Cobre, Características, Producción, Aleaciones, Compuestos, Historia, Aplicaciones, Papel biológico

El cobre es un elemento químico con el símbolo Cu y número atómico 29 - Es un metal dúctil con muy alta conductividad térmica y eléctrica. El cobre puro es suave y maleable; una superficie recién expuesta tiene un color rojizo-anaranjado. Se utiliza como un conductor de calor y electricidad, un material de construcción, y un constituyente de varias aleaciones de metal.

El metal y sus aleaciones se han utilizado durante miles de años. En la época romana, el cobre se extraía principalmente en Chipre, de ahí el origen del nombre del metal como? Yprium, más tarde acortado a? Uprum. Sus compuestos se encuentran comúnmente en forma de sales de cobre, que con frecuencia imparten colores azul o verde para minerales tales como azurita y turquesa y han sido ampliamente utilizados históricamente como pigmentos. Estructuras arquitectónicas construidas con cobre se corroen dar cardenillo verdes. Arte decorativo ofrece prominente cobre, tanto por sí mismo y como parte de los pigmentos.

El cobre es esencial para todos los organismos vivos como un mineral traza la dieta debido a que es un constituyente clave de la enzima respiratoria complejo citocromo c oxidasa. En los moluscos y los crustáceos de cobre es un componente de la californiana pigmento de la sangre, que se sustituye por la hemoglobina hierro complejado en peces y otros vertebrados. Las principales áreas en las que el cobre se encuentra en los seres humanos son el hígado, el músculo y el hueso. En concentración suficiente, los compuestos de cobre son tóxicos para los organismos superiores y se utilizan como sustancias bacteriostáticos, fungicidas, y conservantes de la madera.

Características

Físico

El cobre, la plata y el oro están en el grupo 11 de la tabla periódica, y comparten ciertas características: tienen un electrón s-orbital en la parte superior de una concha d-electrón llena y se caracterizan por una alta ductilidad y la conductividad eléctrica. El D-conchas llenas de estos elementos no contribuyen mucho a las interacciones interatómicas, que están dominados por el S-electrones a través de enlaces metálicos. Contrariamente a los metales con incompletas d conchas, bonos metálicos en cobre faltan un carácter covalente y son relativamente débiles. Esto explica la baja dureza y alta ductilidad de monocristales de cobre. En la escala macroscópica, la introducción de defectos extendidos a la red cristalina, tales como los límites de grano, impide el flujo del material bajo tensión aplicada que aumenta su dureza. Por esta razón, el cobre se suministra normalmente en una forma policristalina de grano fino, que tiene una mayor resistencia que las formas monocristalinas.

La suavidad de cobre explica en parte su alta conductividad eléctrica y por lo tanto también de alta conductividad térmica, que son el segundo más alto entre los metales puros a temperatura ambiente. Esto es debido a que la resistividad de transporte de electrones en los metales a temperatura ambiente se origina principalmente a partir de la dispersión de los electrones en las vibraciones térmicas de la red, que son relativamente débil por un metal blando. La densidad de corriente máxima admisible de cobre en el aire abierto es aproximadamente 3,1106 A/m2 de área de sección transversal, por encima del cual comienza a calentarse excesivamente. Al igual que con otros metales, si el cobre se pone en contra de otro metal, se producirá corrosión galvánica.

Junto con el cesio y el oro, y el osmio, el cobre es uno de los cuatro metales elementales con un color natural que no sea gris o plata. El cobre puro es de color naranja-rojo y adquiere un deslustre rojizo cuando se expone al aire. El color característico de los resultados de cobre de las transiciones electrónicas entre el 3d llenado y media-cáscaras vacías atómicas 4S - la diferencia de energía entre estos depósitos es tal que corresponde a la luz de color naranja. El mismo mecanismo cuentas para el color amarillo de oro y de cesio.

Químico

El cobre forma una rica variedad de compuestos con estados de oxidación 1 y 2, que a menudo son llamados cuproso y cúprico, respectivamente. No reacciona con agua, pero reacciona lentamente con el oxígeno atmosférico formando una capa de óxido de cobre marrón-negro. En contraste con la oxidación del hierro por el aire húmedo, esta capa de óxido se detiene los adicionales, la corrosión a granel. Una capa verde cardenillo menudo se puede ver en las construcciones antiguas de cobre, como la Estatua de la Libertad, la estatua más grande de cobre del mundo construido con Repouss y persiguiendo. Empaña de cobre cuando expuestos a sulfuros de hidrógeno y otros sulfuros, que reaccionan con él para formar diversos sulfuros de cobre en la superficie. Soluciones de amoniaco que contienen oxígeno dan complejos solubles en agua con cobre, al igual que oxígeno y ácido clorhídrico para formar cloruros de cobre y peróxido de hidrógeno acidificado para formar sales de cobre. Cloruro de cobre y cobre comproportionate para formar cloruro de cobre.

