Steckbrief Kupfer

Kupfer

28.02.2022

Elli, Magarete und Helena, 8d

Eigenschaften:

• physikalische & chemische:
  • Schmelzpunkt: 1084,4 C
  • Siedepunkt: 2567 C
  • Dichte: 8,92 g/cm3
  • Farbe: rotbraun
  • relativ weiches Metall (dehnbar)
  • sehr beständig und widerstandsfähig
  • man kann es gut verarbeiten und formen (formbar, zäh)
  • hervorragender Wärme- und Stromleiter (ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit)
  • Aggregatzustand: fest (im Normalzustand)
  • Kristallstruktur: kubisch flachenzentriert
  • chemische Eigenschaften ähneln Elemente in der selben Gruppe (z. B. Gold und Silber)
  • durch eine Legierung mit Kupfer, wird die Stabilität und Dauerhaftigkeit eines Werkstoffen verlängert (solch eine Legierung schützt auch vor Rost)

Allgemeine Infos: Chemisches Elemente - Übergangsmetall - Halbedelmetall

• Name: Kupfer
• Elementsymbol: Cu
• Ordnungszahl: 29
• 4. Periode
• 1. Nebengruppe
• Atommasse: 63,546 u
• Gruppe: Edelmetall (schwach reaktives Schwermetall)
• Struktur: lCu∙
• Elektronegativität: 1,9

Quellen: https://nanopartikel.info/wp-content/uploads/2020/10/Fotolia_58473601_M_Copper_pipes_on_warehouse_3d_illustration_c_axe_olga.jpg (16.02.2022) https://www.chemie.de/lexikon/Kupfer.html (27.02.2022) https://www.kupferinstitut.de/wp-content/uploads/2019/09/Kupferherstellung_Draeger.png (21.02.2022) https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/kupfer# (27.02.2022) https://rohstoffbrief.com/wp-content/uploads/2018/06/RioTinto_Copper_Kupfer_Escondida.jpg (25.02.2022) https://www.kupferinstitut.de/wp-content/uploads/2020/04/Kupferreserven_2019_nach-L%C3%A4ndern.jpg (25.02.2022) https://lexikon.wohnen.de/kupfer/ (28.02.2022) https://www.verbraucherzentrale.nrw/wissen/umwelt-haushalt/nachhaltigkeit/rohstoffabbau-schadet-umwelt-und-menschen-11537 (28.02.2022) https://bilder3.n-tv.de/img/incoming/crop15774266/9041323412-cImg_16_9-w1200/Panoramica-ABR-10.jpg (28.02.2022) https://www.mineralienatlas.de/VIEWmaxFULL.php/param/1392849479-Kupferdraht.jpg (28.02.2022) https://www.wissenschaft.de/wp-content/uploads/2/1/21-01-15-kupfer.jpg (28.02.2022) https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/grafik/kupfer.png (28.02.2022) https://images.gutefrage.net/media/fragen/bilder/-warum-oxidiert-kupfer-vornehmlich-zu-cu2/0_big.jpg?v=1476278346000 (28.02.2022) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/Copper.jpg (28.02.2022) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a4/Copper-20862.jpg/315px-Copper-20862.jpg (28.02.2022) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fd/Copper-273153.jpg/193px-Copper-273153.jpg (28.02.2022)

Herstellung:

• ist in gediegene Form und auch in Verbindungen zu finden
• so werden z. B. Kupfererze im Bergwerk abgebaut
• die künstliche Gewinnung von Kupfer findet in Affinerien statt:
• 1. aus Kupferkies wird Kupferstein gewonnen
• hierfür wird das Ausgangsmaterial mit Ergänzung von Koks geröstet
• die enthaltenen Eisenoxide werden mittels zusätzliche kieselsäurehaltigen Stoffen verschlackt
• nun schwimmt die Eisensilikat-Schlacke auf dem Kupferstein und wird abgegossen
• 2. der erhaltene Kupferstein wird zu Rohkupfer verarbeitet (durch Röstreaktionen)
• dafür wird er Glutflüssig in einen Konverter gegossen, dort wird Luft hineingeblasen
• zuerst wird das darin enthaltene Eisensulfid zu Eisenoxid geröstet, daraus wird (durch zugeschlagenen Quarz) eine Schlacke gebildet
• danach werden zwei Drittel des übrigen Cu2S zu Cu2O oxidiert, daraufhin setzt sich das Oxid mit dem verbleibenden Sulfid zum Rohkupfer ab
• 3. zuletzt wird das Rohkupfer elektrolytisch gereinigt
• es kann auch aus seinen Verbindungen gewonnen werden, in dem Erze zuerst aufbereitet (geröstet) werden und später im Konverter umgesetzt werden

Verwendung

• wird für vieles Verwendet, in z. B. Bereichen wie der Bauindustrie, im Kesselbau, für Münzen, für Musikinstrumente und für Elektro- und Installationstechnik (Stromkabel und Breitbandkabel-Netz)
• Kupfer ist relativ teuer
• es findet viel Gebrauch im heutigen Alltag (z. B. in Handys, Geldmünzen)
• als guter Wärme-und Stromleiter in elektrischen Geräten oder Telefonkabel
• in der Landwirtschaft wird es gegen Bakterien und Pilze eingesetzt
• auch in der Möbelbranche findet man es als Dekoration oft wieder
• Verwendungsbereiche von Kupfer sind außerdem Maschinenbau, Medizin und Kommunikations- & Versorgungstechnik

Umwelt und Natur

• der Abbau von Kupfer ist sehr dreckig, giftig und schädlich für die Natur
• aufgrund eines nicht nachhaltigen und teurem Abbau von Rohstoffen (Kupfer), die es nicht im Überfluss gibt, entstehen immer mehr Umwelt- und Naturschäden
• reiche Länder haben einen hohen Konsum, wodurch in arme Ländern eine Verschmutzung der Umwelt und eine Benachteiligung entsteht
• man sollte Rohstoffe wie Kupfer länger und sinnvoller Nutzen, die Reparatur von kaputten Gegenständen wäre auch eine nachhaltigere Sache

Bedeutung für den Menschen

• Lebenswichtige Funktionen im Körper
• das Kupfer im Körper ist sehr wichtig, der Körper braucht es für: Aufnahme von Eisen, Aufbau von Knochen, Haut und Haaren
• Kupfer wird für Stromkabel verwendet, darauf könnten wir auch nicht verzichten, denn es ist aufgrund des geringen inneren Widerstands, leitfähiger als alle anderen Metalle, es ist der beste Elektrische Leiter
• in der Industrie kaum noch weg zu denken

Vorkommen:

• natürlich:
  • es kommt sehr gering rein in der Natur vor (basaltische Laven)
  • in mehreren Ländern zu finden (z.B. Chile, Peru, den USA und Russland)
  • man findet es oft als Nugget oder als Dendriten (verzweigter Struktur), manchmal tritt es auch in kristallform auf
  • häufig kommen Kupfererze, wie Chalkopyrit, Chalkosin, Bornit und Atacamit vor, aus ihnen kann man dann Kupfer gewinnen
  • größere Vorkommen in den Manganknollen auf dem Meeresboden
  • auch in zwei stabilen Isotopen in der Natur
• künstlich:
  • 24 radioaktive, künstliche Isotope
  • künstliche Herstellung

Kupfer-Nugget: Kupfer-Dendriten: würfelförmiger Kupfer-Kristall: