ սայրով.

Պղնձի համաձուլվածքներ

Խոսելով պղնձի օգտագործման մասին՝ չի կարելի չնշել դրա կարևորությունը տարբեր համաձուլվածքների արտադրության մեջ, որոնք հիմնված են հենց այս մետաղի վրա. . Նման համաձուլվածքները ներառում են.

• բրոնզ;
• արույր.

Այս երկու սորտերը պղնձի համաձուլվածքների հիմնական տեսակներն են: Առաջին բրոնզի համաձուլվածքը ստեղծվել է Արևելքում մ.թ.ա երեք հազարամյակ։ Բրոնզը իրավամբ կարելի է համարել հին մետաղագործների մեծագույն նվաճումներից մեկը։ Ըստ էության, բրոնզը պղնձի և այլ տարրերի համադրություն է: Շատ դեպքերում անագը հանդես է գալիս որպես երկրորդ բաղադրիչ: Բայց անկախ նրանից, թե ինչ տարրեր են ներառված համաձուլվածքի մեջ, հիմնական բաղադրիչը միշտ պղինձն է։ Արույրի բանաձևը պարունակում է հիմնականում պղինձ և ցինկ, սակայն հնարավոր են դրանց հավելումներ այլ քիմիական տարրերի տեսքով։

Բացի բրոնզից և արույրից, այս քիմիական տարրը ներգրավված է այլ մետաղների, այդ թվում՝ ալյումինի, ոսկու, նիկելի, անագի, արծաթի, տիտանի և ցինկի հետ համաձուլվածքների ստեղծման մեջ։ Պղնձի համաձուլվածքները ոչ մետաղներով, ինչպիսիք են թթվածինը, ծծումբը և ֆոսֆորը, շատ ավելի հազվադեպ են օգտագործվում:

Արդյունաբերություններ

Պղնձի համաձուլվածքների արժեքավոր հատկություններըև մաքուր նյութը նպաստել են դրանց օգտագործմանն այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են.

• էլեկտրատեխնիկա;
• էլեկտրատեխնիկա;
• գործիքների պատրաստում;
• ռադիոէլեկտրոնիկա.

Բայց, իհարկե, սրանք այս մետաղի կիրառման բոլոր ոլորտները չեն։ Այն շատ էկոլոգիապես մաքուր նյութ է: Այդ իսկ պատճառով այն օգտագործվում է տների շինարարության մեջ։ Օրինակ, պղնձե մետաղից պատրաստված տանիքի ծածկը, շնորհիվ իր բարձր կոռոզիոն դիմադրության, ունի ավելի քան հարյուր տարի ծառայության ժամկետ, առանց հատուկ խնամքի կամ ներկման պահանջելու:

Այս մետաղի օգտագործման մեկ այլ ոլորտ ոսկերչական արդյունաբերությունն է: Այն հիմնականում օգտագործվում է ոսկու հետ համաձուլվածքների տեսքով։ Պղինձ-ոսկու համաձուլվածքից պատրաստված արտադրանքը բնութագրվում է ուժեղացված ուժով և բարձր ամրությամբ: Նման արտադրանքները երկար ժամանակ չեն դեֆորմացվում կամ մաշվում:

Մետաղական պղնձի միացություններն առանձնանում են բարձր կենսաբանական ակտիվությամբ։ Ֆլորայի աշխարհում այս մետաղը կարևոր է, քանի որ մասնակցում է քլորոֆիլի սինթեզին: Այս տարրի մասնակցությունն այս գործընթացին հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել այն բույսերի համար հանքային պարարտանյութերի բաղադրիչներից:

Դերը մարդու մարմնում

Մարդու մարմնում այս տարրի բացակայությունը կարող է բացասաբար ազդել արյան բաղադրության վրա, մասնավորապես՝ վատթարացնել այն։ Այս նյութի պակասը կարող եք փոխհատուցել հատուկ ընտրված սնուցման օգնությամբ։ Պղինձը հանդիպում է բազմաթիվ մթերքների մեջ, ուստի ձեր ցանկությամբ առողջ սննդակարգ ստեղծելը դժվար չէ: Օրինակ՝ այս տարրը պարունակող մթերքներից մեկը սովորական կաթն է։

Բայց այս տարրով հարուստ մենյու կազմելիս չպետք է մոռանալ, որ դրա միացությունների ավելցուկը կարող է հանգեցնել օրգանիզմի թունավորման։ Ուստի օրգանիզմն այս օգտակար նյութով հագեցնելիս շատ կարևոր է չափը չանցնել։ Եվ դա վերաբերում է ոչ միայն սպառված սննդի քանակին։

Օրինակ, սննդային թունավորումը կարող է առաջանալ պղնձե սպասք օգտագործելու պատճառով: Նման տարաներում ճաշ պատրաստելը խիստ արգելված է և նույնիսկ արգելված: Դա պայմանավորված է նրանով, որ եռման ընթացքում այս տարրի զգալի քանակություն է մտնում սննդամթերք, ինչը կարող է հանգեցնել թունավորման։

Պղնձե սպասքի արգելքի վերաբերյալ կա մեկ նախազգուշացում. Նման ճաշատեսակների օգտագործումը վտանգավոր չէ, եթե դրա ներքին մակերեսը պատված է թիթեղով։ Միայն այս պայմանը բավարարելու դեպքում պղնձե կաթսաների օգտագործումը սննդային թունավորման վտանգ չի ներկայացնում:

Բացի կիրառման բոլոր թվարկված ոլորտներից, այս տարրի տարածումը չի խնայել բժշկությունը։ Բուժման և առողջության պահպանման ոլորտումայն օգտագործվում է որպես տտիպ և հակասեպտիկ: Այս քիմիական տարրը աչքի կաթիլների մի մասն է, որն օգտագործվում է այնպիսի հիվանդությունների բուժման համար, ինչպիսին է կոնյուկտիվիտը: Բացի այդ, պղինձը այրվածքների տարբեր լուծույթների կարևոր բաղադրիչ է:

Պղինձ(լատ. Cuprum), Cu (կարդալ՝ cuprum), Մենդելեևի պարբերական համակարգի I խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 29, ատոմային զանգված՝ 63,546։

Բնական պղինձը բաղկացած է երկու կայուն նուկլիդներից՝ 63 Cu (69,09% զանգվածով) և 65 Cu (30,91%)։ Պղնձի չեզոք ատոմի երկու արտաքին էլեկտրոնային շերտերի կոնֆիգուրացիան 3s 2 p 6 d 10 4s 1 է: Միացություններ է կազմում +2 (վալենտ II) և +1 (վալենտ I) օքսիդացման վիճակներում, շատ հազվադեպ է օքսիդացման աստիճաններ ունենում +3 և +4։

Մենդելեևի պարբերական աղյուսակում պղինձը գտնվում է չորրորդ շրջանում և ընդգրկված է IB խմբում, որը ներառում է այնպիսի ազնիվ մետաղներ, ինչպիսիք են արծաթը (Ag) և ոսկին (Au):

Պղնձի չեզոք ատոմի շառավիղը 0,128 նմ է, Cu + իոնի շառավիղը 0,060 նմ-ից (համակարգման թիվ 2) մինչև 0,091 նմ (համակարգման համարը 6), Cu 2+ իոնը՝ 0,071 նմ-ից (կոորդինացիոն թիվ 2) մինչև 0,087 նմ (համակարգման թիվ 6): Պղնձի ատոմի հաջորդական իոնացման էներգիաներ 7.726; 20.291; 36,8; 58.9 և 82.7 eV: Էլեկտրոնի հարաբերակցությունը 1,8 էՎ. Էլեկտրոնի աշխատանքի ֆունկցիա 4,36 էՎ. Ըստ Պաուլինգի սանդղակի՝ պղնձի էլեկտրաբացասականությունը 1,9 է; Պղինձը անցումային մետաղներից է։ Cu/Cu 2+-ի ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալը 0,339 Վ է: Ստանդարտ պոտենցիալների շարքում պղինձը գտնվում է ջրածնի (H) աջ կողմում և չի տեղափոխում ջրածինը ջրից կամ թթուներից:

Պարզ նյութ պղինձը գեղեցիկ վարդագույն-կարմիր ճկուն մետաղ է:

Անուն:Պղնձի լատիներեն անվանումը գալիս է Կիպրոս կղզու անունից (Cuprus), որտեղ հին ժամանակներում արդյունահանվում էր պղնձի հանքաքար. Ռուսերենում այս բառի ծագման հստակ բացատրություն չկա:

Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ.Մետաղական պղնձի բյուրեղյա վանդակը խորանարդ երեսակենտրոն է, վանդակավոր պարամետրը a = 0,36150 նմ: Խտությունը՝ 8,92 գ/սմ 3, հալման կետը՝ 1083,4°C, եռմանը՝ 2567°C։ Մյուս մետաղների շարքում պղինձն ունի ամենաբարձր ջերմահաղորդականությունից և ամենացածր էլեկտրական դիմադրություններից մեկը (20°C ջերմաստիճանի դեպքում դիմադրողականությունը 1,68 x 10 3 Օմ մ է):

Չոր մթնոլորտում պղինձը գործնականում մնում է անփոփոխ: Խոնավ օդում ածխածնի երկօքսիդի առկայության դեպքում պղնձի մակերեսին ձևավորվում է Cu(OH) 2 ·CuCO 3 բաղադրության կանաչավուն թաղանթ։ Քանի որ օդում միշտ կան ծծմբի երկօքսիդի և ջրածնի սուլֆիդի հետքեր, մետաղական պղնձի մակերեսային թաղանթը սովորաբար պարունակում է պղնձի ծծմբի միացություններ: Նման թաղանթը, որը ժամանակի ընթացքում հայտնվում է պղնձից և դրա համաձուլվածքներից պատրաստված արտադրանքի վրա, կոչվում է պատինա: Patina պաշտպանում է մետաղը հետագա ոչնչացումից: Գեղարվեստական ​​իրերի վրա «հնության պատինա» ստեղծելու համար դրանց վրա կիրառվում է պղնձի շերտ, որն այնուհետև հատուկ պատինացվում է։

Օդի մեջ տաքանալիս պղինձը մգում է և ի վերջո սևանում՝ մակերեսի վրա օքսիդ շերտի ձևավորման պատճառով։ Նախ ձևավորվում է Cu 2 O օքսիդ, ապա CuO օքսիդ:

Կարմրաշագանակագույն պղնձի օքսիդը (I) Cu 2 O, երբ լուծվում է բրոմ- և հիդրոիոդաթթուներում, ձևավորում է համապատասխանաբար պղնձի (I) բրոմիդ CuBr և պղնձի յոդիդ (I) CuI: Երբ Cu 2 O-ը փոխազդում է նոսր ծծմբաթթվի հետ, առաջանում են պղինձ և պղնձի սուլֆատ.

Cu 2 O + H 2 SO 4 = Cu + CuSO 4 + H 2 O:

Օդում կամ թթվածնում տաքացնելիս Cu 2 O-ն օքսիդանում է մինչև CuO, ջրածնի հոսքի մեջ տաքացնելիս վերածվում է ազատ մետաղի:

Սև պղնձի օքսիդ (II) CuO, ինչպես Cu 2 O-ն, չի փոխազդում ջրի հետ: Երբ CuO-ը փոխազդում է թթուների հետ, ձևավորվում են պղնձի (II) աղեր.

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

Երբ CuO-ը միաձուլվում է ալկալիների հետ, ձևավորվում են գավաթներ, օրինակ.

CuO + 2NaOH = Na 2 CuO 2 + H 2 O

Cu 2 O-ի տաքացումը իներտ մթնոլորտում հանգեցնում է անհամաչափ ռեակցիայի.

Cu 2 O = CuO + Cu.

Նվազեցնող նյութերը, ինչպիսիք են ջրածինը, մեթանը, ամոնիակը, ածխածնի օքսիդը (II) և այլն, նվազեցնում են CuO-ն ազատ պղնձի, օրինակ.

CuO + CO = Cu + CO 2:

Պղնձի Cu 2 O և CuO օքսիդներից բացի ստացվել է նաև մուգ կարմիր պղնձի օքսիդ (III) Cu 2 O 3, որն ունի ուժեղ օքսիդացնող հատկություն։

Պղինձը փոխազդում է հալոգենների հետ, օրինակ՝ տաքանալիս քլորը փոխազդում է պղնձի հետ՝ ձևավորելով մուգ շագանակագույն դիքլորիդ CuCl 2։ Կան նաև պղնձի դիֆտորիդ CuF 2 և պղնձի դիբրոմիդ CuBr 2, բայց չկա պղնձի դիոդիդ։ Ե՛վ CuCl 2-ը, և՛ CuBr 2-ը շատ լուծելի են ջրում, և պղնձի իոնները հիդրատում են և ձևավորում կապույտ լուծույթներ:

Երբ CuCl 2-ը փոխազդում է պղնձի մետաղի փոշու հետ, առաջանում է անգույն, ջրի մեջ չլուծվող պղնձի (I) քլորիդ CuCl: Այս աղը հեշտությամբ լուծվում է խտացված աղաթթվի մեջ, և առաջանում են բարդ անիոններ 2 և [СuCl 4] 3, օրինակ՝ գործընթացի արդյունքում.

CuCl + HCl = H

Երբ պղինձը միաձուլվում է ծծմբի հետ, առաջանում է ջրում չլուծվող սուլֆիդ Cu 2 S: Պղնձի (II) սուլֆիդը CuS նստում է, օրինակ, երբ ջրածնի սուլֆիդն անցնում է պղնձի (II) աղի լուծույթով.

H 2 S + CuSO 4 = CuS + H 2 SO 4

Պղինձը չի փոխազդում ջրածնի, ազոտի, գրաֆիտի կամ սիլիցիումի հետ։ Ջրածնի ազդեցության տակ պղինձը դառնում է փխրուն (այսպես կոչված՝ պղնձի «ջրածնային հիվանդություն») մետաղի մեջ ջրածնի լուծարման պատճառով։

Օքսիդացնող նյութերի, հիմնականում թթվածնի առկայության դեպքում պղինձը կարող է արձագանքել աղաթթվի և նոսր ծծմբաթթվի հետ, բայց ջրածինը չի արտազատվում.

2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O:

Պղինձը բավականին ակտիվորեն փոխազդում է տարբեր կոնցենտրացիաների ազոտական ​​թթվի հետ, որի արդյունքում առաջանում է պղնձի (II) նիտրատ և ազատվում տարբեր ազոտի օքսիդներ։ Օրինակ, 30% ազոտական ​​թթվի դեպքում պղնձի ռեակցիան ընթանում է հետևյալ կերպ.

3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O:

Պղինձը ուժեղ տաքացման պայմաններում փոխազդում է խտացված ծծմբաթթվի հետ.

Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O:

Գործնական նշանակություն ունի պղնձի կարողությունը փոխազդելու երկաթի (III) աղերի լուծույթների հետ՝ պղնձի մեջ մտնելով լուծույթի մեջ, իսկ երկաթը (III) վերածվում է երկաթի (II).

2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2 FeCl 2

Երկաթի (III) քլորիդով պղնձի փորագրման այս գործընթացը կիրառվում է, մասնավորապես, եթե անհրաժեշտ է հեռացնել որոշակի վայրերում պլաստիկի վրա նստած պղնձի շերտը։

Պղնձի իոնները Cu 2+ հեշտությամբ կազմում են բարդույթներ ամոնիակի հետ, օրինակ՝ բաղադրությունը 2+։ Երբ ացետիլեն C 2 H 2 անցնում է պղնձի աղերի ամոնիակային լուծույթներով, պղնձի կարբիդը (ավելի ճիշտ՝ ացետիլենիդ) CuC 2 նստվածք է ստանում։

Պղնձի հիդրօքսիդ Cu(OH) 2-ը բնութագրվում է հիմնական հատկությունների գերակշռությամբ: Այն փոխազդում է թթուների հետ՝ առաջացնելով աղ և ջուր, օրինակ.

Сu(OH) 2 + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O:

Բայց Cu(OH) 2-ը նույնպես փոխազդում է ալկալիների խտացված լուծույթների հետ, և առաջանում են համապատասխան կուպրատներ, օրինակ.

Сu(OH) 2 + 2NaOH = Na 2

Եթե ​​ցելյուլոզը տեղադրվում է պղինձ-ամոնիակային լուծույթում, որը ստացվում է Cu(OH) 2 կամ հիմնային պղնձի սուլֆատը ամոնիակում լուծելով, ապա ցելյուլոզը լուծվում է և առաջանում է պղինձ-ամոնիում ցելյուլոզային համալիրի լուծույթ։ Այս լուծույթից հնարավոր է արտադրել պղնձամոնիակային մանրաթելեր, որոնք օգտագործվում են ներքնազգեստի տրիկոտաժի և տարբեր գործվածքների արտադրության մեջ։

Բնության մեջ գտնելը.երկրակեղևում պղնձի պարունակությունը կազմում է մոտ 5,10 3% զանգվածային պարունակություն։ Պղինձը շատ հազվադեպ է հանդիպում բնիկ ձևով (ամենամեծ բնակտորը՝ 420 տոննա, հայտնաբերվել է Հյուսիսային Ամերիկայում)։ Հանքաքարերից առավել տարածված են սուլֆիդային հանքաքարերը՝ խալկոպիրիտ կամ պղնձի պիրիտ, CuFeS 2 (30% պղինձ), կովելիտ CuS (64,4% պղինձ), խալկոցիտ կամ պղնձի փայլ, Cu 2 S (79,8% պղինձ), բորնիտ Cu։ 5 FeS 4 (52-65% պղինձ): Կան նաև բազմաթիվ պղնձի օքսիդի հանքաքարեր, օրինակ՝ կպրինտ Cu 2 O (81,8% պղինձ), մալաքիտ CuCO 3 ·Cu(OH) 2 (57,4% պղինձ) և այլն։ Հայտնի են պղինձ պարունակող 170 օգտակար հանածոներ, որոնցից 17-ը օգտագործվում են արդյունաբերական մասշտաբով։

Կան բազմաթիվ տարբեր պղնձի հանքաքարեր, բայց երկրագնդի վրա քիչ հարուստ հանքավայրեր կան, և բացի այդ, պղնձի հանքաքարերը արդյունահանվել են հարյուրավոր տարիներ, ուստի որոշ հանքավայրեր ամբողջությամբ սպառվել են: Հաճախ պղնձի աղբյուր են հանդիսանում բազմամետաղային հանքաքարերը, որոնք, բացի պղնձից, պարունակում են երկաթ (Fe), ցինկ (Zn), կապար (Pb) և այլ մետաղներ։ Որպես կեղտ, պղնձի հանքաքարերը սովորաբար պարունակում են հետքի տարրեր (կադմիում, սելեն, թելուր, գալիում, գերմանիում և այլն), ինչպես նաև արծաթ և երբեմն ոսկի։ Արդյունաբերական զարգացման համար օգտագործվում են հանքաքարեր, որոնցում պղնձի պարունակությունը 1%-ից մի փոքր ավելի է կշռային կամ նույնիսկ ավելի քիչ: Ծովի ջուրը պարունակում է մոտավորապես 1·10 8% պղինձ:

Անդորրագիր:Արդյունաբերական պղնձի արտադրությունը բարդ բազմափուլ գործընթաց է։ Արդյունահանված հանքաքարը մանրացված է, և սովորաբար օգտագործվում է ֆլոտացիոն հարստացում՝ թափոնների ապարը առանձնացնելու համար: Ստացված խտանյութը (պարունակում է 18-45% պղինձ ըստ զանգվածի) թրծվում է օդային պայթուցիկ վառարանում։ Կրակելու արդյունքում առաջանում է մխոց՝ պինդ նյութ, որը, բացի պղնձից, պարունակում է նաև այլ մետաղների կեղտեր։ Մխոցը հալեցնում են ռեվերբերացիոն վառարաններում կամ էլեկտրական վառարաններում։ Այս հալվելուց հետո, բացի խարամից, ձևավորվում է, այսպես կոչված, փայլատ, որի մեջ պղնձի պարունակությունը կազմում է մինչև 40-50%: Այնուհետև, փայլատը վերածվում է, թթվածնով հարստացված սեղմված օդը փչում է հալած փայլատության միջով: Քվարցային հոսքը (SiO 2 ավազ) ավելացվում է փայլատ: Փոխակերպման գործընթացում փայլատում պարունակվող երկաթի սուլֆիդ FeS-ը, որպես անցանկալի կեղտ, անցնում է խարամի և արտազատվում ծծմբի երկօքսիդի SO 2 տեսքով.

2FeS + 3O 2 + 2SiO 2 = 2FeSiO 3 + 2SO 2

Միևնույն ժամանակ, պղնձի (I) սուլֆիդը Cu 2 S օքսիդացված է.

2Cu 2 S + 3O 2 = 2Cu 2 O + 2SO 2

2Cu 2 O + Cu 2 S = 6Cu + SO 2

Արդյունքում առաջանում է, այսպես կոչված, բշտիկային պղինձը, որի մեջ պղնձի պարունակությունն ինքնին արդեն կազմում է 98,5-99,3% քաշով։ Հաջորդը, բշտիկային պղինձը ենթարկվում է զտման: Զտումը առաջին փուլում կրակ է, այն բաղկացած է բշտիկային պղնձի հալումից և թթվածինը հալվելուց: Բլիստերային պղնձի մեջ պարունակվող ավելի ակտիվ մետաղների կեղտերն ակտիվորեն արձագանքում են թթվածնի հետ և վերածվում օքսիդի խարամի։ Վերջնական փուլում պղինձը ենթարկվում է էլեկտրաքիմիական զտման ծծմբաթթվի լուծույթում, որտեղ բշտիկային պղինձը ծառայում է որպես անոդ, իսկ մաքրված պղինձը բաժանվում է կաթոդում: Նման մաքրման ժամանակ բշտիկային պղնձի մեջ առկա պակաս ակտիվ մետաղների կեղտերը նստվածք են ստանում տիղմի տեսքով, իսկ ավելի ակտիվ մետաղների կեղտերը մնում են էլեկտրոլիտում: Զտված (կաթոդ) պղնձի մաքրությունը հասնում է 99,9% կամ ավելի:

Դիմում:Ենթադրվում է, որ պղինձը առաջին մետաղն է, որը մարդը սովորել է մշակել և օգտագործել իր կարիքների համար: Տիգրիս գետի վերին հոսանքներից հայտնաբերված պղնձի արտեֆակտները թվագրվում են մ.թ.ա. տասներորդ հազարամյակից: Հետագայում պղնձի համաձուլվածքների համատարած օգտագործումը որոշեց բրոնզի դարի նյութական մշակույթը (մ.թ.ա. 4-րդ դարի վերջ և 1-ին հազարամյակի սկիզբ) և հետագայում ուղեկցեց քաղաքակրթության զարգացմանը բոլոր փուլերում։ Պղնձից ու պղնձից պատրաստում էին սպասք, սպասք, զարդեր, գեղարվեստական ​​տարբեր իրեր։ Մեծ էր հատկապես բրոնզի դերը։

20-րդ դարից սկսած՝ պղնձի հիմնական օգտագործումը պայմանավորված է նրա բարձր էլեկտրական հաղորդունակությամբ։ Արդյունահանված պղնձի կեսից ավելին օգտագործվում է էլեկտրատեխնիկայում տարբեր լարերի, մալուխների և էլեկտրական սարքավորումների հաղորդիչ մասերի արտադրության համար: Իր բարձր ջերմահաղորդականության շնորհիվ պղինձը անփոխարինելի նյութ է տարբեր ջերմափոխանակիչների և սառնարանային սարքավորումների համար: Պղինձը լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրապատման մեջ՝ պղնձե ծածկույթներ քսելու, բարդ ձևերի բարակ պատերով արտադրանք արտադրելու, տպագրության մեջ կլիշեներ պատրաստելու և այլն։

Մեծ նշանակություն ունեն պղնձի համաձուլվածքները արույրը (հիմնական հավելումը ցինկ (Zn)), բրոնզը (համաձուլվածքներ տարբեր տարրերով, հիմնականում մետաղներ անագ (Sn), ալյումին (Al), բերիլիում (Be), կապար (Pb), կադմիում (Cd): ) և այլք, բացառությամբ ցինկի (Zn) և նիկելի (Ni)) և պղինձ-նիկելի համաձուլվածքների, այդ թվում՝ կպրոնիկելի և նիկելի արծաթի։ Կախված ապրանքանիշից (կազմից) համաձուլվածքները օգտագործվում են տեխնոլոգիայի մի շարք ոլորտներում՝ որպես կառուցվածքային, հակակոռոզիոն, կոռոզիակայուն նյութեր, ինչպես նաև նշված էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակությամբ նյութեր: Այսպես կոչված մետաղադրամների համաձուլվածքներ (պղինձով ալյումին (Al) և պղինձ նիկելով (Ni)) օգտագործվում են «պղնձի» և «արծաթի» մետաղադրամներ հատելու համար. բայց պղինձը և՛ իսկական մետաղադրամ արծաթի, և՛ մետաղադրամի ոսկու մի մասն է:

Կենսաբանական դեր.պղինձը առկա է բոլոր օրգանիզմներում և նրանց բնականոն զարգացման համար անհրաժեշտ միկրոտարրերից է (տես Կենսածին տարրեր)։ Բույսերի և կենդանիների մեջ պղնձի պարունակությունը տատանվում է 10 15-ից մինչև 10 3%: Մարդու մկանային հյուսվածքը պարունակում է 1·10 3% պղինձ, ոսկրային հյուսվածք (1-26)·10 4%, իսկ արյան մեջ առկա է 1,01 մգ/լ պղինձ։ Ընդհանուր առմամբ, միջին մարդու մարմինը (մարմնի քաշը 70 կգ) պարունակում է 72 մգ պղինձ։ Բուսական և կենդանական հյուսվածքներում պղնձի հիմնական դերը ֆերմենտային կատալիզի մասնակցությունն է։ Պղինձը ծառայում է որպես մի շարք ռեակցիաների ակտիվացնող և մտնում է պղինձ պարունակող ֆերմենտների, հիմնականում օքսիդազների, որոնք կատալիզացնում են կենսաբանական օքսիդացման ռեակցիաները։ Պղինձ պարունակող պլաստոցիանին սպիտակուցը մասնակցում է ֆոտոսինթեզի գործընթացին։ Պղինձ պարունակող մեկ այլ սպիտակուց՝ հեմոցիանինը, որոշ անողնաշարավորների մոտ գործում է որպես հեմոգլոբին։ Քանի որ պղինձը թունավոր է, այն գտնվում է կենդանու օրգանիզմում կապված վիճակում: Դրա մի զգալի մասը լյարդում ձևավորված ceruloplasmin սպիտակուցի մի մասն է, որը շրջանառվում է արյան մեջ և պղինձը հասցնում պղնձի պարունակող այլ սպիտակուցների սինթեզի վայրեր: Ցերուլոպլազմինն ունի նաև կատալիտիկ ակտիվություն և մասնակցում է օքսիդացման ռեակցիաներին։ Պղինձը անհրաժեշտ է մարմնի տարբեր գործառույթների համար՝ շնչառություն, արյունաստեղծություն (խթանում է երկաթի և հեմոգլոբինի սինթեզը), ածխաջրերի և հանքանյութերի նյութափոխանակություն։ Պղնձի պակասը բույսերի, կենդանիների և մարդկանց հիվանդություններ է առաջացնում։ Սննդի հետ մարդ օրական ստանում է 0,5-6 մգ պղինձ։

§1. Պարզ նյութի քիմիական հատկությունները (մոտ. = 0):

ա) կապը թթվածնի հետ.

Ի տարբերություն իր ենթախմբի հարևանների՝ արծաթի և ոսկու, պղինձն ուղղակիորեն արձագանքում է թթվածնի հետ: Պղինձը աննշան ակտիվություն է ցուցաբերում թթվածնի նկատմամբ, բայց խոնավ օդում այն ​​աստիճանաբար օքսիդանում է և ծածկվում է հիմնական պղնձի կարբոնատներից բաղկացած կանաչավուն թաղանթով.

