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Thema:

chemie

(901x gelesen)

Seiten: 1

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Beitrag von Tobias1992

24.02.2006 16:50:35

Tobias1992

Profilbild von Tobias1992 ...

Themenstarter
Tobias1992 hat das Thema eröffnet...

sag mal hat einer von euch mal was über kupfer machen müssen

wär nett wenn ihr was für mich hättet!!!!!!!!!!!

mfg tobias

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Beitrag von Jannyronja

24.02.2006 16:53:04

Jannyronja

Jannyronja hat kein Profilbild...

Ist diese Frage nicht ein wenig zu allgemein?

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Beitrag von Tobias1992

24.02.2006 16:54:15

Tobias1992

Profilbild von Tobias1992 ...

Themenstarter
Tobias1992 hat das Thema eröffnet...

über alles

bei google und wikipedia hab ich schon geschaut

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Beitrag von Tobias1992

24.02.2006 17:45:55

Tobias1992

Profilbild von Tobias1992 ...

Themenstarter
Tobias1992 hat das Thema eröffnet...

hilfe

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Beitrag von Jannyronja

24.02.2006 17:50:03

Jannyronja

Jannyronja hat kein Profilbild...

Ordnungszahl 29

Molmasse 63,55 g mol -1
Elektronegativität nach Pauling 1,9
Dichte bie 20ºC 8,95 g cm-3
Schmelzpunkt 1083 °C
Siedepunkt 2595 °C
Atomradius (Van der Waals) 0,128 nm
Ionenradius 0,096 nm (+1) 0,069 nm (+3)
Isotope 2
Elektronenkonfiguration [Ar] 3d104s1
Ionisierungsenergie des 1. Elektrons 743,5 kJ mol -1
Ionisierungsenergie des 2. Elektrons 1946 kJ mol -1
Standardpotential + 0,522 V ( Cu+ / Cu )
+ 0,345 V ( Cu2+ / Cu )
Historie vermutlich das erste Metall das vom Menschen verarbeitet wurde (vor ca. 7000 Jahren)

Gesundheitliche Auswirkungen von Kupfer

Kupfer ist eine sehr häufige Substanz, die natürlicherweise vorkommt und sich durch natürliche Prozesse ausbreitet. Der Mensch verwendet Kupfer häufig z. B. bei industriellen Anwendungen oder auch in der Landwirtschaft. Die Kupferproduktion hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, wodurch auch immer mehr Kupfer in die Umwelt eingetragen wird.
Kupfer ist Bestandteil vieler Nahrungsmittel und kommt im Trinkwasser und in der Atemluft vor. Aus diesem Grund nehmen wir täglich bedeutende Kupfermengen auf. Da Kupfer ein wichtiges Spurenelement ist, ist dies auch notwendig. Doch zu große Kupfermengen schädigen den Körper.
Die meisten Kupferverbindungen setzen sich ab und verbinden sich mit Sediment- oder Bodenpartikeln. Die löslichen Kupferteilchen stellen die größte Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar. Diese wasserlöslichen Kupferverbindungen werden meist durch die Landwirtschaft freigesetzt. In der Luft sind die Kupferkonzentrationen so gering, dass eine Aufnahme über die Atemwege vernachlässigt werden kann. Ausgenommen sind jedoch Personen, die in der Nähe von Fabriken leben in denen aus Kupfererzen Metalle erzeugt werden. Diese Menschen sind auch durch die Partikelkonzentration in der Luft gefährdet.
Auch Personen deren Wasserleitungen im Haus aus Kupfer bestehen nehmen größere Mengen davon auf, da Kupferteilchen durch Korrosion aus den Leitungen gelöst werden. Manche Arbeiter, die beispielsweise in Kupferwerken arbeiten, zeigen grippeähnliche Symptome, welche auch als Metallfieber bezeichnet werden. Diese werden bei Überempfindlichkeit gegen Kupfer hervorgerufen und verschwinden gewöhnlich nach zwei Tagen wieder.
Eine Kupferbelastung über eine lange Zeit kann Reizungen der Nase, des Mundes und der Augen, sowie Kopf- und Magenschmerzen, Schwindelgefühl, Brechreiz und Durchfall verursachen. Extrem hohe Kupferaufnahmen können Leber- und Nierenschäden und sogar den Tod nach sich ziehen. Eine kanzerogene Wirkung von Kupfer wurde bisher nicht gefunden.
Es gibt wissenschaftliche Studien, die eine mögliche Verbindung zwischen einer langzeitlichen Kupferbelastung und einer Verminderung der Intelligenz bei Jugendlichen belegen. Ob das wirklich
der Fall ist werden künftige Forschungen zeigen.
Umwelttechnische Auswirkungen von Kupfer