Isótopos

Hay 29 isótopos de cobre. 63Cu y 65Cu son estables, con 63Cu que comprenden aproximadamente el 69% de origen natural de cobre, sino que ambos tienen un giro de 3/2. Los otros isótopos son radiactivos, con el ser 67Cu más estables con una vida media de 61,83 horas. Siete isótopos metaestables se han caracterizado, con 68mCu la más larga vida con una vida media de 3,8 minutos. Los isótopos con un número de masa por encima de 64 por descomposición -, mientras que los que tienen un número de masa por debajo de 64 por caries . 64Cu, que tiene una vida media de 12,7 horas, se desintegra en ambos sentidos.

62Cu y 64Cu tienen aplicaciones importantes. 64Cu es un agente de contraste radiológico para imágenes de rayos X, y complejado con un quelato se puede utilizar para tratar el cáncer. 62Cu se utiliza en 62Cu-PTSM que es un marcador radioactivo para la tomografía por emisión de positrones.

Aparición

El cobre se sintetiza en las estrellas masivas y está presente en la corteza terrestre en una concentración de 50 partes por millón, en el que se produce el cobre nativo o en minerales como el sulfuro de cobre de calcopirita y calcocita, cobre carbonatos azurita y malaquita y el óxido de cobre cuprita mineral. La mayor masa de cobre elemental descubierto pesa 420 toneladas y fue encontrado en 1857 en la península de Keweenaw de Michigan, EE.UU.. Cobre nativo es un policristalino, con el mayor de cristal único descrito medir 4.43.23.2 cm.

Producción

La mayor parte del cobre se extrae o se extrae en forma de sulfuros de cobre de las grandes minas a cielo abierto de yacimientos de pórfidos de cobre que contienen 0,4 a 1,0% de cobre. Algunos ejemplos son Chuquicamata en Chile, Bingham Canyon Mine en Utah, Estados Unidos y El Chino Mine en Nuevo México, Estados Unidos. Según el Servicio Geológico Británico, en 2005, Chile fue el productor de la parte superior de la mina de cobre de al menos un tercio de las acciones del mundo seguido por los Estados Unidos, Indonesia y Perú. El cobre también se puede recuperar a través del proceso de lixiviación in situ. Varios sitios en el estado de Arizona son considerados los principales candidatos para este método. La cantidad de cobre en uso es cada vez mayor y la cantidad disponible es apenas suficiente para permitir a todos los países a alcanzar los niveles de países desarrollados de uso.

Reservas

El cobre ha estado en uso por lo menos 10.000 años, pero más del 96% de todo el cobre cada vez extraído y fundido se ha extraído desde 1900, y más de la mitad se extrae sólo en los últimos 24 años. Al igual que con muchos recursos naturales, la cantidad total de cobre en la Tierra es inmensa. Sin embargo, sólo una pequeña fracción de estas reservas es económicamente viable, teniendo en cuenta los precios y las tecnologías de hoy en día. Varias estimaciones de las reservas de cobre existentes para la minería varían desde 25 años hasta 60 años, dependiendo de los supuestos básicos, tales como la tasa de crecimiento. El reciclaje es una importante fuente de cobre en el mundo moderno. Debido a estos y otros factores, el futuro de la producción de cobre y la oferta es objeto de mucho debate, incluido el concepto de cobre Peak, análogo al pico del petróleo.

El precio del cobre ha sido históricamente inestable, y se quintuplicó desde el mínimo de 60 años de EE.UU. $ 0.60/lb en junio de 1999 a EE.UU. $ 3.75 por libra en mayo de 2006 - Se redujo a EE.UU. $ 2.40/lb en febrero de 2007, luego se recuperó a EE.UU. $ 3.50/lb en abril de 2007. En febrero de 2009, el debilitamiento de la demanda mundial y una fuerte caída de los precios de las materias primas desde los máximos del año anterior dejó el precio del cobre a EE.UU. $ 1.51/lb.

