النحاس هو معدن ضروري ويستخدم بشكل واسع في العديد من الأشياء في حياتنا اليومية. إنه عنصر كيميائي مهم ويتميز بلونه الأحمر المائل إلى البني. يمكن العثور على النحاس على شكل منصهر أو صفائح أو رقائق ويكون لونه الأخضر في الضوء النافذ. يتكون النحاس في البداية من مجموعة من الأكاسيد التي يتم تلخيصها بواسطة التحليل الكهربائي.
النحاس هو معدن لين جدا، حيث يمكن ثنيه وتشكيله بسهولة كبيرة، ويتفاعل النحاس مع البيئة سواء كان ذلك تفاعلا فيزيائيا أو كيميائيا.
النحاس هو عنصر فلزي يعرف في الجدول الدوري بالرمز (CU)، وعدده الذري للنحاس هو 29. بالنسبة لوزنه الذري، فإنه يكون 63.54. أما كثافة النحاس، فتكون 8.95. ونقطة انصهار النحاس هي 1083 درجة مئوية، ونقطة غليانه تبلغ 2310 درجة مئوية. يكون تكافؤ النحاس واحدا أو اثنين.
يوجد النحاس بطبيعته في عدة أشكال، بما في ذلك الشكل المنفرد والشكل المتحد، ويتم العثور على النحاس المتحد على شكل أكاسيد ويتم تنقيته باستخدام التحليل الكهربائي.
كما ذكرنا سابقا، النحاس هو مادة لينة يمكن تشكيلها بسهولة، كما أنه قابل للطرق، وهو بطيء في التفاعل مع الحوامض المخففة، ويتفاعل بسهولة مع الهواء ليصبح نوعا من أنواع الصدأ المعروف باسم أكسيد النحاس، ويكون لون هذا الصدأ أخضرا، بالإضافة إلى أن هذه المادة سامة.
تاريخ النحاس
يعتبر النحاس من أقدم المعادن التي تم اكتشافها، حيث تم اكتشافه قبل عشرة آلاف عام، واستخدم قبل حوالي ثمانية آلاف عام. يقال أن الرومان كانوا أول من اكتشفوا المعدن واستخدموه في العديد من الصناعات. لذلك، تظهر في العديد من الأفلام الأشياء المصنوعة من النحاس في تلك الفترة مثل الأواني والمقاعد وغيرها. انتشر استخدام النحاس بسبب توافره بكثرة وانخفاض سعره، حيث استخدم النحاس بنفس الشكل الذي يستخدم به الخشب الآن.
النحاس هو أحد أقدم المعادن التي استخدمها الإنسان، ويعتبر ثاني أهم المعادن من حيث الأهمية والفوائد بعد الحديد.
عندما عرف الإنسان خام النحاس الطبيعي قبل عشرة آلاف سنة، كان النحاس يكون في شكل قطع حمراء سواء كانت نقية أو مختلطة بالصخور، وكان يحتوي على العديد من الفقاقيع الهوائية غير صالحة للاستخدام، ولكن سكان حوض الرافدين تغلبوا على هذه المشكلة وزادوا صلابة النحاس عن طريق ضربه بالحجارة، ومن ثم استخدموه في صناعة العديد من الأدوات والأشياء التي يحتاجها الإنسان في حياته اليومية، وهذا منذ حوالي ستة آلاف سنة، ولذلك يعتبر هذا التاريخ بداية العصر الحضاري في تاريخ البشرية.
صفات وخصائص معدن النحاس
للنحاس العديد من الخصائص والصفات المهمة ومنها :
- لون النحاس أصفر يميل إلى الحمرة.
- النحاس جيد التوصيل للحرارة.
- النحاس جيد التوصيل للكهرباء.
- يوجد النحاس في المجموعة الحادية عشر والدورة الرابعة في الجدول الدوري للعناصر.
- النحاس شكلة بلورى.
- صلابة النحاس تتراوح بين 2.5 و 3.
- النحاس يعتبر من المعادن التي يمكن سحبها وتشكيلها.
- النحاس يتأثر جدا بالهواء وبالتالي يصبح قابلا للصدأ.
- يعتبر النحاس من أكثر المعادن التي تكون جيدة في التوصيل للكهرباء بعد الفضة.
- النحاس هو واحد من المعادن التي تقاوم التأثيرات الكيميائية، على الرغم من تأثره بالهواء الرطب.