Die Kupferproduktion steigt weltweit an. Das bedeutet, dass immer mehr Kupfer in die Natur gelangt. Flüsse lagern beispielsweise mit Kupfer kontaminierten Schlamm an ihren Ufern ab, was auf die Freisetzung von kupferhältigen Abwässern zurückzuführen ist.
In die Luft gelangt Kupfer hauptsächlich durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen. Es bleibt recht lange in der Luft bevor es mit den Niederschlägen in den Boden gelangt. Aus diesem Grund können sich im Boden große Mengen an Kupfer finden.
Doch auch natürliche Prozesse tragen zur Verbreitung von Kupfer bei- beispielsweise Winderosion, verfaulende Vegetation, Waldbrände und die Gischt des Meeres.
Einige Beispiele, wie Kupfer durch menschliche Aktivitäten in die Natur gelangt, wurden bereits genannt. Weitere Beispiele sind: Bergbau, Metallerzeugung und die Produktion von Phosphatdünger. Gehäuft tritt Kupfer daher auch in der Nähe von Minen, Fabriken, Deponien und anderen Abfallentsorgungsanlagen auf.
Im Boden bindet sich Kupfer stark an die organischen Bestandteile und an Mineralien. Aus diesem Grund verbreitet es sich nach der Freisetzung nicht weit und gelangt auch nicht ins Grundwasser. In Oberflächenwasser kann es sich hingegen sehr weit verbreiten- entweder suspendiert im Schlamm oder auch als freies Ion.
Kupfer wird in der Natur nicht zersetzt und wird daher in Pflanzen und Tieren angereichert. Nur eine geringe Zahl von Pflanzenarten kann auf stark kupferhältigen Böden gedeihen. In der Umgebung von Kupferfabriken herrscht daher meist Artenarmut der Flora. Aus diesem Grund stellt Kupfer auch für die landwirtschaftliche Produktion eine nicht zu unterschätzende Gefahr dar. Der Einfluss des Kupfers auf landwirtschaftlich genutzte Böden hängt aber auch von anderen Faktoren ab, wie etwa vom pH-Wert und dem Vorhandensein von organischem Material. Nichtsdestotrotz werden immer noch kupferhältige Dünger verwendet.
Kupfer hemmt auch die Aktivität von Bodenlebewesen, wie Mikroorganismen und Regenwürmern, was die Zersetzung von organischem Material verlangsamt. Tiere, die auf mit Kupfer verseuchten Böden weiden, nehmen Konzentrationen auf, die ihre Gesundheit beeinträchtigen. Besonders Schafe leiden stark an Kupfer, da sie bereits bei geringen Konzentrationen Kupfervergiftungen zeigen.

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Beitrag von exelworkz

24.02.2006 17:51:09

exelworkz

exelworkz hat kein Profilbild...

was gehtn mit dir....bei wikipedia steht doch alles...was willsten noch?

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Beitrag von Jannyronja

24.02.2006 17:51:46

Jannyronja

Jannyronja hat kein Profilbild...

Eigenschaften:
Reines Kupfer ist ein hellrotes, hartes und gut schmiedbares Schwermetall. Es lässt sich zu hauchdünnen Folien und zu Draht formen. Nach Silber besitzt es die beste elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Mit Zink, Zinn, Silber, Nickel, Eisen, Aluminium, Mangan, Silicium, Platin, u.a. erhält man Kupfer-Legierungen: Bronze enthält ca. 80-90% Kupfer und 10-20% Zinn. An feuchter Luft bildet sich auf der Oberfläche allmählich ein grünlicher Überzug (Patina), der im wesentlichen aus Malachit besteht. Die Patina schützt das darunter liegende Kupfer vor weiterer Korrosion, daher ist Kupferblech für die Abdeckung von Türmen und Dächern gut geeignet:



Dächer eines Hauses in Hamburg, die mit Kupferpatina überzogen sind


Nach dem Dachdecken zeigt das Dach zunächst die hellrote Kupferfarbe. Nach wenigen Tagen wechselt die Farbe in ein dunkles Rot, das durch Kupfer(I)-oxid verursacht wird. Später wird das Dach noch dunkler und es entsteht schwarzes Kupfer(II)-oxid. Aber erst nach einigen Jahren bildet sich unter Einwirkung von Kohlenstoffdioxid, Luft und Wasser die blaugrüne Patina:

2 Cu + CO2 + H2O + O2 -----> CuCO3. Cu(OH)2

Beim Erhitzen eines Kupferblechs mit der nichtleuchtenden Flamme eines Bunsenbrenners bilden sich bunte Anlauffarben, die zunächst durch Interferenz der entstehenden, dünnen Oxidschicht zu erklären sind.


