Kobre

Kobrea elementu kimiko bat da, Cu ikurra (Cuprum, latinezko izena) eta 29 zenbaki atomikoa dituena.

Kobrea
29 Nikela ← Kobrea → Zinka
29 Cu                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Kobrea, Cu, 29
Serie kimikoa	Trantsizio-metalak
Taldea, periodoa, orbitala	11, 4, d
Masa atomikoa	63,546 g/mol
Konfigurazio elektronikoa	Ar 3d10 4s1
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 18, 1
Propietate fisikoak
Egoera	solido
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 8,96 g/L
Urtze-puntua	1577,77 K (1084,62 °C, 1984,32 °F)
Irakite-puntua	2835 K (2562 °C, 4643 °F)
Urtze-entalpia	13,26 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	300,4 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) 24,440 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 1509 1661 1850 2089 2404 2836
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	kubikoa-aurpegietan zentratua
Oxidazio-zenbakia(k)	2, 1
Elektronegatibotasuna	1,90 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 745,5 kJ/mol 2.a: 1957,9 kJ/mol 3.a: 3666 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	135 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	145 pm
Erradio kobalentea	138 pm
Van der Waalsen erradioa	140 pm
Isotopo egonkorrenak
Kobrearen isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 63Cu %69,15 Cu egonkorra da 34 neutroirekin 65Cu %30,85 Cu egonkorra da 36 neutroirekin

Eroankortasun elektriko bikaina duen metal harikorra da. Asko erabiltzen da eroale elektriko gisa, beroaren eroale gisa, eraikuntzarako material gisa eta hainbat aleazioren osagai gisa.

Kobrea funtsezkoa da goi-landareen eta animalien osagai gisa. Animalietan, gizakia barne, odolean dago, zenbait entzimaren kofaktore funtzioa betez, eta kobrean oinarritutako hainbat pigmentutan. Hala ere, kantitate handietan pozoitsua da eta organismoari kalte larriak eragin diezazkioke.

Erauzketa

Kobre

Kobrea lortzeko gehienetan erabiltzen diren mineralak mineral sulfurodunak dira. Burdina kantitate handian dute, baita beste batzuekin batera, eta hauetatik batzuk (bismutoa, urrea, zilarra, nikela...) haien balio altuagatik interesatzen du berreskuratzeak.

Bi metodo daude kobrea modu industrialean lortzeko:

• Bide lehorretik: %15eko kobre edukia duten mineralekin erabiltzen da, haiek aberastu edo kontzentratu ondoren.
• Bide hezetik: %3ko kobre edukia dutenekin soilik erabiltzen da.

Bide lehorra

1. Mineralaren birrinketa: Materiala behin birrintzen da, eta bahe batetik pasarazten da, eta zati handienak berriro birrintzen dira.
2. Mineralaren haustura: Hau egiteko altzairuzko bola batzuk erabiltzen dira errota batean, biratzerakoan mineralak hausten dituztenak.
3. Zaborraren ezabaketa: Hausturiko materiala urezko ontzi batean sartzen da eta eragiten zaio zaborra ezabatzeko.
4. Txigorketa partziala: Burdinak kobreak baino afinitate gehiago du oxigenoarekiko. Honegatik, txigorketa egiten bada aire kantitate urriarekin, burdina soilik oxidatzen da, eta ez kobrea. Prozesu honetan burdina oxidoa, kobre sulfuroak eta burdina lortzen dira, baita kobre oxido zerbait eta ganga zerbait.
5. Mataren formazioa: Masa urtu egiten da 1100 °C baino tenperatura handiagoan, eta oxidatu gabeko burdinak orain egiten du. Sorturiko beste oxidoarekin batera, silizearekin eta gangan dagoen karearekin konbinatzen da, eratzeko hondakin bat, burdinezko silikatu konplejoez eta kaltzioaz osaturik. Horrela bi geruza nahasi ezinak lortzen dira: goikoa hondakinak osatzen dute, eta behekoa, kobre (I) sulfuro eta burdina (II) sulfuroaz osaturik, mata izena hartzen du.
6. Mataren oxidazioa: Urturiko masa isurtzen da – silizearekin batera – bihurgailu batean, eta haizea ematen zaio aire korronte batekin, azufrea eta burdina oxidatzeko. Oxido lurrunkorrak banantzen dira eta burdina oxidoa silizearekin batzen da hondakinak sortuz, eta hau isurtzen da bihurgailua okertuz.Prozesua bukatzen da kobrea oxidatzen hasten denean; une horretan bihurgailutik ateratzen da eta solidifikatzen uzten da. Bihurgailuaren barruan gertatzen diren erreakzio kimikoak hauek dira: 2 Cu2S + 3 O2 --> 2 Cu2O + 2 SO2 eta 2 Cu2O + Cu2S --> SO2 + 6 Cu. Blister kobrea (horrela deiturikoa dituen SO2 burbuilak direla eta) %93 inguruko kobre purua darama, eta ezpurutasun batzuk; burdina, azufrea, beruna, zinka, nikela eta metal preziatuak.
7. Kobre brutuaren errefinaketa: Hau kobrearen purutasuna %99.95eraino igotzea du helburu. Bi moduz egin daiteke; erreberbero labe batean edo elektrolitikoki.

