Kako se izrađuje bakar
Bakar se nalazi u četvrtoj periodičkoj IB obitelji periodičnog stola. To je prvi metal koji koristi čovječanstvo. Bakar ima izvrsna svojstva i široko se koristi u industrijskom polju. Sadržaj bakra u zemljinoj kori iznosi oko 0,01%. U prirodi, bakar je uglavnom u obliku spojeva. Uobičajeni bakreni rudovi su kalcopyrite (CuFeS2), kalcopyrite (Cu2S), malakit (Cu2 (OH) 2CO3), kalcopyrite (Cu2O) i kalcopyrite (CuSO4 5H2O).
U dinastiji zapadne Han, zapis "Zeng Qing Zeng željezo je bakar" u Liu Anovom "Huainan Wan Bi Shu" napisan je u smislu stavljanja željezne ploče u otopinu bakrenog sulfata ili druge otopine bakrenog soka za zamjenu jednog bakra. Ova metoda je pionir suvremene hidrometalurgije. Postupak proizvodnje bakra u mokrim procesima naziva se i žučna bakrena metoda. Proizvodni proces uglavnom uključuje dva koraka, jedan je ispiranje bakra, a željezo se stavlja u otopinu vitriola. Bakreni ioni u vitriolu pohranjeni su željezo da se nanose u jedan bakar. Dva su za skupljanje zamjenskog bakrenog praha i zatim ih rastopiti. Bitno načelo mokre bakrene metalurgije je da zamijeni slab metal (osim K, Ca, Na) koji je jači od bakra. Na primjer, metalni cink ili željezo se dodaju u otopinu bakrenog sulfata, a metalni bakar se može zamijeniti. Glavna reakcija je CuS04 + Zn = Cu + ZnS04; CuSO4 + = Fe Cu + FeSO4.
Prvi čovjek svijeta mokre bakrene metalurgije, Zhang Qian, napisao je knjigu "bakrenog zalogaja" u kombinaciji s djelima svojih prethodnika i osobnim iskustvom. Knjiga opisuje upotrebu bakra koji sadrži bakrenu rudu (ili želučanu vodu), koja ima prednosti "manje troškova i manje napora".
U kemijskim laboratorijima možemo simulirati i mokru metalurgiju. 20 cm duge žice preuzete su s pijeskom papira da bi se lakirale svjetlost, a zatim se u ispitnu epruvetu uzela 4 ml bakrenog sulfata, a žuta željezna žica dodana je u epruvetu. Može se statički postaviti. Može se primijetiti da površina žice ima purpurne oborine crvenog metala, a otopina postupno mijenja od plave do svijetlo zelene boje. Grimizni crveni metal je bakar, a naposljetku se sakuplja žica za sakupljanje bakra istaloženog na površini žice.
Osim toga, u drevnoj Kini postojao je i metoda taljenja bakra - "bakreno taljenje vatre". Prema tekstualnom istraživanju, bakreno otapanje u Shang dinastiji uglavnom je koristilo malakit i ugljen. Proces izrade bakra s oksidom bakrenog elementa i redukcijom na visokoj temperaturi je proces proizvodnje bakra. Reakcija zahtijeva određenu temperaturu, tako da se bakreni monomer može proizvesti u stanju grijanja, pa se zove "bakreni metoda bakra".
Otkriveno je davno da malakit može proizvesti svijetlo crveno metale nakon paljenja. Ovaj metal je bakar. Glavna komponenta malakita je bakar alkalni bakar [Cu2 (OH) 2CO3]. Toplina alkalnog bakrenog karbonata razgradit će se radi proizvodnje bakra, vode i ugljičnog dioksida. Ugljični ili ugljični monoksid je reduktivan i može smanjiti bakreni oksid. Reakcija je: Cu2 (OH) 2C02CuO + H20 + CO2, C02CuO2Cu + CO2, CO + CuO Cu + CO2.
U kemijskim laboratorijima možemo koristiti dolje prikazani uređaj za simulaciju procesa taljenja. Novi bakreni oksid od 10G je mljeven u prah i izlio u krpe za sušenje. Novi ugljen izrađen od 1,5 g također je usitnjen u prah i izlio u krpe za sušenje. Zatim se prašak bakrovog oksida i praškasti ugljen pomiješaju ravnomjerno. Instrument se položi na dno ispitne cijevi žlicom ili utorom za papir. Instrument je sastavljen prema sljedećoj slici. Jedan kraj staklene cijevi stavlja se u ispitnu epruvetu s bistrenom vapnom, a alkoholna žarulja s pokrovom od vjetra zagrijava se. Kada bistri vapna voda postane mutna, grimizna ili crvena krutina postupno se pojavljuje u epruveti i zaustavlja zagrijavanje. Po završetku reakcije najprije se povuče u staklenu cijev koja sadrži pročišćenu epruvetu za mjerenje vapna, a zatim se alkoholna lampa povuče. Konačno, ulijte prašak iz ispitne cijevi na čisti bijeli papir i promatrajte prašak. Tada ćete naći da je papir purpurne crvene čvrste, što je bakar.