Չոր օդում օքսիդացումը տեղի է ունենում շատ դանդաղ, և պղնձի մակերևույթի վրա ձևավորվում է պղնձի օքսիդի բարակ շերտ.

Արտաքինից պղինձը չի փոխվում, քանի որ պղնձի օքսիդը (I), ինչպես ինքնին պղնձը, վարդագույն է: Բացի այդ, օքսիդի շերտը այնքան բարակ է, որ այն փոխանցում է լույսը, այսինքն. փայլում է միջով: Պղինձը տարբեր կերպ է օքսիդանում, երբ տաքանում է, օրինակ, 600-800 0 C ջերմաստիճանում: Առաջին վայրկյաններին օքսիդացումն անցնում է պղնձի (I) օքսիդի, որը մակերեսից վերածվում է սև պղնձի (II) օքսիդի: Ձևավորվում է երկշերտ օքսիդային ծածկույթ:

Q առաջացում (Cu 2 O) = 84935 կՋ:

Նկար 2. Պղնձի օքսիդի ֆիլմի կառուցվածքը:

բ) փոխազդեցություն ջրի հետ.

Պղնձի ենթախմբի մետաղները գտնվում են էլեկտրաքիմիական լարման շարքի վերջում՝ ջրածնի իոնից հետո։ Հետևաբար, այս մետաղները չեն կարող ջրից հեռացնել ջրածինը: Միևնույն ժամանակ, ջրածինը և այլ մետաղները կարող են տեղահանել պղնձի ենթախմբի մետաղները իրենց աղերի լուծույթներից, օրինակ.

Այս ռեակցիան ռեդոքս է, քանի որ էլեկտրոնները փոխանցվում են.

Մոլեկուլային ջրածինը մեծ դժվարությամբ տեղաշարժում է պղնձի ենթախմբի մետաղները։ Դա բացատրվում է նրանով, որ ջրածնի ատոմների միջև կապն ամուր է, և դրա խզման վրա մեծ էներգիա է ծախսվում։ Ռեակցիան տեղի է ունենում միայն ջրածնի ատոմների հետ:

Թթվածնի բացակայության դեպքում պղինձը գործնականում չի փոխազդում ջրի հետ։ Թթվածնի առկայության դեպքում պղինձը դանդաղորեն փոխազդում է ջրի հետ և ծածկվում է պղնձի հիդրօքսիդի և հիմնական կարբոնատի կանաչ թաղանթով.

գ) փոխազդեցություն թթուների հետ.

Լինելով ջրածնից հետո լարման շարքում՝ պղինձը այն չի տեղահանում թթուներից։ Ուստի աղաթթուն և նոսր ծծմբաթթուն ոչ մի ազդեցություն չունեն պղնձի վրա:

Այնուամենայնիվ, թթվածնի առկայության դեպքում պղինձը լուծվում է այս թթուներում և ձևավորում է համապատասխան աղեր.

Միակ բացառությունը հիդրոիոդաթթունն է, որը փոխազդում է պղնձի հետ՝ ազատելով ջրածինը և ձևավորում է շատ կայուն պղնձի (I) համալիր.

2 Cu + 3 ՈՂՋՈՒ՜ՅՆ → 2 Հ[ CuI 2 ] + Հ 2

Պղինձը նաև արձագանքում է օքսիդացնող թթուների, օրինակ՝ ազոտական ​​թթվի հետ.

Cu + 4HNO 3( կոնց. .) → Cu (NO 3 ) 2 +2 ՈՉ 2 +2H 2 Օ

3Cu + 8HNO 3( նոսրացնող .) → 3 Cu (NO 3 ) 2 +2NO+4H 2 Օ

Եվ նաև խտացված սառը ծծմբական թթուով.

Cu+H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 (համառ.) → CuO + SO 2 +Հ 2 Օ

Տաք խտացված ծծմբաթթվով :

Cu+2H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4( կոնց. ., տաք ) → CuSO 4 + ԱՅՍՈ 2 + 2H 2 Օ

Անջուր ծծմբաթթվով 200 0 C ջերմաստիճանում առաջանում է պղնձի (I) սուլֆատ.

2Cu + 2H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4( անջուր .) 200 °C → Cu 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 ↓ + SO 2 + 2H 2 Օ

դ) կապը հալոգենների և որոշ այլ ոչ մետաղների հետ.

Q առաջացում (CuCl) = 134300 կՋ

Q առաջացում (CuCl 2) = 111700 կՋ

Պղինձը լավ է փոխազդում հալոգենների հետ և արտադրում է երկու տեսակի հալոգեններ՝ CuX և CuX 2: Երբ սենյակային ջերմաստիճանում ենթարկվում ենք հալոգենների ազդեցությանը, տեսանելի փոփոխություններ չեն լինում, բայց մակերեսի վրա սկզբում ձևավորվում է ներծծված մոլեկուլների շերտ, իսկ հետո՝ հալոգենների բարակ շերտ: . Երբ ջեռուցվում է, պղնձի հետ ռեակցիան տեղի է ունենում շատ բուռն: Մենք տաքացնում ենք պղնձե մետաղալարը կամ փայլաթիթեղը և տաքացնում ենք այն քլորի տարայի մեջ - պղնձի մոտ կհայտնվեն շագանակագույն գոլորշիներ, որոնք բաղկացած են պղնձի (II) քլորիդից CuCl 2 պղնձի (I) քլորիդ CuCl-ի խառնուրդով: Ռեակցիան տեղի է ունենում ինքնաբերաբար՝ արձակված ջերմության պատճառով։ Պղնձի մոնիվալենտ հալոգենիդները ստացվում են պղնձի մետաղի փոխազդեցությամբ պղնձի հալոգենրիդի լուծույթով, օրինակ.

Այս դեպքում մոնոքլորիդը լուծույթից նստում է պղնձի մակերեսին սպիտակ նստվածքի տեսքով։

Պղինձը նաև հեշտությամբ արձագանքում է ծծմբի և սելենի հետ, երբ տաքանում է (300-400 °C):

2Cu +S→Cu 2 Ս

2Cu +Se→Cu 2 Սե

Բայց պղինձը չի արձագանքում ջրածնի, ածխածնի և ազոտի հետ նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում:

ե) Փոխազդեցություն ոչ մետաղների օքսիդների հետ

Երբ տաքացվում է, պղինձը կարող է տեղահանել պարզ նյութեր որոշ ոչ մետաղական օքսիդներից (օրինակ՝ ծծմբի (IV) օքսիդից և ազոտի օքսիդներից (II, IV)), դրանով իսկ ձևավորելով թերմոդինամիկորեն ավելի կայուն պղնձի (II) օքսիդ.

4Cu+SO 2 600-800°C →2CuO + Cu 2 Ս

4Cu+2NO 2 500-600°C →4CuO + N 2

2 Cu+2 ՈՉ 500-600° Գ →2 CuO + Ն 2

§2. Միավալենտ պղնձի քիմիական հատկությունները (ստ. լավ = +1)

Ջրային լուծույթներում Cu + իոնը շատ անկայուն է և անհամաչափ.

Cu + ↔ Cu 0 + Cu 2+

Այնուամենայնիվ, պղինձը (+1) օքսիդացման վիճակում կարող է կայունանալ շատ ցածր լուծելիությամբ միացություններում կամ կոմպլեքսավորման միջոցով:

ա) պղնձի օքսիդ (Ի) Cu 2 Օ

Ամֆոտերային օքսիդ. Դարչնագույն-կարմիր բյուրեղային նյութ: Բնության մեջ այն հանդիպում է որպես կպրիտի հանքանյութ: Այն կարելի է արհեստականորեն ստանալ՝ տաքացնելով պղնձի (II) աղի լուծույթը ալկալիով և որոշ ուժեղ վերականգնող նյութով, օրինակ՝ ֆորմալդեհիդով կամ գլյուկոզայով։ Պղնձի (I) օքսիդը չի փոխազդում ջրի հետ։ Պղնձի (I) օքսիդը խտացված աղաթթվի հետ տեղափոխվում է լուծույթ՝ ձևավորելով քլորիդային համալիր.

Cu 2 Օ+4 HCl→2 Հ[ CuCl2]+ Հ 2 Օ

Նաև լուծվում է ամոնիակի և ամոնիումի աղերի խտացված լուծույթում.

Cu 2 O + 2NH 4 + →2 +

Նոսրած ծծմբաթթվի մեջ այն անհամաչափ է երկվալենտ պղնձի և մետաղական պղնձի.

Cu 2 Օ+Հ 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 (նոսրացված) → CuSO 4 + Cu 0 ↓+Հ 2 Օ

Նաև պղնձի (I) օքսիդը ջրային լուծույթներում մտնում է հետևյալ ռեակցիաների մեջ.

1. Դանդաղ օքսիդացված թթվածնով պղնձի (II) հիդրօքսիդ.

2 Cu 2 Օ+4 Հ 2 Օ+ Օ 2 →4 Cu(Օհ) 2 ↓

2. Փոխազդում է նոսր հիդրոհալաթթուների հետ՝ առաջացնելով համապատասխան պղնձի(I) հալոգենիդներ.