Métodos

La concentración de cobre en las medias menas sólo 0,6%, y la mayoría de los minerales de sulfuros son comerciales, especialmente calcopirita y en un grado menor calcosina. Estos minerales se concentran a partir de minerales triturados al nivel de 10-15% de cobre por flotación de espuma o de biolixiviación. Calentamiento este material con sílice en fundición flash elimina gran parte del hierro como escoria. El proceso explota la mayor facilidad de conversión de sulfuros de hierro en sus óxidos, que a su vez reaccionan con la sílice para formar la escoria de silicato, que flota en la parte superior de la masa calentada. La mata de cobre resultante consiste en Cu2S se tuesta y luego convertir los sulfuros en óxidos:

 2 Cu2S 3 O2? 2 Cu2O 2 SO2

El óxido de cobre se convierte en cobre blister después del calentamiento:

 2 Cu2O? 4 Cu O2

El proceso de mate Sudbury convierte sólo la mitad del sulfuro a óxido y luego se usa este óxido para eliminar el resto del azufre como óxido. Fue entonces electrolíticamente refinado y el lodo del ánodo explotado para el platino y el oro que contenía. Este paso aprovecha la relativa facilidad de reducción de óxidos de cobre a cobre metálico. El gas natural es soplado a través de la ampolla para eliminar la mayor parte del oxígeno restante y electrorrefinado se realiza en el material resultante para producir cobre puro:

 Cu2 2 e-? Cu

Reciclaje

Cobre, como el aluminio, es 100% reciclable sin pérdida de calidad, ya sea en estado crudo o contenida en un producto manufacturado. En volumen, el cobre es el tercer metal más reciclado después del hierro y el aluminio. Se estima que el 80% del cobre extraído nunca todavía está en uso hoy en día. De acuerdo con las existencias de metales del Grupo Internacional de Recursos en el informe la Sociedad, las acciones per cápita mundial de cobre en uso en la sociedad es de 35 a 55 kg. Mucho de esto es en los países más desarrollados y no en países menos desarrollados.

El proceso de reciclaje de cobre sigue más o menos los mismos pasos que se utiliza para extraer cobre, pero requiere menos pasos. Chatarra de cobre de alta pureza se funde en un horno y luego se reduce y echado en tochos y lingotes, chatarra de baja pureza se refina mediante electrodeposición en un baño de ácido sulfúrico.

Aleaciones

Existen numerosas aleaciones de cobre, muchos de ellos con importantes usos. El latón es una aleación de cobre y zinc. Bronce por lo general se refiere a aleaciones de cobre-estaño, pero puede referirse a cualquier aleación de cobre, tal como bronce de aluminio. El cobre es uno de los constituyentes más importantes de quilates plata y las aleaciones de oro y soldaduras quilates utilizados en la industria de la joyería, modificando el punto de las aleaciones resultantes color, dureza y punto de fusión.

La aleación de cobre y níquel, llamado cuproníquel, se utiliza en las monedas de baja denominación, a menudo para el revestimiento exterior. Los EE.UU. 5-ciento moneda llamada níquel se compone de 75% de cobre y 25% de níquel y tiene una composición homogénea. El 90% copper/10% aleación de níquel es notable por su resistencia a la corrosión y se utiliza en diversas partes siendo expuestos al agua de mar. Las aleaciones de cobre con aluminio tienen un agradable color dorado y se utilizan en la decoración. Algunas soldaduras libres de plomo consisten de estaño aleado con una pequeña proporción de cobre y otros metales.

Compuestos

Compuestos binarios

En cuanto a otros elementos, los compuestos más simples de cobre son compuestos binarios, es decir, los que contienen sólo dos elementos. Los principales son los óxidos, sulfuros y haluros. Ambos son conocidos óxidos cuproso y cúprico. Entre los numerosos sulfuros de cobre, ejemplos importantes incluyen sulfuro de cobre y sulfuro de cobre.

Se conocen los haluros cuprosos con cloro, bromo, y yodo, como son los haluros cúpricos con flúor, cloro, y bromo. Los intentos de preparar yoduro de cobre dan yoduro cuproso y yodo.

 2 Cu2 I-4? 2 CuI I2

Química de Coordinación

El cobre, al igual que todos los metales, forma complejos de coordinación con ligandos. En solución acuosa, existe cobre como 2 . Este complejo presenta la tasa de intercambio de agua más rápido para cualquier transición compleja acuo metal. Adición de hidróxido de sodio provoca la precipitación de hidróxido de cobre sólido de color azul claro. Una ecuación simplificada es:

 Cu2 2 OH-? Cu2

Resultados de amoníaco acuoso en el mismo precipitado. Tras la adición de exceso de amoniaco, el precipitado se disuelve, formando tetraamminecopper:

 Cu42 4 NH3? 2 2 H2O 2 OH-

Muchos otros oxianiones forman complejos, que incluyen acetato de cobre, nitrato de cobre, y carbonato de cobre. El sulfato de cobre pentahidratado forma un cristalino de color azul, que es el compuesto de cobre más familiar en el laboratorio. Se utiliza en un fungicida llamado la mezcla de Burdeos.

Los polioles, compuestos que contienen más de un grupo funcional alcohol, por lo general interactúan con sales cúpricas. Por ejemplo, las sales de cobre se utilizan para la prueba de azúcares reductores. Específicamente, el uso de reactivo de Benedict y la solución de Fehling la presencia del azúcar se indica mediante un cambio de color de azul a rojo Cu óxido de cobre. Reactivo de Schweizer y complejos relacionados con etilendiamina y otras aminas se disuelven celulosa. Los aminoácidos forman complejos de quelatos muy estables con cobre. Existen muchas pruebas de química húmeda para los iones de cobre, uno que implica ferrocianuro de potasio, lo que da un precipitado de color marrón con sales de cobre.

Organocobre química

Los compuestos que contienen un enlace carbono-cobre son conocidos como compuestos de organocobre. Ellos son muy reactivos hacia el oxígeno para formar óxido de cobre y tienen muchos usos en la química. Se sintetizan mediante el tratamiento de compuestos de cobre con reactivos de Grignard, alquinos terminales o reactivos de organolitio, en particular, la última reacción descrita produce un reactivo de Gilman. Estos pueden someterse a sustitución con haluros de alquilo para formar productos de acoplamiento y, como tal, son importantes en el campo de la síntesis orgánica. Acetiluro de cobre es altamente sensible a los golpes, pero es un intermediario en reacciones tales como el acoplamiento Cadiot-Chodkiewicz y el acoplamiento de Sonogashira. Conjugar Además de enonas y carbocupration de alquinos también se puede lograr con compuestos de organocobre. Cobre forma una variedad de complejos débiles con alquenos y monóxido de carbono, especialmente en la presencia de ligandos de amina.

Cobre y

El cobre se encuentra más característico de los óxidos. Un ejemplo sencillo es cuprate potasio, KCuO2, un sólido azul-negro. Los mejores compuestos de cobre estudiados son los superconductores cupratos. Itrio óxido de cobre, bario consiste tanto Cu y centros de Cu. Al igual que el óxido, el fluoruro es un anión altamente básica y es conocido para estabilizar los iones metálicos en los estados de oxidación altos. En efecto, se sabe que ambos fluoruros de cobre de cobre e incluso, K3CuF6 y Cs2CuF6, respectivamente.

Algunas proteínas de cobre forman complejos oxo, que también cuentan con el cobre. Con di-y tripéptidos, complejos de cobre de color púrpura se estabilizan por los ligandos amida desprotonados.

Los complejos de cobre se observan también como intermedios en reacciones de compuestos de organocobre.

Historia

Edad del Cobre

El cobre se produce naturalmente como el cobre nativo y era conocido por algunas de las civilizaciones más antiguas de la historia. Tiene un historial de uso de por lo menos 10.000 años de antigüedad, y las estimaciones de su descubrimiento ponerla al 9000 antes de Cristo en el Medio Oriente, un colgante de cobre se encuentra en el norte de Irak, que se remonta a 8700 aC. Hay pruebas de que el oro y hierro meteórica fueron los únicos metales utilizados por los seres humanos antes de cobre. Se cree que la historia de la metalurgia del cobre que ha seguido la siguiente secuencia: 1) el trabajo en frío de cobre nativo, 2) de recocido, 3) la fundición, y 4) el método de la cera perdida. En el sureste de Anatolia, los cuatro de estas técnicas metalúrgicas aparece más o menos simultáneamente a principios del Neolítico c. 7500 antes de Cristo. Sin embargo, al igual que la agricultura se inventó de forma independiente en varias partes de la fundición de cobre del mundo fue inventado a nivel local en varios lugares diferentes. Probablemente fue descubierto independientemente en China antes de 2800 aC, en Centroamérica tal vez alrededor del año 600 dC, y en África Occidental hacia el siglo noveno o décimo AD. Bastidor de inversión fue inventado en 4500-4000 antes de Cristo en el sudeste asiático y la datación por carbono ha establecido la minería en Alderley Edge, en Cheshire, Reino Unido, en 2280 a 1890 antes de Cristo. tzi el Hombre de Hielo, un hombre que data del 3300-3200 aC, se encontró con un hacha con cabeza de cobre 99.7% puro, altos niveles de arsénico en el cabello sugieren su participación en la fundición de cobre. La experiencia con el cobre ha ayudado al desarrollo de otros metales, en particular, la fundición del cobre llevó al descubrimiento de la fundición de hierro. La producción en el Complejo de cobre antigua en Michigan y Wisconsin está fechado entre 6000 y 3000 antes de Cristo. Bronce natural, un tipo de cobre a partir de minerales ricos en silicio, arsénico y estaño, entró en uso general en los Balcanes alrededor de 5500 aC. Anteriormente, la única herramienta de cobre había sido el punzón, que se utiliza para la perforación de agujeros en cuero y sacarles peg-agujeros para unir madera. Sin embargo, la introducción de una forma más sólida de cobre llevó al uso generalizado, y la producción a gran escala de herramientas de metales pesados, como hachas, azuelas y hachas azuelas.

