Bagaimana tembaga dibuat

Tembaga terletak di keluarga IB berkala keempat dalam jadual berkala. Ia adalah logam pertama yang digunakan oleh manusia. Tembaga mempunyai ciri-ciri yang sangat baik dan telah digunakan secara meluas dalam bidang perindustrian. Kandungan tembaga dalam kerak bumi adalah kira-kira 0.01%. Secara semula jadi, tembaga kebanyakannya dalam bentuk sebatian. Bijih tembaga biasa adalah kalkopirit (CuFeS2), kalkopirit (Cu2S), malachite (Cu2 (OH) 2CO3), kalkopirit (Cu2O), dan kalkopirit (CuSO4 5H2O).

Di Dinasti Han Barat, rekod "Zeng Qing Zeng besi adalah tembaga" dalam "Huainan Wan Bi Shu" Liu An ditulis dengan maksud meletakkan lembaran besi menjadi larutan sulfat tembaga atau penyelesaian garam tembaga yang lain untuk menggantikan tembaga tunggal. Kaedah ini adalah perintis hidrometalurgi moden. Proses pengeluaran tembaga dalam proses basah juga dipanggil kaedah empedu tembaga. Proses pengeluaran terutamanya termasuk dua langkah, satu adalah tembaga larut, dan besi ditempatkan dalam larutan vitriol. Ion tembaga dalam vitriol disimpan oleh besi untuk dimasukkan ke dalam tembaga tunggal. Kedua adalah untuk mengumpul serbuk tembaga penggantian dan kemudian mencairkannya. Prinsip asas metalurgi tembaga basah adalah untuk menggantikan logam lemah (kecuali K, Ca, Na), yang lebih kuat daripada tembaga. Sebagai contoh, zink atau besi logam ditambah kepada larutan tembaga sulfat, dan tembaga logam boleh diganti. Reaksi utama ialah CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4; CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4.

Orang pertama di dunia tembaga metalurgi basah, Zhang Qian, telah menulis Buku "celup tembaga" digabungkan dengan karya-karya terdahulu dan pengalaman peribadinya. Buku ini menggambarkan penggunaan tembaga yang mengandungi bijih tembaga (atau air pundi hempedu), yang mempunyai kelebihan "kurang kos dan kurang usaha".

Di makmal kimia, kita juga boleh mensimulasikan metalurgi basah. Kawat panjang 20cm diambil dengan kertas pasir untuk memoles cahaya, dan kemudian tembaga sulfat 4ml diambil dalam tiub ujian, dan dawai besi terang ditambahkan ke tiub ujian. Ia boleh diletakkan secara statik. Ia dapat diperhatikan bahawa permukaan dawai itu mempunyai pemendakan logam merah ungu, dan penyelesaian secara beransur-ansur berubah dari biru ke cahaya hijau. Logam merah ungu itu tembaga, dan akhirnya wayar itu dikumpul untuk mengumpul tembaga yang dipancarkan pada permukaan dawai.

Di samping itu, di China kuno, terdapat juga kaedah peleburan tembaga - "peleburan tembaga oleh api." Menurut kajian tekstual, peleburan tembaga di Dinasti Shang terutamanya digunakan malachite dan arang. Proses membuat tembaga dengan oksida tembaga dan reduktor pada suhu tinggi adalah proses membuat tembaga. Reaksi memerlukan suhu tertentu, jadi monomer tembaga boleh dihasilkan dalam keadaan pemanasan, jadi ia dipanggil "tembaga kaedah tembaga".

Telah lama diketahui bahawa Malachite dapat menghasilkan logam merah cerah setelah terbakar. Logam ini adalah tembaga. Komponen malachite utama adalah karbonat tembaga alkali [Cu2 (OH) 2CO3]. Haba karbonat tembaga alkali akan terurai untuk menghasilkan tembaga, air dan karbon dioksida. Karbon atau karbon monoksida reduktif dan boleh mengurangkan oksida tembaga. Reaksi adalah: Cu2 (OH) 2CO3 2CuO + H2O + CO2, C + 2CuO 2Cu + CO2, CO + CuO Cu + CO2.

Di makmal kimia, kita boleh menggunakan peranti yang ditunjukkan di bawah untuk mensimulasikan proses peleburan. Oksida tembaga yang baru diperbuat daripada 10G digiling menjadi serbuk dan dicurahkan ke dalam kuali untuk kering. Arang baru yang terbuat dari 1.5g juga menjadi bubuk dan dituangkan ke dalam kuali untuk kering. Kemudian, serbuk oksida tembaga dan serbuk arang bercampur rata. Instrumen ini diletakkan di bahagian bawah tiub ujian dengan sudu atau slot kertas. Instrumen ini dipasang mengikut angka berikut. Satu hujung tiub kaca dimasukkan ke dalam tiub ujian dengan air limau yang dijernihkan, dan lampu alkohol dengan penutup bukti angin dipanaskan. Apabila air limau yang dijernihkan menjadi mendung, pepejal ungu atau merah kelihatan secara beransur-ansur dalam tiub ujian dan berhenti pemanasan. Selepas tindak balas selesai, ia mula-mula ditarik ke dalam tiub kaca yang mengandungi tiub ujian air kapur yang dijelaskan, dan kemudian lampu alkohol ditarik balik. Akhir sekali, tuangkan serbuk dari tiub ujian ke kertas putih yang bersih dan perhatikan serbuk. Kemudian anda akan mendapati bahawa kertas itu mempunyai pepejal merah ungu, yang tembaga.