Cu 2 Օ+2 Հ→ 2CuГ↓ +Հ 2 Օ(G =Cl, Եղբ, Ջ)

3. Վերածվել է մետաղական պղնձի տիպիկ վերականգնող նյութերով, օրինակ՝ նատրիումի հիդրոսուլֆիտը խտացված լուծույթում.

2 Cu 2 Օ+2 NaSO 3 →4 Cu↓+ Նա 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 + Հ 2 ԱՅՍՊԵՍ 4

Պղնձի (I) օքսիդը վերածվում է պղնձի մետաղի հետևյալ ռեակցիաներում.

1. Երբ տաքացվում է մինչև 1800 °C (քայքայվում).

2 Cu 2 Օ - 1800° Գ →2 Cu + Օ 2

2. Ջրածնի, ածխածնի օքսիդի, ալյումինի և այլ բնորոշ վերականգնող նյութերի հոսքի մեջ տաքացնելիս.

Cu 2 Օ+Հ 2 - >250°C →2Cu +H 2 Օ

Cu 2 O+CO - 250-300°C → 2Cu + CO 2

3 Cu 2 Օ + 2 Ալ - 1000° Գ →6 Cu + Ալ 2 Օ 3

Նաև բարձր ջերմաստիճաններում պղնձի (I) օքսիդը արձագանքում է.

1. Ամոնիակով (առաջանում է պղնձի (I) նիտրիդ)

3 Cu 2 Օ + 2 Ն.Հ. 3 - 250° Գ →2 Cu 3 Ն + 3 Հ 2 Օ

2. Ալկալիական մետաղների օքսիդներով.

Cu 2 O+M 2 Օ- 600-800°C →2 ՄCuO (M= Li, Na, K)

Այս դեպքում առաջանում են պղնձի (I) կուպրատներ։

Պղնձի (I) օքսիդը նկատելիորեն փոխազդում է ալկալիների հետ.

Cu 2 Օ+2 NaOH (համառ.) + Հ 2 Օ↔2 Նա[ Cu(Օհ) 2 ]

բ) պղնձի հիդրօքսիդ (Ի) CuOH

Պղնձի (I) հիդրօքսիդը դեղին նյութ է առաջացնում և ջրում անլուծելի է։

Հեշտությամբ քայքայվում է տաքացնելիս կամ եռացնելիս.

2 CuOH → Cu 2 Օ + Հ 2 Օ

գ) հալիդներCuF, CuՀԵՏլ, CuBrԵվCuJ

Այս բոլոր միացությունները սպիտակ բյուրեղային նյութեր են, վատ լուծվող ջրում, բայց բարձր լուծվող NH 3-ի ավելցուկով, ցիանիդ իոններով, թիոսուլֆատ իոններով և այլ ուժեղ բարդացնող նյութերով: Յոդը կազմում է միայն Cu +1 J միացությունը։ Գազային վիճակում առաջանում են (CuГ) 3 տիպի ցիկլեր։ Հետադարձելիորեն լուծելի է համապատասխան հիդրոհալաթթուներում.

CuG + HG ↔Հ[ CuԳ 2 ] (Գ=Cl, Եղբ, Ջ)

Պղնձի (I) քլորիդը և բրոմը անկայուն են խոնավ օդում և աստիճանաբար վերածվում են պղնձի (II) հիմնական աղերի.

4 CuG +2Հ 2 Օ + Օ 2 →4 Cu(Օհ)G (G=Cl, Br)

դ) Պղնձի այլ միացություններ (Ի)

1. Պղնձի (I) ացետատը (CH 3 COOCu) պղնձի միացություն է, որը հայտնվում է որպես անգույն բյուրեղներ։ Ջրի մեջ այն դանդաղորեն հիդրոլիզվում է մինչև Cu 2 O, օդում օքսիդացվում է մինչև պղնձի ացետատ; CH 3 COOCu-ն ստացվում է (CH 3 COO) 2 Cu-ի ջրածնով կամ պղնձով կրճատելով, (CH 3 COO) 2 Cu-ի սուբլիմացիայով վակուումում կամ (NH 3 OH)SO 4-ի (CH 3 COO) 2 Cu-ի հետ փոխազդեցությամբ։ լուծում H 3 COONH 3-ի առկայության դեպքում: Նյութը թունավոր է։

2. Պղնձի (I) ացետիլիդ՝ կարմիր-շագանակագույն, երբեմն՝ սեւ բյուրեղներ։ Երբ չորանում են, բյուրեղները պայթում են հարվածի կամ տաքացման ժամանակ: Կայուն, երբ խոնավ է: Երբ պայթեցումը տեղի է ունենում թթվածնի բացակայության դեպքում, գազային նյութեր չեն ձևավորվում: Քայքայվում է թթուների ազդեցության տակ։ Ձևավորվում է որպես նստվածք՝ ացետիլենը պղնձի (I) աղերի ամոնիակային լուծույթների մեջ փոխանցելիս.

ՀԵՏ 2 Հ 2 +2[ Cu(Ն.Հ. 3 ) 2 ](Օհ) → Cu 2 Գ 2 ↓ +2 Հ 2 Օ+2 Ն.Հ. 3

Այս ռեակցիան օգտագործվում է ացետիլենի որակական հայտնաբերման համար։

3. Պղնձի նիտրիդ - անօրգանական միացություն Cu 3 N բանաձեւով, մուգ կանաչ բյուրեղներով:

Տաքանալիս քայքայվում է.

2 Cu 3 Ն - 300° Գ →6 Cu + Ն 2

Դաժանորեն արձագանքում է թթուների հետ.

2 Cu 3 Ն +6 HCl - 300° Գ →3 Cu↓ +3 CuCl 2 +2 Ն.Հ. 3

§3. Երկվալենտ պղնձի քիմիական հատկությունները (ստ. լավ = +2)

Պղինձն ունի ամենակայուն օքսիդացման աստիճանը և ամենաբնորոշն է նրան։

ա) պղնձի օքսիդ (II) CuO

CuO-ն երկվալենտ պղնձի հիմնական օքսիդն է։ Բյուրեղները սև գույնի են, նորմալ պայմաններում բավականին կայուն են և գործնականում չեն լուծվում ջրում։ Այն բնության մեջ հանդիպում է որպես սև հանքային տենորիտ (մելակոնիտ): Պղնձի (II) օքսիդը փոխազդում է թթուների հետ՝ առաջացնելով համապատասխան պղնձի (II) աղեր և ջուր.

CuO + 2 ՀՆՕ 3 → Cu(ՈՉ 3 ) 2 + Հ 2 Օ

Երբ CuO-ը միաձուլվում է ալկալիների հետ, ձևավորվում են պղնձի (II) գավաթներ.

CuO+2 KOH- տ ° → Կ 2 CuO 2 + Հ 2 Օ

Երբ տաքացվում է մինչև 1100 °C, այն քայքայվում է.

4CuO- տ ° →2 Cu 2 Օ + Օ 2

բ) Պղնձի (II) հիդրօքսիդCu(Օհ) 2

Պղնձի (II) հիդրօքսիդը կապույտ ամորֆ կամ բյուրեղային նյութ է, որը գործնականում չի լուծվում ջրում։ Երբ տաքացվում է մինչև 70-90 °C, Cu(OH)2 փոշին կամ դրա ջրային կախույթները քայքայվում են մինչև CuO և H2O.

Cu(Օհ) 2 → CuO + Հ 2 Օ

Ամֆոտերային հիդրօքսիդ է։ Փոխազդում է թթուների հետ՝ առաջացնելով ջուր և համապատասխան պղնձի աղ.

Այն չի փոխազդում ալկալիների նոսր լուծույթների հետ, այլ լուծվում է կենտրոնացված լուծույթներում՝ ձևավորելով վառ կապույտ տետրահիդրոքսիկուպրատներ (II).

Պղնձի (II) հիդրօքսիդը թույլ թթուներով առաջացնում է հիմնային աղեր։ Շատ հեշտությամբ լուծվում է ավելցուկային ամոնիակի մեջ՝ առաջացնելով պղնձի ամոնիակ.

Cu (OH) 2 +4NH 4 OH → (OH) 2 +4H 2 Օ

Պղնձի ամոնիակն ունի ինտենսիվ կապույտ-մանուշակագույն գույն, ուստի այն օգտագործվում է անալիտիկ քիմիայում՝ լուծույթում փոքր քանակությամբ Cu 2+ իոնների որոշման համար։

գ) պղնձի աղեր (II)

Պղնձի (II) պարզ աղերը հայտնի են անիոնների մեծ մասի համար, բացառությամբ ցիանիդի և յոդիդի, որոնք փոխազդելով Cu 2+ կատիոնի հետ առաջացնում են կովալենտային պղնձի (I) միացություններ, որոնք չեն լուծվում ջրում։

Պղնձի (+2) աղերը հիմնականում լուծելի են ջրում։ Նրանց լուծույթների կապույտ գույնը կապված է 2+ իոնի առաջացման հետ։ Նրանք հաճախ բյուրեղանում են որպես հիդրատներ: Այսպիսով, պղնձի (II) քլորիդի ջրային լուծույթից 15 0 C-ից ցածր տետրահիդրատը բյուրեղանում է, 15-26 0 C ջերմաստիճանում` տրիհիդրատ, 26 0 C-ից բարձր` դիհիդրատ: Ջրային լուծույթներում պղնձի (II) աղերը փոքր-ինչ հիդրոլիզվում են, և դրանցից հաճախ նստվածք են առաջանում հիմնական աղերը։

1. Պղնձի (II) սուլֆատ հնգահիդրատ (պղնձի սուլֆատ)

Առավելագույն գործնական նշանակություն ունի CuSO 4 * 5H 2 O, որը կոչվում է պղնձի սուլֆատ: Չոր աղը կապույտ գույն ունի, բայց թեթևակի տաքացնելով (200 0 C), կորցնում է բյուրեղացման ջուրը։ Անջուր աղը սպիտակ է։ Հետագա տաքացումով մինչև 700 0 C, այն վերածվում է պղնձի օքսիդի՝ կորցնելով ծծմբի եռօքսիդը.