إستخدامات النحاس فى حياتنا
للنحاس العديد من الإستخدامات فى حياتنا ومنها :
-
إستخدامات النحاس فى الصناعة واللحام :
صناعة اللحام تعتمد بشكل كامل على معدن النحاس وتوجد في معظم ورش الحدادة ومصانع الحديد والصلب. يدل عمق استخدام النحاس في صناعة اللحام على دوره في إعادة إصلاح معظم الآلات الموسيقية عند حدوث ثقوب أو قطع بها. كما يستخدم النحاس بشكل رئيسي في صناعة الأسلحة والآلات الحربية، ويجب توفره لإصلاحها.
-
السبائك التى يدخل فى صناعتها معدن النحاس :
توجد العديد من أنواع السبائك التي يتم استخدام النحاس في صناعتها ومنها:
- في هذه السبائك ، يكون النحاس بنسبة 65.5٪ ، والزنك بنسبة 27٪ ، والنيكل بنسبة حوالي 10٪. تستخدم هذه السبائك كأساس لتغطية أدوات المائدة مثل الملاعق والأطباق والسكاكين بطبقة من الفضة ، وتستخدم أيضا في تطبيق مجوهرات.
- سبيكة البرونز والنحاس والألومنيوم، تتألف هذه السبائك من فلز الألمنيوم بنسبة تتراوح ما بين 5% إلى 12% مع نسب السيليكون والزنك، تتميز هذه السبيكة بمقاومتها القوية للتفاعلات، وتستخدم في مصانع تكرير الملح والمصافي.
- تعتبر سبيكة البرونز من أهم السبائك التي يتم استخدام النحاس في صناعتها، وتتميز هذه السبيكة بصلابتها العالية ومقاومتها العالية للاحتكاك، بالإضافة إلى إمكانية الحفاظ على جودتها لفترة طويلة.
- سبيكة البرونز والقصدير والفسفور.
- سبيكة البرونز والسليكون للمجوهرات.
- سبيكة المرايا المعدنية.
-
النحاس وصناعات الكهرباء :
النحاس يدخل بشكل أساسي في صناعة الكهرباء وخاصة الأسلاك الكهربائية لأنه يوفر توصيلا جيدا للكهرباء وسهل التشكيل ومرن وعازل، ولذلك يستخدم في صناعة الأسلاك الكهربائية. وبالتالي، يعتبر النحاس حلا لمشكلة توصيل الكهرباء عن طريق الاعتماد فقط على الكابلات الكهربائية في عمليات التوليد.
استخدام النحاس في الصناعات الكهربائية يعتبر تطورا كبيرا في توفير كهرباء أفضل، بالإضافة إلى كونه أقل تكلفة من المواد الأخرى التي تؤدي نفس الوظيفة.
-
إستخدامات النحاس فى الأدوات اليومية :
يتم استخدام النحاس في صناعة أواني الطهي بسبب توصيله الجيد للحرارة، وأيضا يستخدم في صناعة الصنابير والمواسير.
كما يستخدم النحاس في صناعة المجوهرات، فإنه أيضا يستخدم مع الذهب في صناعة الحلي الثمينة.
-
يستخدم النحاس فى تحاليل صناعة السكر.
-
النحاس والغذاء :
من الغريب أن النحاس يتواجد في طعام الإنسان، حيث أن النحاس يتواجد في الطعام بمقدار من ٢ إلى ٥ جرامات في اليوم، ويعمل على تحسين إنزيمات الكبد، كما يستفيد العظام من وجود المعدن النحاس في الجسم.
الدول التى يتوافر بها معدن النحاس
النحاس يوجد فى الكثير من الدول ومنها :
- دولة تشيلي، وهي من أكثر الدول إنتاجا لمعدن النحاس في العالم.
- تعتبر الولايات المتحدة الأمريكية ثاني أكبر منتج للنحاس في العالم، وتساويها إندونيسيا.
- أستراليا ثالث أكبر منتج للنحاس.
- بالنسبة للدول التي تعمل على استخلاص النحاس، من بينها كوريا الشمالية وألمانيا.
- اليابان والولايات المتحدة الأمريكية والصين وألمانيا هي بعض الدول المتقدمة التي تستخدم النحاس بشكل كبير.
كيفية الحصول على النحاس الخام
النحاس يتواجد في موقع المنجم عن طريق الجرافات.. وتوجد صخور النحاس على شكل كتل كبيرة.. توضع هذه الصخور على الشاحنات أو عربات السكك الحديدية الموجودة في المناجم.. ينقل النحاس من المناجم إلى المصهرات والمطاحن لمعالجته واستخدامه في العديد من الصناعات المختلفة.
المراجع :