ताँबा

रासायनिक तत्व

ताँबा

केवीना प्रायद्वीप, मिशिगन, अमेरिका से तांबा

देशी तांबा कई स्थानों पर बेसाल्टिक लावा में प्राथमिक खनिज के रूप में पाया जाता है और सल्फाइड, आर्सेनाइड, क्लोराइड और कार्बोनेट जैसे तांबे के यौगिकों से भी कम होता है। (तांबे के खनिज गुणों के लिए,देखनामूल तत्वों की तालिका।) तांबा कई खनिजों में संयुक्त होता है, जैसे च्लोकोसाइट, च्लोकोपाइराइट, बोर्नाइट, क्यूप्राइट, मैलाकाइट और अज़ूराइट। यह समुद्री शैवाल की राख में, कई समुद्री मूंगों में, मानव जिगर में, और कई मोलस्क और आर्थ्रोपोड में मौजूद होता है। तांबा नीले रक्त वाले मोलस्क और क्रस्टेशियंस के हीमोसायनिन में ऑक्सीजन परिवहन की वही भूमिका निभाता है, जो लाल रक्त वाले जानवरों के हीमोग्लोबिन में लोहा निभाता है। मनुष्यों में ट्रेस तत्व के रूप में मौजूद तांबा हीमोग्लोबिन निर्माण को उत्प्रेरित करने में मदद करता है। चिली के एंडीज़ पर्वत में पोर्फिरी तांबे का भंडार खनिज का सबसे बड़ा ज्ञात भंडार है। 21वीं सदी की शुरुआत तक चिली तांबे का दुनिया का अग्रणी उत्पादक बन गया था। अन्य प्रमुख उत्पादकों में पेरू, चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका शामिल हैं।

किटवे: खुली-गड्डे वाली तांबे की खदान

खुली तांबे की खदान, किटवे, ज़ाम्बिया।

तांबे का व्यावसायिक उत्पादन मुख्य रूप से गलाने या निक्षालन द्वारा किया जाता है, जिसके बाद आमतौर पर सल्फेट समाधानों से इलेक्ट्रोडेपोजिशन किया जाता है। तांबे के उत्पादन के विस्तृत उपचार के लिए,देखनातांबा प्रसंस्करण. दुनिया में उत्पादित तांबे का बड़ा हिस्सा विद्युत उद्योगों द्वारा उपयोग किया जाता है; अधिकांश शेष को अन्य धातुओं के साथ मिलाकर मिश्रधातु बनाई जाती है। (यह इलेक्ट्रोप्लेटेड कोटिंग के रूप में तकनीकी रूप से भी महत्वपूर्ण है।) मिश्र धातुओं की महत्वपूर्ण श्रृंखला जिसमें तांबा मुख्य घटक है, पीतल (तांबा और जस्ता), कांस्य (तांबा और टिन), और निकल सिल्वर (तांबा, जस्ता और निकल, कोई चांदी नहीं) हैं। तांबे और निकल की कई उपयोगी मिश्रधातुएँ हैं, जिनमें मोनेल भी शामिल है; दोनों धातुएँ पूर्णतः मिश्रणीय हैं। तांबा एल्यूमीनियम के साथ मिश्र धातुओं की एक महत्वपूर्ण श्रृंखला भी बनाता है, जिसे एल्यूमीनियम कांस्य कहा जाता है। बेरिलियम कॉपर (2 प्रतिशत बीई) एक असामान्य तांबा मिश्र धातु है जिसमें इसे गर्मी उपचार द्वारा कठोर किया जा सकता है। तांबा कई सिक्का धातुओं का एक हिस्सा है। कांस्य युग के लौह युग में बदलने के लंबे समय बाद, तांबा लोहे के बाद उपयोग और महत्व में दूसरी धातु बनी रही। हालाँकि, 1960 के दशक तक, सस्ता और अधिक प्रचुर एल्युमीनियम विश्व उत्पादन में दूसरे स्थान पर आ गया था।

तांबे के केबल

तांबे के विद्युत केबल. तांबे की उच्च विद्युत चालकता के कारण, इसका विद्युत उद्योग में भारी उपयोग किया जाता है।(और अधिक)

तांबा सबसे अधिक लचीली धातुओं में से एक है, विशेष रूप से मजबूत या कठोर नहीं। ठंड के काम करने से ताकत और कठोरता काफी हद तक बढ़ जाती है, क्योंकि एक ही सतह केंद्रित घन संरचना के लंबे क्रिस्टल का निर्माण होता है जो नरम एनील्ड तांबे में मौजूद होता है। ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड जैसी सामान्य गैसें पिघले तांबे में घुलनशील होती हैं और ठोस धातु के यांत्रिक और विद्युत गुणों को बहुत प्रभावित करती हैं। शुद्ध धातु तापीय और विद्युत चालकता में चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है। प्राकृतिक तांबा दो स्थिर समस्थानिकों का मिश्रण है: तांबा-63 (69.15 प्रतिशत) और तांबा-65 (30.85 प्रतिशत)।