Edad de Bronce

Aleación de cobre con estaño para hacer bronce se practicó por primera vez alrededor de 4000 años después del descubrimiento de la fundición de cobre, y cerca de 2000 años después de "bronceado natural" entró en uso general. Artefactos de bronce de las ciudades sumerias y artefactos egipcios de cobre y aleaciones de bronce fecha de 3000 aC. La Edad del Bronce se inició en el sureste de Europa en torno a 3700-3300 aC, en el noroeste de Europa, alrededor de 2500 aC. Se terminó con el inicio de la Edad del Hierro, 2000-1000 aC en el Cercano Oriente, el año 600 aC en el norte de Europa. La transición entre el Neolítico y la Edad de Bronce fue antiguamente llamado el Calcolítico, con herramientas de cobre que se utilizan con herramientas de piedra. Este término se ha reducido gradualmente en desuso debido a que en algunas partes del mundo la Calcholithic y el Neolítico son colindantes en ambos extremos. Latón, una aleación de cobre y zinc, es de origen mucho más reciente. Se sabe que los griegos, pero se convirtió en un complemento importante al bronce durante el Imperio Romano.

Antigüedad y Edad Media

En Grecia, el cobre era conocido por el nombre de chalkos. Es un recurso importante para los romanos, griegos y otros pueblos de la antigüedad. En la época romana, se le conocía como aes Cyprium, aes es el término latino genérico para las aleaciones de cobre y Cyprium de Chipre, donde se extraía gran parte de cobre. La frase se ha simplificado a Cuprum, por lo tanto el cobre Inglés. Afrodita y Venus representaban cobre en la mitología y la alquimia, por su belleza brillante, su antiguo uso en la producción de espejos, y su asociación con Chipre, que estaba consagrado a la diosa. Los siete cuerpos celestes conocidos en la antigüedad estuvieron asociados con los siete metales conocidos en la antigüedad, y Venus se asignó al cobre.

Primer uso británico de bronce ocurrió alrededor del siglo tercero a segundo antes de Cristo. En América del Norte, la minería del cobre se inició con trabajos marginales por los nativos americanos. Cobre nativo se sabe que se han extraído de sitios en Isle Royale con herramientas primitivas de piedra entre 800 y 1600. Metalurgia del cobre estaba floreciendo en América del Sur, particularmente en Perú alrededor del año 1000, se procedió a un ritmo mucho más lento en otros continentes. Cobre ornamentales funerarios del siglo 15 han sido descubiertos, pero la producción comercial de metales no comenzó hasta el siglo 20.

El papel cultural del cobre ha sido importante, sobre todo en divisas. Romanos en el 6 al tercero aC utilizados trozos de cobre como dinero. Al principio, el propio cobre fue valorado, pero poco a poco la forma y el aspecto de cobre llegó a ser más importante. Julio César tenía sus propias monedas hechas de latón, mientras que las monedas de Octavio Augusto César fueron hechas de aleaciones de Cu-Pb-Sn. Con una producción anual estimada de unas 15.000 t, las actividades de minería y fundición de cobre romanos llegaron a una escala sin igual hasta la época de la Revolución Industrial, las provincias minadas mayor intensidad fueron las de Hispania, Chipre y en Europa Central.

Las puertas del Templo de Jerusalén utilizaron bronce corintio hecha por dorado por oxidación. Fue más frecuente en Alejandría, donde se cree que la alquimia de haber comenzado. En la antigua India, el cobre se utiliza en la medicina holística ciencia Ayurveda para instrumentos quirúrgicos y otros equipos médicos. Los antiguos egipcios usaban el cobre para esterilizar heridas y agua potable, y más tarde para los dolores de cabeza, quemaduras y picazón. La batería de Bagdad, con cilindros de cobre soldadas con plomo, se remonta al 248 aC a 226 dC y se asemeja a una pila galvánica, llevando a la gente a creer que se trataba de la primera batería, el reclamo no ha sido verificado.

Edad Moderna

La Gran Montaña de Cobre fue una mina en Falun, Suecia, que operó desde el siglo 10 hasta 1992 - se produjo dos terceras partes de la demanda de cobre de Europa en el siglo 17 y ayudó a financiar muchas de las guerras de Suecia durante ese tiempo. Fue conocido como el tesoro de la nación, Suecia tenía una moneda respaldada por el cobre.