CuSO 4 ­-- տ ° → CuO+ ԱՅՍՊԵՍ 3

Պղնձի սուլֆատը պատրաստվում է խտացված ծծմբաթթվի մեջ պղինձը լուծելու միջոցով։ Այս ռեակցիան նկարագրված է «Պարզ նյութի քիմիական հատկությունները» բաժնում։ Պղնձի սուլֆատն օգտագործվում է պղնձի էլեկտրոլիտիկ արտադրության մեջ, գյուղատնտեսության մեջ՝ վնասատուների և բույսերի հիվանդությունների դեմ պայքարելու և պղնձի այլ միացությունների արտադրության համար։

2. Պղնձի (II) քլորիդ դիհիդրատ.

Սրանք մուգ կանաչ բյուրեղներ են, որոնք հեշտությամբ լուծվում են ջրի մեջ: Պղնձի քլորիդի խտացված լուծույթները կանաչ են, իսկ նոսրացված լուծույթները՝ կապույտ։ Սա բացատրվում է կանաչ քլորիդային համալիրի ձևավորմամբ.

Cu 2+ +4 Cl - →[ CuCl 4 ] 2-

Եվ դրա հետագա ոչնչացումը և կապույտ ջրային համալիրի ձևավորումը:

3. Պղնձի (II) նիտրատ տրիհիդրատ.

Կապույտ բյուրեղային նյութ: Ստացվում է պղինձը ազոտական ​​թթվի մեջ լուծելով։ Տաքացնելիս բյուրեղները սկզբում կորցնում են ջուրը, այնուհետև քայքայվում են թթվածնի և ազոտի երկօքսիդի արտազատմամբ՝ վերածվելով պղնձի (II) օքսիդի.

2 Cu (NO 3 ) 2 -- t° →2CuO+4NO 2 +Օ 2

4. Հիդրոքսոպղի (II) կարբոնատ.

Պղնձի կարբոնատները անկայուն են և գործնականում գրեթե երբեք չեն օգտագործվում: Պղնձի արտադրության համար որոշակի նշանակություն ունի միայն հիմնական պղնձի կարբոնատը Cu 2 (OH) 2 CO 3, որը բնության մեջ հանդիպում է հանքային մալաքիտի տեսքով։ Երբ տաքացվում է, այն հեշտությամբ քայքայվում է՝ ազատելով ջուր, ածխածնի օքսիդ (IV) և պղնձի օքսիդ (II):

Cu 2 (OH) 2 CO 3 -- t° →2CuO+H 2 O+CO 2

§4. Եռավալենտ պղնձի քիմիական հատկությունները (ստ. լավ = +3)

Այս օքսիդացման վիճակը պղնձի համար ամենաքիչ կայուն է, և պղնձի (III) միացությունները, հետևաբար, բացառություն են, քան «կանոն»: Այնուամենայնիվ, որոշ եռավալենտ պղնձի միացություններ գոյություն ունեն:

ա) Պղնձի (III) օքսիդ Cu 2 Օ 3

Սա բյուրեղային նյութ է, մուգ նռնաքարի գույնի։ Չի լուծվում ջրի մեջ։

Այն ստացվում է պղնձի (II) հիդրօքսիդի օքսիդացումից կալիումի պերօքսոդիսուլֆատով ալկալային միջավայրում բացասական ջերմաստիճաններում.

2 Cu (OH) 2 +Կ 2 Ս 2 Օ 8 +2KOH -- -20°C → Cu 2 Օ 3 ↓ + 2K 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 +3H 2 Օ

Այս նյութը քայքայվում է 400 0 C ջերմաստիճանում.

Cu 2 Օ 3 -- տ ° →2 CuO+ Օ 2

Պղնձի (III) օքսիդը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է: Ջրածնի քլորիդի հետ արձագանքելիս քլորը վերածվում է ազատ քլորի.

Cu 2 Օ 3 +6 HCl-- տ ° →2 CuCl 2 + Cl 2 +3 Հ 2 Օ

բ) պղնձի գավաթներ (C)

Դրանք սև կամ կապույտ նյութեր են, ջրի մեջ անկայուն, դիամագնիսական, անիոնը քառակուսիների ժապավեն է (dsp 2): Ձևավորվել է պղնձի (II) հիդրօքսիդի և ալկալային մետաղի հիպոքլորիտի փոխազդեցությամբ ալկալային միջավայրում.

2 Cu(Օհ) 2 + ՄClO + 2 NaOH→ 2 մCuO 3 + NaCl +3 Հ 2 Օ (Մ= Նա- Cs)

գ) կալիումի հեքսաֆտորոկուպրատ (III)

Կանաչ նյութ, պարամագնիսական: Ութանիստ կառուցվածք sp 3 d 2. Պղնձի ֆտորիդային համալիր CuF 3, որն ազատ վիճակում քայքայվում է -60 0 C ջերմաստիճանում: Այն ձևավորվում է կալիումի և պղնձի քլորիդների խառնուրդը ֆտորային մթնոլորտում տաքացնելով.

3KCl + CuCl + 3F 2 →Կ 3 + 2Cl 2

Քայքայվում է ջուրը՝ առաջացնելով ազատ ֆտոր:

§5. Պղնձի միացություններ օքսիդացման վիճակում (+4)

Առայժմ գիտությանը հայտնի է միայն մեկ նյութ, որտեղ պղինձը գտնվում է +4 օքսիդացման վիճակում, դա ցեզիումի հեքսաֆտորոկուպրատ (IV) - Cs 2 Cu +4 F 6 - նարնջագույն բյուրեղային նյութ, կայուն ապակե ամպուլներում 0 0 C ջերմաստիճանում: Այն արձագանքում է. դաժանաբար ջրով. Այն ստացվում է ցեզիումի և պղնձի քլորիդների խառնուրդի բարձր ճնշման և ջերմաստիճանում ֆտորացման միջոցով.

CuCl 2 +2CsCl +3F 2 -- տ ° r → Cs 2 CuF 6 +2Cl 2

ՊՂՆԻ և ՊՂՆԻ ԳԼՈՎԱԾ

Տեխնիկական պղնձի դասակարգերը և քիմիական կազմը

Պղնձի դասարանները և դրանց քիմիական բաղադրությունը սահմանվում են ԳՕՍՏ 859-2001: ՀամառոտՊղնձի դասակարգերի վերաբերյալ տեղեկատվությունը տրված է ստորև (նշված է պղնձի նվազագույն պարունակությունը և միայն երկու կեղտերի առավելագույն պարունակությունը՝ թթվածինը և ֆոսֆորը).

Նշանների առաջին խումբը վերաբերում է կաթոդային պղնձին, մնացածը արտացոլում է պղնձի տարբեր կիսաֆաբրիկատների քիմիական բաղադրությունը (պղնձե ձուլակտորներ, մետաղական ձողեր և դրանից պատրաստված արտադրանք, գլանվածք):

Հատուկ առանձնահատկություններ Տարբեր ապրանքանիշերին բնորոշ պղինձը որոշվում է ոչ թե պղնձի պարունակությամբ (տարբերությունները ոչ ավելի, քան 0,5%), այլ հատուկ կեղտերի պարունակությամբ (դրանց քանակը կարող է տատանվել 10-50 անգամ): Հաճախ օգտագործվում է թթվածնի պարունակության հիման վրա պղնձի դասակարգման դասակարգումը.

Թթվածնազուրկ պղինձ (M00 , M0 և M1 ) մինչեւ 0,001% թթվածնի պարունակությամբ։

Զտված պղինձ (M1f, M1r, M2r, M3r) մինչև 0,01% թթվածնի պարունակությամբ, բայց

ֆոսֆորի բարձր պարունակություն:

Բարձր մաքրության պղինձ (M00, M0, M1) 0,03-0,05% թթվածնի պարունակությամբ:

Ընդհանուր նշանակության պղինձ (M2, M3)՝ մինչև 0.08% թթվածնի պարունակությամբ։

ՄոտավորՏարբեր ստանդարտներով արտադրված պղնձի դասարանների համապատասխանությունը տրված է ստորև.

Տարբեր տեսակի պղնձի օգտագործումը տարբեր է, և դրանց արտադրության պայմանների տարբերությունները որոշում են էականգների տարբերություններ.

Մալուխի և մետաղալարերի արտադրանքի արտադրության համար կաթոդները հալեցնում են տեխնոլոգիայի միջոցով, որը վերացնում է պղնձի հագեցվածությունը թթվածնով արտադրանքի արտադրության ընթացքում: Հետևաբար, նման արտադրանքներում պղինձը համապատասխանում է M00, M0 դասերին , M1 .