ब्रिटानिका प्रश्नोत्तरी

तथ्य जो आपको जानना चाहिए: आवर्त सारणी प्रश्नोत्तरी

क्योंकि इलेक्ट्रोमोटिव श्रृंखला में तांबा हाइड्रोजन से नीचे होता है, यह हाइड्रोजन के विकास के साथ एसिड में घुलनशील नहीं होता है, हालांकि यह नाइट्रिक और गर्म, केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड जैसे ऑक्सीकरण एसिड के साथ प्रतिक्रिया करेगा। तांबा वायुमंडल और समुद्री जल की क्रिया का प्रतिरोध करता है। हालाँकि, लंबे समय तक हवा के संपर्क में रहने से एक पतली हरी सुरक्षात्मक कोटिंग (पेटिना) का निर्माण होता है जो हाइड्रोक्सोकार्बोनेट, हाइड्रोक्सोसल्फेट और थोड़ी मात्रा में अन्य यौगिकों का मिश्रण होता है। तांबा एक मध्यम रूप से उत्कृष्ट धातु है, जो हवा की अनुपस्थिति में गैर ऑक्सीकरण या गैर जटिल तनु एसिड से अप्रभावित रहता है। हालाँकि, यह ऑक्सीजन की उपस्थिति में नाइट्रिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड में आसानी से घुल जाएगा। यह ऑक्सीजन की उपस्थिति में जलीय अमोनिया या पोटेशियम साइनाइड में भी घुलनशील है क्योंकि विघटन पर बहुत स्थिर साइनो कॉम्प्लेक्स का निर्माण होता है। लाल ताप पर धातु ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके क्यूप्रिक ऑक्साइड, CuO, और उच्च तापमान पर क्यूप्रस ऑक्साइड, Cu देगी।₂O. यह सल्फर के साथ गर्म करने पर क्यूप्रस सल्फाइड, Cu देता है₂S.

कपराइट

नामीबिया से क्यूप्राइट।

कॉपर (I) (क्यूप्रस) यौगिक सभी प्रतिचुंबकीय होते हैं और, कुछ अपवादों को छोड़कर, रंगहीन होते हैं। कॉपर (I) के महत्वपूर्ण औद्योगिक यौगिकों में क्यूप्रस ऑक्साइड (Cu.) हैं₂O), क्यूप्रस क्लोराइड (Cu₂क्लोरीन₂), और क्यूप्रस सल्फाइड (Cu₂S). Cuprous oxide is a red or reddish brown crystal or powder that occurs in nature as the mineral cuprite. It is produced on a large scale by reduction of mixed copper oxide ores with copper metal or by electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride using copper electrodes. The pure compound is insoluble in water but soluble in hydrochloric acid or ammonia. Cuprous oxide is used principally as a red pigment for antifouling paints, glasses, porcelain glazes, and ceramics and as a seed or crop fungicide.

क्यूप्रस क्लोराइड एक सफेद से भूरे रंग का ठोस पदार्थ है जो खनिज नैन्टोकाइट के रूप में होता है। यह आमतौर पर धात्विक तांबे के साथ कॉपर (II) क्लोराइड की कमी से तैयार किया जाता है। शुद्ध यौगिक शुष्क हवा में स्थिर रहता है। नम हवा इसे हरे ऑक्सीजनयुक्त यौगिक में बदल देती है, और प्रकाश के संपर्क में आने पर यह कॉपर (II) क्लोराइड में बदल जाता है। यह पानी में अघुलनशील है लेकिन जटिल आयनों के निर्माण के कारण सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड या अमोनिया में घुल जाता है। क्यूप्रस क्लोराइड का उपयोग कई कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है, विशेष रूप से एसिटिलीन और हाइड्रोजन साइनाइड से एक्रिलोनिट्राइल का संश्लेषण; पेट्रोलियम उत्पादों के लिए एक डीकोलोराइजिंग और डीसल्फराइजिंग एजेंट के रूप में; सेलूलोज़ के लिए एक डिनाइट्रेटिंग एजेंट के रूप में; और साबुन, वसा और तेल के लिए संघनक एजेंट के रूप में।

