लेख का आनंद लें, जिसमें तांबे के उपयोग और संश्लेषण विधियों के बारे में विस्तार से बताया गया है, जिसमें इसके उपयोग, भौतिक गुण आदि शामिल हैं।

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सार: तांबा तत्वों की आवर्त सारणी के चौथे आवर्त के समूह 1बी में एक तत्व है, और एक महत्वपूर्ण भारी अलौह धातु है। तत्व का प्रतीक Cu है, परमाणु संख्या 29 है, और सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 63.546 है। तांबा कमरे के तापमान पर ठोस होता है, नया क्रॉस सेक्शन बैंगनी-लाल होता है, और गर्म होने पर यह आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। तांबे में उत्कृष्ट विद्युत और तापीय चालकता, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, कम विरूपण प्रतिरोध होता है, और यह बिना टूटे उच्च स्तर की ठंड विरूपण का सामना कर सकता है। यह एक महत्वपूर्ण भारी अलौह धातु सामग्री है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, मशीनरी, निर्माण और परिवहन जैसे औद्योगिक क्षेत्रों में किया जाता है। सैकड़ों तांबे के यौगिक हैं, लेकिन उनमें से बहुत से औद्योगिक पैमाने पर उत्पादित नहीं होते हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण है कॉपर सल्फेट पेंटाहाइड्रेट, या पित्त विट्रियल (CuSO4·5H2O), इसके बाद बोर्डो मिश्रण (Cu(OH)2·CuSO4), कॉपर मेटाआर्सेनाइट (Cu(AsO2)2), कॉपर एसीटेट [Cu(CH3COO) 2] कॉम्प्लेक्स, कॉपर साइनाइड (CuCN), कॉपर क्लोराइड (CuCl2), क्यूप्रस ऑक्साइड (Cu2O), कॉपर ऑक्साइड (CuO), बेसिक कॉपर कार्बोनेट और कॉपर नैफ्थेनेट, आदि। कॉपर लवण का उपयोग कृषि कवकनाशी के रूप में किया जा सकता है। कॉपर सल्फेट का उपयोग उबकाई के रूप में और पीले फास्फोरस के जलने के लिए एक सामयिक मारक के रूप में किया जा सकता है।

तांबा तत्वों की आवर्त सारणी की अवधि 4 के समूह 1बी में एक तत्व है, जो एक महत्वपूर्ण भारी अलौह धातु है। तत्व का प्रतीक Cu है, परमाणु संख्या 29 है, और सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 63.546 है। तांबा कमरे के तापमान पर ठोस होता है, नया क्रॉस सेक्शन बैंगनी-लाल होता है, और गर्म होने पर यह आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। तांबे में उत्कृष्ट विद्युत और तापीय चालकता, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, कम विरूपण प्रतिरोध होता है, और यह बिना टूटे उच्च स्तर की ठंड विरूपण का सामना कर सकता है। यह एक महत्वपूर्ण भारी अलौह धातु सामग्री है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, मशीनरी, निर्माण और परिवहन जैसे औद्योगिक क्षेत्रों में किया जाता है। सैकड़ों तांबे के यौगिक हैं, लेकिन उनमें से बहुत से औद्योगिक पैमाने पर उत्पादित नहीं होते हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण है कॉपर सल्फेट पेंटाहाइड्रेट, या पित्त विट्रियल (CuSO4·5H2O), इसके बाद बोर्डो मिश्रण (Cu(OH)2·CuSO4), कॉपर मेटाआर्सेनाइट (Cu(AsO2)2), कॉपर एसीटेट [Cu(CH3COO) 2] कॉम्प्लेक्स, कॉपर साइनाइड (CuCN), कॉपर क्लोराइड (CuCl2), क्यूप्रस ऑक्साइड (Cu2O), कॉपर ऑक्साइड (CuO), बेसिक कॉपर कार्बोनेट और कॉपर नैफ्थेनेट, आदि। कॉपर लवण का उपयोग कृषि कवकनाशी के रूप में किया जा सकता है। कॉपर सल्फेट का उपयोग उबकाई के रूप में और पीले फास्फोरस के जलने के लिए एक सामयिक मारक के रूप में किया जा सकता है।