Los usos del cobre en el arte no se limita a la moneda: fue utilizado por los escultores del Renacimiento, en la tecnología fotográfica conocida como el daguerrotipo, y la Estatua de la Libertad. Aleación de cobre y cobre revestimiento para cascos de los buques fue generalizada, y los barcos de Cristóbal Colón fueron de los primeros en tener esta característica. La Norddeutsche Affinerie en Hamburgo fue la primera planta de galvanoplastia moderna a partir de su producción en 1876. El científico alemán Gottfried Osann inventó la metalurgia en polvo en 1830, mientras que la determinación de la masa atómica de los metales, en torno a continuación, se descubrió que la cantidad y el tipo de elemento de aleación de cobre afectarían tonos de timbre. La fusión flash fue desarrollada por Outokumpu de Finlandia y aplicado por primera vez en Harjavalta en 1949, las cuentas de proceso de la eficiencia energética para el 50% de la producción de cobre primario mundos.

El Consejo Intergubernamental de Países Exportadores de Cobre, formada en 1967 con Chile, Perú, Zaire y Zambia, jugó un papel similar para el cobre como lo hace la OPEP de petróleo. Nunca logró la misma influencia, sobre todo porque el segundo mayor productor, los Estados Unidos, nunca fue miembro, sino que se disolvió en 1988.

Aplicaciones

Las principales aplicaciones del cobre están en cables eléctricos, techos y plomería y maquinaria industrial. El cobre se utiliza sobre todo como un metal, pero cuando se requiere una dureza más alta se combina con otros elementos para hacer una aleación tal como latón y bronce. Una pequeña parte de suministro de cobre se utiliza en la producción de compuestos para los suplementos nutricionales y fungicidas en la agricultura. Mecanizado de cobre es posible, aunque por lo general es necesario el uso de una aleación para piezas complejas para obtener buenas características de maquinabilidad.

Alambre y cable

A pesar de la competencia de otros materiales, el cobre sigue siendo el conductor eléctrico preferido en casi todas las categorías de cableado eléctrico con la importante excepción de transmisión de energía eléctrica aérea, donde se prefiere a menudo de aluminio. El alambre de cobre se utiliza en la generación de energía, transmisión de energía, distribución de energía, las telecomunicaciones, la electrónica de circuitos, y un sinnúmero de tipos de equipo eléctrico. El cableado eléctrico es el mercado más importante para la industria del cobre. Esto incluye la construcción de alambre, cable de comunicación, cable de distribución de energía, cable de aparato, cable automotriz y cable y alambre magneto. Aproximadamente la mitad de todo el cobre extraído se utiliza para la fabricación de cables eléctricos y cables conductores. Muchos dispositivos eléctricos se basan en el cableado de cobre debido a su multitud de propiedades beneficiosas inherentes, tales como su alta conductividad eléctrica, resistencia a la tracción, ductilidad, resistencia a la fluencia, resistencia a la corrosión, la expansión térmica baja, alta conductividad térmica, soldabilidad, y facilidad de instalación.

Electrónica y dispositivos relacionados

Los circuitos integrados y placas de circuitos impresos disponen cada vez más de cobre en lugar de aluminio debido a su superior conductividad eléctrica; disipadores de calor e intercambiadores de calor utilizar cobre como resultado de su superior capacidad de disipación de calor de aluminio. Electroimanes, tubos de vacío, tubos de rayos catódicos, y magnetrones en hornos de microondas utilizan cobre, al igual que las guías de onda de la radiación de microondas.

Los motores eléctricos

Reviste con cobre mayor conductividad frente a otros materiales metálicos mejora la eficiencia energética de los motores eléctricos. Esto es importante porque los motores y los sistemas accionados por motor representan el 43% -46% del consumo mundial de electricidad y el 69% de toda la electricidad utilizada por la industria. El aumento de la masa y la sección transversal de cobre en una bobina aumenta la eficiencia de la energía eléctrica del motor. Rotor de motor de cobre, una nueva tecnología diseñada para aplicaciones de motor donde el ahorro de energía son objetivos de diseño principales, están permitiendo que los motores de inducción de uso general para cumplir y exceder los estándares de eficiencia National Electrical Manufacturers Association premium.

Arquitectura

El cobre ha sido utilizado desde tiempos antiguos como un durable, resistente a la corrosión, y material arquitectónico intemperie. Techos, tapajuntas, canaletas de lluvia, bajantes, cúpulas, torres, bóvedas, y las puertas se han hecho a partir de cobre durante cientos o miles de años. Coppers uso arquitectónico se ha ampliado en los tiempos modernos para incluir interior y revestimiento de paredes exteriores, construcción de juntas de dilatación, radiofrecuencia blindaje, y los productos de interior antimicrobianos, tales como barandillas atractivas, accesorios de baño, y los mostradores. Algunos de cobres otros beneficios importantes como material arquitectónico incluyen su movimiento bajo térmica, peso ligero, protección contra rayos, y su reciclabilidad.