क्यूप्रस सल्फाइड काले पाउडर या गांठ के रूप में होता है और खनिज च्लोकोसाइट के रूप में पाया जाता है। क्यूप्रिक सल्फाइड (CuS) को हाइड्रोजन की धारा में गर्म करने से बड़ी मात्रा में यौगिक प्राप्त होता है। क्यूप्रस सल्फाइड पानी में अघुलनशील है लेकिन अमोनियम हाइड्रॉक्साइड और नाइट्रिक एसिड में घुलनशील है। इसके अनुप्रयोगों में सौर सेल, चमकदार पेंट, इलेक्ट्रोड और कुछ प्रकार के ठोस स्नेहक का उपयोग शामिल है।

वाणिज्यिक मूल्य के कॉपर (II) यौगिकों में क्यूप्रिक ऑक्साइड (CuO), क्यूप्रिक क्लोराइड (CuCl) शामिल हैं₂), और क्यूप्रिक सल्फेट (CuSO₄). क्यूप्रिक ऑक्साइड एक काला पाउडर है जो टेनोराइट और पैरामेलाकोनाइट खनिजों के रूप में पाया जाता है। मिश्रित कॉपर ऑक्साइड अयस्कों को भट्टी में 1,030 डिग्री (1,900 डिग्री फारेनहाइट) से कम तापमान पर भूनने से बड़ी मात्रा में उत्पादन होता है। शुद्ध यौगिक को अम्ल और क्षार साइनाइड में घोला जा सकता है। क्यूप्रिक ऑक्साइड का उपयोग चश्मे, चीनी मिट्टी के ग्लेज़ और कृत्रिम रत्नों के लिए रंगद्रव्य (नीला से हरा) के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग पेट्रोलियम गैसों के लिए डीसल्फराइजिंग एजेंट और ऑक्सीकरण उत्प्रेरक के रूप में भी किया जाता है।

क्यूप्रिक क्लोराइड एक पीले से भूरे रंग का पाउडर है जो हवा से नमी को आसानी से अवशोषित कर लेता है और हरे-नीले हाइड्रेट, CuCl में बदल देता है।₂∙2H₂O. हाइड्रेट आमतौर पर धात्विक तांबे से भरे संपर्क टॉवर में क्लोरीन और पानी को प्रवाहित करके तैयार किया जाता है। हाइड्रेट को 100 डिग्री (212 डिग्री फारेनहाइट) तक गर्म करके निर्जल नमक प्राप्त किया जाता है। क्यूप्रस क्लोराइड की तरह, क्यूप्रिक क्लोराइड का उपयोग कई कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोकार्बन के क्लोरीनीकरण में। इसके अलावा, यह लकड़ी के संरक्षक, कपड़ों की रंगाई और छपाई में मोर्डेंट (फिक्सेटिव), कीटाणुनाशक, फ़ीड योजक और कांच और चीनी मिट्टी के लिए रंगद्रव्य के रूप में कार्य करता है।

क्यूप्रिक सल्फेट एक नमक है जो क्यूप्रिक ऑक्साइड को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ उपचारित करने से बनता है। यह पानी के पांच अणुओं (CuSO) से युक्त बड़े, चमकीले नीले क्रिस्टल के रूप में बनता है₄∙5H₂ओ) और वाणिज्य में ब्लू विट्रियल के रूप में जाना जाता है। हाइड्रेट को 150 डिग्री (300 डिग्री फारेनहाइट) तक गर्म करके निर्जल नमक का उत्पादन किया जाता है। क्यूप्रिक सल्फेट का उपयोग मुख्य रूप से कृषि उद्देश्यों के लिए कीटनाशक, रोगाणुनाशक, चारा योज्य और मिट्टी योज्य के रूप में किया जाता है। इसके छोटे उपयोगों में अन्य तांबे के यौगिकों की तैयारी में कच्चे माल के रूप में, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में एक अभिकर्मक के रूप में, बैटरी और इलेक्ट्रोप्लेटिंग स्नान के लिए इलेक्ट्रोलाइट के रूप में, और दवा में स्थानीय रूप से लागू कवकनाशी, जीवाणुनाशक और कसैले के रूप में शामिल हैं।

अन्य महत्वपूर्ण कॉपर (II) यौगिकों में क्यूप्रिक कार्बोनेट, Cu शामिल हैं₂(ओह)₂सीओ₃, जो कॉपर सल्फेट के घोल में सोडियम कार्बोनेट मिलाकर और फिर उत्पाद को छानकर और सुखाकर तैयार किया जाता है। इसका उपयोग रंग भरने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। आर्सेनिक के साथ यह क्यूप्रिक एसीटोआर्सेनाइट (आमतौर पर पेरिस ग्रीन के रूप में जाना जाता है), एक लकड़ी संरक्षक और कीटनाशक बनाता है।