तांबा मानव द्वारा खोजी और उपयोग की जाने वाली सबसे प्रारंभिक धातुओं में से एक है। लगभग 10,000 वर्ष पहले, मनुष्यों को प्राकृतिक तांबे के बारे में पता चला और उन्होंने इसे छोटे शंकु या कीलों में ठोक दिया। अब तक खोजी गई सबसे प्रारंभिक कांस्य कलाकृतियाँ ईरान के टेपेहिया में खोदी गई खुरचनी, छेनी और सुआ हैं, जो लगभग 3800 ईसा पूर्व की हैं। टिन-कांस्य चाकू 1978 में डोंगक्सियांग, गांसु प्रांत में माजियाओ केमिकलबुक साइट पर पाया गया, जो चीन में अब तक खोजा गया सबसे पहला कांस्य उपकरण है। इसकी आयु लगभग 2750 ईसा पूर्व है, जिससे पता चलता है कि चीन दुनिया का सबसे पुराना कांस्य उपकरण है। कांस्य के देशों में से एक। चीन ने 770 ईसा पूर्व में ही शाफ्ट फर्नेस तांबा गलाने की तकनीक में महारत हासिल कर ली थी। सॉन्ग और युआनफेंग (1078) के पहले वर्ष में, तांबे का उत्पादन 7300 टन तक पहुंच गया, और तांबा धातुकर्म प्रौद्योगिकी काफी स्तर पर पहुंच गई है।

भौतिक गुण

बिजली और गर्मी के उत्कृष्ट संवाहक के रूप में तांबा चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है। कमरे के तापमान पर तांबे की विद्युत चालकता और तापीय चालकता क्रमशः 94% और चांदी की 73.2% है। तांबे के परमाणुओं का बाहरी इलेक्ट्रॉन आवरण विन्यास [Ar]3d104s1 है। जब तांबा एक यौगिक बनाता है, तो यह एक ही समय में 4s कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन और 3d कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन खो सकता है। इसलिए, तांबे की मुख्य रूप से दो संयोजकता अवस्थाएँ होती हैं: +1 और +2। कमरे के तापमान पर तांबे की ऑक्सीकरण अवस्था मुख्य रूप से +2 होती है, और कम-वैलेंट यौगिक उच्च तापमान पर स्थिर होते हैं। तांबे के दो स्थिर प्राकृतिक समस्थानिक हैं, 63Cu और 65Cu। 63Cu में 29 प्रोटॉन और 34 न्यूट्रॉन होते हैं, और 65Cu में 29 प्रोटॉन और 36 न्यूट्रॉन होते हैं। तांबे में 9 अस्थिर समस्थानिक होते हैं। तांबा कमरे के तापमान पर शुष्क हवा में स्थिर रूप से मौजूद रह सकता है, लेकिन जब लंबे समय तक CO2 युक्त आर्द्र हवा में रखा जाता है, तो हरा क्षारीय कॉपर कार्बोनेट उत्पन्न होगा, जिसे आमतौर पर पेटिना के रूप में जाना जाता है। डाइवेलेंट कॉपर का विद्युत रासायनिक समतुल्य 0.329mg/C है। तांबा अम्लीय जलीय घोल में हाइड्रोजन का स्थान नहीं ले सकता है, और घुलित ऑक्सीजन के बिना हाइड्रोक्लोरिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड में घुलनशील नहीं है, लेकिन नाइट्रिक एसिड में घुलनशील है जिसका ऑक्सीकरण प्रभाव होता है। तांबा क्षारीय घोल के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है, लेकिन अमोनिया के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करके कॉम्प्लेक्स बनाता है। तांबा एसिटिक एसिड जैसे कार्बनिक अम्लों में आसानी से घुलनशील होता है। घुलनशील तांबे के लवण आम तौर पर जहरीले होते हैं। तांबे की क्रिस्टल संरचना एक फलक-केंद्रित घनीय जाली है। शुद्ध तांबे में बहुत अच्छी लचीलापन होती है और इसे बहुत महीन तारों और पतली शीटों में संसाधित किया जा सकता है। तांबा एक उत्कृष्ट विद्युत और तापीय चालक है, और इसकी विद्युत और तापीय चालकता धातुओं में चांदी के बाद दूसरे स्थान पर है। सूक्ष्म अशुद्धियों की उपस्थिति तांबे की चालकता को बहुत कम कर देगी।

मुख्य उद्देश्य

चूँकि तांबे में कई उत्कृष्ट गुण होते हैं, इसलिए इसका उपयोग विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है। 1960 के दशक तक, महत्व और खपत में तांबे का स्थान लोहे के बाद दूसरे स्थान पर था। 1960 के दशक के बाद, अधिक प्रचुर संसाधनों और सस्ती कीमतों के कारण एल्युमीनियम तीसरे स्थान पर आ गया। 1980 के दशक के उत्तरार्ध में चीन में तांबे की खपत का अनुपात तालिका 2 में सूचीबद्ध है। दुनिया भर में, तांबे के आधे से अधिक उत्पादन का उपयोग बिजली और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में किया जाता है, जैसे कि केबल, तार, मोटर और अन्य बिजली पारेषण और दूरसंचार का निर्माण उपकरण। 1980 के दशक के बाद, दूरसंचार में तांबे के कुछ उपयोगों को ऑप्टिकल फाइबर द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया। तांबा रक्षा उद्योग के लिए भी एक महत्वपूर्ण सामग्री है। चूँकि तांबे में अच्छी विद्युत चालकता होती है, इसलिए इसका उपयोग विद्युत उद्योग में व्यापक रूप से किया जाता है। तारों और केबलों के निर्माण के लिए शुद्ध तांबे (99.95% से अधिक युक्त) की आवश्यकता होती है, जिसे ब्लिस्टर तांबे के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा परिष्कृत किया जाता है। तांबा जस्ता, टिन, एल्यूमीनियम, निकल, बेरिलियम, आदि के साथ कई महत्वपूर्ण मिश्र धातु बना सकता है। पीतल (तांबा-जस्ता मिश्र धातु) और कांस्य (तांबा-टिन मिश्र धातु) का उपयोग बीयरिंग, पिस्टन, स्विच, तेल पाइप, हीट एक्सचेंजर्स के निर्माण के लिए किया जाता है। आदि। एल्यूमीनियम कांस्य (तांबा-एल्यूमीनियम मिश्र धातु) में मजबूत कंपन प्रतिरोध होता है और इसका उपयोग उन कास्टिंगों को बनाने के लिए किया जा सकता है जिनके लिए ताकत और कठोरता की आवश्यकता होती है। तांबे-निकल मिश्र धातुओं के बीच मोनेल मिश्र धातु अपने संक्षारण प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध है और इसका उपयोग ज्यादातर वाल्व, पंप और उच्च दबाव वाले भाप उपकरण के निर्माण में किया जाता है। सफेद तांबा अच्छे यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध के साथ एक तांबा-निकल मिश्र धातु है, और इसका उपयोग सटीक मशीनरी निर्माण में किया जाता है। बेरिलियम कांस्य (बेरिलियम युक्त तांबा मिश्र धातु) में यांत्रिक गुण होते हैं जो उच्च गुणवत्ता वाले स्टील से अधिक होते हैं और इसका व्यापक रूप से विभिन्न यांत्रिक भागों, उपकरणों और रेडियो उपकरणों के निर्माण में उपयोग किया जाता है। तांबे के यौगिक कीटनाशकों, कवकनाशी, रंगद्रव्य, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, गैल्वेनिक बैटरी, रंग और उत्प्रेरक के लिए महत्वपूर्ण कच्चे माल हैं। ऑक्सीजन मुक्त तांबे का उपयोग वेवगाइड, वैक्यूम ट्यूब और ट्रांजिस्टर घटकों, कांच और धातु सील, समाक्षीय केबल, और इसकी उच्च शुद्धता और हाइड्रोजन उत्सर्जन समस्याओं की कमी के कारण सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय वाइंडिंग के स्थिरीकरण में किया जाता है। कठोर तांबे का उपयोग तांबे के बसबार, संपर्ककर्ता, विभिन्न प्रकार के कंडक्टर, रडार घटक, स्विच और संपर्क आदि बनाने के लिए किया जाता है। चांदी से उपचारित उपरोक्त दो प्रकार के तांबे का उपयोग उन उपकरणों को बनाने के लिए किया जाता है जिन्हें नरम करने के लिए प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, जैसे ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग , जनरेटर और बड़े तुल्यकालिक जनरेटर। फास्फोरस डीऑक्सीडाइज्ड तांबे का उपयोग मुख्य रूप से रेफ्रिजरेटर और एयर कंडीशनर, रेक्टिफायर, पानी के पाइप या गैस पाइप के लिए ट्यूब बनाने के लिए किया जाता है (जब विद्युत और तापीय चालकता, वेल्डिंग प्रदर्शन या ब्रेज़िंग प्रदर्शन की आवश्यकता होती है)। फ्री-कटिंग तांबे का उपयोग मुख्य रूप से थ्रेडेड उत्पादों और अन्य वेल्डिंग टिप्स, क्लैंप, टर्मिनल और स्विच घटकों को बनाने के लिए किया जाता है।