Los metales distintivo pátina verde natural durante mucho tiempo ha sido codiciado por los arquitectos y diseñadores. La pátina final es una capa especialmente duradero que es altamente resistente a la corrosión atmosférica, protegiendo de esta manera el metal subyacente contra la intemperie más. Puede ser una mezcla de compuestos de carbonato y sulfato en diversas cantidades, dependiendo de las condiciones ambientales tales como la lluvia ácida que contiene azufre. Cobre arquitectónico y sus aleaciones pueden ser "terminado" para emprender una mirada particular, sentir y/o color. Los acabados incluyen tratamientos mecánicos superficiales, colorantes químicos y recubrimientos.

El cobre tiene excelentes propiedades de soldadura fuerte y soldadura y se puede soldar; los mejores resultados se obtienen con la soldadura por arco metálico con gas.

Aplicaciones Antibiofouling

 Artículos principales: aleaciones de cobre en acuicultura y revestimiento de cobre

El cobre ha sido utilizado como una superficie biostático para alinear las piezas de naves para proteger contra los percebes y mejillones. Originalmente fue utilizado puro, pero desde entonces ha sido reemplazado por Muntz metal. Las bacterias no crecen en una superficie de cobre, ya que es biostático. Del mismo modo, como se discute en las aleaciones de cobre en la acuicultura, las aleaciones de cobre se han convertido en materiales de red importantes en la industria de la acuicultura, debido a el hecho de que son antimicrobianos y prevenir la contaminación biológica, incluso en condiciones extremas y tienen fuertes propiedades estructurales y resistente a la corrosión en ambientes marinos.

Aplicaciones antimicrobianos

 Artículos principales: propiedades antimicrobianas del cobre y de las superficies de contacto de cobre y aleación de antimicrobianos

Numerosos estudios de eficacia de los antimicrobianos se han realizado en los últimos 10 años en relación con los peroles eficacia para destruir una amplia gama de bacterias, así como virus de influenza A, adenovirus, y hongos.

Superficies de contacto de cobre de aleación tienen propiedades intrínsecas naturales para destruir una amplia gama de microorganismos. Unos 355 aleaciones de cobre fueron probados para matar a más del 99,9% de bacterias causantes de enfermedades en sólo dos horas cuando se limpian con regularidad. La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos ha aprobado los registros de estas aleaciones de cobre como "materiales antimicrobianos con beneficios para la salud pública", que permite a los fabricantes a hacer legalmente demandas en cuanto a los positivos beneficios para la salud pública de los productos elaborados con aleaciones de cobre antimicrobiano registrados. Además, la EPA ha aprobado una larga lista de productos de cobre antimicrobiano hechos de estas aleaciones, tales como barandillas, pasamanos, mesas de más camas, lavabos, grifos, pomos de puerta, hardware de aseo, teclados de computadoras, equipo de gimnasio, carro de compras se encarga de , etc. Pomos de cobre se usan en los hospitales para reducir la transmisión de la enfermedad y la enfermedad del legionario es suprimida por la tubería de cobre en los sistemas de tuberías. Productos de aleaciones de cobre antimicrobiano están siendo instalados en centros de salud en el Reino Unido, Irlanda, Japón, Corea, Francia, Dinamarca y Brasil y en el sistema de transporte subterráneo en Santiago, Chile, donde se instalarán barandillas de aleación de cobre y zinc en un 30 por estaciones entre 2011-2014.

Otros usos

Los compuestos de cobre en forma líquida se utilizan como un conservante de la madera, en particular en el tratamiento de parte de las estructuras originales durante la restauración de daños debido a la podredumbre seca. Junto con el zinc, cables de cobre pueden ser colocadas sobre los materiales de techo no conductores para evitar el crecimiento de musgo. Fibras textiles utilizan cobre para crear tejidos de protección antimicrobiana, al igual que los esmaltes cerámicos, las vidrieras y los instrumentos musicales. Electrochapado comúnmente utiliza el cobre como base para otros metales tales como el níquel.

El cobre es uno de los tres metales, junto con el plomo y plata, que se utiliza en un procedimiento de ensayo de materiales museo llamado la prueba Oddy. En este procedimiento, el cobre se utiliza para detectar cloruros, óxidos, y compuestos de azufre.

El cobre también se encuentra comúnmente en la joyería, y el folclore dice que las pulseras de cobre aliviar los síntomas de artritis, aunque se ha demostrado que es incorrecta.