• Erreberbero labean: Kobre lingoteak urtu egiten dira 1150 °Cko tenperaturan atmosfera oxidante batekin. Honela, ezpurutasunak oxidatu eta ezabatzen dira hondakin moduan (burdina, beruna, zinka) edo lurrun moduan (sufrea). Zura beroturikoan askaturiko gasak (hidrokarburoak, hidrogenoa…), metal urtuaren zehar burbuilatzerakoan, sortu den kobre oxido guztia murrizten du. Horrela trataturiko kobrea, moldeetan isuritzen da anodoak sortzeko, eta geroago elektrolisiaren bitartez errefinatzeko.

• Erefinatze elektrolitikoa: Lehen lorturiko kobre barrak anodo bezala kokatzen dira upel elektrolitiko batean. Upel honek kobre (II) sulfato eta azido sulfurikoz aziduluturikoa disoluzio bat du. Katodoak brontze puruko lamina finak dira, grafitoz estaliak, eta anodoen artean tartekaturikoak. Elektrodo hauetan tensio egokia aplikatuz, anodoen kobrea disolbatzen da eta katodoen gainean forma puruan ezartzen da. Impurezekin bi kasu gerta daitezke: metal nobleenak (zilarra, urrea, platinoa) upelaren hondoan gelditzen dira, eta ez hain nobleak (zinka, burdina, etab.) disolbatzen dira, eta disoluzioan forma ionikoan gelditzen dira.

Bide hezea

Mineral birrindua disolbatzen da azido sulfuriko diluituarekin eta burdina (III) sulfatoarekin; azken honek kobre (I) sulfuroa oxidatzen du, eta sulfato itxura hartzen du. Mineralean gelditzen den burdina, burdina (II) sulfatoa bihurtzen da. Disoluzio honi burdina gehituz, kobrea prezipitatzen da:

CuSO4 + Fe --> FeSO4 + Cu

Lorturiko kobreak %80ko purutasuna du soilik. Honegatik nahiago da kobrearen prezipitazioa modu elektrolitikoz egitea, berun disolbagaitzezko anodo bat eta kobrezko katodo bat erabiliz. Horrela lorturiko metala oso purua da eta posible da azidoa berreskuratzea.

Aleazioak

Aipatzeko bereziki bi aleazio daude: brontzea eta letoia.

• Brontzea: Eztainu eta kobreko aleazioak dira, eta, batzuetan, beste elementu batzuena. Bien korrosioarenganako erresistentzia du, baina bietako edozein baino askoz gogorragoak eta indartsuagoak dira.
• Letoiak: Kobre eta zinkeko aleazioak dira, kolore horixka dute.

Erabilerak

Kobrea argindarraren eroale ona da, eta horretan datza kobreari gizakiak gaur egun ematen dion erabilera nagusia. Kobrearen harikortasuna 0.025 mmko diametrotik aurrerako kableak sortzen uzten du. Ia elektrizitatea transmititzeko aparatu guztiek erabiltzen dute. Oxidazioari dion erresistentzia dela eta, iturgintza instalazioetan asko erabiltzen da, baita tutu eta galdaretan.

Kanpo loturak

Wikimedia Commonsen badira fitxategi gehiago, gai hau dutenak: Kobre

• zientzia.net: "Kobrea ez omen da betiko"

Beste elementu kimikoentzako loturak

Taldea → ↓ Periodoa

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1

1 H

2 He

2

3 Li

4 Be

5 B

6 C

7 N

8 O

9 F

10 Ne

3

11 Na

12 Mg

13 Al

14 Si

15 P

16 S

17 Cl

18 Ar

4

19 K

20 Ca

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

31 Ga

32 Ge

33 As

34 Se

35 Br

36 Kr

5

37 Rb

38 Sr

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

49 In

50 Sn

51 Sb

52 Te

53 I

54 Xe

6

55 Cs

56 Ba

*

71 Lu

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76 Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

81 Tl

82 Pb

83 Bi

84 Po

85 At

86 Rn

7

87 Fr

88 Ra

**

103 Lr

104 Rf

105 Db

106 Sg

107 Bh

108 Hs

109 Mt

110 Ds

111 Rg

112 Cn

113 Nh

114 Fl

115 Mc

116 Lv

117 Ts

118 Og

* Lantanoideak

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

69 Tm

70 Yb

** Aktinoideak

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 Fm

101 Md

102 No