Filme: Das Erhitzen eines Kupferblechs
Copyright: Thomas Seilnacht

Beim Erhitzen eines Kupferblechs bilden sich verschiedene Kupferoxide Ein oxidiertes Kupferblech wird durch eine Brennerflamme kurzzeitig reduziert

Klicken Sie zum Abspielen der Filme auf die Bilder


Mit der Zeit bildet sich eine Schicht von schwarzem Kupfer(II)-oxid. Darunter findet man oft eine mattrote Schicht von Kupfer(I)-oxid. Dabei finden folgende beiden Reaktionen statt:

2 Cu + O2 -----> 2 CuO (Kupfer(II)-oxid) DHR = -314 kJ/mol
4 Cu + O2 -----> 2 Cu2O (Kupfer(I)-oxid) DHR = -338 kJ/mol

Eine Brennerflamme vermag das oxidierte Blech wieder zu reduzieren. Dieser Effekt verschwindet aber sofort wieder, sobald die Flamme weggenommen wird.

Unter Luftabschluss ist das Metall widerstandsfähig gegen Salzsäure und verdünnte Schwefelsäure. Mit Salpetersäure bilden sich grünes Kupfernitrat und rotbraunes Stickstoffdioxid:

Salpetersäure + Kupfer -----> Kupfernitrat + Stickstoffdioxid + Wasser

Heiße, konzentrierte Schwefelsäure reagiert mit Kupfer nicht unter Wasserstoffentwicklung, sondern bildet Schwefeldioxid, Kupfersulfat und Wasser:

Schwefelsäure konzentriert + Kupfer -----> Kupfersulfat + Schwefeldioxid + Wasser



Reaktion von Kupfer mit konzentrierten Säuren


Mit Ammoniaklösung bildet sich blaues Tetramminkupferhydroxid (Schweizers Reagenz), Formel: [Cu(NH3)4](OH)2.


Vorkommen:
Mit einem Massenanteil von 0,01% steht Kupfer an 25. Stelle der Elementhäufigkeit in der Erdhülle. Als edles Metall tritt es selten als gediegen Kupfer oder gelegentlich in größeren Brocken auf, z.B. in den USA. Eines der größten Kupferstücke barg man im Jahre 2001 vom Boden des Lake Superior. Es war 5,5 x 2,5 x 0,37 Meter groß und wog etwa 14,5 Tonnen.

Zoom!
Bild vergrößern

Elementares, gediegenes Kupfer aus den USA


Aus den Kupfererzen, z.B. den Sulfiden (Buntkupferkies, Chalkopyrit), Oxiden (Cuprit), Carbonaten (Malachit), Chloriden oder Arseniden kann das Kupfer gewonnen werden. Die größten Erzlagerstätten befinden sich in Arizona, Montana, Utah, New Mexico, Chile, Peru, Kaukasus, Philippinen, Australien, Iran, Spanien, Portugal, Polen und Deutschland.

Zoom!
Bild vergrößern

Chalkopyrit (Kupferkies) ist das wichtigste Kupfer-Erz


Geschichtliches:
Kupfer war vermutlich das erste Metall, welches von den Menschen vor über 9000 Jahren verarbeitet wurde. Mit der Gewinnung des Kupfers aus Erzen begann die Kupferzeit und endete die Steinzeit. Die Kupfervorkommen der Antike befanden sich auf Zypern, daher der Name aes cyprium ("Erz aus Zypern" .

In der Alchemie diente das Phänomen, dass Kupfer durch unedle Metalle aus Lösungen seiner Salze freigesetzt wird, lange Zeit als Beweis für die Möglichkeit einer Umwandlung von Metallen in andere (Transmutationen). Erst Robert Boyle (1627-1691) klärte im Jahre 1661 das Missverständnis auf und erklärte das Phänomen durch die Verdrängung des Metalls aus einer Salzlösung durch Metalle wie Eisen oder Zink. Dem Kupfer wurde in der Alchemie das Venuszeichen zugeordnet (links):



alchemistische Symbole für Kupfer


Herstellung:
Der mühsame Abbau der Kupfer-Erze von Hand mit Schlägel und Eisen wurde im 17. Jahrhundert durch den Einsatz von Schwarzpulver revolutioniert. Trotzdem war der Bergbau noch sehr mühsam, da das 50cm tiefe Bohrloch für die Sprengung immer noch von Hand geschlagen werden musste. Allein dafür benötigte ein Bergmann viele Stunden. Das Ergebnis einer Sprengung waren dann nur einige Brocken Kupfererz. Auf dem Bild sieht man eine Wand in einem alten Kupfererzbergwerk, aus der im Laufe der Zeit grüne Kupfersalze auskristallisierten.


Ausblühungen von Kupfersalzen in einem Kupferbergwerk


Die Ausbeute wurde aus dem Bergwerk gefahren und in einem Pochwerk mit Hilfe von Wasserkraft zerkleinert. Das Gestein musste im Pochwerk so klein zertrümmert werden, dass das taube Gestein und das Erz im folgenden Waschgang getrennt werden konnte.


Altes Pochwerk zur Zertrümmerung von Erz


Beim Waschen trennte sich das schwerere Erz vom tauben Gestein, das schneller mit dem Wasser abgetrieben wurde. Das Kupfererz blieb in den Trögen liegen.


Waschen: Trennen des Erzes vom tauben Gestein


Beim Rösten wurden die sulfidischen Kupfererze (z.B. Kupferglanz) über einem Holzfeuer erhitzt, so dass man Kupferoxid erhielt:

2 Cu2S + 3 O2 -----> 2 Cu2O + 2 SO2


Rösten: Herstellung von Kupferoxid, Entfernen des Schwefels


Die Reduktion des Kupferoxids zu reinem Kupfer erfolgte in einem Schacht-Ofen, in den mit Hilfe von Blasebälgen Luftsauerstoff zugeführt werden konnte. Als Reduktionsmittel wurde Holzkohle verwendet. Der Zusatz von Kalk erniedrigte den Schmelzpunkt.


Reduktion des Kupferoxids in Schacht-Öfen


Das Produkt des ersten Schmelzvorgangs hatte nur einen Kupfergehalt von 30-50%, so dass der Vorgang mehrfach wiederholt werden musste. Am Ende erhielt man "Schwarzkupfer" mit einem Kupfergehalt von bis zu 95% Kupfer.


Die bescheidene Ausbeute des früheren Kupferbergbaus: Schwarzkupfer


Die Gewinnung von reinem Kupfer aus Kupfererzen erfolgt heute in mehreren Arbeitsschritten und ist weitgehend automatisiert (Anreicherung durch Flotation, Rösten, > Kupferraffination).

Hinweis: Sämtliche Fotos zum früheren Kupferbergbau wurden im oder am Kupferbergwerk Fischbach bei Idar-Oberstein gemacht, wo ein Besuch sehr empfehlenswert ist.


Verwendung:
Wegen seiner guten elektrischen Leitfähigkeit wird es zu Drähten und Stromschienen verarbeitet. Aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit gelangt es als Baumaterial für Dachbleche und Dachrinnen, aber auch im Maschinen- und Apparatebau, für Beschläge, für Patronenhülsen oder für Münzen zum Einsatz. Seine gute Wärmeleitfähigkeit benutzt man in Heizrohren, Braukesseln, Kochgeschirr oder bei Lötkolben. Ein großer Anteil dient zur Herstellung von Kupferlegierungen:

Rotmessing: 80-90% Kupfer + 10-20% Zink (für Modeschmuck und Kunstartikel)
Gelbmessing: 60-80% Kupfer + 20-40% Zink (für Maschinenteile und Küchengeräte)
Glockenbronze: 75-80% Kupfer + 20-25% Zinn (für Glocken und Kunstgegenstände)
Konstantan: 57% Kupfer + 41% Nickel + 1% Eisen + 1% Mangan, (elektr. Widerstände)
Neusilber: 45-68% Kupfer + 10-26% Nickel + 12-45% Zink (chir. Instrumente, Essbestecke)

Die Freiheitsstatue in New York ist zum Beispiel von einer Bronzelegierung umhüllt. Ihr Kupferanteil beträgt etwa 80 Tonnen. Ein geringer Anteil des Kupfers wird zu Kupferverbindungen weiterverarbeitet, z.B. zu Kupferoxid, Kupfersulfat, Kupferchlorid.

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