Óxido de cobre y carbonato se utiliza en la fabricación de vidrio y esmaltes cerámicos para impartir colores verde y marrón.

Papel biológico

El cobre tienen diversas funciones en el transporte de electrones biológica y el transporte de oxígeno, los procesos que aprovechan la fácil interconversión de Cu y Cu. El papel biológico para el cobre se inició con la aparición del oxígeno en la atmósfera de la tierra. La californiana proteína es el portador de oxígeno en la mayoría de los moluscos y algunos artrópodos, como el cangrejo herradura. Debido a hemocianina es azul, estos organismos tienen sangre azul, no la sangre rojo que se encuentra en los organismos que se basan en la hemoglobina para este propósito. Estructuralmente relacionado con hemocianina son las lacasas y tirosinasas. En lugar de la unión reversible de oxígeno, estas proteínas sustratos hidroxilato, ilustrados por su papel en la formación de lacas.

El cobre también es un componente de otras proteínas asociadas con el procesamiento de oxígeno. En citocromo c oxidasa, que es necesario para la respiración aeróbica, cobre y hierro cooperar en la reducción de oxígeno. El cobre también se encuentra en muchos superóxido dismutasas, proteínas que catalizan la descomposición de superóxidos, mediante la conversión a peróxido de oxígeno e hidrógeno:

 2 HO2? H2O2 O2

Varias proteínas de cobre, tales como las "proteínas azules de cobre", no interactúan directamente con los sustratos, por lo que no son enzimas. Estas proteínas retransmiten electrones por el proceso llamado de transferencia de electrones.

Las necesidades dietéticas

El cobre es un elemento traza esencial en las plantas y los animales, pero no algunos microorganismos. El cuerpo humano contiene cobre a un nivel de aproximadamente 1,4 a 2,1 mg por kg de masa corporal. Dicho de otra manera, la dosis diaria recomendada de cobre en adultos sanos normales se cita a 0,97 mg/día y como 3,0 mg/día. El cobre se absorbe en el intestino, a continuación, transportado al hígado unida a la albúmina. Después de procesar en el hígado, el cobre se distribuye a otros tejidos en una segunda fase. Transporte de cobre aquí implica la ceruloplasmina proteína, que lleva la mayoría de cobre en la sangre. Ceruloplasmina también lleva el cobre que se excreta en la leche, y está particularmente bien absorbido como una fuente de cobre. El cobre en el cuerpo normalmente se somete a la circulación enterohepática, y el cuerpo es capaz de excretar algún exceso de cobre, si es necesario, a través de la bilis, que lleva algo de cobre fuera del hígado que no está entonces reabsorbido por el intestino.

Trastornos a base de cobre

Debido a su función de facilitar la absorción de hierro, la deficiencia de cobre puede producir síntomas como anemia, neutropenia, alteraciones óseas, hipopigmentación, problemas de crecimiento, aumento de la incidencia de infecciones, osteoporosis, hipertiroidismo, y anormalidades en la glucosa y el metabolismo del colesterol. Por el contrario, la enfermedad de Wilson provoca una acumulación de cobre en los tejidos del cuerpo.

La deficiencia severa se puede encontrar mediante el análisis de los niveles séricos de cobre, ceruloplasmina baja, y los niveles de superóxido bajos de glóbulos rojos o plasma bajo superóxido, los cuales no son sensibles a la condición marginal de cobre. La "actividad de la oxidasa del citocromo c de leucocitos y plaquetas" ha sido expresada como otro factor en la deficiencia, pero los resultados no han sido confirmados por la replicación.

Cantidades de gramos de diferentes sales de cobre se han tomado en los intentos de suicidio y producido toxicidad de cobre aguda en los seres humanos, posiblemente debido al ciclo redox y la generación de especies reactivas de oxígeno que dañan el ADN. Correspondientes cantidades de sales de cobre son tóxicos en los animales. Un valor mínimo de la dieta para el crecimiento saludable en conejos ha sido informado de que al menos 3 ppm en la dieta. Sin embargo, concentraciones más altas de cobre en la dieta de los conejos pueden influir favorablemente en la eficiencia de la conversión de alimento, las tasas de crecimiento, y los porcentajes de aderezo de la canal.

Toxicidad de cobre crónica no se produce normalmente en seres humanos debido a los sistemas de transporte que regulan la absorción y la excreción. Mutaciones recesivas autosómicas en las proteínas de transporte de cobre pueden desactivar estos sistemas, que conduce a la enfermedad de Wilson con la acumulación de cobre y cirrosis del hígado en personas que han heredado dos genes defectuosos.