Տեխնիկական առաջադրանքների մեծ մասի պահանջները բավարարում են համեմատաբար էժան M2 և M3 ապրանքանիշերը: Սա որոշում է M2-ից և M3-ից գլանվածքի հիմնական տեսակների զանգվածային արտադրությունը:

M1, M1f, M1r, M2r, M3r դասերի գլանվածքը արտադրվում է հիմնականում կոնկրետ սպառողների համար և շատ ավելի թանկ է:

Պղնձի ֆիզիկական հատկությունները

Պղնձի հիմնական հատկությունը, որը որոշում է դրա գերակշռող օգտագործումը, շատ բարձր էլեկտրական հաղորդունակությունն է (կամ ցածր էլեկտրական դիմադրողականությունը): Այնպիսի խառնուրդները, ինչպիսիք են ֆոսֆորը, երկաթը, մկնդեղը, անտիմոնը և անագը զգալիորեն խաթարում են դրա էլեկտրական հաղորդունակությունը։ Էլեկտրական հաղորդունակության արժեքի վրա էապես ազդում է կիսաֆաբրիկատի ստացման մեթոդը և դրա մեխանիկական վիճակը։ Սա պատկերված է ստորև բերված աղյուսակով.

M00, M0 և M1 դասերի մետաղաձողերի դիմադրության տարբերությունները պայմանավորված են տարբեր քանակությամբ կեղտերով և կազմում են մոտ 1%: Միևնույն ժամանակ, տարբեր մեխանիկական պայմանների պատճառով դիմադրության տարբերությունները հասնում են 2-3% -ի: Պղնձի M2 դասարանից պատրաստված արտադրանքի դիմադրողականությունը մոտավորապես 0,020 μOhm*m է:

Պղնձի երկրորդ կարևոր հատկությունը նրա շատ բարձր ջերմահաղորդունակությունն է։

Կեղտերը և համաձուլվածքային հավելումները նվազեցնում են պղնձի էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակությունը, ուստի պղնձի վրա հիմնված համաձուլվածքները զգալիորեն զիջում են պղնձին այս ցուցանիշներով։ Պղնձի հիմնական ֆիզիկական հատկությունների պարամետրերի արժեքները այլ մետաղների համեմատ տրված են աղյուսակում (տվյալները տրված են միավորների երկու տարբեր համակարգերում).

Էլեկտրական եւ ջերմահաղորդականության առումով պղինձը աննշան էզիջում է միայն արծաթին:

Կեղտերի ազդեցությունը և տարբեր դասերի պղնձի հատկությունների առանձնահատկությունները

Տարբեր դասերի պղնձի հատկությունների տարբերությունները կապված են պղնձի հիմնական հատկությունների վրա կեղտերի ազդեցության հետ: Կեղտերի ազդեցությունը ֆիզիկական հատկությունների վրա (ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն) քննարկվել է վերևում: Դիտարկենք դրանց ազդեցությունը գույքի այլ խմբերի վրա։

Ազդեցություն մեխանիկական հատկությունների վրա .

Երկաթը, թթվածինը, բիսմութը, կապարը, անտիմոնը խաթարում են ճկունությունը: Պղնձի մեջ վատ լուծվող կեղտերը (կապար, բիսմութ, թթվածին, ծծումբ) բարձր ջերմաստիճանի դեպքում հանգեցնում են փխրունության:

Պղնձի վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանը տարբեր դասարանների համար 150-240 o C է: Որքան շատ կեղտեր, այնքան բարձր է այս ջերմաստիճանը:Պղնձի վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանի զգալի աճը արտադրվում է արծաթի և ցիրկոնիումի միջոցով: Օրինակ՝ ավելանում է 0,05% Ag-ի ներմուծումըվերաբյուրեղացման ջերմաստիճանըերկու անգամ, ինչը դրսևորվում է փափկացման ջերմաստիճանի բարձրացմամբ և բարձր ջերմաստիճաններում սողանքի նվազմամբ՝ առանց ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակության կորստի։

Ազդեցությունը տեխնոլոգիական հատկությունների վրա .

Տեխնոլոգիական հատկությունները ներառում են 1) ցածր և բարձր ջերմաստիճաններում ճնշմամբ մշակվելու ունակություն, 2) արտադրանքի զոդման և եռակցման ունակություն:

Կեղտերը, հատկապես ցածր հալոցքները, բարձր ջերմաստիճաններում փխրունության գոտիներ են կազմում, ինչը դժվարացնում է տաք մշակումը։ Այնուամենայնիվ, M1 և M2 դասարաններում կեղտերի մակարդակը ապահովում է անհրաժեշտ տեխնոլոգիական պլաստիկություն:

Սառը դեֆորմացիայի ժամանակ կեղտերի ազդեցությունը նկատելիորեն դրսևորվում է մետաղալարերի արտադրության մեջ։ Նույն առաձգական ուժով (? Վ = 16 կգ/ մմ 2) M00, M0 և M1 դասերից պատրաստված մետաղալարերը ունեն տարբեր հարաբերական երկարացումներ? (38%, 35% և 30% համապատասխանաբար): Հետևաբար, A դասի մետաղալարերի ձողը (M00 դասարանը համապատասխանում է դրան) տեխնոլոգիապես ավելի զարգացած է մետաղալարերի արտադրության մեջ, հատկապես փոքր տրամագծերով: Ընթացիկ հաղորդիչների արտադրության համար թթվածնազուրկ պղնձի օգտագործումը որոշվում է ոչ այնքան էլեկտրական հաղորդունակության մեծությամբ, որքան տեխնոլոգիական գործոնով։

Եռակցման և զոդման գործընթացները զգալիորեն դժվարանում են, երբ թթվածնի, ինչպես նաև կապարի և բիսմութի պարունակությունը մեծանում է:

Թթվածնի և ջրածնի ազդեցությունը կատարողական հատկությունների վրա .

ժամը նորմալ պայմաններ Պղնձի գործառնական հատկությունները (հիմնականում ամրությունը) գրեթե նույնն են տարբեր ապրանքանիշերի համար: Միաժամանակ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում կարող են հայտնվել պղնձի մեջ պարունակվող թթվածնի վնասակար ազդեցությունը։ Այս հնարավորությունը սովորաբար իրականացվում է ջրածին պարունակող միջավայրում պղնձի տաքացմամբ։

Սկզբում թթվածինը պարունակվում է M0, M1, M2, M3 պղնձի դասարաններում: Բացի այդ, եթե թթվածնազուրկ պղինձը օդում զտվում է բարձր ջերմաստիճաններում, ապա թթվածնի դիֆուզիայի շնորհիվ արտադրանքի մակերեսային շերտը կդառնա թթվածին պարունակող: Պղնձի մեջ թթվածինը առկա է պղնձի օքսիդի տեսքով:, որը տեղայնացված է հացահատիկի սահմանների երկայնքով:

Բացի թթվածնից, պղինձը կարող է պարունակել ջրածին: Ջրածինը պղնձի մեջ է մտնում էլեկտրոլիզի կամ ջրի գոլորշի պարունակող մթնոլորտում կռելու ժամանակ: Ջրի գոլորշին միշտ առկա է օդում: Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​քայքայվում է՝ առաջացնելով ջրածին, որը հեշտությամբ ցրվում է պղնձի մեջ։

Թթվածնազուրկ պղնձի մեջ ջրածնի ատոմները գտնվում են բյուրեղային ցանցի միջանցքներում և առանձնապես չեն ազդում մետաղի հատկությունների վրա։

Թթվածին պարունակող պղնձի մեջ բարձր ջերմաստիճաններում ջրածինը փոխազդում է պղնձի օքսիդի հետ։ Միաժամանակ պղնձի հաստության մեջ առաջանում է բարձր ճնշման ջրային գոլորշի, որը հանգեցնում է այտուցների, ճաքերի ու ճաքերի։ Այս երեւույթը հայտնի է որպես «ջրածնային հիվանդություն» կամ «ջրածնային փխրունություն»։ Այն դրսևորվում է, երբ պղնձի արտադրանքը օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանում200 o C ջրածին կամ ջրային գոլորշի պարունակող մթնոլորտում:

Որքան բարձր է թթվածնի պարունակությունը պղնձի մեջ և որքան բարձր է աշխատանքային ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է փխրունության աստիճանը: 200 o C-ումծառայության ժամկետը 1,5 տարի է, 400 o C ջերմաստիճանում- 70 ժամ:

Այն հատկապես արտահայտված է փոքր հաստության արտադրանքներում (խողովակներ, ժապավեններ):

Վակուումում տաքացնելիս սկզբում պղնձի մեջ պարունակվող ջրածինը փոխազդում է պղնձի օքսիդի հետ և նաև հանգեցնում է արտադրանքի փխրունության և վակուումի վատթարացման: Հետևաբար, արտադրանքները, որոնք շահագործվում են բարձր ջերմաստիճանում, պատրաստված են թթվածնազուրկ (զտված) պղնձի M1p, M2p, M3p դասակարգերից:

Փաթաթված պղնձի մեխանիկական հատկությունները

Վաճառքի հանված գլանվածքի մեծ մասը արտադրվում է M2 դասից: M1 դասի գլանվածքը արտադրվում է հիմնականում պատվերով, բացի այդ, դրանք մոտավորապես 20%-ով ավելի թանկ են:

Սառը ձևավորված գլանվածք– սրանք գծված (ձողեր, մետաղալար, խողովակներ) և սառը գլանվածք (թերթ, ժապավեն, փայլաթիթեղ) արտադրանք են: Այն հասանելի է կոշտ, կիսակոշտ և փափուկ (կռած) վիճակներով: Նման վարձույթը նշվում է «D» տառով, իսկ առաքման կարգավիճակը՝ T, P կամ M տառերով:

Տաք դեֆորմացված գլանվածքով արտադրանք– սեղմման (ձողեր, խողովակներ) կամ տաք գլորման (թիթեղներ, թիթեղներ) արդյունք՝ վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանից բարձր ջերմաստիճանում։ Նման վարձակալությունը նշվում է «G» տառով: Մեխանիկական հատկությունների առումով տաք դեֆորմացված գլանվածքը մոտ է (բայց ոչ նույնական) սառը դեֆորմացված գլանվածքին փափուկ վիճակում։

Բարձր սեղմման ուժ (55 - 65 կգ/մմ 2) բարձր ճկունության հետ միասին որոշում է պղնձի լայն տարածումը որպես միջադիրներ մինչև 250 o C աշխատանքային ջերմաստիճան ունեցող ֆիքսված հոդերի կնիքներում: (ճնշում 35 կգ/սմ2 գոլորշու համար եւ 100 կգֆ\սմ2 ջրի համար):

Պղինձը լայնորեն օգտագործվում է ցածր ջերմաստիճանի տեխնոլոգիայում, ներառյալ հելիումի տեխնոլոգիան: Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​պահպանում է սենյակային ջերմաստիճանին բնորոշ ամրությունը, ճկունությունը և մածուցիկությունը: Կրիոգեն տեխնոլոգիայի մեջ պղնձի առավել հաճախ օգտագործվող հատկությունը նրա բարձր ջերմահաղորդունակությունն է: Կրիոգեն ջերմաստիճաններում M1 և M2 աստիճանների ջերմային հաղորդունակությունը դառնում է զգալի, հետևաբար, կրիոգեն տեխնոլոգիայի մեջ M1 աստիճանի օգտագործումը դառնում է հիմնարար:

Պղնձե ձողերարտադրվում են սեղմված (20 - 180 մմ) և սառը-դեֆորմացված, կոշտ, կիսապինդ և փափուկ վիճակներում (տրամագիծը 3 - 50 մմ) համաձայն ԳՕՍՏ 1535-2006:

Հարթ պղինձընդհանուր նշանակության արտադրվում է փայլաթիթեղի, ժապավենի, թիթեղների և թիթեղների տեսքով՝ համաձայն ԳՕՍՏ 1173-2006.

Պղնձե փայլաթիթեղ - սառը գլանվածք՝ 0,05 - 0,1 մմ (հասանելի է միայն պինդ վիճակում)

Պղնձե շերտեր՝ սառը գլանվածք՝ 0,1 – 6 մմ:

Պղնձե թերթեր՝ սառը գլանվածք՝ 0,2 – 12 մմ

Տաք գլանվածք՝ 3 – 25 մմ (մեխանիկական հատկությունները կարգավորվում են մինչև 12 մմ)

Պղնձե թիթեղներ՝ տաք գլանվածք՝ 25 մմ-ից ավելի (մեխանիկական հատկությունները չեն կարգավորվում)

Տաք գլանվածքով և սառը գլանվածքով փափուկ պղնձե թերթերն ու շերտերը դիմանում են թիթեղի հաստությանը հավասար տրամագծով մանդրելի շուրջ ճկման փորձությանը: Մինչև 5 մմ հաստությամբ դիմանում են ծռվելուն մինչև կողքերը դիպչել, իսկ 6–12 մմ հաստությամբ՝ մինչև կողքերը զուգահեռ։ Սառը գլանվածքով կիսապինդ թիթեղները և շերտերը կարող են դիմակայել 90 աստիճանի թեքման փորձությանը:

Այսպիսով, պղնձե թերթերի և ժապավենների թույլատրելի ճկման շառավիղը հավասար է թերթի (ժապավենի) հաստությանը:

Պղնձե խողովակներընդհանուր նպատակների համար արտադրվում են սառը դեֆորմացված (փափուկ, կիսակոշտ և կոշտ վիճակներում) և սեղմված (մեծ հատվածներով) ԳՕՍՏ 617-2006-ի համաձայն:

Պղնձե խողովակները օգտագործվում են ոչ միայն տեխնոլոգիական հեղուկների, այլև խմելու ջրի համար: Պղինձը իներտ է քլորի և օզոնի նկատմամբ, որոնք օգտագործվում են ջրի մաքրման համար, արգելակում է բակտերիաների աճը, իսկ երբ ջուրը սառչում է, պղնձե խողովակները դեֆորմացվում են առանց պատռվելու։ Ջրի համար պղնձե խողովակները արտադրվում են ԳՕՍՏ Ռ 52318-2005-ի համաձայն, որոնց համար ներքին մակերեսի վրա օրգանական նյութերի պարունակությունը սահմանափակ է: Փափուկ պղնձե խողովակների ճկման նվազագույն շառավիղները և թույլատրելի ճնշումները տրված են ստորև.

Պղնձի կոռոզիոն հատկությունները .

Նորմալ ջերմաստիճանում պղինձ կայունհետևյալ միջավայրերում.

Չոր օդ

Քաղցրահամ ջուր (ամոնիակ, ջրածնի սուլֆիդ, քլորիդներ, թթուներ արագացնում են կոռոզիան)

Ծովի ջրի մեջ ջրի ցածր արագությամբ

Չօքսիդացնող թթուների և աղի լուծույթներում (թթվածնի բացակայության դեպքում)

Ալկալային լուծույթներ (բացառությամբ ամոնիակի և ամոնիումի աղերի)

Չոր հալոգեն գազեր

Օրգանական թթուներ, սպիրտներ, ֆենոլային խեժեր

Պղինձ անկայունհետևյալ միջավայրերում.

Ամոնիակ, ամոնիումի քլորիդ

Օքսիդացնող հանքային թթուներ և թթվային աղերի լուծույթներ

Որոշ միջավայրերում պղնձի կոռոզիոն հատկությունները նկատելիորեն վատանում են կեղտերի քանակի աճով:

Կոնտակտային կոռոզիա.

Թույլատրվում է պղնձի շփումը պղնձի համաձուլվածքների, կապարի, անագի հետ խոնավ մթնոլորտում, քաղցրահամ և ծովային ջրի հետ: Միեւնույն ժամանակ, ալյումինի եւ ցինկի հետ շփումը չի թույլատրվում դրանց արագ ոչնչացման պատճառով։

Պղնձի բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակությունը դժվարացնում է էլեկտրական եռակցման (կետ և գլանաձև եռակցման) կատարումը։ Սա հատկապես վերաբերում է զանգվածային արտադրանքներին: Նիհար մասերը կարելի է զոդել վոլֆրամի էլեկտրոդներով։ 2 մմ-ից ավելի հաստությամբ մասերը կարող են զոդվել չեզոք ացետիլեն-թթվածնային բոցով։ Պղնձի արտադրանքը միացնելու հուսալի միջոց է զոդումը փափուկ և կոշտ զոդերով: Պղնձի եռակցման մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս www.weldingsite.com.ua

Տեխնիկական պղինձն ունի ցածր ամրություն և մաշվածության դիմադրություն, վատ ձուլման և հակաշփման հատկություններ: Պղնձի վրա հիմնված համաձուլվածքները չունեն այս թերությունները.արույր Եվ բրոնզ . Ճիշտ է, այս բարելավումները ձեռք են բերվում ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակության վատթարացման պատճառով:

Կան հատուկ դեպքեր, երբ անհրաժեշտ է պահպանել պղնձի բարձր էլեկտրական կամ ջերմային հաղորդունակությունը, սակայն տալ նրան ջերմակայունություն կամ մաշվածության դիմադրություն։

Երբ պղինձը տաքացվում է վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանից բարձր, տեղի է ունենում զիջման ուժի և կարծրության կտրուկ նվազում: Սա դժվարացնում է պղնձի օգտագործումը դիմադրողական եռակցման էլեկտրոդներում: Ուստի այդ նպատակով օգտագործվում են պղնձի հատուկ համաձուլվածքներ քրոմով, ցիրկոնիումով, նիկելով, կադմիումով (BrKh, BrKhTsr, BrKN, BrKd): Էլեկտրոդային համաձուլվածքները պահպանում են համեմատաբար բարձր կարծրություն և բավարար էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն եռակցման գործընթացի ջերմաստիճանում (մոտ 600C).

Ջերմակայունությունը ձեռք է բերվում նաև արծաթի հետ համաձուլման միջոցով։ Նման համաձուլվածքները (MA) ունեն ավելի քիչ սողում անփոփոխ էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակությամբ:

Շարժվող կոնտակտներում (կոլեկտորային թիթեղներ, կոնտակտային մետաղալար) օգտագործման համար օգտագործվում է մագնեզիումի կամ կադմիումի BrKd, BrMg ցածր մակարդակի համաձուլվածքով պղինձ։ Նրանք բարձրացրել են մաշվածության դիմադրությունը և բարձր էլեկտրական հաղորդունակությունը:

Բյուրեղացնողների համար օգտագործվում է պղինձ՝ երկաթի կամ անագի հավելումներով։ Նման համաձուլվածքներն ունեն բարձր ջերմային հաղորդունակություն՝ մաշվածության դիմադրության բարձրացմամբ:

Ցածր համաձուլվածքով պղնձի դասակարգերը հիմնականում բրոնզ են, բայց դրանք հաճախ դասակարգվում են որպես գլանվածք պղնձի արտադրանք՝ համապատասխան գծանշումներով (MS, MK, MF).